CN219734250U - 一种阀门 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阀门，涉及减压阀门技术领域，解决了现有技术中的阀门响应速度慢、可靠性较低的问题。本实用新型包括外壳，外壳上设有进介质流道和出介质流道，进介质流道和出介质流道之间通过设在外壳内的第一空腔相连通，第一空腔内滑动设有主阀，主阀上设有第二空腔，主阀上设有连通第一空腔和第二空腔的先导流道，第二空腔内滑动设有副阀，副阀与设在第三空腔内的压电驱动器传动连接，第三空腔设在外壳一端，第三空腔内可调设有端盖组件，压电驱动器与端盖组件之间通过永磁弹簧组件相连接。本实用新型副阀滑动设在主阀内部，主阀设在第一空腔内，采用嵌套直连的方式能够使结构更加紧凑、精简，增加了阀门整体的可靠性。

Description

一种阀门

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，特别是指一种先导式阀门。

背景技术

先导式阀门是将驱动力作用于先导阀，依靠介质压差带动主阀开启或关闭的一种阀门，副阀安装在主阀中，主阀安装在阀体中。当驱动器断电时，副阀与主阀的密封部位打开，在气压力的作用下使主阀开启，当驱动器通电时，副阀与主阀的密封部位闭合，在气压力的作用下使主阀关闭，起到密封作用。

现有技术中的先导式阀门多采用弹簧对副阀施加一定的预紧力，线圈通电产生的电磁力使副阀运动带动主阀启闭。公开号为CN105697847A的中国发明专利公开了一种超高压电磁阀，其阀盖安装在主阀体的底部，阀体的主阀下腔内设有能够上下移动的阀瓣，主阀中腔和主阀下腔之间设有主阀座，主阀下腔的底部中间向下延伸出主阀底腔，阀瓣的外侧面呈柱形且与主阀底腔的侧壁间隙配合，主阀体的上部设有副阀腔，副阀进口腔的进口端开口于主阀底腔且该开口位于阀瓣移动区间的下方，副阀出口腔的出口端开口于主阀中腔，副阀中腔和副阀出口腔之间设有副阀座，主阀体的上部设有能够上下移动的副阀瓣，副阀瓣的底部设有能够与所述副阀阀座密封面形成副阀密封的朝下的副阀瓣密封面。该方案采用下装式阀瓣结构，改善了密封效果，提高了密封的耐压能力。但是其设计会增加阀瓣控制流道开闭的响应时间，影响工作效率。其电磁阀的依靠电磁阀驱动，具有响应速度慢的不良影响，其采用机械弹簧，存在噪音大、磨损的问题。并且在电磁环境复杂的工作条件下，电磁阀的可靠性较低，主阀下腔和副阀腔分别设在上下两部分，导致结构更加复杂、空间尺寸增加，材料成本和制造成本都会增加。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种阀门，解决了现有技术中的阀门响应速度慢、可靠性较低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种阀门，包括外壳，外壳上设有进介质流道和出介质流道，进介质流道和出介质流道之间通过设在外壳内的第一空腔相连通，第一空腔内滑动设有主阀，主阀上设有第二空腔，主阀上设有连通第一空腔和第二空腔的先导流道，第二空腔内滑动设有副阀，副阀与设在第三空腔内的压电驱动器传动连接，第三空腔设在外壳一端，第三空腔内可调设有端盖组件，压电驱动器与端盖组件之间通过永磁弹簧组件相连接。

优选的，所述外壳包括阀体和壳体，所述第一空腔和第三空腔均为一端开口的空腔且分别设在壳体两端，进介质流道和出介质流道开设在阀体上，阀体设有第一空腔的一端与壳体插接配合且通过螺钉相连接，阀体与壳体的插接配合处设有第一密封圈。

优选的，所述第二空腔内设有阻尼环，副阀与阻尼环滑动配合，第二空腔内设有限制阻尼环位移的第一弹性挡圈，第一弹性挡圈与主阀卡接。

优选的，所述压电驱动器包括压电堆叠，压电堆叠两侧均固定设有放大振子，其中一个放大振子端部设有凸帽、另一个放大振子与端盖组件插接滑动配合，副阀端部设有卡槽且通过卡槽与放大振子卡接配合。

优选的，所述端盖组件包括滑动设在第三空腔内的端盖，第三空腔开口端设有防止端盖脱落的第二弹性挡圈，第二弹性挡圈与端盖之间设有若干个调整垫片，端盖上设有与放大振子插接滑动配合的插接槽。

优选的，所述永磁弹簧组件包括固定设在插接槽底部的第一永磁体和固定设在放大振子上的第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体相对面的极性形同。

进一步，所述第一永磁体与插接槽之间、第二永磁体与放大振子之间均粘接固定。所述端盖与壳体之间设有第二密封圈。

优选的，所述壳体侧壁设有出线孔，壳体上设有盖合出线孔的盖板，出线孔内穿设有导线且通过导线与压电堆叠相连接。

优选的，所述副阀上设有与先导流道对应的密封垫，先导流道与出介质流道的入口对应设置，主阀上设有与出介质流道的入口对应的第三密封圈，进介质流道的入口和出介质流道的出口同轴对应设置。

