一种水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀，属于液压传动技术领域。本实用新型专利技术包括电致伸缩驱动器和液压高速开关阀两部分，其中，电致伸缩驱动器由输出杆、压盖、电致伸缩棒、套筒、壳体、温度补偿片和底座组成，液压高速开关阀由阀芯、阀套、挡圈、密封圈、弹簧、端盖和阀体组成。本实用新型专利技术较好地解决了高压、高频响与大流量之间的矛盾问题，同时克服了驱动器输出位移放大问题及受温度变化影响大等问题，调压范围宽，响应速度快，可靠性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀
本技术涉及一种高速开关阀，具体涉及一种适用于水基介质的高压液压电致 伸缩式高速开关阀，属于液压传动

技术介绍
高速开关阀是一种采用脉冲流控制方式工作的新型数字式电液转换控制元件，是 高速开关式数字阀的简称，根据一系列幅值相等而在每一个周期内宽度不同的脉冲信号进 行开关动作，实现高精度的压力、流量控制，其响应频率越高则控制精度越高。以水代替矿物油作为液压传动介质，具有价格低廉、来源广泛、绿色环保等许多突 出优点，液压高速开关阀因其体积小、结构简单、性能可靠、抗干扰能力强、对污染不敏感、 易于实现数字化控制等优良特性，已广泛应用于生产实际中。目前，由于采用电磁铁、压电晶体驱动器或磁致伸缩驱动器作为水基液压高速开 关阀的驱动装置，均存在高压、高频响与大流量之间的矛盾问题，比如采用电磁铁作为驱 动器，一般响应时间为几毫秒，若想提高响应频率则面临着线圈匝数多、体积较大、结构复 杂及电磁阀发热等问题；采用压电晶体驱动器或磁致伸缩驱动器，其输出位移仅为长度的0.1% (几十微米左右)，远远小于阀芯运动所需位移量(毫米级)，故需借助杠杆放大、压曲位 移放大、液压放大等方式将其输出位移放大后用于阀芯的驱动，导致整个阀体体积增大、结 构复杂、受温度变化影响大，同时大大提高制造成本，而且输出位移放大问题尚未得到很好 解决，造成高速开关阀的流量较小、压力调节范围窄，只能用于低压系统中，限制了高速开 关阀的进一步发展和应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适用于水基介质的高压液压电致伸缩式高速开关 阀，它较好地解决了高压、高频响与大流量之间的矛盾问题，同时克服了驱动器输出位移放 大问题及受温度变化影响大等问题。本技术的技术方案是:一种水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀，包括阀 体1、端盖2、弹簧3、0型密封圈4、阀套5、阀芯6、挡圈7、同轴密封圈8、输出杆9、压盖10、 电致伸缩棒11、套筒12、壳体13、温度补偿片14、调节螺杆15、锁紧螺母16、底座17 ;底座 17通过过渡配合装入壳体13中，温度补偿片14 一端与底座17相接触、另一端与电致伸缩 棒11及套筒12相接触，电致伸缩棒11与套筒12间隙配合，电致伸缩棒11的顶端与输出 杆9的一端相接触，压盖10嵌入壳体13中，输出杆9另一端通过压盖10中间的圆孔与阀 芯6相接触，阀套5由左右两个阀座和挡圈7组成，挡圈7的两端分别与左右阀座的相邻一 侧紧密接触，阀芯6装在阀套5里面并与阀套5内壁滑动配合，阀芯6在与阀套5的滑动配 合面上加装有同轴密封圈8，阀套5通过过渡配合装入阀体I中，阀套5的外侧上加装有O 型密封圈4，底座17通过螺纹连接固定在阀体I上，壳体13通过间隙配合装入阀体I中，壳 体13的顶端顶紧阀套5的两端，调节螺杆9通过螺纹连接装到到底座17上、并通过锁紧螺母16与底座17锁紧，调节螺杆9的底端与温度补偿片14相接触。所述电致伸缩棒11采用碳纳米管膜和柔性高分子基体两部分组成的电致伸缩复合材料加工而成。鉴于水介质特殊的理化性质，阀芯采用双锥阀对称结构，且在与阀套的滑动配合面上选用同轴组合密封形式，密封材料选用工程塑料，有效减少气穴产生，同时消除泄漏。 端盖和阀体采用表面陶瓷化处理的钢铁件或铝合金件，制造成本低。考虑到水基液压高速开关阀阀芯运动速度较快，其所产生的加速度也较大，因此，采用SiC或Si3N4工程陶瓷制作阀芯，可以有效降低阀芯运动惯性，提高阀芯工作频率和响应速度，此外SiC或Si3N4工程陶瓷的抗腐蚀、耐磨损及其较高的硬度，可以提高阀芯的抗气蚀和拉丝侵蚀性能。金属石墨材料在具有金属的良好性能的同时还具有良好的自润滑性、良好的减震导热性以及较小的膨胀系数等，因此阀套采用金属石墨材料，能够有效提高水液压二通插装阀的频率，提高密封性能，缓冲减震，与阀芯材料形成软一硬材料配对，有效提高水基液压高速开关阀的使用寿命O将电致伸缩驱动器用于水压元件，需考虑水基液的特殊理化性质及外壳材料需要具备良好的电绝缘性，因此驱动器的底座、壳体及压盖都选用聚四氟乙烯加工制造，保证了优异的化学稳定性、耐腐蚀性、电绝缘性及抗老化能力，且本身无毒性，对人体无害。为了较好地解决压电晶体驱动器或磁致伸缩驱动器输出位移小的问题，本专利技术中的电致伸缩棒采用由碳纳米管膜和柔性高分子基体两部分组成的电致伸缩复合材料加工而成，输出位移与输出力均达到水基液压高速开关阀的驱动要求。