一种差动式大流量高速开关阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种差动式大流量高速开关阀。其技术方案是：左驱动装置(12)和右驱动装置(20)对应地固定在油路控制装置(17)左侧和右侧，油路控制装置(17)的阀芯(15)左端与左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)相接触，油路控制装置(17)的阀套轴(18)与右驱动装置(20)的右磁控记忆合金(27)相接触。左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)位于左励磁铁芯(8)缺口边的正中，左磁控记忆合金(5)左端装在左顶座(6)的盲孔中；左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的两条边缠绕有左第一励磁线圈(2)和左第二励磁线圈(9)。左驱动装置(12)与右驱动装置(20)相同。本实用新型具有高频响、流量大、输出力大、结构简单、抗干扰性强和易于维修的特点。
【专利说明】一种差动式大流量高速开关阀
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高速开关阀【技术领域】。具体涉及一种差动式大流量高速开关阀。【背景技术】
[0002]在工程机械液压系统中采用PWM脉冲调制的数字控制具有许多显著的优点，如易于与计算机连接，系统价格低廉、抗污染和抗干扰能力强等。但这种控制系统需要高速开关阀。传统的高速开关阀是借助于控制电磁铁所产生的吸力，使得阀芯高速正、反向运动，从而实现液流在阀口处的交替通断功能的电液控制元件，其开启频率多为几十赫兹。目前国内外开发的一些高速开关阀，大多采用电磁铁作为驱动器，阀的切换速度慢；以压电晶体型驱动器为动力的开关阀虽然提高了切换速度和频率，但所需电压高，消耗功率大。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在解决现有技术缺陷，目的是提供一种高频响、流量大、输出力大、结构简单、抗干扰性强和易于维修的差动式大流量高速开关阀。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:所述高速开关阀由左驱动装置、右驱动装置和油路控制装置组成。左驱动装置固定在油路控制装置的左侧，右驱动装置固定在油路控制装置的右侧。油路控制装置中的阀芯的左端与左驱动装置的左磁控记忆合金连接，油路控制装置中的阀套的阀套轴与右驱动装置的右磁控记忆合金连接。
[0005]左驱动装置的结构是:左励磁铁芯安装在左第一支撑板和左第二支撑板之间，左第一支撑板、左励磁铁芯和左第二支撑板通过螺栓固定在左支座上。左磁控记忆合金位于左励磁铁芯缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金左端装在左顶座的盲孔中，左顶座嵌在左第一支撑板的盲孔内。左第一励磁线圈缠绕在左励磁铁芯的与缺口边相邻的一条边，左第二励磁线圈缠绕在左励磁铁芯的与缺口边相邻的另一条边。左励磁铁芯缺口边的两条短边对应地包裹有左第一冷却水管和左第二冷却水管。左支座和左非导磁保护罩固定在油路控制装置的左侧，左磁控记忆合金与油路控制装置同轴线。
[0006]右驱动装置的结构是:右励磁铁芯安装在右第一支撑板和右第二支撑板之间，右第一支撑板、右励磁铁芯和右第二支撑板通过螺栓固定在右支座上。右磁控记忆合金位于右励磁铁芯缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金右端装在右顶座的盲孔中，右顶座嵌在右第一支撑板的盲孔内。右第一励磁线圈缠绕在右励磁铁芯的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈缠绕在右励磁铁芯的与缺口边相邻的另一条边。右励磁铁芯缺口边的两条短边对应地包裹有右第一冷却水管和右第二冷却水管。右支座和右非导磁保护罩固定在油路控制装置的右侧，右磁控记忆合金与油路控制装置同轴线。
