CN105135027B - 一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀 - Google Patents
一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀,是由电动阀功能组件和电子控制单元集装构成;电动阀功能组件中的微型电机与阀芯构成微型丝杠/进给螺母机构,使电机轴的旋转运动转化为阀芯的轴向移动,以阀芯移动在阀套上轴向通孔中不同的轴向位置上实现滑阀的开启与关断的切换。本发明充分发挥了电磁直动开关型滑阀的特点,同时最大限度避免工作温度、流体液动力、阀芯运动时的卡紧力和摩擦力、零部件加工制造精度、油液污染和零部件变形等对阀性能的影响,使直动开关型滑阀的性能更加可靠。
Description
技术领域
本发明属于流体控制执行元件,具体涉及一种采用微型电机驱动、将用于流体开关型控制的功能组件与电子控制单元组装为一体的电控滑阀系统。
背景技术
阀是流体系统中重要的执行器件。阀的种类繁多、功能各异,在现代机电液一体化控制系统中,开关型滑阀是应用最为广泛的一类流体控制器件,在流体控制过程中,主要利用其开关功能实现对流体通道的通/断控制、对流体流动方向的控制、对继动元件的先导控制和其它执行元件的逻辑控制等,其中电磁驱动的开关型滑阀,即电磁开关型滑阀,又是各类开关阀中使用最多的一类自动化控制基础元件。电磁开关型滑阀又可分为电磁先导开关型滑阀和电磁直动开关型滑阀两大类。电磁先导开关型滑阀主要作为功率放大元件使用,用于对流体系统中的其它执行元件进行控制进而实现对大功率流体通道的通/断控制,而电磁直动开关型滑阀则直接接入需要控制的流体通道中对流体进行通/断控制。电磁直动开关型滑阀的基本结构主要包括电磁驱动元件和通/断功能实现元件两大组成部分;电磁驱动元件一般有电磁铁、动铁芯和复位弹簧,对电磁铁的线圈供电可使其产生电磁力进而驱动动铁芯产生位移,停止对电磁铁的线圈供电则消除其电磁力,可使动铁芯在复位弹簧的作用下回位;通/断功能实现元件主要由阀套和阀芯组成,阀套上具有多个相互独立的流体通道,阀芯上具有多个台阶,阀芯置于阀套内并与动铁芯联动,通过对电磁铁的线圈供电或断电可以改变阀芯与阀套之间的相对位置、使阀芯上的各个台阶对阀套上的各流体通道形成遮盖或消除遮盖,进而实现对阀套上各流体通道的通/断控制;由于电磁直动开关型滑阀结构简单、控制方便、响应迅速、动作可靠,在现代控制系统中得到广泛应用。但是,在实际工程应用中,由于受到工作温度、流体液动力、阀芯运动时的卡紧力和摩擦力以及零部件加工制造精度、油液污染和零部件变形等影响,电磁直动开关型滑阀容易出现通/断时延变大导致响应时间滞后、阀芯卡滞导致控制失效等现象。
发明内容
本发明提供一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀,其目的是为了充分发挥电磁直动开关型滑阀的特点,同时最大限度避免工作温度、流体液动力、阀芯运动时的卡紧力和摩擦力、零部件加工制造精度、油液污染和零部件变形等对阀性能的影响,使直动开关型滑阀的性能更加可靠。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
本发明微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的结构特点是:所述滑阀是由电动阀功能组件与电子控制单元集装构成;
所述电动阀功能组件包括阀座、微型电机、阀芯和阀套;
所述阀座是一端通敞、另一端封闭且在封闭一端固设有圆形凸台的壳体,阀座内腔以隔板分隔为一圆柱形空腔和一矩形空腔;所述设于阀座封闭端上的圆形凸台上设有与阀座的圆柱形空腔同轴且连通的圆形通孔,所述圆形通孔的内侧壁对称设置一对截面为矩形的轴向导槽,所述圆形凸台的外圆周面上设有外螺纹;所述阀座其在通敞的一端以封板封闭,在所述封板上设有用于引出电子控制单元接线引脚的过孔;