由于电致伸缩复合材料高频伸缩工作一段时间后，会产生一定的热量，导致驱动器产生较大的不可控伸缩误差，因此，为了补偿电致伸缩复合材料的温度效应，在驱动器中增加了温度补偿片。本技术的工作原理是:初始状态即当电致伸缩驱动器不通电时，在弹簧预紧力作用下，阀芯与阀套一侧的阀座紧密接触，阀芯一侧关闭，进油口 P与出油口 T接通，与出油口 A断开，此时，水基液从P 口进入阀体，经T 口流出。当电致伸缩驱动器通电时，在外电场作用下，电致伸缩棒产生应变，通过输出杆推动阀芯快速运动，直到阀芯与阀套另一侧的阀座紧密接触，阀芯另一侧关闭，P 口与A 口接通，与T 口断开，水基液从P 口进入阀体，经A 口流出。当电致伸缩驱动器断电时，水基电致伸缩式高速开关阀恢复到初始状态。本技术的有益效果是:(I)工作介质为纯水或加了添加剂的水基液 。(2)阀芯采用SiC或Si3N4工程陶瓷制造的双锥阀对称结构，可提高阀芯的抗腐蚀磨损、抗气蚀和拉丝侵蚀性能，同时可实现无泄漏锥密封。(3)水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀的响应频率高。(4)水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀的许用工作压力大。(5)水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀的输出流量大。(6)水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀受温度变化影响小，可靠性高。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中各标号为:1:闽体、2: 盖、3:弹黃、4:0型乾'封圈、5:闽套、6:闽心、7:挡圈、8:同轴密封圈、9:输出杆、10:压盖、11:电致伸缩棒、12:套筒、13:壳体、14:温度补偿片、 15:调节螺杆、16:锁紧螺母、17:底座。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术作进一步说明，但本技术的内容并不 限于所述范围。实施例1:如图所示，一种水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀，包括阀体1、端 盖2、弹簧3、O型密封圈4、阀套5、阀芯6、挡圈7、同轴密封圈8、输出杆9、压盖10、电致伸 缩棒11、套筒12、壳体13、温度补偿片14、调节螺杆15、锁紧螺母16、底座17 ;底座17通过 过渡配合装入壳体13中，温度补偿片14 一端与底座17相接触、另一端与电致伸缩棒11及 套筒12相接触，电致伸缩棒11与套筒12间隙配合，电致伸缩棒11的顶端与输出杆9的一 端相接触，压盖10嵌入壳体13中，输出杆9另一端通过压盖10中间的圆孔与阀芯6相接 触，阀套5由左右两个阀座和挡圈7组成，挡圈7的两端分别与左右阀座的相邻一侧紧密接 触，阀芯6装在阀套5里面并与阀套5内壁滑动配合，阀芯6在与阀套5的滑动配合面上加 装有同轴密封圈8，阀套5通过过渡配合装入阀体I中，阀套5的外侧上加装有O型密封圈 4，底座17通过螺纹连接固定在阀体I上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水基液压非对称电致伸缩式高速开关阀，其特征在于：包括阀体（1）、端盖（2）、弹簧（3）、O型密封圈（4）、阀套（5）、阀芯（6）、挡圈（7）、同轴密封圈（8）、输出杆（9）、压盖（10）、电致伸缩棒（11）、套筒（12）、壳体（13）、温度补偿片（14）、调节螺杆（15）、锁紧螺母（16）、底座（17）；底座（17）通过过渡配合装入壳体（13）中，温度补偿片（14）一端与底座（17）相接触、另一端与电致伸缩棒（11）及套筒（12）相接触，电致伸缩棒（11）与套筒（12）间隙配合，电致伸缩棒（11）的顶端与输出杆（9）的一端相接触，压盖（10）嵌入壳体（13）中，输出杆（9）另一端通过压盖（10）中间的圆孔与阀芯（6）相接触，阀套（5）由左右两个阀座和挡圈（7）组成，挡圈（7）的两端分别与左右阀座的相邻一侧紧密接触，阀芯（6）装在阀套（5）里面并与阀套（5）内壁滑动配合，阀芯（6）在与阀套（5）的滑动配合面上加装有同轴密封圈（8），阀套（5）通过过渡配合装入阀体（1）中，阀套（5）的外侧上加装有O型密封圈（4），底座（17）通过螺纹连接固定在阀体（1）上，壳体（13）通过间隙配合装入阀体（1）中，壳体（13）的顶端顶紧阀套（5）的两端，调节螺杆（9）通过螺纹连接装到到底座（17）上、并通过锁紧螺母（16）与底座（17）锁紧，调节螺杆（9）的底端与温度补偿片（14）相接触。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆辉，吴张永，王娴，段振华，温成卓，吴喜，莫子勇，曲金涛，刘云韩，高晓艳，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：