[0007]油路控制装置的结构是:左阀盖安装在阀体的左侧，右阀盖安装在阀体的右侧，左阀盖和右阀盖的中心孔孔壁均装有密封圈。阀体的内部为圆柱形空腔，靠近阀体的左端开有与P1 口相通的一条油路，靠近阀体的右端开有与P2 口相通的另一条油路。
[0008]阀套活动地安装在阀体内，阀套内部为圆柱形空腔，阀套开有阀套油口，阀套油口的中心线到阀套右端外侧的距离和阀体的P2 口中心线到右阀盖内侧的距离相等，阀套油口和己口相通。阀套的右端封闭，右端外侧同中心地固定有阀套轴，阀套轴穿过右支座与右磁控记忆合金连接。阀套的左端固定装有阀套端盖，阀套端盖的中心设有中心孔。
[0009]阀芯的中部靠右设有圆锥台，圆锥台的小端面朝左。阀芯的圆锥台同轴心地设置在阀套内，阀芯的左端穿过左阀盖的中心孔和左支座的中心孔与左磁控记忆合金的右端连接，阀芯的左端套有第一回复弹簧，第一回复弹簧右端与阀套端盖相接触，第一回复弹簧左端与左阀盖相接触。阀芯的右端套有第二回复弹簧，第二回复弹簧的左端与圆锥台的大端面相接触，第二回复弹簧的右端固定在阀套右端内壁的中心位置处。
[0010]所述的左励磁铁芯为方形环状，方形环状的一条边的中间位置处开有缺口。左励磁铁芯与右励磁铁芯相同。
[0011]所述的左第一冷却水管为矩形管，矩形管的一端为进水口，另一端为出水口，矩形管的表面涂有隔磁材料。左第一冷却水管与左第二冷却水管、右第一冷却水管和右第二冷却水管均相同。
[0012]所述的左顶座为“T”字型圆柱体，左顶座左边的圆柱体直径大于右边的圆柱体直径，左顶座的右端端面的中心处开有盲孔，左顶座的材质为隔磁材料。左顶座和右顶座相同。
[0013]所述的阀芯的左端与左驱动装置的左磁控记忆合金连接是指:阀芯的左端端面的中心处开有盲孔，左磁控记忆合金的右端置于阀芯的左端端面的盲孔中。
[0014]所述的阀套轴与右驱动装置的右磁控记忆合金连接是指:阀套轴的右端端面的中心处开有盲孔，右磁控记忆合金的左端置于阀芯的左端端面的盲孔中。
[0015]由于采用上述技术方案，本实用新型的左磁控记忆合金位于左励磁铁芯缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金左端装在左顶座的盲孔中，左磁控记忆合金右端装在阀芯左端的盲孔中，左第一励磁线圈缠绕在左励磁铁芯的与缺口边相邻的一条边，左第二励磁线圈缠绕在左励磁铁芯的与缺口边相邻的另一条边。右磁控记忆合金位于右励磁铁芯缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金右端装在右顶座的盲孔中，右磁控记忆合金左端装在阀套右端的盲孔中，右第一励磁线圈缠绕在右励磁铁芯的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈缠绕在右励磁铁芯的与缺口边相邻的另一条边。
[0016]左第一励磁线圈、左第二励磁线圈、右第一励磁线圈和右第二励磁线圈在通电的情况下，左励磁铁芯和右励磁铁芯中广生磁场，左励磁铁芯和右励磁铁芯缺口处的磁场方向分别与左磁控记忆合金、右磁控记忆合金垂直，使其伸长，推动阀芯向右运动，阀套向左运动，阀芯上的圆锥台离开阀套端盖的中心孔，使P1 口和P2 口的两油路贯通，实现开关阀的开启；左第一励磁线圈、左第二励磁线圈、右第一励磁线圈和右第二励磁线圈在短电的情况下，左磁控记忆合金和右磁控记忆合金停止伸长，第一回复弹簧推动阀套向右运动，第二回复弹簧推动阀芯向左运动，阀芯上的圆锥台盖住阀套端盖上的圆柱形缺口，使P1 口和P2 口的两油路断开，实现开关阀的闭合。
[0017]因此，本实用新型与现有技术相比具有如下优点:
[0018]1、本实用新型采用左磁控记忆合金和右磁控记忆合金为开关阀的开启提供轴向运动的动力，由于左磁控记忆合金和右磁控记忆合金的输出位移大，输出力大，控制精度高，响应时间小于1ms，具有变形大，输出力大以及变形响应快等特点，从而保证阀芯在工作中能够迅速反应。
