CN106885023A - 压电型主动控制薄膜节流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电型主动控制薄膜节流器，涉及静压节流技术领域。该节流器包括上阀体和下阀体，上阀体上设置有第一供油孔和第一出油孔，下阀体上设置有第二供油孔和第二出油孔，上阀体上设置有第一节流腔，第一节流腔与上阀体之间形成第一节流台，第一出油孔与第一节流腔连通，下阀体上设置有第二节流腔，第二节流腔与下阀体之间形成第二节流台，第二出油孔与第二节流腔连通，上阀体与下阀体之间设置有压电陶瓷，压电陶瓷的两个端面均设置有薄膜，压电陶瓷和薄膜将所述第一节流腔和第二节流腔分隔成两个独立的腔室。本发明能够实现对两个出油口的压力和流量的主动差动控制，并且结构简单、安装和使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及精密机械中的静压节流技术领域，具体涉及一种压电型主动控制薄膜节流器。
背景技术
静压技术在精密机械中具有广泛应用，静压导轨、静压轴承、静压丝杠等静压设备是典型应用实例，这些静压设备中主要通过补偿元件来调节支撑中各油垫的油腔压力，使油膜具有一定的刚度，以适应负载的变化。目前静压设备的供油方式主要通过在各个油垫前加节流器来保持恒定压力供油。节流器是这些静压设备中的关键部件，其性能对这些静压设备具有重要影响。其中，薄膜节流器是应用最广泛的一种。现有的薄膜节流器的结构主要有两种：一种为双油腔差动双输出形式，可用于静压轴承的对置油腔，提高主轴稳定性和承载能力；另一种为带反馈油腔的单输出形式，可提高出口压力和流量的稳定性。但是以上两种类型的薄膜节流器均不能主动控制节流器出口的压力和流量。
此外，申请号为“201510979084.2”的发明专利申请公开了一种能够主动控制的单面薄膜伺服阀，该伺服阀通过使用压电陶瓷驱动器，能够精确控制节流间隙，实现压力和流量的精确主动控制。但是该伺服阀只能实现对单一出口的压力和流量控制。申请号为“201510992281.8”、名称为“一种压电型薄膜式节流阀”，该节流阀通过调整压电陶瓷驱动器的供给电压控制第一顶杆和第二顶杆的移动，从而主动控制控制薄膜与阀体的缝隙厚度，实现节流区域的油膜厚度的主动控制和出口压力的主动控制。但是该节流阀结构复杂，安装和使用均不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现对两个出油口的压力和流量的主动差动控制，并且结构简单、安装和使用方便的压电型主动控制薄膜节流器。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一种压电型主动控制薄膜节流器，包括上阀体和下阀体，所述上阀体上设置有第一供油孔和第一出油孔，所述下阀体上设置有第二供油孔和第二出油孔，所述上阀体上设置有第一节流腔，所述第一节流腔与上阀体之间形成第一节流台，所述第一出油孔与第一节流腔连通，所述下阀体上设置有第二节流腔，所述第二节流腔与下阀体之间形成第二节流台，所述第二出油孔与第二节流腔连通，所述上阀体与下阀体之间设置有压电陶瓷，所述压电陶瓷的两个端面均设置有薄膜，所述压电陶瓷和薄膜将所述第一节流腔和第二节流腔分隔成两个独立的腔室。
进一步的，所述压电陶瓷与上阀体以及压电陶瓷与下阀体之间均设置有垫片。
进一步的，所述垫片为铜箔。
进一步的，所述第一节流台和第二节流台均为环状圆台，所述薄膜为圆形，所述上阀体与压电陶瓷之间的薄膜的外径与所述第一节流台的外径相等，所述下阀体与压电陶瓷之间的薄膜的外径与所述第二节流台的外径相等。
