CN201547282U - 数字响应开关阀 - Google Patents

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刘行
唐兵
李柏宏
李频
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Sichuan Aerospace beacon Servo Control Technology Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型涉及一种数字响应开关阀，开关阀中的两个超磁致伸缩棒在激励磁场作用下，分别推动传动轴带着阀芯和阀座移动，使阀芯、阀套产生双动，从而提高了阀的开启、关闭速度，同时阀口流量增大；阀芯开启时，流体介质经第一传动轴与第一轭铁间的间隙流入第一轭铁内冷却第一线圈体，同时流体介质经由阀套上的小孔流入由阀套、阀芯及阀座组成的高压腔，通过阀座上的小孔及第二传动轴与第二轭铁之间的间隙流入第二轭铁内冷却第二线圈体，消除了热膨胀的影响，提高了阀的工作可靠性；两个轭铁与阀套、阀座之间设有阻尼弹簧，消除了阀芯、阀套在高频响应下高速运动撞击产生的振荡回弹；超磁致伸缩棒和端盖之间嵌有热缩片，可以对超磁致伸缩进行温度补偿。

Description

数字响应开关阀
技术领域
本实用新型涉及一种电液数字控制阀，尤其涉及一种新型的数字响应开关阀。
技术背景
目前高速开关阀的驱动器通常采用电磁铁或是压电晶体材料制作而成，这种开关阀普遍存在的问题是其响应时间一般为几个毫秒，提高其驱动力需要较多匝数，线圈发热严重，结构复杂，体积较大，功耗大，限制了其进一步提高频响；同时这些传统材料输出的位移小于其长度的0.05％，必须微位移放大，也不利于频响的提高，输出流量较小。而超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料，在磁场激励下，它能产生比传统磁致伸缩材料(如镍、铁等)大几个数量级的应变输出，由于其具有很大的磁致伸缩应变、特高的储能密度、响应快、工作电压低、稳定性与可靠性高的特性，是制作高速响应开关阀的理想材料。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现在技术的不足，提出一种数字响应开关阀，开启和关闭时间短，工作稳定可靠。
本实用新型的技术解决方案是：数字响应开关阀，包括第一端盖、阀体、第一轭铁、第一传动轴、第一阻尼弹簧、阀芯、阀套、第二阻尼弹簧、第二传动轴、第二轭铁、第二端盖、第二热缩片、第二超磁致伸缩棒、第二线圈体、阀座、预压弹簧、第一线圈体、第一超磁致伸缩棒和第一热缩片，阀体中间位置开有进油口和出油口，阀套置于阀体中间，阀芯和预压弹簧置于阀套内，阀座与阀套通过螺钉联接将预压弹簧压缩在阀芯和阀座之间，阀体的两端安装有第一端盖和第二端盖，在阀体内靠近两个端盖处分别设有第一轭铁和第二轭铁，第一轭铁内装有第一线圈体，第二轭铁内装有第二线圈体，第一线圈体内装有第一超磁致伸缩棒，第二线圈体内装有第二超磁致伸缩棒，在第一超磁致伸缩棒和第一端盖之间嵌入第一热缩片，在第二超磁致伸缩棒和第二端盖之间嵌入第二热缩片，第一超磁致伸缩棒通过第一传动轴与阀芯联接，第二超磁致伸缩棒通过第二传动轴与阀座联接，第一轭铁与阀套之间设有第一阻尼弹簧，第二轭铁与阀座之间设有第二阻尼弹簧。
所述阀套和阀座上均开有小孔，第一进液孔的流体介质经由阀套上的小孔流入由阀套、阀芯及阀座组成的高压腔，高压腔流体介质通过阀座上的小孔及第二传动轴与第二轭铁之间的间隙流入第二轭铁内冷却第二线圈体。
本实用新型与现有技术相比的优点是：
(1)本实用新型的第一超磁致伸缩棒在激励磁场作用下，输出应变和力，推动第一传动轴带着阀芯向第二端盖方向移动，同时第二超磁致伸缩棒在激励磁场作用下，输出应变和力，推动第二传动轴带着阀座和阀套向第一端盖方向移动，使阀芯、阀套产生双动，提高了阀的开启、关闭切换速度，开启和关闭时间小于1ms，同时阀口开度倍增，流量增大，流量可达5L/min以上。
(2)本实用新型的阀套和阀座上开有小孔，流体介质可以介质经由阀套上的小孔流入由阀套、阀芯及阀座组成的高压腔，并通过阀座上的小孔及第二传动轴与第二轭铁之间的间隙流入第二轭铁内冷却第二线圈体，消除了热膨胀的影响，提高了开关阀的工作可靠性。
(3)本实用新型在第一轭铁与阀套之间设有第一阻尼弹簧，在第二轭铁与阀座之间设有第二阻尼弹簧，可以消除阀芯、阀套在高频响应下高速运动撞击产生的振荡回弹现象。
(4)本实用新型在超磁致伸缩棒和端盖之间嵌有热缩片，当数字响应开关阀在高频下工作一段时间后，会产生一定的热伸缩膨胀，对超磁致伸缩长度有很大影响，热缩片可以对超磁致伸缩进行温度补偿，消除了超磁致伸缩材料由于热膨胀而产生了的位移漂移。
附图说明
图1为数字响应开关阀的结构原理示意图。
具体实施方法
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述：
如图1所示，一种数字响应开关阀包括第一端盖1、阀体2、第一轭铁3、第一传动轴4、第一阻尼弹簧5、阀芯6、阀套7、第二阻尼弹簧8、第二传动轴9、第二轭铁10、第二端盖11、第二热缩片12、第二超磁致伸缩棒13、第二线圈体14、阀座15、预压弹簧16、第一线圈体17、第一超磁致伸缩棒18和第一热缩片19，阀体2中间位置开有进油口20和出油口21，阀套7置于阀体2中间将进油口20和出油口21隔开，阀芯6和预压弹簧16置于阀套7内，阀座15与阀套7通过螺钉联接将预压弹簧16压缩在阀芯6和阀座15之间，阀体2的两端安装有第一端盖1和第二端盖11，在阀体2内靠近两个端盖处分别设有第一轭铁3和第二轭铁10，第一轭铁3内装有第一线圈体17，第二轭铁10内装有第二线圈体14，第一线圈体17内装有第一超磁致伸缩棒18，第二线圈体14内装有第二超磁致伸缩棒13，在第一超磁致伸缩棒18和第一端盖1之间嵌入第一热缩片19，在第二超磁致伸缩棒13和第二端盖11之间嵌入第二热缩片12，第一超磁致伸缩棒18通过第一传动轴4与阀芯6联接，第二超磁致伸缩棒13通过第二传动轴9与阀座15联接，第一轭铁3与阀套7之间设有第一阻尼弹簧5，第二轭铁10与阀座15之间设有第二阻尼弹簧8。其中超磁致伸缩棒采用Terfenol-D材料。
本发明的工作原理是：作用在于第一超磁致伸缩棒18和第二超磁致伸缩棒13在激励磁场作用下，输出应变，推动第一传动轴4带着阀芯6向第二端盖11方向移动，第二传动轴9带着阀座15和阀套7向第一端盖1方向移动，阀芯6开启，进油口P口、出油口A口接通；激励磁场消失时，第一超磁致伸缩棒18和第二超磁致伸缩棒13恢复原状，在预压弹簧16作用下，第一传动轴4带着阀芯6向第一端盖1方向移动，第二传动轴9带着阀座15和阀套7向第二端盖11方向移动，阀芯6关闭，P口、A口断开，由于阀芯、阀套的双动作用，提高了开关阀的开启、关闭切换速度，开启和关闭时间小于1ms，同时阀口开度倍增，流量增大，流量可达5L/min以上。
出油口21A口流体介质能通过第一传动轴和第一轭铁间的间隙流入第一轭铁内，冷却第一线圈体；阀套7和阀座15上均开有小孔，进油口20的流体介质经由阀套7上的小孔流入由阀套7、阀芯6及阀座15组成的高压腔，高压腔流体介质通过阀座15上的小孔及第二传动轴9与第二轭铁10之间的间隙流入第二轭铁10内冷却第二线圈体14。
本实用新型未详细说明内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (3)

