接部32朝向阀芯12运动时，连接部36压缩 波纹管35,且第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34产生相对扭转以带动第一连接部31旋 转运动。
[0025]参阅图5所示，本实施例中，优选地，第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34为相 同结构，且反向对称设置，其数学模型如下：
[0030]其中：
[0031] Φ :第一弹性螺旋件或第二弹性螺旋件端面投影对应的圆心角；
[0032] r:第一弹性螺旋件或第二弹性螺旋件端面投影对应的半径；
[0033] Φ:第一弹性螺旋件或第二弹性螺旋件上任意一段螺旋体端面投影对应的圆心角； [0034] X:圆心角Φ对应的弧长；
[0035] 1:圆心角Φ对应的弧长；
[0036] Θ:第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件X处截面转过的角度；
[0037] w:第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件X处的挠度；
[0038] δ:第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件的错位距离。
[0039]图5中，△ 1为圆心角Φ对应的弧长的变化量。上述数学模型能较好的反应压扭联轴 器3中的第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34展开之后的扰度变化情况，使第一弹性螺 旋件33与第二弹性螺旋件34的变形能更加贴合设计要求，压扭放大的效果达到最佳。
[0040]如图1所示，该弹簧4弹托在阀体11与连接部36之间。该套筒5套装在波纹管35与连 接部36的外部，套筒5的左端与安装板37之间为径向密封，套筒5的右端与壳体21为端面密 封。套筒5的左端与安装板37之间为径向密封能发挥限位作用，套筒5的右端与壳体21之间 为端面密封，能较好的与比例电磁铁2配合，便于比例电磁铁2的互换性。本实施例中，套筒5 为方形结构，其开设有圆形内孔，也即套筒5为外方内圆结构。采用该套筒5的结构，能够使 得压扭联轴器3稳固地连接在换向阀1与比例电磁铁2之间。
[0041 ]所述2D电液比例换向阀的具体工作原理：当衔铁22推动第二连接部32朝向阀芯12 运动时，由于波纹管35的结构限制，第二连接部32只能直线运动，能有效地第二连接部32段 旋转运动。第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34之间的结构类似于DNA双螺旋结构，该双 螺旋结构轴向错位距离、周向弧长和结构展开长度三者之间构成近似的直角三角形两个直 角边与斜边之间的关系，显然，因螺旋结构的长度不变，当第二连接部32受衔铁22的推拉作 用使第一连接部31与第二连接部32错位发生变化，则必然使第一弹性螺旋件33与第二弹性 螺旋件34的弧线距离发生改变，即第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34发生相对扭转， 从而带动第一连接部31旋转运动，以实现将衔铁22的直线运动变为阀芯12的旋转运动。与 其它电液比例换向阀相比，压扭联轴器3的压扭转换过程不存在摩擦力和间隙，而且错位的 距离或力放大倍数可以通过改变第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34的双螺旋结构参 数加以调整。再者，当换向阀1工作压力为零或失压时，由于此时阀芯轴向阻力几乎为零，完 全可以由比例电磁铁直接推动阀芯，发挥直动阀的特点。
[0042]上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员 在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多 形式，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1. 一种一体式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，包括换向阀（1)与比例电磁铁(2);所 述换向阀（1)包括阀体（11)，以及安装在所述阀体（11)内的阀芯（12);所述比例电磁铁(2) 包括壳体(21 )，以及安装在所述壳体(21)内的衔铁(22);其特征在于:所述2D电液比例换向 阀还包括用于连接所述换向阀（1)与所述比例电磁铁(2)的压扭联轴器(3);所述压扭联轴 器(3)包括与所述阀芯（12)固定连接的第一连接部(31)、与所述衔铁(22)固定连接的第二 连接部（32)、连接在所述第一连接部（31)与所述第二连接部(32)之间的第一弹性螺旋件 (33)与第二弹性螺旋件(34)、可伸缩的波纹管(35)、凸设在所述第二连接部(32)远离所述 第一连接部(31)的一端的外壁上的连接部(36)，以及固定安装在所述阀体(11)上的安装板 (37); 所述第一连接部(31)与所述第二连接部(32)为外径相同的圆柱体;所述第一弹性螺旋 件(33)与所述第二弹性螺旋件(34)的旋向相同，且所述第一弹性螺旋件(33)与所述第二弹 性螺旋件(34)分别在所述第一连接部(31)的同一端面上的投影相互分离;所述波纹管(35) 套装在所述第一连接部(31)与所述第二连接部(32)的外部，所述波纹管(35)的一端与所述 安装板(37)连接，所述波纹管(35)的另一端与所述连接部(36)连接，且所述波纹管(35)与 所述阀芯（12)、所述第一连接部（31)、所述第二连接部（32)，以及所述衔铁(22)均同轴设 置;所述第一连接部(31)、所述第二连接部(32)、所述第一弹性螺旋件(33)、所述第二弹性 螺旋件(34)、所述波纹管(35 )、所述连接部(36 )，以及所述安装板(37)为一体化结构； 当所述衔铁(22)推动所述第二连接部(32)朝向所述阀芯（12)运动时，所述连接部(36) 压缩所述波纹管(35)，且所述第一弹性螺旋件(33)与所述第二弹性螺旋件(34)产生相对扭 转以带动所述第一连接部(31)旋转运动。2. 根据权利要求1所述的一体式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所述波 纹管(35)为具有多个横向波纹的圆柱状中空壳体。3. 根据权利要求1所述的一体式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所述安 装板(37)包括呈正方体的板体(371)，以及开设在所述板体(371)中心的通孔(372);所述第 一连接部(31)可在所述通孔(372)中伸缩运动。4. 根据权利要求1所述的一体式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所述2D 电液比例换向阀还包括弹托在所述阀体(11)与所述连接部(36)之间的弹簧(4)。5. 根据权利要求1所述的一体式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所述2D 电液比例换向阀还包括套装在所述波纹管(35)与所述连接部(36)的外部的套筒(5);所述 套筒(5)的一端与安装板(37)之间为径向密封，所述套筒(5)的另一端与壳体(21)之间为端 面密封。6. 根据权利要求5所述的一体式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所述套 筒(5)为方形结构，其开设有圆形内孔。
【专利摘要】本发明公开了一种一体式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，包括换向阀、比例电磁铁以及压扭联轴器；压扭联轴器包括第一连接部、第二连接部、第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件、波纹管、连接部，以及安装板；第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件的旋向相同，第一连接部、第二连接部、第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件、波纹管、连接部，以及安装板为一体化结构。实施本发明的有益效果是：所述2D电液比例换向阀采用压扭联轴器的结构，当衔铁推动第二连接部朝向阀芯运动时，第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件产生相对扭转以带动第一连接部旋转运动，其具有无摩擦传递、柔性好，体积小且加工装配简便等优点。
【IPC分类】F16K31/06, F16K11/085, F15B13/02
【公开号】CN105526205
【申请号】CN201610048145
【发明人】俞雯, 左强
【申请人】浙江大学城市学院
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月25日