一种浮动式伺服阀制造技术

本发明专利技术属于阀门技术领域，具体涉及一种用于流体控制的浮动式伺服阀，包括阀体，力矩马达，先导级和功率级控制机构，阀体的上阀块、中隔板、下阀块由紧固件叠接，力矩马达的扭杆弹簧穿过衔铁中心，通过支架固定于阀体上；先导级转轴与功率级转轴设于同一中心线，先导级转轴与上阀块的转轴孔配合，功率级转轴与下阀块的转轴孔配合；该伺服阀还包括由拨叉和拨杆组成的位移放大机构，拨叉转动中心设于先导级转轴的轴线上，拨杆转动中心设于扭杆弹簧的轴线上，拨杆一端与力矩马达的扭杆弹簧下端相连，拨杆另一端与拨叉滑合传动连接。该浮动式伺服阀功率级的输出流量可调，动静态性能较佳，并具有摩擦小、运动灵活等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于阀门
，具体涉及一种用于流体控制的浮动式伺服阀。
技术介绍
电控流体伺服阀是一种自动控制阀，它的功能是将小功率的电信号放大为大功率 的流体能输出，从而实现对负载的位置、速度、力等物理量的精密控制。在一些要求响应速 度快、控制精度高、输出功率大的自动化行业，都要使用伺服控制系统，伺服阀作为伺服控 制系统的核心部件，其性能的优劣对整个系统具有决定性的作用，因此，开发高性能的伺服 阀对自动化行业的发展有着重要的意义。中国专利ZL02252M6. 8公开的一种两级环式伺服阀，它由电驱动衔铁机构、先导 级流体控制机构和功率级流体控制机构构成，其衔铁与穿过上板的先导级转轴通过螺钉连 接，衔铁与配置在阀体上的支架之间装有板簧，电驱动衔铁机构的线圈输入控制电流后，电 磁力矩驱动衔铁克服板簧的弹性力并带动先导级转轴产生一个与电磁力矩成正比的转角 θ，同时带动先导级的控制环绕转轴转过角度θ，此时先导级的两个控制窗口同时打开，其 中一个控制窗口与高压Ps接通，使高压I3S进入与该控制窗口相通的功率级的活塞腔内；另 一个控制窗口与回流腔T接通，与该控制窗口相通的功率级的活塞腔与回流腔T接通。功 率级的两个活塞顶配在阀体的内墙壁上，在两个活塞腔的压差作用下，功率级跟随先导级 同向转动，当转过相同的角度θ，此时先导级的两个控制窗口同时关闭，功率级的两个活塞 腔压力平衡并停止转动，此时功率级的两个控制窗口打开一定面积，此面积与转角θ成正 比。这类伺服阀在技术上存在以下几个主要问题第一，由于磁性材料本身性能的限制，以及输出线性的要求，电驱动衔铁机构的转 角θ较小，因而功率级的输出流量也相应地受到限制。第二，电驱动衔铁机构与先导级控制机构间的连接方式为刚性连接，装配误差产 生的偏斜力施加于先导级转轴上，并且该偏斜力很难消除，将使先导级转轴与阀体转轴孔 间产生较大的摩擦力，从而使伺服阀的滞环、灵敏度、零位死区以及非线性误差等性能指标变差。第三，伺服阀工作中，先导级的转轴受阀体内腔的回流压力作用，对转轴将产生一 个向上顶的作用力，这个力会使先导级产生较大的摩擦力，从而使伺服阀的动静态性能下 降。第四，功率级的两个活塞顶配于阀体的内腔，在活塞腔压力作用下，活塞与阀体的 内腔壁产生较大摩擦力，易使功率级运动卡涩、不灵活，影响伺服阀的动静态性能。
技术实现思路
本专利技术创造的目的在于提供一种结构合理，输出流量可调，摩擦力较小且灵敏度 好的浮动式伺服阀。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种浮动式伺服阀，包括阀体，力矩马达，设于阀体内腔的先导级控制机构和功率级控制机构，阀体的上阀块、中隔板、下阀块 由紧固件叠接，其特征在于力矩马达的扭杆弹簧穿过衔铁中心，通过支架固定于阀体上； 先导级转轴与功率级转轴设于同一中心线，先导级转轴与上阀块的转轴孔间隙配合，功率 级转轴与下阀块的转轴孔过盈配合或间隙配合；该伺服阀还包括由拨叉和拨杆组成的位移 放大机构，拨叉转动中心位于先导级转轴的轴线上，拨杆转动中心位于扭杆弹簧的轴线上， 拨杆一端与力矩马达的扭杆弹簧下端相连，拨杆另一端与拨叉滑合传动连接。其中，拨杆和拨叉的连接方式可为点接触的球面和平面滑合传动、线接触的柱面 和平面滑合传动或线接触的齿轮滑合传动。拨杆转动中心距接触点的长度L1和拨叉转动中心距接触点的长度L2可调，L1可以 大于、等于或小于l2。所述先导级控制机构包括转轴、连杆和控制环，所述控制环由主控环、外环和内环 组成，所述转轴通过连杆与主控环相连，转轴外径开设环形槽，转轴在轴向设置通孔。所述功率级控制机构包括转轴、连杆、阀芯、阀芯转轴和控制环，所述转轴与连杆 的转轴孔间隙配合或过盈配合，阀芯与连杆的阀芯孔间隙配合，转轴与阀芯在外径上均开 设环形槽，阀芯转轴一端与阀芯外径中部的环形槽构成滑合传动机构，阀芯转轴另一端与 阀体固连。