本实用新型的有益效果：通过设置压电驱动器，能够提高控制的响应速度，同时压电驱动器的控制精度更高，能够通过压电驱动器的逆压电效应产生位移及输出力，从而带动副阀和主阀控制进介质流道和出介质流道之间的通断，同时通过在压电驱动器和端盖组件之间设置永磁弹簧组件，能够利用永磁弹簧组件给副阀施加预紧力，避免了现有技术中机械弹簧的设计方式中存在的噪声、磨损等现象。副阀滑动设在主阀内部，主阀设在第一空腔内，采用嵌套直连的方式能够使结构更加紧凑、精简，增加了阀门整体的可靠性，解决了现有技术中的阀门响应速度慢、可靠性较低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型立体结构俯视示意图；

图3为本实用新型剖面示意图；

图4为本实用新型压电驱动器结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2、3所示，实施例1，一种阀门，包括外壳，本实施例中，外壳包括阀体1和壳体3，壳体3一端开设有第一空腔，壳体3设有第一空腔的一端与阀体1之间插接配合。阀体1上设有进介质流道24和出介质流道25，进介质流道24的出口和出介质流道25的进口均与第一空腔相连通。第一空腔内滑动设有主阀2，主阀2上设有第二空腔，主阀2上设有连通第一空腔和第二空腔的先导流道17，第二空腔内滑动设有副阀4，副阀4与设在第三空腔内的压电驱动器5传动连接，第三空腔设在壳体3另一端，第三空腔内可调设有端盖组件，压电驱动器5与端盖组件之间通过永磁弹簧组件相连接，永磁弹簧组件能够给副阀4施加预紧力，避免了现有技术中机械弹簧的设计方式中存在的噪声、磨损等现象。本实施例中，第一空腔和第三空腔优选为一端开口的圆柱形空腔且分别设在壳体3两端，主阀2优选为圆柱型阀芯，主阀2、副阀4、第一空腔和第三空腔位于同一中轴线上，便于进行加工，同时采用嵌套直连的方式能够使结构更加紧凑、简单，结构布局更合理。本实施例中，阀体1为矩形阀体，壳体3为圆柱形壳体，圆柱形壳体外侧设有矩形端盖，矩形端盖与阀体1之间通过螺钉14相连接。壳体3与阀体1的插接部分上设有第一密封圈16，增加连接结构的气密性。

本实施例在应用的时候，本阀门属于常开状态阀门，当压电驱动器5断电时，副阀4仅受到永磁弹簧组件的预紧力作用下移将主阀2下压在阀体1上，介质由进介质流道24流入，在介质力的作用下轻松使主阀2上移与阀体1分离而开启，同时介质经过先导流道17进入第二空腔内推动副阀4上移。当压电驱动器5通电时，压电驱动器5带动副阀4下移，将副阀4更多推入第二空腔，从而将第二空腔内介质经过先导流道17排出，进而再带动主阀2下移与阀体1贴合，从而将进介质流道24和出介质流道25之间的连通断开。

本实施例通过设置压电驱动器，能够提高控制的响应速度，同时压电驱动器的控制精度更高，能够通过压电驱动器的逆压电效应产生位移及输出力，从而带动副阀和主阀控制进介质流道和出介质流道之间的通断，解决了现有技术中的阀门结构复杂、响应速度慢、可靠性较低的问题，其中介质可选为液体介质或气体介质。

实施例2，在实施例1的基础上，第二空腔内设有阻尼环15，副阀4与阻尼环15滑动配合，第二空腔内设有限制阻尼环15位移的第一弹性挡圈13，第一弹性挡圈13与主阀2卡接。设置第一弹性挡圈，能够限制阻尼环的位置，避免其移位，通过阻尼环能够起到减震、降噪的作用。

如图4所示，实施例3，在实施例2的基础上，压电驱动器5包括压电堆叠19，压电堆叠19两侧均固定设有放大振子18，其中一个放大振子端部设有凸帽20、另一个放大振子18与端盖组件插接滑动配合，副阀4端部设有卡槽且通过卡槽与放大振子18卡接配合。当压电堆叠通电时，逆压电作用下带动两侧的放大振子外移，相比于电磁驱动，可以有效避免电磁干扰，能够适应高磁场的工作环境，并且可以在几毫秒之内完全启动，相比于电磁驱动响应速度快，大大提高了工作效率。压电叠堆在电场施加下输出的位移为微米级，因此压电驱动器的精度可以控制在微米级，能够适应高精密仪器的应用场景。此外，放大振子18能够将压电叠堆的位移放大几倍，甚至几十倍，在实际使用时可以根据阀门所需行程，放大振子18的结构尺寸进行增大或减小，以改变位移改变的输出量。同时采用压电驱动器代替电磁铁，具有结构简单、体积小、重量轻、功耗低等优点。