所述微型电机是低压直流电机,所述微型电机置于阀座的圆柱形空腔内并与圆柱形空腔形成间隙配合,微型电机的电机轴上设有外螺纹、壳体上设有电机引脚端子;所述微型电机的电机轴伸向所述圆形通孔内;
所述阀芯为台阶圆柱体,所述台阶圆柱体在上段和下段为直径相同的大径圆柱段,在上段大径圆柱段的外圆周上对称设置一对截面为矩形的轴向凸筋,所述轴向凸筋在所述阀座的轴向导槽中获得轴向导向,并以此限制阀芯与阀座的相对转动;所述阀芯的轴心设有轴向贯通的阀芯孔,所述阀芯孔的上段为内螺纹孔,以所述内螺纹孔与所述微型电机的电机轴螺纹配合,并构成微型丝杠/进给螺母机构,使电机轴的旋转运动转化为阀芯的轴向移动;
所述阀套是由上段大径圆柱段与下段小径圆柱段固结而成的台阶圆柱体,所述阀套的大径圆柱段上设有沉头孔,所述沉头孔的内侧壁为内螺纹结构并以其内螺纹与阀座的圆形凸台外圆周上的外螺纹形成螺纹配合,阀套的上段大径圆柱段的外圆周设有外螺纹;阀套的轴心设置有轴向通孔,以所述阀套中的轴向通孔与阀芯的大径圆柱段间隔配合并形成密封,以阀芯移动在阀套上轴向通孔中不同的轴向位置上实现滑阀的开启与关断的切换;在所述阀套的小径圆柱段的外圆周上设有四道环形密封圈槽,在所述密封圈槽中设置密封圈,相邻的两道环形密封圈槽之间设置为流体均流槽,位于各流体均流槽的底部沿周向均布设2~8个径向通孔,所述各径向通孔与阀套中的轴向通孔相连通;所述阀套上自上而下的各流体均流槽依次分别与流体泄压通道T、流体控制通道A以及流体供应通道P相连通;阀套底部的轴向通孔通过阀芯均压通道与流体泄压通道T相连通;
所述电子控制单元是将微处理器、功率驱动模块、电流采样电阻、内部信号传输通道和微电机电连接点整体封装,所述电子控制单元具有三个对外接线引脚,分别为电源正极引脚、电源负极引脚和控制信号引脚;利用所述微处理器接收控制信号引脚和电流采样电阻的信号,经过信号处理后通过内部信号传输通道向功率驱动模块输出控制信号,控制所述功率驱动模块对微型电机正向供电、反向供电或停止供电,所述电流采样电阻用于采集功率驱动模块对微型电机的供电电流;所述控制信号引脚用于接受外部控制信号。
本发明微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的结构特点也在于:所述阀座在其通敞一端靠近沿口的内侧壁上设有一道与沿口平行、截面为三角形的环形凹槽;沿所述封板的周边设置有飞边,所述封板是利用所述飞边与阀座上环形凹槽形成凸凹配合实现限位。
本发明微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的结构特点也在于:所述微型电机是工作电压为4V~36V的永磁式直流电动机,或是工作电压为4V~36V的电磁式直流电动机。
本发明微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的结构特点也在于:
在微型电机获得正向供电时,阀芯移动到滑阀开启时的阀芯开启极限位置P1;在微型电机获得反向供电时,阀芯移动到滑阀关闭时的阀芯关闭极限位置P2;
在阀芯移动到达阀芯开启极限位置P1或阀芯关闭极限位置P2时因移动受阻,微型电机处于堵转状态,电流采样电阻因此检测获得所述微型电机的供电线路上的堵转电流信号,微处理器采集到所述堵转电流信号后即对功率驱动模块输出控制信号、控制其切断微型电动的供电电流,并停止转动。
本发明微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的结构特点也在于:所述电子控制单元通过其控制信号引脚接收的外部控制信号是脉冲信号,控制单元在接收到脉冲信号时,通过微处理器控制功率驱动模块对微型电机进行供电直至其出现堵转停止供电,形成一次供电循环。
