一种带位置反馈功能的流量调节阀结构的制作方法

本发明涉及一种带位置反馈功能的流量调节阀结构。

背景技术：

电子膨胀阀应用于新一代战斗机雷达散热用蒸发循环制冷装置系统，需要高精度流量调节阀具备0.003mm微小开度伺服能力和位移检测能力，现有的阀芯采用梯形丝杠传动，但其具备当前流量稳定功能。可以对阀口开度实时反馈，以适应大功率雷达散热制冷需求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种带位置反馈功能的流量调节阀结构。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种带位置反馈功能的流量调节阀结构，包括阀芯组件、导通组件、插座组件；所述插座组件和导通组件分别安装在阀芯组件的两端；

所述阀芯组件内设置有调节阀门开度的调节组件，检测阀门开度的传感器；

所述导通组件包括一个进水口和至少一个出水口，进水口和出水口之间通过阀腔连接；

所述插座组件做为导通组件的供电线路及做为导通组件与监控装置传输信号的通道。

所述阀芯组件包括机壳,调节组件包括阀芯调节组件、lvdt传感器、步进电机且均安装在机壳内，机壳从插座组件到导通组件的方向依次呈台阶状加工有传感器腔、电机腔、作动腔，电机腔内通过锁紧件将步进电机固定在机壳上，传感器腔内通过锁紧件将lvdt传感器安装在步进电机上，作动腔内活动安装有阀芯调节组件，所述步进电机通过齿轮驱动阀芯调节组件。

所述阀芯调节组件包括滑套、阀针、丝杠螺母,滑套安装在机壳的开口处，所述丝杠螺母的两端分别通过小轴承和大轴承支撑在滑套和机壳内，所述阀针的两端分别穿出滑套和丝杠螺母的两端，阀针穿出丝杠螺母的一端还穿过步进电机伸入lvdt传感器内。

所述丝杠螺母与小轴承接触处加工有支撑台a,丝杠螺母与大轴承接触处加工有支撑台b,在支撑台b端的末端还加工有驱动键槽,支撑台a和支撑台b之间加工有凸台，凸台的内腔加工为内螺纹。

所述驱动键槽上安装有转接套,转接套通过转接螺钉安装在从动齿轮中部，从动齿轮与安装在步进电机的转轴上的主动齿轮配合。

所述驱动键槽两个相对的侧面上分别加工了平键槽和条形槽与转接套的内圈配合。

所述阀针包括丝杠螺纹、滑块、阀尖，所述滑块安装在滑套前端的滑槽内，丝杠螺纹与内螺纹配合且其螺纹长度大于内螺纹的螺纹长度，阀尖为锥形且伸出滑槽外。

所述导通组件包括连通壳,连通壳通过锁紧件安装在机壳上，连通壳与机壳接触的另一端内加工有阀孔与外界连通，连通壳内加工有阀腔将阀孔与连通壳的侧面外界连通，连通壳和阀腔的出口处分别与入口管道和出口管道通过锁紧件和密封圈与入口管道和出口管道连接。

所述机壳在滑套端的开口上还安装有止动挡板。

所述转轴在与主动齿轮连接处还设置有端板提供支撑，端板通过固定螺钉安装在机壳内。

本发明的有益效果在于：采用混合式步进电机驱动，通过两级展开式圆柱齿轮传动，驱动丝杠螺母旋转，转化为丝杠的直线运动，丝杠与阀芯一体化设计，将阀芯的直线运动转化为阀芯端部型面与阀体阀口直角边之间的开度，从而使得制冷剂流量符合需求的变化规律调节。通过固定在阀芯另外一端的lvdt对阀芯位移进行检测，并发送至riu。为机上riu提供阀口开度信号，为蒸发循环制冷装置的闭环控制提供反馈信号，同时此信号也可作为飞机健康管理的重要基础参数。从而满足新一代大制冷量的蒸发循环制冷装置的需求，保证新一代战机大雷达的正常工作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的阀芯组件右视图；

图3是图2的a-a向剖面图；

图4是本发明的阀针结构示意图；

图5是本发明的滑套剖面图；

图6是本发明的滑套结构示意图；

图7是本发明的阀开度示意图；

图8是本发明曲线形阀头流通截面变化曲线图；

图9是本发明曲线型阀头流通截面线性度误差；

图中：1-阀芯组件，11-机壳，111-止动挡板，12-阀芯调节组件，127-丝杠螺母，121-大轴承，122-小轴承，123-内螺纹，124-支撑台a，125-驱动键槽，1251-平键槽，1252-条形槽，126-支撑台b，13-转轴，131-主动齿轮，132-从动齿轮，133-转接套，1331-转接螺钉，134-端板，135-固定螺钉，14-滑套，141-滑槽，15-阀针，151-丝杠螺纹，152-滑块，153-阀尖，16-lvdt传感器，17-步进电机，2-导通组件，21-连通壳，22-阀孔，23-阀腔，3-插座组件，4-出口管道，5-密封圈，6-入口管道，7-密封垫。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

