本发明涉及低温制冷技术领域。更具体地说，本发明涉及一种用于脉管膨胀机的阀门驱动装置。
背景技术
近年来对低温设备的需求不断增加，对低温系统中的核心部件膨胀机的要求也不断提高。随着各种低温理论的发展和完善，对脉管制冷机的认识愈发深刻，内部流体流动和降温过程的机理得到了深入研究。在此基础上，利用交变流动的流动机理以及压力变化研制了脉管膨胀机，可以实现流体的膨胀降温，有效的解决了小流量低温系统中膨胀机加工难度大效率低的问题。
脉管膨胀机利用高低压阀门的交替开闭以及热端调相阀门的交替开闭实现脉管内部气体压力和流量的相位调节，实现气体在流过脉管膨胀机后压力降低温度降低，实现膨胀效果。脉管膨胀机相较于现有膨胀机具有明显优势，其结构简单，可靠性高，适用于中小流量的低温制冷系统。脉管膨胀机中的运动部件只有阀门机构，可以实现对气体相位的调节和控制，决定了脉管膨胀机的膨胀效率。而由于阀门机构需要在低温下实现开闭，其绝热和密封性质就直接影响了阀门的效率，为保证良好的绝热和密封性，势必采用较多的填料以及绝热部件，这直接影响了阀门的运动流畅性，因此也对脉管膨胀机的阀门驱动装置提出了极高的要求。
对于脉管膨胀机的阀门驱动装置，首先需要保证可以提供较高的驱动力，可以克服较多填料或者其他隔热密封机构造成的运动阻力，使阀门可以正常开启闭合。其次，要保证阀门可以实现高频运动，由于脉管膨胀机本身特性，高频运动可以有效提高膨胀机膨胀效率，同时可以改善流动和提高流量，但是由于密封部件和较长的阀杆传动部件导致高频运动十分依赖驱动装置的结构。最后，阀门的驱动装置直接影响其使用寿命和运行稳定性，良好的驱动装置可以保证阀门在较长的时间内稳定运行。
因此阀门驱动装置对于脉管膨胀机的阀门而言是至关重要的，良好的结构设计可以大大提高脉管膨胀机的使用寿命，膨胀效率以及运行稳定性。传统的低温制冷机驱动装置无法满足要求，因此发明了一种用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，满足膨胀机阀门的需求。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，利用高压相位凸轮、低压相位凸轮和顶头组件的接触，可以最大程度减少驱动阀门运动过程中的机械磨损，延长阀门使用寿命。同时该种方式接触稳定，运动过程中无侧向力，可以有效避免阀门高频运动中的阻塞和不流畅的问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，包括：
相位凸轮组件，其包括高压相位凸轮和低压相位凸轮，所述高压相位凸轮和低压相位凸轮均同轴连接在一电机转轴上；
阀杆组件，其包括分别与高压相位凸轮、低压相位凸轮一一对应的高压阀杆、低压阀杆，所述高压阀杆、低压阀杆均竖直穿过阀门底座，高压阀杆、低压阀杆下端分别与一阀门的阀芯连接，所述高压阀杆、低压阀杆上端均设有顶头组件，高压阀杆上的顶头组件上端与高压相位凸轮抵接，低压阀杆上的顶头组件上端与低压相位凸轮抵接，高压阀杆、低压阀杆外均套设有一弹簧，所述弹簧下端抵接在阀门底座上、上端分别与对应的顶头组件下端抵接，所述电机转动带动相位凸轮组件转动以带动高压阀杆、低压阀杆上下移动从而使阀芯上下移动以实现阀门的开闭。
优选的是，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，高压相位凸轮和低压相位凸轮均包括基圆段、过渡段、桃尖，基圆段通过两个过渡段桃尖连接，当相位凸轮组件静止时，顶头组件与基圆段接触，阀门关闭，当相位凸轮组件转动顶头组件经基圆段、过渡段与桃尖接触过程中顶头组件向下移动阀门开启。
优选的是，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，每个顶头组件均包括顶头接触件和顶头连接件，所述顶头接触件为滚动转轴，所述滚动转轴可绕设置于顶头连接件上的转轴转动，所述顶头接触件上端分别与高压相位凸轮、低压相位凸轮抵接，所述顶头连接件下端分别高压阀杆、低压阀杆上端连接，所述弹簧上端与顶头连接件抵接。