本发明微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的结构特点也在于:所述控制单元每接收到一次外部脉冲信号即完成一次对微型电机的供电循环,并在后续再次接收到外部脉冲信号时自动实现对微型电机的换向供电。
本发明中微型电机的电机轴与阀芯之间通过螺纹配合构成一个微型丝杠/进给螺母机构,当对微型电机供电使其电机轴旋转同时使阀芯的转动受限时,电机轴的旋转运动可转化为阀芯的轴向移动,由于微型电机的电机轴与阀芯之间螺纹配合具有确定的螺距,阀芯的轴向移动速度只与微型电机的转速有关,阀芯轴向位移的距离只与微型电机转动的圈数有关;阀芯的轴向移动速度和轴向位移距离分别由式(1)和式(2)计算获得:
VV=T×NE(毫米/秒) (1)
VS=T×N(毫米) (2)
式中:VV为阀芯的轴向移动速度;VS为阀芯5的轴向位移距离;T为微型电机的电机轴与阀芯螺纹配合的螺距,单位为毫米/转;NE为微型电机的工作转速,单位为转/秒;N为微型电机转动的圈数,单位为转。
本发明技术方案实现两位滑阀功能,即开关功能;在接收到外部脉冲信号后,微处理器即对功率驱动模块发出指令对微型电机供电使其旋转,当阀芯在微型电机的驱动下移动到滑阀开时的阀芯开启极限位置P1或滑阀关时的阀芯关闭极限位置P2时使微型电机处于堵转状态,微处理器采集到微信电机的堵转信号后即对功率驱动模块发出指令停止对微型电机供电,电子控制单元再次接收到外部脉冲信号时将自动对微型电机进行换向供电使其反向转动,由此,电子控制单元与阀芯的两个极限位置共同形成本发明微电机驱动的集成式直动开关型滑阀的开、关控制功能。
与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
1、本发明滑阀由微型电机与丝杠/进给螺母构成了微电机—机械系统,通过电机轴与阀芯之间的螺纹配合将电机的输出扭矩转化为强制阀芯运动的机械作用力,可以最大限度减小阀在使用过程中液动力、卡紧力、摩擦力、零部件变形和油液污染对阀芯运动的影响,使阀的开关性能更为稳定;
2、现有常规使用的电磁开关型滑阀,当所控制的流体通道开口小于1毫米时,其动作响应时间一般为0.025~0.04秒,流体通道开口大于1毫米时则阀芯的动作响应时间会急剧增加;本发明滑阀由于采用了微型电机与丝杠/进给螺母组成构成的微电机—机械系统,阀芯的移动速度和位移量只与微型电机的工作转速、转动的圈数以及电机轴与阀芯之间螺纹配合的螺距有关;目前,微型直流电机的额定工作转速NE一般为100~300转/秒,如螺距T为0.25毫米、所需控制的流体通道开口为1毫米,则阀芯的开关行程为VS不小于1毫米即可;如选定电机工作转速NE为200转/秒,根据式(2)计算可得:
电机转动的圈数N=VS÷T=1÷0.25=4转
阀芯运动的时间t=N÷NE=4÷200=0.020秒
可见本发明阀芯运动的响应时间与现有常规电磁开关型滑阀接近;如选用更高工作转速的微型电机,则本发明的阀芯运动的响应时间可优于现有常规电磁开关型滑阀。
3、现有电磁开关型滑阀工作时,按照阀的常开或常闭特性,在阀处于“开”或“关”的工作状态下,为了保持阀芯的位置必须维持对电磁铁的持续供电;本发明滑阀在阀芯到达开或关的位置时即可停止对电机供电,阀芯位置由电机轴与阀芯构成的丝杠/进给螺母机构所具备的自锁性能加以保证,使阀的工作性能更为可靠。
4.本发明所述滑阀适用于对不同数量的流体通道的控制,当需要改变滑阀所控制的流体通道数量时,阀芯上的大径圆柱段数量和阀套上安装的密封圈的数量以下述式(3)和式(4)计算获得:
BE=NC-1 (3)
SR=NC+1 (4)
NC为所需控制的流体通道个数;BE为阀芯上的大径圆柱个数;SR为阀套上安装的密封圈个数。