进一步的，所述垫片与上阀体、下阀体之间以及所述垫片与压电陶瓷之间均设置有密封装置。
进一步的，所述密封装置为密封胶或密封圈。
进一步的，所述第一节流腔和第二节流腔均为环状矩形腔。
进一步的，所述第一供油孔和第二供油孔分别设置在所述第一节流台和第二节流台的中心，所述第一出油孔和第二出油孔分别设置在所述上阀体和下阀体的侧面。
本发明具有以下有益效果：
与现有技术相比，本发明的压电型主动控制薄膜节流器在工作过程中，压力油分别从上阀体上的第一供油孔和下阀体上的第二供油孔进入，分别通过第一节流台与薄膜之间的缝隙以及第二节流台与薄膜之间的缝隙进入第一节流腔和第二节流腔，之后分别从上阀体上的第一出油孔和下阀体上的第二出油孔流出。当向压电陶瓷提供正向电压时，压电陶瓷产生向下的弯曲变形，则薄膜与第一节流台之间的缝隙变大，薄膜与第二节流台之间的缝隙变小，即薄膜与第一节流台之间的缝隙的节流阻力变小，薄膜与第二节流台之间的缝隙的节流阻力变大，由此使得经过第一节流腔从上阀体上的第一出油孔流出的流体介质的压力和流量变大，经过第二节流腔从下阀体上的第二出油孔流出的流体介质的压力和流量变小，从而实现了出油口压力和流量的主动差动控制；同理，当向压电陶瓷提供反向电压时，则上述结果相反。
综上所述，本发明的压电型主动控制薄膜节流器通过将压电陶瓷设置在上阀体与下阀体之间，并且压电陶瓷的两端均设置薄膜的结构方式，即可实现对两个出油口的压力和流量的主动差动控制，结构简单，安装和使用方便。
附图说明
图1为本发明的压电型主动控制薄膜节流器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种压电型主动控制薄膜节流器，如图1所示，包括上阀体1和下阀体7，上阀体1上设置有第一供油孔8和第一出油孔11，下阀体7上设置有第二供油孔15和第二出油孔13，上阀体1上设置有第一节流腔10，第一节流腔10与上阀体1之间形成第一节流台9，第一出油孔11与第一节流腔10连通，下阀体7上设置有第二节流腔12，第二节流腔12与下阀体7之间形成第二节流台14，第二出油孔13与第二节流腔12连通，上阀体1与下阀体7之间设置有压电陶瓷3，压电陶瓷3的两个端面设置有薄膜2和薄膜4，压电陶瓷3、薄膜2和薄膜4将第一节流腔10和第二节流腔12分隔成两个独立的腔室。
本发明的压电型主动控制薄膜节流器在工作过程中，压力油分别从上阀体上的第一供油孔和下阀体上的第二供油孔进入，分别通过第一节流台与薄膜之间的缝隙以及第二节流台与薄膜之间的缝隙进入第一节流腔和第二节流腔，之后分别从上阀体上的第一出油孔和下阀体上的第二出油孔流出。当向压电陶瓷提供正向电压时，压电陶瓷产生向下的弯曲变形，则薄膜与第一节流台之间的缝隙变大，薄膜与第二节流台之间的缝隙变小，即薄膜与第一节流台之间的缝隙的节流阻力变小，薄膜与第二节流台之间的缝隙的节流阻力变大，由此使得经过第一节流腔从上阀体上的第一出油孔流出的流体介质的压力和流量变大，经过第二节流腔从下阀体上的第二出油孔流出的流体介质的压力和流量变小，从而实现了出油口压力和流量的主动差动控制；同理，当向压电陶瓷提供反向电压时，则上述结果相反。
综上所述，本发明的压电型主动控制薄膜节流器通过将压电陶瓷设置在上阀体与下阀体之间，并且压电陶瓷的两端均设置薄膜的结构方式，即可实现对两个出油口的压力和流量的主动差动控制，结构简单，安装和使用方便。
为了保证第一供油孔8与第一节流腔10以及第二供油孔14与第二节流腔12连通，即第一节流台9与薄膜2之间以及第二节流台14与薄膜4之间具有缝隙，第一节流台9和第二节流台14分别低于上阀体1和下阀体7的端面。