[0019]2、本实用新型利用左磁控记忆合金和右磁控记忆合金为开关阀的开启提供轴向运动的动力，没有复杂的电机等设备，而且开关阀两侧结构完全一致，所以结构简单，操作方便，易于后期维修。
[0020]3、本实用新型在左阀盖和右阀盖的孔壁装有密封圈，以防止左阀盖和右阀盖与对应的阀芯和阀套轴的间隙造成的泄露，使开关阀具有良好的密封性。
[0021]4、本实用新型采用水冷形式为动力系统降温，能有效防止左磁控记忆合金和右磁控记忆合金周围温度过高，提高了工作效果。
[0022]5、本实用新型采用具有非导磁材料制作的顶座、涂有非导磁材料的冷却水管和两端装有非导磁保护罩，磁场环境稳定，干扰小。
[0023]因此，本实用新型具有高频响、流量大、输出力大、结构简单、抗干扰性强和易于维修的特点，具有较好的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的一种结构示意图；
[0025]图2为图1的A-A向视图；
[0026]图3为图1中冷却 水管3的形状示意图；
[0027]图4为图1中顶座6的形状示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
[0029]实施例1
[0030]一种差动式大流量高速开关阀。如图1所示,所述高速开关阀由左驱动装置(12)、右驱动装置(20)和油路控制装置(17)组成。左驱动装置(12)固定在油路控制装置(17)的左侧，右驱动装置(20)固定在油路控制装置(17)的右侧。油路控制装置(17)中的阀芯
(15)的左端与左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)连接，油路控制装置(17)中的阀套(32)的阀套轴(18)与右驱动装置(20)的右磁控记忆合金(27)连接。
[0031]左驱动装置(12)的结构如图1所示:左励磁铁芯(8)安装在左第一支撑板(4)和左第二支撑板(10)之间，左第一支撑板(4)、左励磁铁芯(8)和左第二支撑板(10)通过螺栓固定在左支座(11)上。左磁控记忆合金(5)位于左励磁铁芯(8)缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金(5)左端装在左顶座(6)的盲孔中，左顶座(6)嵌在左第一支撑板(4)的盲孔内。左第一励磁线圈(2)缠绕在左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的一条边,左第二励磁线圈(9)缠绕在左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的另一条边。左励磁铁芯(8)缺口边的两条短边对应地包裹有左第一冷却水管(3)和左第二冷却水管(7)。左支座(11)和左非导磁保护罩(I)固定在油路控制装置(17)的左侧，左磁控记忆合金(5)与油路控制装置(17)同轴线。
[0032]右驱动装置(20)的结构如图1所示:右励磁铁芯(24)安装在右第一支撑板(28)和右第二支撑板(22)之间，右第一支撑板(28)、右励磁铁芯(24)和右第二支撑板(22)通过螺栓固定在右支座(21)上。右磁控记忆合金(27)位于右励磁铁芯(24)缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金(27)右端装在右顶座(26)的盲孔中，右顶座(26)嵌在右第一支撑板(28)的盲孔内。右第一励磁线圈(30)缠绕在右励磁铁芯(24)的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈(23)缠绕在右励磁铁芯(24)的与缺口边相邻的另一条边。右励磁铁芯(24)缺口边的两条短边对应地包裹有右第一冷却水管(29)和右第二冷却水管(25)。右支座(21)和右非导磁保护罩(31)固定在油路控制装置(17)的右侧，右磁控记忆合金(27)与油路控制装置(17)同轴线。