例如,需要控制的流体通道数量NC=5时,阀芯上的大径圆柱段的数量为4,阀套6上安装的密封圈的数量为6。现有常规电磁开关型滑阀,由于液动力、卡紧力、摩擦力、零部件变形、油液污染和电磁铁工作特性的影响,所控制的流体通道数一般不大于5;而本发明滑阀由于采用了微型电机与丝杠/进给螺母构成的微电机—机械系统,阀芯的位移在丝杠/进给螺母形成的机械强制力下完成,可以最大限度减小阀在使用过程中液动力、卡紧力、摩擦力、零部件变形和油液污染对阀芯运动的影响,阀的开关性能更为稳定,因此可以在一定范围内增加所控制的流体通道数量,有利于流体控制系统的优化,实现小型化和集约化设计与制造。
5本发明滑阀通过集成装配方式将阀的所有零部件组成为一个整体总成,便于安装、使用与维修。
附图说明
图1为本发明滑阀的结构示意图;
图2为本发明滑阀结构分解示意图;
图3为本发明滑阀电控单元组成原理图;
图4为本发明滑阀在阀安装基座上的安装示意图。
图中标号:1阀座;2封板;3微型电机;4电机引脚端子;5阀芯;6阀套;7电子控制单元;8电源正极引脚;9电源负极引脚;10控制信号引脚;11第一O型密封圈;12第二O型密封圈;13第三O型密封圈;14第四O型密封圈;101微处理器;102功率驱动模块;103电流采样电阻;104内部信号传输通道;105微电机电连接点;201阀安装基座;203阀芯均压通道;P流体供应通道;A流体控制通道;T流体泄压通道;P1阀芯开启极限位置;P2阀芯关闭极限位置。
具体实施方式
参见图1、图2和图4,本实施例中微电机驱动的集成式直动开关型滑阀由电动阀功能组件与电子控制单元7集装构成;
电动阀功能组件包括阀座1、微型电机3、阀芯5和阀套6;
阀座1是一端通敞、另一端封闭且在封闭一端固设有圆形凸台的壳体,阀座1内腔以隔板分隔为一圆柱形空腔和一矩形空腔;所述设于阀座1封闭端上的圆形凸台上设有与阀座1的圆柱形空腔同轴且连通的圆形通孔,所述圆形通孔的内侧壁对称设置一对截面为矩形的轴向导槽,所述圆形凸台的外圆周面上设有外螺纹;所述阀座1其在通敞的一端以封板2封闭,在所述封板2上设有三个用于引出电子控制单元接线引脚的过孔。
阀座1在其通敞一端靠近沿口的内侧壁上设有一道与沿口平行、截面为三角形的环形凹槽;沿所述封板2的周边设置有飞边,所述封板2是利用所述飞边与阀座1上环形凹槽形成凸凹配合实现限位。
微型电机3是低压直流电机,所述微型电机3置于阀座1的圆柱形空腔内并与圆柱形空腔形成间隙配合,微型电机3的电机轴上设有外螺纹、壳体上设有电机引脚端子4;所述微型电机3的电机轴伸向所述圆形通孔内。
阀芯5为台阶圆柱体,所述台阶圆柱体在上段和下段为直径相同的大径圆柱段,在上段大径圆柱段的外圆周上对称设置一对截面为矩形的轴向凸筋,所述轴向凸筋在所述阀座1的轴向导槽中获得轴向导向,并以此限制阀芯5与阀座1的相对转动;所述阀芯5的轴心设有轴向贯通的阀芯孔,所述阀芯孔的上段为内螺纹孔,以所述内螺纹孔与所述微型电机3的电机轴螺纹配合,并构成微型丝杠/进给螺母机构,使电机轴的旋转运动转化为阀芯5的轴向移动。
阀套6是由上段大径圆柱段与下段小径圆柱段固结而成的台阶圆柱体,所述阀套6的大径圆柱段上设有沉头孔,所述沉头孔的内侧壁为内螺纹结构并以其内螺纹与阀座1的圆形凸台外圆周上的外螺纹形成螺纹配合,阀套6的上段大径圆柱段的外圆周设有外螺纹;阀套6的轴心设置有轴向通孔,以所述阀套6中的轴向通孔与阀芯5的大径圆柱段间隔配合并形成密封,以阀芯5移动在阀套6上轴向通孔中不同的轴向位置上实现滑阀的开启与关断的切换;在所述阀套6的小径圆柱段的外圆周上设有四道环形密封圈槽,在所述密封圈槽中设置密封圈,自上而下的各道环形密封圈槽中的密封圈依次是第一O型密封圈11、第二O型密封圈12、第三O型密封圈13和第四O型密封圈14;相邻的两道环形密封圈槽之间设置为流体均流槽,位于各流体均流槽的底部沿周向均布设2~8个径向通孔,所述各径向通孔与阀套6中的轴向通孔相连通;所述阀套6上自上而下的各流体均流槽依次分别与流体泄压通道T、流体控制通道A以及流体供应通道P相连通;阀套8底部的轴向通孔通过阀芯均压通道202与流体泄压通道T相连通。
