CN105650288B - 泵阀一体流量主动控制装置及控制方法 - Google Patents

泵阀一体流量主动控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种泵阀一体流量主动控制装置及控制方法，包括励磁线圈(1)、流道框架体(2)、开合机构、轴体；励磁线圈(1)设置在流道框架体(2)的内部或者外部；轴体设置在流道框架体(2)的内部；开合机构安装于轴体上；开合机构展开时能够将流道框架体(2)的流道关闭，开合机构合拢时能够将流道框架体(2)的流道开通。本发明是一种主动开合运动阀门，通过控制使阀门实现主动或自适应开合，并且一个或一个以上阀门在控制开合过程中，通过对阀门开关行程中开关程度和开关速度的协调控制，可以实现对流经阀门流体的定向泵压，从而实现对流体流速和流向的调节与控制，实现主动泵功能。

Description

泵阀一体流量主动控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及泵阀控制领域，具体地，涉及泵阀一体流量主动控制装置及控制方法。
背景技术
传统的阀门只是通断流体的开关器件,并不能用于调节流体流速、流向或流体流动的压力。并且泵系统和阀门系统是分离的组件，使整个形成的流量控制装置，组件多、体积大、控制环节多可靠性差。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种泵阀一体流量主动控制装置及控制方法。
根据本发明提供的一种泵阀一体流量主动控制装置，包括励磁线圈、流道框架体、开合机构、轴体；
励磁线圈设置在流道框架体的内部或者外部；
轴体设置在流道框架体的内部；
开合机构安装于轴体上；
开合机构展开时能够将流道框架体的流道关闭，开合机构合拢时能够将流道框架体的流道开通。
优选地，开合机构包括上页挡板、下页挡板；
上页挡板设置有上页永磁体；
下页挡板设置有下页永磁体。
优选地，轴体包括回转轴；上页挡板、下页挡板套设在回转轴上。
优选地，上页挡板、下页挡板之间通过弹性体连接；轴体包括限位轴；弹性体安装在限位轴上。
优选地，上页永磁体与下页永磁体相邻的磁极之间为相同磁极或者相异磁极。
优选地，上页永磁体刚性连接上页挡板；下页永磁体刚性连接下页挡板。
优选地，在流道框架体内部，沿流道框架体的延伸方向，依次设置有多个开合机构。
优选地，多个开合机构中，相邻的开合机构的开口朝向之间同向、相向或者相背。
根据本发明提供的一种上述的泵阀一体流量主动控制装置的控制方法，包括：
令励磁线圈失电，使开合机构处于展开状态以关闭流道框架体的流道；
令励磁线圈上电，使开合机构处于打开状态以开通流道框架体的流道，使流体向开合机构的开口朝向增压流动。
优选地，对多个开合机构的开合先后次序进行控制，对不同开合机构的开合速度分别进行控制。
进一步优选地，对于相邻的两个开合机构，令其中的一个开合机构保持展开状态以关闭流道框架体的流道，通过励磁线圈驱动其中的另一个开合机构由展开状态转动至合拢状态。
进一步优选地，上页挡板的边缘、下页挡板的边缘设置有密封条。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明是一种主动开合运动阀门，通过控制使阀门实现主动或自适应开合，并且一个或一个以上阀门在控制开合过程中，通过对阀门开关行程中开关程度和开关速度的协调控制，可以实现对流经阀门流体的定向泵压，从而实现对流体流速和流向的调节与控制，实现主动泵功能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的泵阀一体流量主动控制装置的结构示意图。
