5与阀芯12、第一连接部31、 第二连接部32,以及衔铁22均同轴设置。该连接部36凸设在第二连接部32远离第一连接部 31的一端的外壁上，本实施例中，连接部36为圆环结构。该安装板37固定安装在阀体11上， 以使得压扭联轴器3固定安装在溢流阀1上。本实施例中，安装板37包括呈正方体的板体 371，以及开设在板体371中心的通孔372,第一连接部31可在通孔372中伸缩运动。当衔铁22 推动第二连接部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。
[0044]参阅图7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 同结构反向对称设置，其数学模型如下：
[0049]其中：
[0050]巾：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；
[0051] 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；
[0052] 1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； [0053] x:圆心角巾对应的弧长；
[0054] 1:圆心角也对应的弧长；
[0055] 0:第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件x处截面转过的角度；
[0056] w:第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件x处的挠度；
[0057] S:第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件的错位距离。
[0058]图7中，A 1为圆心角财寸应的弧长的变化量。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。
[0059]所述2D电液比例溢流阀的具体工作原理：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2 2的直线运动变为阀芯12的旋转运动。参 阅图6所示，例如，当比例电磁铁2设定的一电流值，产生一定大小的向左的推力，此时系统 压力油经垂直通孔14和阀芯内孔19对第二连接部32产生一向右的压力，当此压力与比例电 磁铁2的推力相同，此时系统的压力即为比例电磁铁2所调定的系统压力，系统压力P口至工 作压力T口的阀口有一定开度。当系统压力增加，系统压力油经垂直通孔14和阀芯内孔19对 第二连接部产生一向右的压力增加，推动第二连接部32向右运动，由于压扭联轴器3的作 用，阀芯12逆时针(面对阀芯12伸出杆)旋转，将使高压孔16(与系统压力P 口相通)与感受通 道17交接面积增加，低压孔15(与油箱压力T 口相通)与感受通道17的交接面积减小，敏感腔 18压力增加，阀芯12右移，油液由系统压力P 口至工作压力T 口的阀口开度逐渐增加，系统压 力P溢流效果逐渐明显。与其它电液比例阀相比，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。
[0060]上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上 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 技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况 下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
【主权项】
1. 一种直动导控一体型2D电液比例溢流阀，包括溢流阀（1)与比例电磁铁（2);所述溢 流阀（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:所述阀芯（12)的中部台肩 中间具有一垂直通孔（14)，所述垂直通孔（14)分别与所述阀芯（12)左端的高压孔（16)、所 述阀芯（12)右端的伸出端（13)相通； 所述2D电液比例溢流阀还包括用于连接所述溢流阀（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所述的直动导控一体型2D电液比例溢流阀，其特征在于:所述第一弹 性螺旋件(33)与所述第二弹性螺旋件(34)为相同结构反向对称设置，其数学模型如下：x= ? r 1=也? r 其中： 小：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； 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； 如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； x:圆心角巾对应的弧长； 1:圆心角也对应的弧长； 9:第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件x处截面转过的角度； w:第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件x处的挠度； 心第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件的错位距离。3. 根据权利要求1所述的直动导控一体型2D电液比例溢流阀，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。4. 根据权利要求1所述的直动导控一体型2D电液比例溢流阀，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。5. 根据权利要求1所述的直动导控一体型2D电液比例溢流阀，其特征在于:所述2D电液 比例溢流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(4);所述套筒 (4)的一端与所述安装板(37)固定连接，所述套筒(4)的另一端与所述壳体(21)连接。6. 根据权利要求5所述的直动导控一体型2D电液比例溢流阀，其特征在于：所述套筒 (4)为方形的中空结构。7. 根据权利要求1所述的直动导控一体型2D电液比例溢流阀，其特征在于：所述阀芯 (12)右端的伸出端（13)的外径与所述阀芯（12)左端台肩半径之比为0.707。8. 根据权利要求7所述的直动导控一体型2D电液比例溢流阀，其特征在于：所述阀芯 (12)的内孔半径与所述阀芯（12)右端的伸出端（13)外径之比为0.707。
【专利摘要】本实用新型公开了一种直动导控一体型2D电液比例溢流阀，包括溢流阀、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。实施本实用新型的有益效果是：所述2D电液比例溢流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】F15B13/02
【公开号】CN205349899
【申请号】CN201620076184
【发明人】沈姗姗, 高奇峰, 胡红钱, 刘灿
【申请人】浙江工业职业技术学院
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月25日