如图3所示和图4所示,电子控制单元7是将微处理器101、功率驱动模块102、电流采样电阻103、内部信号传输通道104和微电机电连接点105整体封装,所述电子控制单元7具有三个对外接线引脚,分别为电源正极引脚8、电源负极引脚9和控制信号引脚10;利用所述微处理器101接收控制信号引脚10和电流采样电阻103的信号,经过信号处理后通过内部信号传输通道104向功率驱动模块102输出控制信号,控制所述功率驱动模块102对微型电机3正向供电、反向供电或停止供电,所述电流采样电阻103用于采集功率驱动模块102对微型电机3的供电电流;所述控制信号引脚10用于接受外部控制信号;微电机电连接点105用于连接设于微型电机3壳体上的电机引脚端子4,微电机电连接点105与功率驱动模块102形成功率驱动模块102对微型电机3的供电通道。微型电机3是工作电压为4V~36V的永磁式直流电动机,或是工作电压为4V~36V的电磁式直流电动机。
设置在微型电机3获得正向供电时,阀芯5移动到滑阀开启时的阀芯开启极限位置P1;在微型电机3获得反向供电时,阀芯5移动到滑阀关闭时的阀芯关闭极限位置P2;在阀芯5移动到达阀芯开启极限位置P1或阀芯关闭极限位置P2时因移动受阻,微型电机3处于堵转状态,电流采样电阻103因此检测获得所述微型电机3的供电线路上的堵转电流信号,微处理器101采集到所述堵转电流信号后即对功率驱动模块102输出控制信号、控制其切断微型电动3的供电电流,并停止转动。
本实施例中电子控制单元7通过其控制信号引脚10接收的外部控制信号是脉冲信号,控制单元7在接收到脉冲信号时,通过微处理器101控制功率驱动模块102对微型电机3进行供电直至其出现堵转停止供电,形成一次供电循环。控制单元7每接收到一次外部脉冲信号即完成一次对微型电机3的供电循环,并在后续再次接收到外部脉冲信号时自动实现对微型电机3的换向供电。
集成装配状态下,阀芯5在阀座1中的转动受到限制,电子控制单元7整体插设于阀座1的矩形空腔内,同时使电机引脚端子4与电子控制单元7功率输出模块的输出端形成电连接;电子控制单元7的电源正极引脚8、电源负极引脚9和控制信号引脚10分别插入设于封板2上的三个过孔中,利用封板2对微型电机3和电子控制单元7进行定位固定。
图4所示,在流体控制系统中应用本实施例中滑阀,是滑阀总成旋插于阀安装基座201上在沿口处设有内螺纹的台阶形阀插装孔内,通过阀套6大径圆柱外圆面上的外螺纹与阀插装孔沿口处的内螺纹的螺纹配合使阀总成紧固在阀安装基座201上、使套设于阀套6上的四个环形密封圈受到阀台阶形阀插装孔内圆表面的挤压变形进而将设于阀套6上的三道流体均流槽进行分隔,并使阀安装基座201上预设的流体供应通道P、流体控制通道A和流体泄压通道T对应连通设于阀套6上的3道流体均流槽、同时使阀套小径圆柱端部通过阀芯均压通道202与连通流体泄压通道T的流体均流槽连通。
工作原理:
阀安装基座201的摆放位置及阀芯5的初始位置如图4所示,此时,阀芯下端大径圆柱段将流体供应通道P完全遮盖、流体不能进入阀套6从而使流体供应通道P截止,流体控制通道A则通过阀芯5与阀套6之间的环形腔连通流体泄压通道T;由于在装配状态下,阀芯5上端大径圆柱外圆上轴向设置的两条轴向凸筋置于阀座1圆形通孔内圆周上的2条矩形轴向导槽中,使阀芯5的转动受到约束,微型电机3的电机轴的旋转运动传递给阀芯5时只能使阀芯5产生轴向运动。
