CN112066005A - 压电先导阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及先导阀技术领域，尤其是一种压电先导阀，包括具有阀腔的阀体及压电片，压电片的两端分别为密封端和调试端，压电片的密封端和进气孔对置；本发明压通过将压电片以一部分被支撑的形成安装在阀腔内，从而可通过调节第一插针的轴向位置，使压电片能够以其被支撑部位为支点进行转动，微调压电片的位置，使压电片趋于和进气孔的内端孔口贴合，以形成可靠的密封，并使压电片的密封端所受的压力仅为预紧弹性元件压缩产生的预紧力，使先导阀的进气孔能够被正常开启，压电片和进气孔之间的间距能够达到最大，解决了压电片预紧力不足容易漏气及压电片预紧力过大影响先导阀工作性能的问题，且降低了装配难度。

Description

压电先导阀
技术领域
本发明涉及先导阀技术领域，尤其是一种压电先导阀。
背景技术
随着制造业的不断升级与发展，对设备的响应、环保要求越来越高，针对日渐增高的需求，气动控制元件以其高响应、来源易得、绿色清洁等优点在目前生产制造场合应用越来越广泛。随着生产精度的进一步提高，市场需要一种能够连续的控制压力的高精度自调节阀门；
目前，市场上现有的压电式先导阀其压电片的一端为完全固定，另一端则通过弹簧压紧在进气口处，实现常态下对进气口的密封；然而由于压电片的固定端为刚性夹持固定，压电片位置不可调节，由于压电片因加工等因素影响容易出现安装后不水平的现象，一旦压电片出现安装不水平，压电片和进气口之间就会容易出现间隙，产生漏气，因此，为了防止出现漏气的情况，目前普遍采用的方法为，用很大预紧力的弹簧让压电片朝向进气口弯曲一点，以解决进气口密封不严实的问题，但是初始状态下压电片朝向进气口弯曲后，就会牺牲了一些压电片的位移量，致使通电后压电片和进气口之间能够形成的最大间距变小，影响了先导阀的工作性能，同时弹簧对压电片的压紧力过大，也会导致先导阀的进气口无法开启。
针对上述难题，本专利提出了一种压电先导阀，该先导阀通过杠杆原理实现密封，不仅保证了阀体的性能可以完备使用，而且装配调试便利，利于批量生产装配。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的压电式先导阀对压电片的预紧力小使容易出现无法密封进气口，对压电片的预紧力大时会影响先导阀的工作性能及容易出现先导阀无法开启的问题，现提供一种压电先导阀，其利用杠杆原理完成压电片与阀体进气孔之间的密封，解决了预紧力小无法密封与预紧力大先导阀无法开启间的矛盾，提高了先导阀的工作性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压电先导阀，包括具有阀腔的阀体及压电片，所述阀腔内具有与其连通的进气孔、出气孔及泄压孔，所述压电片的一部分被支撑的安装在阀体的阀腔内，以此能够相对阀腔转动，所述压电片的两端分别为密封端和调试端，所述压电片的密封端和进气孔对置；
所述压电片的密封端下表面和阀腔之间设有预紧弹性元件，所述预紧弹性元件将压电片的密封端压向进气孔，以封堵住进气孔；
所述压电片的调试端上表面和阀体之间设有压紧弹性元件，所述压紧弹性元件抵住压电片的调试端上表面，所述阀体上位于压电片的下方安装有轴向位置可调的第一插针，所述第一插针向上抵住压电片。
本方案通过将压电片以一部分被支撑的形成安装在阀腔内，压电片的密封端的上侧配置压紧弹性元件，压电片的调试端的下侧配置预紧弹性元件，从而可通过调节第一插针的轴向位置，使压电片能够以其被支撑部位为支点进行转动，微调压电片的位置，使压电片趋于和进气孔的内端孔口贴合，以形成可靠的密封，并使压电片的密封端所受的压力仅为预紧弹性元件压缩产生的预紧力，使先导阀的进气孔能够被正常开启，压电片和进气孔之间的间距能够达到最大，解决了压电片预紧力不足容易漏气及压电片预紧力过大影响先导阀工作性能的问题，且降低了装配难度。
进一步地，所述第一插针和阀体螺纹连接。
进一步地，所述阀体的顶端内壁向下凸出有凸台，所述进气孔的内端孔口位于凸台的下表面，所述压电片的密封端压在凸台的下表面；从而可便于压电片的密封端将进气孔的内端孔口密封。