1.数字响应开关阀，其特征在于：包括第一端盖(1)、阀体(2)、第一轭铁(3)、第一传动轴(4)、第一阻尼弹簧(5)、阀芯(6)、阀套(7)、第二阻尼弹簧(8)、第二传动轴(9)、第二轭铁(10)、第二端盖(11)、第二热缩片(12)、第二超磁致伸缩棒(13)、第二线圈体(14)、阀座(15)、预压弹簧(16)、第一线圈体(17)、第一超磁致伸缩棒(18)和第一热缩片(19)，阀体(2)中间位置开有进油口(20)和出油口(21)，阀套(7)置于阀体(2)中间，阀芯(6)和预压弹簧(16)置于阀套(7)内，阀座(15)与阀套(7)通过螺钉联接将预压弹簧(16)压缩在阀芯(6)和阀座(15)之间，阀体(2)的两端安装有第一端盖(1)和第二端盖(11)，在阀体(2)内靠近两个端盖处分别设有第一轭铁(3)和第二轭铁(10)，第一轭铁(3)内装有第一线圈体(17)，第二轭铁(10)内装有第二线圈体(14)，第一线圈体(17)内装有第一超磁致伸缩棒(18)，第二线圈体(14)内装有第二超磁致伸缩棒(13)，在第一超磁致伸缩棒(18)和第一端盖(1)之间嵌入第一热缩片(19)，在第二超磁致伸缩棒(13)和第二端盖(11)之间嵌入第二热缩片(12)，第一超磁致伸缩棒(18)通过第一传动轴(4)与阀芯(6)联接，第二超磁致伸缩棒(13)通过第二传动轴(9)与阀座(15)联接，第一轭铁(3)与阀套(7)之间设有第一阻尼弹簧(5)，第二轭铁(10)与阀座(15)之间设有第二阻尼弹簧(8)。
2.根据权利要求1所述的数字响应开关阀，其特征在于：所述阀套(7)和阀座(15)上均开有小孔，进油口(20)的流体介质经由阀套(7)上的小孔流入由阀套(7)、阀芯(6)及阀座(15)组成的高压腔，高压腔流体介质通过阀座(15)上的小孔及第二传动轴(9)与第二轭铁(10)之间的间隙流入第二轭铁(10)内冷却第二线圈体(14)。
3.根据权利要求1所述的数字响应开关阀，其特征在于：所述的超磁致伸缩棒为Terfenol-D材料。
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