参见图1和图4,当电子控制单元7的控制信号引脚10第一次接收到外部脉冲控制信号后,微处理器101控制功率驱动模块102对微型电机3正向供电、使微型电机3正向旋转并通过电机轴带动阀芯5向P1位置移动;阀芯5移向P1的过程中,其上端的大径圆柱段逐步遮盖流体泄压通道T、同时下端大径圆柱段逐步消除对流体供应通道P的遮盖,当阀芯5移动到P1位置时停止、同时使微型电机3堵转并在其供电电路上形成堵转电流,微处理器101通过电流采样电阻103采集到堵转信号后即发出指令控制功率驱动模块102停止对微型电机3供电,此时,阀芯5上端大径圆柱段将流体泄压通道T完全遮盖从而使其截止,阀芯5下端大径圆柱段对流体供应通道P的遮盖完全消除,使流体供应通道P通过阀芯5与阀套6之间的环形腔连通流体控制通道A,至此即完成了流体供应通道P与流体控制通道A之间一次“开”的过程;在“开”过程中,阀芯5向P1移动时压缩其下部的空间所产生的压力通过阀芯均压通道202释放到流体泄压通道T。
当电子控制单元7的控制信号引脚10第二次接收到外部脉冲控制信号后,微处理器101控制功率驱动模块102对微型电机3反向供电、使微型电机3反向旋转并通过电机轴带动阀芯5向P2位置移动;阀芯5移向P2的过程中,其上端的大径圆柱段逐步消除对流体泄压通道T的遮盖、同时下端大径圆柱段逐步对流体供应通道P形成遮盖,当阀芯5移动到P2位置时停止、同时使微型电机3堵转并在其供电电路上形成堵转电流,微处理器101通过电流采样电阻103采集到堵转信号后即发出指令控制功率驱动模块102停止对微型电机3供电,此时,阀芯5上端大径圆柱段对流体泄压通道T的遮盖完全消除,使流体控制通道A通过阀芯5与阀套6之间的环形腔连通流体泄压通道T,阀芯5下端大径圆柱段完全遮盖流体供应通道P、使流体供应通道P与流体控制通道A之间的连通截止,至此即完成了流体供应通道P与流体控制通道A之间一次“关”的过程;在“关”过程中,阀芯5移向P2的过程中,因其下部空间扩大形成的负压由流体泄压通道T通过阀芯均压通道202加以补偿。
电子控制单元7的控制信号引脚10每接收到一次外部脉冲控制信号,本实施例中滑阀即完成一次“开”或“关”的过程,“开”和“关”的动作交替进行。
本实施例中,阀芯5初始位置为P2,其下端大径圆柱段遮盖流体供应通道P、流体控制通道A则连通流体泄压通道T,此种初始状态的阀称为常闭阀;本实施例只是给出了常闭阀时的一种典型实施方式,实际上本发明亦可应用于常开阀,即初始状态下流体供应通道P连通流体控制通道A、流体泄压通道T截止,具体应用时只需使阀芯5的初始位置位于P1即可。
Claims (6)
1.一种微电机驱动的集成式直动开关型滑阀,其特征是:所述滑阀是由电动阀功能组件与电子控制单元(7)集装构成;
所述电动阀功能组件包括阀座(1)、微型电机(3)、阀芯(5)和阀套(6);
所述阀座(1)是一端通敞、另一端封闭且在封闭一端固设有圆形凸台的壳体,阀座(1)内腔以隔板分隔为一圆柱形空腔和一矩形空腔;所述设于阀座(1)封闭端上的圆形凸台上设有与阀座(1)的圆柱形空腔同轴且连通的圆形通孔,所述圆形通孔的内侧壁对称设置一对截面为矩形的轴向导槽,所述圆形凸台的外圆周面上设有外螺纹;所述阀座(1)其在通敞的一端以封板(2)封闭,在所述封板(2)上设有用于引出电子控制单元接线引脚的过孔;
所述微型电机(3)是低压直流电机,所述微型电机(3)置于阀座(1)的圆柱形空腔内并与圆柱形空腔形成间隙配合,微型电机(3)的电机轴上设有外螺纹、壳体上设有电机引脚端子(4);所述微型电机(3)的电机轴伸向所述圆形通孔内;
所述阀芯(5)为台阶圆柱体,所述台阶圆柱体在上段和下段为直径相同的大径圆柱段,在上段大径圆柱段的外圆周上对称设置一对截面为矩形的轴向凸筋,所述轴向凸筋在所述阀座(1)的轴向导槽中获得轴向导向,并以此限制阀芯(5)与阀座(1)的相对转动;所述阀芯(5)的轴心设有轴向贯通的阀芯孔,所述阀芯孔的上段为内螺纹孔,以所述内螺纹孔与所述微型电机(3)的电机轴螺纹配合,并构成微型丝杠与螺母组成的进给机构,使电机轴的旋转运动转化为阀芯(5)的轴向移动;