一种带位置反馈功能的流量调节阀结构，包括阀芯组件1、导通组件2、插座组件3；所述插座组件3和导通组件2分别安装在阀芯组件1的两端；

所述阀芯组件1内设置有调节阀门开度的调节组件，检测阀门开度的传感器；

所述导通组件2包括一个进水口和至少一个出水口，进水口和出水口之间通过阀腔23连接；

所述插座组件3做为导通组件2的供电线路及做为导通组件2与监控装置传输信号的通道。

所述阀芯组件1包括机壳11,调节组件包括阀芯调节组件12、lvdt传感器16、步进电机17且均安装在机壳11内，机壳11从插座组件3到导通组件2的方向依次呈台阶状加工有传感器腔、电机腔、作动腔，电机腔内通过锁紧件将步进电机17固定在机壳11上，传感器腔内通过锁紧件将lvdt传感器16安装在步进电机17上，作动腔内活动安装有阀芯调节组件12，所述步进电机17通过齿轮驱动阀芯调节组件12。

所述阀芯调节组件12包括滑套14、阀针15、丝杠螺母127,滑套14安装在机壳11的开口处，所述丝杠螺母127的两端分别通过小轴承122和大轴承121支撑在滑套14和机壳11内，所述阀针15的两端分别穿出滑套14和丝杠螺母127的两端，阀针15穿出丝杠螺母127的一端还穿过步进电机17伸入lvdt传感器16内。

所述丝杠螺母127与小轴承122接触处加工有支撑台a124,丝杠螺母127与大轴承121接触处加工有支撑台b126,在支撑台b126端的末端还加工有驱动键槽125,支撑台a124和支撑台b126之间加工有凸台，凸台的内腔加工为内螺纹123。

所述驱动键槽125上安装有转接套133,转接套133通过转接螺钉1331安装在从动齿轮132中部，从动齿轮132与安装在步进电机17的转轴13上的主动齿轮131配合。

所述驱动键槽125两个相对的侧面上分别加工了平键槽1251和条形槽1252与转接套133的内圈配合。

所述阀针15包括丝杠螺纹151、滑块152、阀尖153，所述滑块152安装在滑套14前端的滑槽141内，丝杠螺纹151与内螺纹123配合且其螺纹长度大于内螺纹123的螺纹长度，阀尖153为锥形且伸出滑槽141外。

所述导通组件2包括连通壳21,连通壳21通过锁紧件安装在机壳11上，连通壳21与机壳11接触的另一端内加工有阀孔22与外界连通，连通壳21内加工有阀腔23将阀孔22与连通壳21的侧面外界连通，连通壳21和阀腔23的出口处分别与入口管道6和出口管道4通过锁紧件和密封圈5与入口管道6和出口管道4连接。

所述机壳11在滑套14端的开口上还安装有止动挡板111。

1所述转轴13在与主动齿轮131连接处还设置有端板134提供支撑，端板134通过固定螺钉135安装在机壳11内。

该类型流量调节阀，采用混合式步进电机驱动，通过两级展开式圆柱齿轮传动，驱动丝杠螺母旋转，转化为丝杠的直线运动，丝杠与阀芯一体化设计，将阀芯的直线运动转化为阀芯端部型面与阀体阀口直角边之间的开度，从而使得制冷剂流量符合需求的变化规律调节。通过固定在阀芯另外一端的lvdt对阀芯位移进行检测，并发送至riu。为机上riu提供阀口开度信号，为蒸发循环制冷装置的闭环控制提供反馈信号，同时此信号也可作为飞机健康管理的重要基础参数。

该电机采用空心结构，两级展开式圆柱齿轮传动，采用旁置结构，使得传动链的最终输出轴与电机同轴，阀针(图8)另一端直接穿过电机轴，以便于传感器的安装，传感器动子部分与阀芯上的螺纹直接连接，传感器动子与定子之间非接触结构。可以分别密封，以防止制冷剂的腐蚀，同时避免导线线芯及绕组与制冷剂内的冷冻机油接触，保证绝缘特性。

传感器采用lvdt传感器，激励信号：电压7vrms±10％；频率3000hz，

lvdt输出单端电压(a对中点、b对中点)有效值：≤5vrms；通过检测和计算次边差和比的方式测算出阀芯开度。

阀芯可用直线线型的锥度阀头和曲线线型的曲线阀头，以实现流量控制的规律，对于满足一定流通截面的变化规律的阀头轮廓线形统称为曲线型阀头。由于在未知阀头线形方程时流通截面母线ab的确定较困难，为了近似得到满足膨胀阀流通截面变化要求的阀头线形，通常将膨胀阀的流通截面简化为阀孔和阀头的横断面的线性变化来实现，并以此来确定阀头的轮廓线，图7所示。例如，对于要求膨胀阀流通面积随着阀杆行程线形变化的阀头轮廓线形，按照上述简化得出阀头母线方程为：

式中：h：阀杆最大行程。

根据上述阀头线形方程可得到该简化线形膨胀阀实际流通面积计算公式：

式中：r＝d/2

图8，9所示为简化曲线型阀头流通截面变化曲线及线形度误差。图2中曲线1标识简化曲线形阀头流通面积随阀杆行程变化的变化规律，曲线2标识理想线性变化过程。图3反映了简化曲线形阀头线型变化偏差的变化规律。从图9中可以看出，简化曲线形阀头流通截面随着阀杆行程变化线性度较高，且线形误差在±7％左右。当需要更高线性度的调节特性时需要采用更高精度的几何模型。