进一步的，压电陶瓷3与上阀体1之间优选设置有垫片5以及压电陶瓷3与下阀体7之间优选设置有垫片6。可以通过放置垫片来调整第一节流台9与薄膜2之间的缝隙大小以及第二节流台14与薄膜4之间的缝隙大小。
本实施例中，垫片5和垫片6优选为相同结构的铜箔环状垫片，加工方便，也可以采用其他材质的垫片，如铝箔等。
为了便于上阀体1和下阀体7的加工，第一节流台9和第二节流台14均优选为环状圆台；此外，为了使得薄膜2与第一节流台9以及薄膜4与第二节流台14之间的缝隙的截面积最大，薄膜2和薄膜4也设计为圆形，并且薄膜2的外径与第一节流台9的外径相等，薄膜4的外径与第二节流台14的外径相等。
优选的，垫片5与上阀体1之间、垫片6与下阀体7之间以及垫片5、6与压电陶瓷3之间均可以设置有密封装置。密封装置能够提高流体介质的压力，并且能够防止流体介质的泄露。密封装置可以采用密封胶或密封圈。采用应用较为成熟的密封圈和密封胶，能够在实现密封的同时防止流体介质对阀体的腐蚀，延长使用寿命，降低后期维护的成本。
进一步的，第一节流腔10和第二节流腔14均优选为环状矩形腔。这种形状便于节流腔的加工。
此外，为了便于后期供油管路的连接以及流体介质在上阀体1和下阀体7内的流通，第一供油孔8和第二供油孔15可以分别设置在第一节流台9和第二节流台14的中心，第一出油孔11和第二出油孔13可以分别设置在上阀体1和下阀体7的侧面。
当然，第一供油孔8、第一出油孔11以及第二供油孔15和第二出油孔13也可以采用本领域技术人员能够想到的符合上述原则的其它布置形式，均不影响本发明的实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种压电型主动控制薄膜节流器，包括上阀体和下阀体，所述上阀体上设置有第一供油孔和第一出油孔，所述下阀体上设置有第二供油孔和第二出油孔，其特征在于，所述上阀体上设置有第一节流腔，所述第一节流腔与上阀体之间形成第一节流台，所述第一出油孔与第一节流腔连通，所述下阀体上设置有第二节流腔，所述第二节流腔与下阀体之间形成第二节流台，所述第二出油孔与第二节流腔连通，所述上阀体与下阀体之间设置有压电陶瓷，所述压电陶瓷的两个端面均设置有薄膜，所述压电陶瓷和薄膜将所述第一节流腔和第二节流腔分隔成两个独立的腔室。
2.根据权利要求1所述的压电型主动控制薄膜节流器，其特征在于，所述压电陶瓷与上阀体以及压电陶瓷与下阀体之间均设置有垫片。
3.根据权利要求2所述的压电型主动控制薄膜节流器，其特征在于，所述垫片为铜箔。
4.根据权利要求3所述的压电型主动控制薄膜节流器，其特征在于，所述第一节流台和第二节流台均为环状圆台，所述薄膜为圆形，所述上阀体与压电陶瓷之间的薄膜的外径与所述第一节流台的外径相等，所述下阀体与压电陶瓷之间的薄膜的外径与所述第二节流台的外径相等。
5.根据权利要求2至4中任一所述的压电型主动控制薄膜节流器，其特征在于，所述垫片与上阀体、下阀体之间以及所述垫片与压电陶瓷之间均设置有密封装置。
6.根据权利要求5所述的压电型主动控制薄膜节流器，其特征在于，所述密封装置为密封胶或密封圈。
7.根据权利要求5所述的压电型主动控制薄膜节流器，其特征在于，所述第一节流腔和第二节流腔均为环状矩形腔。
8.根据权利要求5所述的压电型主动控制薄膜节流器，其特征在于，所述第一供油孔和第二供油孔分别设置在所述第一节流台和第二节流台的中心，所述第一出油孔和第二出油孔分别设置在所述上阀体和下阀体的侧面。
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