所述阀套(6)是由上段大径圆柱段与下段小径圆柱段固结而成的台阶圆柱体,所述阀套(6)的大径圆柱段上设有沉头孔,所述沉头孔的内侧壁为内螺纹结构并以其内螺纹与阀座(1)的圆形凸台外圆周上的外螺纹形成螺纹配合,阀套(6)的上段大径圆柱段的外圆周设有外螺纹;阀套(6)的轴心设置有轴向通孔,以所述阀套(6)中的轴向通孔与阀芯(5)的大径圆柱段间隔配合并形成密封,以阀芯(5)移动在阀套(6)上轴向通孔中不同的轴向位置上实现滑阀的开启与关断的切换;在所述阀套(6)的小径圆柱段的外圆周上设有四道环形密封圈槽,在所述密封圈槽中设置密封圈,相邻的两道环形密封圈槽之间设置为流体均流槽,位于各流体均流槽的底部沿周向均布设2~8个径向通孔,所述各径向通孔与阀套(6)中的轴向通孔相连通;所述阀套(6)上自上而下的各流体均流槽依次分别与流体泄压通道T、流体控制通道A以及流体供应通道P相连通;阀套(8)底部的轴向通孔通过阀芯均压通道(202)与流体泄压通道T相连通;
所述电子控制单元(7)是将微处理器(101)、功率驱动模块(102)、电流采样电阻(103)、内部信号传输通道(104)和微电机电连接点(105)整体封装,所述电子控制单元(7)具有三个对外接线引脚,分别为电源正极引脚(8)、电源负极引脚(9)和控制信号引脚(10);利用所述微处理器(101)接收控制信号引脚(10)和电流采样电阻(103)的信号,经过信号处理后通过内部信号传输通道(104)向功率驱动模块(102)输出控制信号,控制所述功率驱动模块(102)对微型电机(3)正向供电、反向供电或停止供电,所述电流采样电阻(103)用于采集功率驱动模块(102)对微型电机(3)的供电电流;所述控制信号引脚(10)用于接受外部控制信号。
2.根据权利要求1所述的微电机驱动的集成式直动开关型滑阀,其特征是:所述阀座(1)在其通敞一端靠近沿口的内侧壁上设有一道与沿口平行、截面为三角形的环形凹槽;沿所述封板(2)的周边设置有飞边,所述封板(2)是利用所述飞边与阀座(1)上环形凹槽形成凸凹配合实现限位。
3.根据权利要求1所述的微电机驱动的集成式直动开关型滑阀,其特征是:所述微型电机(3)是工作电压为4V~36V的永磁式直流电动机,或是工作电压为4V~36V的电磁式直流电动机。
4.根据权利要求1所述的微电机驱动的集成式直动开关型滑阀,其特征是设置:
在微型电机(3)获得正向供电时,阀芯(5)移动到滑阀开启时的阀芯开启极限位置P1;在微型电机(3)获得反向供电时,阀芯(5)移动到滑阀关闭时的阀芯关闭极限位置P2;
在阀芯(5)移动到达阀芯开启极限位置P1或阀芯关闭极限位置P2时因移动受阻,微型电机(3)处于堵转状态,电流采样电阻(103)因此检测获得所述微型电机(3)的供电线路上的堵转电流信号,微处理器(101)采集到所述堵转电流信号后即对功率驱动模块(102)输出控制信号、控制其切断微型电机(3)的供电电流,并停止转动。
5.根据权利要求1所述的微电机驱动的集成式直动开关型滑阀,其特征是:所述电子控制单元(7)通过其控制信号引脚(10)接收的外部控制信号是脉冲信号,电子控制单元(7)在接收到脉冲信号时,通过微处理器(101)控制功率驱动模块(102)对微型电机(3)进行供电直至其出现堵转停止供电,形成一次供电循环。
6.根据权利要求5所述的微电机驱动的集成式直动开关型滑阀,其特征是:所述电子控制单元(7)每接收到一次外部脉冲信号即完成一次对微型电机(3)的供电循环,并在后续再次接收到外部脉冲信号时自动实现对微型电机(3)的换向供电。
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