进一步地，所述阀体内固定有具有弹性的夹持固定件，所述夹持固定件夹持固定住压电片，所述夹持固定件固定在阀体内；由于夹持固定件具有弹性，以此实现在第一插针拧动时，能够带动压电片以夹持固定件为支点进行转动，以调节压电片的位置，使其密封端能够和进气孔的内端孔口形成可靠的密封。
进一步地，所述压电片的下方设有第二插针，第二插针和阀体螺纹连接，第二插针将夹持固定件压紧固定在阀体内，所述第一插针和第二插针均为金属件，所述第一插针和第二插针均与压电片电连接；从而使第一插针可用于压电片位置的调试，还能作为电极为压电片通电，同样，第二插针可用于夹持固定件在阀腔内的固定，还能作为电极为压电片通电，提高结构的紧凑性，避免额外接线等装配工序，提高装配效率。
进一步地，所述夹持固定件为金属夹，所述第二插针和金属夹接触；第二插针和金属夹接触实现其之间的电连接，金属夹与压电片接触实现其之间的电连接。
进一步地，所述夹持固定件为橡胶件，所述阀体的阀腔开口朝左，所述夹持固定件封堵在阀腔的左端开口，所述压电片穿过夹持固定件，所述第二插针穿过夹持固定件并与压电片电连接；压电片穿过材质为橡胶的夹持固定件后，夹持固定件抱紧住压电片，为压电片提供支撑点，而材质为橡胶的夹持固定件自身会具备一定的弹性，因此可允许压电片绕其与夹持固定件的接触部位为支点，在一定范围内进行转动，以调节压电片的密封端位置，使其以最佳的姿态密封住进气孔；第二插针则直接与压电片接触，实现第二插针和压电片之间的电连接。
进一步地，所述阀体上位于预紧弹性元件的下方螺纹连接有堵头，所述预紧弹性元件的一端抵住压电片的调试端，另一端抵住堵头；利用拧动堵头，可改变预紧弹性元件对压电片密封端的预紧力。
进一步地，所述阀体上位于压紧弹性元件的上方螺纹连接有螺塞，所述压紧弹性元件的一端抵住压电片的调试端，另一端抵住螺塞；通过拧动螺塞，可改变压紧弹性元件对压电片的压力。
进一步地，所述压紧弹性元件的弹力＞预紧弹性元件的弹力。
本发明的有益效果是：本发明压电式先导阀通过将压电片以一部分被支撑的形成安装在阀腔内，从而可通过调节第一插针的轴向位置，使压电片能够以其被支撑部位为支点进行转动，微调压电片的位置，使压电片趋于和进气孔的内端孔口贴合，以形成可靠的密封，并使压电片的密封端所受的压力仅为预紧弹性元件压缩产生的预紧力，使先导阀的进气孔能够被正常开启，压电片和进气孔之间的间距能够达到最大，解决了压电片预紧力不足容易漏气及压电片预紧力过大影响先导阀工作性能的问题，且降低了装配难度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明压电先导阀的关闭状态示意图；
图2是本发明压电先导阀的仰视示意图；
图3是本发明压电先导阀的打开状态示意图。
图中：1、阀体，101、阀腔，102、进气孔，103、出气孔，104、泄压孔，105、凸台
2、压电片，201、调试端，202、密封端；
3、预紧弹性元件；
4、压紧弹性元件；
5、夹持固定件；
6、第一插针；
7、第二插针；
8、堵头；
9、螺塞。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1-3所示，一种压电先导阀，包括具有阀腔101的阀体1及压电片2，所述阀腔101内具有与其连通的进气孔102、出气孔103及泄压孔104，所述压电片2的一部分被支撑的安装在阀体1的阀腔101内，以此能够相对阀腔101转动，所述压电片2的两端分别为密封端202和调试端201，所述压电片2的密封端202和进气孔102对置；
所述压电片2的密封端202下表面和阀腔101之间设有预紧弹性元件3，所述预紧弹性元件3将压电片2的密封端202压向进气孔102，以封堵住进气孔102；
所述压电片2的调试端201上表面和阀体1之间设有压紧弹性元件4，所述压紧弹性元件4抵住压电片2的调试端201上表面，所述阀体1上位于压电片2的下方安装有轴向位置可调的第一插针6，所述第一插针6向上抵住压电片2。
本实施例中第一插针6和阀体1螺纹连接。
本实施例中压电片2被支撑的部位处与进气孔102之间的间距＞压电片2被支撑的部位处与第一插针6之间的间距。