所述先导级的控制环包括主控环、外环和内环，外环在轴向一端开有对称其轴线 的切口，外环压配于功率级连杆相应的孔中，所述内环压配于外环的内孔中。所述功率级的控制环包括主控环、上外环、上内环、下外环和下内环，主控环与功 率级连杆过盈配合，所述上外环在轴向一端开有对称其轴线的切口，上外环压配于上阀体 相应的孔中，上内环压配于上外环的内孔；下外环的轴向一端开有对称其轴线的切口，下外 环压配于下阀体相应的孔中，下内环压配于下外环的内孔中。所述阀体下方还设有一转接板，该转接板与下阀块固连，转接板上设有流口，该流 口的工作位置可调，因此，可以适应多种不同的设备接口。相比现有技术方案，本专利技术的伺服阀的有益效果在于一，通过增设一位移放大机构，将力矩马达的转角放大后传递给先导级的转轴，放 大倍数为L1Zl2,从而使功率级有较大的输出流量。当然，该位移放大机构的放大倍数可根 据工作需要灵活配置，通过调节L1和L2的长度，还可实现对功率级流量的缩小。二，由于拨杆和拨叉采用点接触或线接触的滑合传动连接，力矩马达通过该位移 放大机构与先导级对接时，不会对先导级的转轴产生偏压力。因此，先导级转轴与阀体转轴 孔间的摩擦力相对较小，从而先导级控制机构运动灵活，阀的滞环、灵敏度、零位死区以及 非线性误差等性能指标均较佳。三，先导级转轴在轴向设有通孔，可以平衡回流腔压力对先导级转轴的轴向作用 力，使先导级摩擦力较小、运动灵活，阀的动静态性能得到提高。四，先导级和功率级的控制环端面均留有一定的工作间隙，工作时，先导级和功率 级的控制环都能够悬浮于阀体内腔中，不直接与阀体内壁贴合，机构运动时所受摩擦力小， 运动灵活。五，阀芯与功率级连杆的阀芯孔间隙配合，阀芯轴向受流体挤压，两端压力平衡， 消除了作用于阀芯转轴上的偏压力，因此，阀芯与阀芯转轴之间的摩擦力较小，阀芯运动灵活，相应的功率级摩擦力小，运动灵活。六，本专利技术的浮动式伺服阀在阀体下方增设一转接板，转接板上设有可调的流口， 因而可根据实际情况调节流口工作位置，从而满足各种设备的不同接口的需求。七，本专利技术的浮动式伺服阀将传统伺服阀的力矩马达中使用的弯曲变形的弹簧替 换为扭转变形的扭杆弹簧，提高了弹簧的疲劳寿命，相应的提高了阀的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的第一种实施方式的结构示意图；图2是力矩马达通过位移放大机构与先导级对接的示意图；图3是功率级窗口在零位时的A-A剖面图；图4是工作状态下功率级窗口打开时的A-A剖面图；图5是图1中的B-B剖面图；图6是先导级控制环在零位时图5中K部分的放大图；图7是先导级控制环转动角度β时图5中K部分的放大图；图8为本专利技术的第二种实施方式；图9为本专利技术的第三种实施方式。图中阀体10，上阀块11、中隔板12、下阀块13，力矩马达20，扭杆弹簧21，衔铁 22，支架23，磁钢Μ，线圈25，导磁体沈，拨杆31，拨叉32，先导级转轴41、先导级连杆42，先 导级主控环431，先导级外环432，先导级内环433，功率级转轴51，功率级连杆52，阀芯Μ， 阀芯转轴55，功率级主控环560，功率级上外环561，功率级上内环562，功率级下外环563， 功率级下内环564，转接板6，外罩7，电连接器8。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明如图1至图7所示，本专利技术的浮动式伺服阀主要由阀体10，力矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种浮动式伺服阀，包括阀体，力矩马达，设于阀体内腔的先导级控制机构和功率级控制机构，阀体的上阀块、中隔板、下阀块由紧固件叠接，其特征在于：力矩马达的扭杆弹簧穿过衔铁中心，通过支架固定于阀体上；先导级转轴与功率级转轴设于同一中心线，先导级转轴与上阀块的转轴孔间隙配合，功率级转轴与下阀块的转轴孔过盈配合或间隙配合；该伺服阀还包括由拨叉和拨杆组成的位移放大机构，拨叉转动中心位于先导级转轴的轴线上，拨杆转动中心位于扭杆弹簧的轴线上，拨杆一端与力矩马达的扭杆弹簧下端相连，拨杆另一端与拨叉滑合传动连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董华，
申请(专利权)人：杭州新坐标科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86