[0033]油路控制装置(17)的结构如图1所示:左阀盖(13)安装在阀体(16)的左侧，右阀盖(19)安装在阀体(16)的右侧，左阀盖(13)和右阀盖(19)的中心孔孔壁均装有密封圈。阀体(16)的内部为圆柱形空腔，靠近阀体(16)的左端开有与P1 口相通的一条油路，靠近阀体(16)的右端开有与P2 口相通的另一条油路。
[0034]如图1所示，阀套(32)活动地安装在阀体(16)内，阀套(32)内部为圆柱形空腔，阀套(32)开有阀套油口，阀套油口的中心线到阀套(32)右端外侧的距离和阀体(16)的己口中心线到右阀盖(19)内侧的距离相等，阀套油口和P2 口相通。阀套(32)的右端封闭，右端外侧同中心地固定有阀套轴(18)，阀套轴(18)穿过右支座(21)与右磁控记忆合金(27)连接。阀套(32)的左端固定装有阀套端盖(34)，阀套端盖(34)的中心设有中心孔。
[0035]如图1所示，阀芯(15)的中部靠右设有圆锥台，圆锥台的小端面朝左。阀芯(15)的圆锥台同轴心地设置在阀套(32)内，阀芯(15)的左端穿过左阀盖(13)的中心孔和左支座(11)的中心孔与左磁控记忆合金(5)的右端连接，阀芯(15)的左端套有第一回复弹簧
(14)，第一回复弹簧(14)右端与阀套端盖(34)相接触，第一回复弹簧(14)左端与左阀盖
(13)相接触。阀芯(15)的右端套有第二回复弹簧(33)，第二回复弹簧(33)的左端与圆锥台的大端面相接触，第二回复弹簧(33)的右端固定在阀套(32)右端内壁的中心位置处。
[0036]如图2所示，所述的左励磁铁芯(8)为方形环状，方形环状的一条边的中间位置处开有缺口。左励磁铁芯(8)与右励磁铁芯(24)相同。
[0037]如图3所示，所述的左第一冷却水管(3)为矩形管，矩形管的一端为进水口，另一端为出水口，矩形管的表面涂有隔磁材料。左第一冷却水管(3)与左第二冷却水管(7)、右第一冷却水管(29)和右第二冷却水管(25)均相同。
[0038]如图4所示，所述的左顶座(6)为“T”字型圆柱体，左顶座(6)左边的圆柱体直径大于右边的圆柱体直径，左顶座(6)的右端端面的中心处开有盲孔，左顶座(6)的材质为隔磁材料。左顶座(6)和右顶座(26)相同。
[0039]所述的阀芯(15)的左端与左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)连接是指:阀芯(15)的左端端面的中心处开有盲孔，左磁控记忆合金(5)的右端置于阀芯(15)的左端端面的盲孔中。
[0040]所述的阀套轴(18)与右驱动装置(20)的右磁控记忆合金(27)连接是指:阀套轴
(18)的右端端面的中心处开有盲孔，右磁控记忆合金(27)的左端置于阀芯(15)的左端端面的盲孔中。
[0041]本【具体实施方式】的左磁控记忆合金(5)位于左励磁铁芯(8)缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金(5)左端装在左顶座(6)的盲孔中，左磁控记忆合金(5)右端装在阀芯(15)左端的盲孔中,左第一励磁线圈(2)缠绕在左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的一条边，左第二励磁线圈(9)缠绕在左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的另一条边。右磁控记忆合金(27)位于右励磁铁芯(24)缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金(27)右端装在右顶座(26)的盲孔中，右磁控记忆合金(27)左端装在阀套(32)右端的盲孔中，右第一励磁线圈(30)缠绕在右励磁铁芯(24)的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈(23)缠绕在右励磁铁芯(24)的与缺口边相邻的另一条边。