图2为开合机构执行展开、合拢动作的示意图。
图3为三个开合机构依次设置的结构示意图。
图4为两个开合机构的开口相向设置的示意图。
图5为本发明提供的泵阀一体流量主动控制装置的结构示意图。
图6为本发明提供的泵阀一体流量主动控制装置的结构示意图。
图7为本发明提供的泵阀一体流量主动控制装置的结构示意图。
图8为本发明提供的泵阀一体流量主动控制装置的结构示意图。
图9为本发明提供的泵阀一体流量主动控制装置形成阵列的结构示意图。
图中：
1-励磁线圈
2-流道框架体
3-上页挡板
4-下页挡板
5-上页永磁体
6-下页永磁体
7-弹性体
8-限位轴
9-回转轴
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提供的一种泵阀一体流量主动控制装置，包括励磁线圈1、流道框架体2、开合机构、轴体；励磁线圈1设置在流道框架体2的内部；轴体设置在流道框架体2的内部；开合机构安装于轴体上；开合机构展开时能够将流道框架体2的流道关闭(如图1所示的展开状态)，开合机构合拢时能够将流道框架体2的流道开通。
开合机构包括上页挡板3、下页挡板4；上页挡板3设置有上页永磁体5；下页挡板4设置有下页永磁体6。上页挡板3、下页挡板4之间通过弹性体7连接；轴体包括限位轴8；弹性体7安装在限位轴8上。上页永磁体5与下页永磁体6相邻的磁极之间为相同磁极。上页永磁体5设置在上页挡板3的内部；下页永磁体6设置在下页挡板4的内部。在变化例中，上页挡板3、下页挡板4的整体可以有永磁体形成。上页挡板3、下页挡板4的整体还可以为弹性体。弹性体7可以是弹性铰链变形体或弹簧体。
所述的泵阀一体流量主动控制装置的控制方法，包括：令励磁线圈失电，使开合机构处于展开状态以关闭流道框架体2的流道；令励磁线圈上电，使开合机构处于打开状态以开通流道框架体2的流道，使流体向开合机构的开口朝向增压流动。如图1所示为初始状态，励磁线圈未加电，即未对开合机构施加电磁激励，上页永磁体5与下页永磁体6相邻端之间的斥力作用使开合机构展开；或弹性体7的弹性力和上页永磁体5与下页永磁体6相邻端之间的斥力共同作用，使开合机构展开，此时流道处于关闭状态；励磁线圈上电后产生N极向纸面右侧的磁场，对开合机构施加电磁激励，如图2所示，驱动上页永磁体5与下页永磁体6向磁极一致方向转动，当励磁线圈生成的磁场强度足够强时，则上页永磁体5与下页永磁体6转动带动上页挡板3、下页挡板4转动，或克服弹性铰链变形体或弹簧体的弹力转动，从而达到开合机构开口缩小直至闭合状态，对应的流道呈渐开或打开状态；当通入反向电流，则开合机构中的永磁体发生转动，流道渐闭或关闭；或电流减小或撤销时，通过弹性体的弹力恢复作用流道渐闭或关闭。开合机构的开合力度以及开合频率完全可由电磁力控制；开程和闭程的速度可不一致，可用加载电信号对应控制。
如图3所示，在流道框架体2内部，沿流道框架体2的延伸方向，依次设置有三个开合机构。这三个开合机构协调工作产生期望方向流体增压流动，而实现泵的功能。具体地：从左至右，第一个开合机构闭合阻止液体向左向流动；启动第二个开合机构快速闭合，第二个开合机构周围的流体被迅速挤压向右端流动，同时启动第三个开合机构“接力”闭合，推动流体继续向右端加速流动；然后开启第一个开合机构，左端流体流入。重复以上过程可实现立体不断流出和流入；产生流体循环流动效果。流动速度和流动压力可以通过控制开合速度或加速度进行调节。并且开合速度可以协调，如将流体向右向流动，可以对开合机构动作控制，成快速闭合，慢速张开的周期动作，而实现更高效率的流体流动。
如图4所示，在流道框架体2内部，沿流道框架体2的延伸方向，依次设置有两个开口朝向相向的开合机构，通过令其中的一个开合机构保持展开状态以关闭流道框架体2的流道，通过励磁线圈驱动其中的另一个开合机构由展开状态转动至合拢状态，可以实现双向流动模式。
