[發明專利]一種間隙自動補償型水下旋轉伺服閥

在審

• 申請號: 202010840103.4
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112065794A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 吳德發;王希;馬云祥;劉銀水;王振耀;王聚財;程謙;關子威
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F15B20/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍;李智

本發明公開一種間隙自動補償型水下旋轉伺服閥，屬于伺服閥領域。包括：下端蓋、閥體、閥芯、碟簧、推力球軸承、壓蓋、上端蓋和旋轉執行機構；下端蓋小端上均勻分布四種油口，大端與閥體底端固定連接；閥體與閥芯間隙配合，閥體上端與上端蓋固定連接；閥芯粗端上均勻分布四種油口，與下端蓋上油口對應；閥芯粗端上具有環形凹槽，用于安裝碟簧；閥芯細端與旋轉執行機構輸出軸間隙配合；碟簧與上端蓋之間裝有推力球軸承和壓蓋；壓蓋與推力球軸承、推力球軸承與碟簧緊密接觸，碟簧與閥芯之間形成預壓力，使得閥芯與下端蓋小端緊密結合，補償兩者的間隙；下端蓋和閥體之間、閥體和壓蓋之間、閥體和上端蓋之間形成靜密封，閥芯與壓蓋之間形成動密封。

技術領域

本發明屬于伺服閥領域，更具體地，涉及一種間隙自動補償型水下旋轉伺服閥。

背景技術

常用的伺服閥有噴嘴擋板式伺服閥、射流管式伺服閥等。噴嘴擋板式伺服閥與射流管式伺服閥都屬于先導式伺服閥，其功率級均為滑閥結構。滑閥結構簡單，但是其抗污染能力較差，當污染顆粒進入到滑閥的間隙中時，極易造成閥芯(20)的卡死現象。滑閥的密封形式為間隙配合密封，會存在一定的泄漏，難以實現可靠的密封，當采用海水為工作介質時，水中的懸沙以及水本身的低粘度特性會使得卡死現象與泄漏現象更加明顯。

現有伺服閥多用于陸地上的液壓伺服系統，在深海環境下，伺服閥要實現正常的工作，那么就必須保證伺服閥的電驅動部分具有耐高壓以及良好的密封特性。隨著海水深度不斷改變，環境壓力也在不斷改變，采用不同耐高壓材料的方式實現伺服閥電驅動部分的設計需要耗費大量材料，而且隨著海深的變化，材料也需要做出相應的改變，因此伺服閥的電驅動部分需要對深海壓力做出自適應補償。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提供了一種間隙自動補償型水下旋轉伺服閥，其目的在于實現伺服閥在任何深度以及采用海水為工作介質時，均能精確地實現伺服系統的流量控制，不會出現閥芯卡死現象以及泄漏現象，同時解決了深海高壓環境對伺服閥驅動部分的影響。

為實現上述目的，本發明提供了一種間隙自動補償型水下旋轉伺服閥，所述水下旋轉伺服閥包括：下端蓋、閥體、閥芯、碟簧、推力球軸承、壓蓋、上端蓋和旋轉執行機構；

下端蓋的小端上均勻分布油口A、B、P、T，下端蓋的大端與閥體底端固定連接；

閥體與閥芯間隙配合，閥體的頂端與上端蓋固定連接；

閥芯的粗端上均勻分布油口A、B、P、T，并與下端蓋上的四個油口對應，使得當伺服閥處于零位時，油口A、B、P、T相互隔離，當閥芯逆時針旋轉時，油口P與A連通，油口B與T連通，當閥芯順時針旋轉時，油口P與B連通，油口A與T連通；閥芯的粗端上具有環形凹槽，用于安裝碟簧；閥芯的細端與旋轉執行機構的輸出軸間隙配合；碟簧與上端蓋之間裝有推力球軸承和壓蓋；

壓蓋與推力球軸承緊密接觸，推力球軸承與碟簧緊密接觸，碟簧與閥芯之間形成預壓力，使得閥芯與下端蓋的小端緊密結合，補償了閥芯與下端蓋之間的配合間隙；

下端蓋和閥體之間形成靜密封，閥體和壓蓋之間形成靜密封，閥體和上端蓋之間形成靜密封，閥芯與壓蓋之間形成動密封。

優選地，旋轉執行結構包括：減速器、電機、電機封裝殼體、旋轉變壓器、電機封裝端蓋、水密接插件和充油接口；電機前端與減速器固連，電機后端與旋轉變壓器固連；電機、減速器以及旋轉變壓器整體裝入電機封裝殼體中，減速器前端具有螺紋孔，通過螺釘與上端蓋小端固定；電機封裝端蓋通過螺釘與電機封裝殼體固定；水密接插件與電機封裝端蓋螺紋連接，安裝于電機封裝端蓋上端；充油接口與電機封裝端蓋螺紋連接，安裝于電機封裝端蓋上端，用于往封裝殼體里面注油，并與外部的壓力平衡器相連，從而保證電機內壓力與外部環境壓力一致，并且隨著海深的改變實現對深海壓力的自適應補償。

優選地，閥體的內腔為圓柱形臺階孔，分為底端段和密封段。

優選地，閥芯的粗端與閥體內腔圓柱面之間形成環形配合間隙。