[0042]左第一励磁线圈(2)、左第二励磁线圈(9)、右第一励磁线圈(30)和右第二励磁线圈(23)在通电的情况下，左励磁铁芯(8)和右励磁铁芯(24)中广生磁场，左励磁铁芯(8)和右励磁铁芯(24)缺口处的磁场方向分别与左磁控记忆合金(5)、右磁控记忆合金(27)垂直，使其伸长，推动阀芯(15)向右运动，阀套(32)向左运动，阀芯(15)上的圆锥台离开阀套端盖(34)的中心孔，使P1 口和P2 口的两油路贯通，实现开关阀的开启；左第一励磁线圈(2)、左第二励磁线圈(9)、右第一励磁线圈(30)和右第二励磁线圈(23)在短电的情况下，左磁控记忆合金(5)和右磁控记忆合金(27)停止伸长，第一回复弹簧(35)推动阀套向右运动，第二回复弹簧(33)推动阀芯(15)向左运动，阀芯(15)上的圆锥台盖住阀套端盖
(34)上的圆柱形缺口，使P1 口和P2 口的两油路断开，实现开关阀的闭合。
[0043]因此，本【具体实施方式】与现有技术相比具有如下优点:
[0044]1、本【具体实施方式】采用左磁控记忆合金(5)和右磁控记忆合金(27)为开关阀的开启提供轴向运动的动力，由于左磁控记忆合金和右磁控记忆合金的输出位移大，输出力大，控制精度高，响应时间小于1ms，具有变形大，输出力大以及变形响应快等特点，从而保证阀芯在工作中能够迅速反应。
[0045]2、本【具体实施方式】利用左磁控记忆合金(5)和右磁控记忆合金(27)为开关阀的开启提供轴向运动的动力，没有复杂的电机等设备，而且开关阀两侧结构完全一致，所以结构简单，操作方便，易于后期维修。
[0046]3、本【具体实施方式】在左阀盖(13)和右阀盖(19)的孔壁装有密封圈，以防止左阀盖(13)和右阀盖(19)与对应的阀芯(15)和阀套轴(18)的间隙造成的泄露，使开关阀具有良好的密封性。
[0047]4、本【具体实施方式】采用水冷形式为动力系统降温，能有效防止左磁控记忆合金
(5)和右磁控记忆合金(27)周围温度过高，提高了工作效果。
[0048]5、本【具体实施方式】采用具有非导磁材料制作的顶座、涂有非导磁材料的冷却水管和两端装有非导磁保护罩，磁场环境稳定，干扰小。
[0049]因此，本【具体实施方式】具有高频响、流量大、输出力大、结构简单、抗干扰性强和易于维修的特点，具有较好的市场前景。
【权利要求】
1.一种差动式大流量高速开关阀，其特征在于所述高速开关阀由左驱动装置(12)、右驱动装置(20)和油路控制装置(17)组成；左驱动装置(12)固定在油路控制装置(17)的左侦牝右驱动装置(20)固定在油路控制装置(17)的右侧；油路控制装置(17)中的阀芯(15)的左端与左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)连接，油路控制装置(17)中的阀套(32)的阀套轴(18)与右驱动装置(20)的右磁控记忆合金(27)连接； 左驱动装置(12)的结构是:左励磁铁芯(8)安装在左第一支撑板(4)和左第二支撑板(10)之间，左第一支撑板(4)、左励磁铁芯(8)和左第二支撑板(10)通过螺栓固定在左支座(11)上；左磁控记忆合金(5)位于左励磁铁芯(8)缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金(5)左端装在左顶座(6)的盲孔中,左顶座(6)嵌在左第一支撑板(4)的盲孔内；左第一励磁线圈(2)缠绕在左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的一条边，左第二励磁线圈(9)缠绕在左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的另一条边；左励磁铁芯(8)缺口边的两条短边对应地包裹有左第一冷却水管(3)和左第二冷却水管(7);左支座(11)和左非导磁保护罩(I)固定在油路控制装置(17)的左侧，左磁控记忆合金(5)与油路控制装置(17)同轴线； 