本实施例中阀体1的顶端内壁向下凸出有凸台105，所述进气孔102的内端孔口位于凸台105的下表面，所述压电片2的密封端202压在凸台105的下表面；从而可便于压电片2的密封端202将进气孔102的内端孔口密封。
本实施例中阀体1内固定有具有弹性的夹持固定件5，所述夹持固定件5夹持固定住压电片2，所述夹持固定件5固定在阀体1内；由于夹持固定件5具有弹性，以此实现在第一插针6拧动时，能够带动压电片2以夹持固定件5为支点进行转动，以调节压电片2的位置，使其密封端202能够和进气孔102的内端孔口形成可靠的密封。
本实施例中压电片2的下方设有第二插针7，第二插针7和阀体1螺纹连接，第二插针7将夹持固定件5压紧固定在阀体1内，所述第一插针6和第二插针7均为金属件，所述第一插针6和第二插针7均与压电片2电连接；从而使第一插针6可用于压电片2位置的调试，还能作为电极为压电片2通电，同样，第二插针7可用于夹持固定件5在阀腔101内的固定，还能作为电极为压电片2通电，提高结构的紧凑性，避免额外接线等装配工序，提高装配效率。
本实施例中第一插针6作为正电极，第二插针7作为负电极，第一插针6和压电片2接触实现正极相连，第二插针7和压电片2接触实现负极相连，压电片2也可设置正极触点和负极触点，以分别和第一插针6和第二插针7接触。
本实施例中夹持固定件5的结构通过以下两种结构进行说明：
其一为，夹持固定件5为金属夹，所述第二插针7和金属夹接触；压电片2被金属夹固定后，为压电片2提供支撑点，而金属夹也具备一定的弹性，因此可允许压电片2绕其与金属夹的接触部位为支点，在一定范围内进行转动，以调节压电片2的密封端202位置，使其以最佳的姿态密封住进气孔102；第二插针7和金属夹接触实现其之间的电连接，金属夹与压电片2接触实现其之间的电连接。
所述夹持固定件5为橡胶件，所述阀体1的阀腔101开口朝左，所述夹持固定件5封堵在阀腔101的左端开口，所述压电片2穿过夹持固定件5，所述第二插针7穿过夹持固定件5并与压电片2电连接；压电片2穿过材质为橡胶的夹持固定件5后，夹持固定件5抱紧住压电片2，为压电片2提供支撑点，而材质为橡胶的夹持固定件5自身会具备一定的弹性，因此可允许压电片2绕其与夹持固定件5的接触部位为支点，在一定范围内进行转动，以调节压电片2的密封端202位置，使其以最佳的姿态密封住进气孔102；第二插针7则直接与压电片2接触，实现第二插针7和压电片2之间的电连接。
本实施例中阀体1上位于预紧弹性元件3的下方螺纹连接有堵头8，所述预紧弹性元件3的一端抵住压电片2的调试端201，另一端抵住堵头8；利用拧动堵头8，可改变预紧弹性元件3对压电片2的密封端202的预紧力；其中，泄压孔104可开设在堵头8上。
本实施例中泄压孔104具体可与进气孔102对置。
本实施例中阀体1上位于压紧弹性元件4的上方螺纹连接有螺塞9，所述压紧弹性元件4的一端抵住压电片2的调试端201，另一端抵住螺塞9；通过拧动螺塞9，可改变压紧弹性元件4对压电片2的压力。
本实施例中所述压紧弹性元件4的弹力＞预紧弹性元件3的弹力；压紧弹性元件4和预紧弹性元件3均采用弹簧。
本实施例中进气孔102的内端孔口边缘或/和压电片2的密封端202上表面设有密封件，如密封圈、密封垫等。
本实施例中压电片2呈方形；压电片2通电后，压电片2的密封端202发生弯曲，以远离进气孔102；通过调节施加在压电片2上的电压，可调节压电片2的密封端202至进气孔102的间距，随着压电片2的密封端202至进气孔102的间距的改变，出气孔103的气压也随之改变。
本实施例压电先导阀的工作原理如下：
在装配时，首先利用夹持固定件5将压电片2夹持固定，而后将压电片2连同夹持固定件5从阀腔101的开口处插入阀腔101内，而后通过螺塞9将压紧弹性元件4压紧在压电片2的调试端201上表面，接着将第一插针6旋入阀体1，使其和压电片2的调试端201下表面接触，最后堵头8旋入阀体1，使其将预紧弹性元件3压紧在压电片2的密封端202下表面；