端盖组件包括滑动设在第三空腔内的端盖7，第三空腔开口端设有防止端盖7脱落的第二弹性挡圈9，端盖7与壳体3之间设有第二密封圈6，第一密封圈16和第二密封圈6优选为O型橡胶圈，设置密封圈以增加结构整体的气密性。第二弹性挡圈9与端盖7之间设有若干个调整垫片8，端盖7上设有与放大振子18插接滑动配合的插接槽。通过改变调整垫片的数量和规格厚度，改变永磁弹簧的初始预紧力。

永磁弹簧组件包括固定设在插接槽底部的第一永磁体10和固定设在放大振子18上的第二永磁体11，第一永磁体10和第二永磁体11相对面的极性形同。本实施例中，第一永磁体10与插接槽之间、第二永磁体11与放大振子18之间均粘接固定。通过第一永磁体10和第二永磁体11的斥力给下方的压电驱动器及副阀施加向下的预紧力，第一永磁体10和第二永磁体11之间无直接接触，减少噪声和磨损。

实施例4，在实施例3的基础上，壳体3侧壁设有出线孔21，壳体3上设有盖合出线孔21的盖板12，出线孔21内穿设有导线且通过导线与压电堆叠19相连接。本实施例中盖板12通过沉头螺钉与壳体固定。

副阀4上设有与先导流道17对应的密封垫22，先导流道17与出介质流道25的入口对应设置，主阀2上设有与出介质流道25的入口对应的第三密封圈23，进介质流道24的入口和出介质流道25的出口同轴对应设置。密封垫22和第三密封圈23优选为塑料材质或橡胶材质的密封件，能够提高连接部位的密封性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门，包括外壳，外壳上设有进介质流道（24）和出介质流道（25），其特征在于：进介质流道（24）和出介质流道（25）之间通过设在外壳内的第一空腔相连通，第一空腔内滑动设有主阀（2），主阀（2）上设有第二空腔，主阀（2）上设有连通第一空腔和第二空腔的先导流道（17），第二空腔内滑动设有副阀（4），副阀（4）与设在第三空腔内的压电驱动器（5）传动连接，第三空腔设在外壳一端，第三空腔内可调设有端盖组件，压电驱动器（5）与端盖组件之间通过永磁弹簧组件相连接。

2.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于：所述外壳包括阀体（1）和壳体（3），所述第一空腔和第三空腔均为一端开口的空腔且分别设在壳体（3）两端，进介质流道（24）和出介质流道（25）开设在阀体（1）上，阀体（1）设有第一空腔的一端与壳体（3）插接配合且通过螺钉（14）相连接，阀体（1）与壳体（3）插接配合处设有第一密封圈（16）。

3.根据权利要求2所述的阀门，其特征在于：所述第二空腔内设有阻尼环（15），副阀（4）与阻尼环（15）滑动配合，第二空腔内设有限制阻尼环（15）位移的第一弹性挡圈（13），第一弹性挡圈（13）与主阀（2）卡接。

4.根据权利要求1~3任一项所述的阀门，其特征在于：所述压电驱动器（5）包括压电堆叠（19），压电堆叠（19）两侧均固定设有放大振子（18），其中一个放大振子端部设有凸帽（20）、另一个放大振子（18）与端盖组件插接滑动配合，副阀（4）端部设有卡槽且通过卡槽与放大振子（18）卡接配合。

5.根据权利要求4所述的阀门，其特征在于：所述端盖组件包括滑动设在第三空腔内的端盖（7），第三空腔开口端设有防止端盖（7）脱落的第二弹性挡圈（9），第二弹性挡圈（9）与端盖（7）之间设有若干个调整垫片（8），端盖（7）上设有与放大振子（18）插接滑动配合的插接槽。

6.根据权利要求5所述的阀门，其特征在于：所述永磁弹簧组件包括固定设在插接槽底部的第一永磁体（10）和固定设在放大振子（18）上的第二永磁体（11），第一永磁体（10）和第二永磁体（11）相对面的极性相同。

7.根据权利要求6所述的阀门，其特征在于：所述第一永磁体（10）与插接槽之间、第二永磁体（11）与放大振子（18）之间均粘接固定。

8.根据权利要求7所述的阀门，其特征在于：所述端盖（7）与壳体（3）之间设有第二密封圈（6）。

9.根据权利要求8所述的阀门，其特征在于：所述壳体（3）侧壁设有出线孔（21），壳体（3）上设有盖合出线孔（21）的盖板（12），出线孔（21）内穿设有导线且通过导线与压电堆叠（19）相连接。

10.根据权利要求1~3、5~9任一项所述的阀门，其特征在于：所述副阀（4）上设有与先导流道（17）对应的密封垫（22），先导流道（17）与出介质流道（25）的入口对应设置，主阀（2）上设有与出介质流道（25）的入口对应的第三密封圈（23），进介质流道（24）的入口和出介质流道（25）的出口同轴对应设置。