图5示出的实施例为图1所示实施例的变化例，主要区别在于，在图5中，两个励磁线圈分别位于开合机构的两侧，而图1中开合机构位于一个励磁线圈的内部。图6示出的实施例为图1所示实施例的变化例，主要区别在于，在图6中，上页永磁体5与下页永磁体6相邻的磁极之间为相异磁极。图7示出的实施例为图1所示实施例的变化例，主要区别在于，在图7中，轴体包括回转轴；上页挡板3、下页挡板4套设在回转轴9上。图8示出的实施例为图1所示实施例的变化例，主要区别在于，在图8中，励磁线圈位于流道框架体的内部，直接对上下页永磁体产生吸力或斥力，而产生合开效果，其中，励磁线圈固定不动。
如图9所示，在多个管道中，多个开合机构以阵列形式协调工作，它们的时序可由电信号控制，进而可以实现多通道微孔流体的流量和压力的控制。阵列采用平面或立体阵列形式，可对流体分流，可每一支路精微调控，进而实现流体精微调控。上下页挡板可以为平面或弧形或多边形，还可以是仿生贝壳型等。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种泵阀一体流量主动控制装置，其特征在于，包括励磁线圈(1)、流道框架体(2)、开合机构、轴体；
励磁线圈(1)设置在流道框架体(2)的内部或者外部；
轴体设置在流道框架体(2)的内部；
开合机构安装于轴体上；
开合机构展开时能够将流道框架体(2)的流道关闭，开合机构合拢时能够将流道框架体(2)的流道开通；
开合机构包括上页挡板(3)、下页挡板(4)；
上页挡板(3)设置有上页永磁体(5)；
下页挡板(4)设置有下页永磁体(6)；
上页挡板(3)、下页挡板(4)之间通过弹性体(7)连接；轴体包括限位轴(8)；弹性体(7)安装在限位轴(8)上；
上页永磁体(5)与下页永磁体(6)相邻的磁极之间为相同磁极；
上页永磁体(5)设置在上页挡板(3)的内部；下页永磁体(6)设置在下页挡板(4)的内部；
当励磁线圈生成的磁场强度足够强时，则上页永磁体(5)与下页永磁体(6)转动带动上页挡板(3)、下页挡板(4)转动，或克服弹性体(7)的弹力转动，从而达到开合机构开口缩小直至闭合状态，对应的流道呈渐开或打开状态；当通入反向电流，则开合机构中的永磁体发生转动，流道渐闭或关闭；或电流减小或撤销时，通过弹性体的弹力恢复作用流道渐闭或关闭。
2.根据权利要求1所述的泵阀一体流量主动控制装置，其特征在于，轴体包括回转轴；上页挡板(3)、下页挡板(4)套设在回转轴上。
3.根据权利要求1所述的泵阀一体流量主动控制装置，其特征在于，上页永磁体(5)刚性连接上页挡板(3)；下页永磁体(6)刚性连接下页挡板(4)。
4.根据权利要求1所述的泵阀一体流量主动控制装置，其特征在于，在流道框架体(2)内部，沿流道框架体(2)的延伸方向，依次设置有多个开合机构。
5.根据权利要求4所述的泵阀一体流量主动控制装置，其特征在于，多个开合机构中，相邻的开合机构的开口朝向之间同向、相向或者相背。
6.一种权利要求1至5中任一项所述的泵阀一体流量主动控制装置的控制方法，其特征在于，包括：
令励磁线圈失电，使开合机构处于展开状态以关闭流道框架体(2)的流道；
令励磁线圈上电，使开合机构处于打开状态以开通流道框架体(2)的流道，使流体向开合机构的开口朝向增压流动。
7.根据权利要求6所述的泵阀一体流量主动控制装置的控制方法，其特征在于，对多个开合机构的开合先后次序进行控制，对不同开合机构的开合速度分别进行控制。
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