其中，在调试时，通过旋转第一插针6，改变第一插针6的轴向位置，可使压电片2能够以其与夹持固定件5的接触部位为支点进行转动，微调压电片2的位置，使压电片2的密封端202趋于和进气孔102的内端孔口贴合，以最佳的姿态密封住进气孔102的内端孔口，确保对进气孔102形成可靠的密封；
由于压紧弹性元件4对压电片2的压紧力会被第一插针6抵消，因此压电片2的密封端202所受的压力仅为预紧弹性元件3压缩产生的预紧力，从而实现预紧弹性元件3能够以较小的预紧力使压电片2的密封端202密封住进气孔102，确保先导阀的进气孔102能够被正常开启，由于本实施例中常态下无须压电片2的密封端202朝向进气孔102进行弯曲，也就不用牺牲压电片2的位移量，因此压电片2的密封端202和进气孔102之间的间距能够达到最大，从而提高先导阀的工作性能；解决了压电片2预紧力不足容易漏气及压电片2预紧力过大影响先导阀工作性能的问题，且降低了装配难度。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种压电先导阀，包括具有阀腔(101)的阀体(1)及压电片(2)，所述阀腔(101)内具有与其连通的进气孔(102)、出气孔(103)及泄压孔(104)，其特征在于：所述压电片(2)的一部分被支撑的安装在阀体(1)的阀腔(101)内，以此能够相对阀腔(101)转动，所述压电片(2)的两端分别为密封端(202)和调试端(201)，所述压电片(2)的密封端(202)和进气孔(102)对置；
所述压电片(2)的密封端(202)下表面和阀腔(101)之间设有预紧弹性元件(3)，所述预紧弹性元件(3)将压电片(2)的密封端(202)压向进气孔(102)，以封堵住进气孔(102)；
所述压电片(2)的调试端(201)上表面和阀体(1)之间设有压紧弹性元件(4)，所述压紧弹性元件(4)抵住压电片(2)的调试端(201)上表面，所述阀体(1)上位于压电片(2)的下方安装有轴向位置可调的第一插针(6)，所述第一插针(6)向上抵住压电片(2)。
2.根据权利要求1所述的压电先导阀，其特征在于：所述第一插针(6)和阀体(1)螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的压电先导阀，其特征在于：所述阀体(1)的顶端内壁向下凸出有凸台(105)，所述进气孔(102)的内端孔口位于凸台(105)的下表面，所述压电片(2)的密封端(202)压在凸台(105)的下表面。
4.根据权利要求1所述的压电先导阀，其特征在于：所述阀体(1)内固定有具有弹性的夹持固定件(5)，所述夹持固定件(5)夹持固定住压电片(2)，所述夹持固定件(5)固定在阀体(1)内。
5.根据权利要求4所述的压电先导阀，其特征在于：所述压电片(2)的下方设有第二插针(7)，第二插针(7)和阀体(1)螺纹连接，第二插针(7)将夹持固定件(5)压紧固定在阀体(1)内，所述第一插针(6)和第二插针(7)均为金属件，所述第一插针(6)和第二插针(7)均与压电片(2)电连接。
6.根据权利要求5所述的压电先导阀，其特征在于：所述夹持固定件(5)为金属夹，所述第二插针(7)和金属夹接触。
7.根据权利要求5所述的压电先导阀，其特征在于：所述夹持固定件(5)为橡胶件，所述阀体(1)的阀腔(101)开口朝左，所述夹持固定件(5)封堵在阀腔(101)的左端开口，所述压电片(2)穿过夹持固定件(5)，所述第二插针(7)穿过夹持固定件(5)并与压电片(2)电连接。
8.根据权利要求5所述的压电先导阀，其特征在于：所述阀体(1)上位于预紧弹性元件(3)的下方螺纹连接有堵头(8)，所述预紧弹性元件(3)的一端抵住压电片(2)的调试端(201)，另一端抵住堵头(8)。
9.根据权利要求5所述的压电先导阀，其特征在于：所述阀体(1)上位于压紧弹性元件(4)的上方螺纹连接有螺塞(9)，所述压紧弹性元件(4)的一端抵住压电片(2)的调试端(201)，另一端抵住螺塞(9)。
10.根据权利要求1所述的压电先导阀，其特征在于：所述压紧弹性元件(4)的弹力＞预紧弹性元件(3)的弹力。
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