右驱动装置(20)的结构是:右励磁铁芯(24)安装在右第一支撑板(28)和右第二支撑板(22)之间，右第一支撑板(28)、右励磁铁芯(24)和右第二支撑板(22)通过螺栓固定在右支座(21)上；右磁控记忆合金(27)位于右励磁铁芯(24)缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金(27)右端装在右顶座(26)的盲孔中，右顶座(26)嵌在右第一支撑板(28)的盲孔内；右第一励磁线圈(30)缠绕在右励磁铁芯(24)的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈(23)缠绕在右励磁铁芯(24)的与缺口边相邻的另一条边；右励磁铁芯(24)缺口边的两条短边对应地包裹有右第一冷却水管(29)和右第 二冷却水管(25);右支座(21)和右非导磁保护罩(31)固定在油路控制装置(17)的右侧，右磁控记忆合金(27)与油路控制装置(17)同轴线； 油路控制装置(17)的结构是:左阀盖(13)安装在阀体(16)的左侧，右阀盖(19)安装在阀体(16)的右侧，左阀盖(13)和右阀盖(19)的中心孔孔壁均装有密封圈；阀体(16)的内部为圆柱形空腔，靠近阀体(16)的左端开有与P1 口相通的一条油路，靠近阀体(16)的右端开有与P] 口相通的另一条油路； 阀套(32)活动地安装在阀体(16)内，阀套(32)内部为圆柱形空腔，阀套(32)开有阀套油口，阀套油口的中心线到阀套(32)右端外侧的距离和阀体(16)的己口中心线到右阀盖(19) 内侧的距离相等，阀套油口和P2 口相通；阀套(32)的右端封闭，右端外侧同中心地固定有阀套轴(18)，阀套轴(18)穿过右支座(21)与右磁控记忆合金(27)连接；阀套(32)的左端固定装有阀套端盖(34)，阀套端盖(34)的中心设有中心孔； 阀芯(15)的中部靠右设有圆锥台，圆锥台的小端面朝左；阀芯(15)的圆锥台同轴心地设置在阀套(32)内，阀芯(15)的左端穿过左阀盖(13)的中心孔和左支座(11)的中心孔与左磁控记忆合金(5)的右端连接，阀芯(15)的左端套有第一回复弹簧(14)，第一回复弹簧(14)右端与阀套端盖(34)相接触，第一回复弹簧(14)左端与左阀盖(13)相接触；阀芯(15)的右端套有第二回复弹簧(33)，第二回复弹簧(33)的左端与圆锥台的大端面相接触，第二回复弹簧(33)的右端固定在阀套(32)右端内壁的中心位置处。
2.根据权利要求1所述的差动式大流量高速开关阀，其特征在于所述的左励磁铁芯(8)为方形环状，方形环状的一条边的中间位置处开有缺口 ；左励磁铁芯(8)与右励磁铁芯(24)相同。
3.根据权利要求1所述的差动式大流量高速开关阀，其特征在于所述的左第一冷却水管(3)为矩形管，矩形管的一端为进水口，另一端为出水口，矩形管的表面涂有隔磁材料；左第一冷却水管(3)与左第二冷却水管(7)、右第一冷却水管(29)和右第二冷却水管(25)均相同。
4.根据权利要求1所述的差动式大流量高速开关阀，其特征在于所述的左顶座(6)为“T”字型圆柱体，左顶座(6)左边的圆柱体直径大于右边的圆柱体直径，左顶座(6)的右端端面的中心处开有盲孔，左顶座(6)的材质为隔磁材料；左顶座(6)和右顶座(26)相同。
5.根据权利要求1所述的差动式大流量高速开关阀，其特征在于所述的阀芯(15)的左端与左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)连接是指:阀芯(15)的左端端面的中心处开有盲孔，左磁控记忆合金(5)的右端置于阀芯(15)的左端端面的盲孔中。
6.根据权利要求1所述的差动式大流量高速开关阀，其特征在于所述的阀套轴(18)与右驱动装置(20)的右磁控记忆合金(27)连接是指:阀套轴(18)的右端端面的中心处开有盲孔，右磁控记忆合 金(27)的左端置于阀芯(15)的左端端面的盲孔中。
【文档编号】F16K31/06GK203571182SQ201320781250
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】涂福泉, 刘小双, 李贺, 陈奎生, 曾良才, 欧阳惠, 傅连东, 许仁波, 周浩, 王琦琳 申请人:武汉科技大学