优选的是，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，所述阀门底座上对应高压阀杆、低压阀杆处设有一凹槽，所述凹槽内设有一弹簧支撑板，所述高压阀杆、低压阀杆下端均穿过弹簧支撑板，所述弹簧下端均抵接于所述弹簧支撑板上表面。
优选的是，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，所述高压相位凸轮、低压相位凸轮均通过销钉与电机转轴固定连接。
优选的是，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，所述高压相位凸轮的轴线与所述低压相位凸轮的轴线之间呈一定夹角。
优选的是，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，还包括固定件其同轴固定于电机转轴上，所述低压相位凸轮位于高压相位凸轮与固定件之间且彼此相接触。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，利用高压相位凸轮、低压相位凸轮和顶头组件的接触，可以最大程度减少驱动阀门运动过程中的机械磨损，延长阀门使用寿命。同时该种方式接触稳定，运动过程中无侧向力，可以有效避免阀门高频运动中的阻塞和不流畅的问题。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置的结构示意图；
图2为本发明的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置的剖视图；
图3为本发明的高压阀杆与阀门阀芯的连接结构示意图；
图4为本发明的高压相位凸轮、低压相位凸轮的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1～4所示，用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，包括：
相位凸轮组件2，其包括高压相位凸轮201和低压相位凸轮202，所述高压相位凸轮201和低压相位凸轮202均同轴连接在一电机1转轴101上；
阀杆组件，其包括分别与高压相位凸轮201、低压相位凸轮202一一对应的高压阀杆502、低压阀杆503，所述高压阀杆502、低压阀杆503均竖直穿过一阀门底座501并向下延伸，高压阀杆502、低压阀杆503下端分别与一阀门的阀芯连接，所述高压阀杆502、低压阀杆503上端均设有顶头组件3，高压阀杆502上的顶头组件3上端与高压相位凸轮201抵接，低压阀杆503上的顶头组件上端与低压相位凸轮202抵接，高压阀杆502、低压阀杆503外均套设有一弹簧402，所述弹簧402下端抵接在阀门底座501上、上端分别与对应的顶头组件3下端抵接，所述电机1转动带动相位凸轮组件2转动以带动高压阀杆502、低压阀杆503上下移动从而使阀芯上下移动以实现阀门的开闭。
本发明的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，在电机1转轴101上同轴设置高压相位凸轮201和低压相位凸轮202，当电机1转动时带动高压相位凸轮201、低压相位凸轮202转动，高压相位凸轮201、低压相位凸轮202转动可分别推动对应的顶头组件3向下运动进而使高压阀杆502、低压阀杆503向下运动，进而使对应的阀芯向下运动，且在此过程中弹簧402被压缩，当阀芯向下运动至最低点，电机继续转动，此时在弹簧402回复力作用下，顶头组件3向上移动，最终带动阀芯向上移动，在阀芯上下移动过程中，实现阀门的开闭，该阀门为现有阀门，阀门上开设有进气口、出气口，通过阀芯上下移动实现进气口、出气口之间的导通和不导通以使阀门打开或关闭。本发明的阀门驱动装置中，利用高压相位凸轮201、低压相位凸轮202和顶头组件的接触，可以最大程度减少驱动阀门运动过程中的机械磨损，延长阀门使用寿命。同时该种方式接触稳定，运动过程中无侧向力，可以有效避免阀门高频运动中的阻塞和不流畅的问题。
在另一种技术方案中，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，高压相位凸轮201和低压相位凸轮202均包括基圆段221、过渡段223、桃尖222，基圆段221通过两个过渡段223与桃尖222连接，当相位凸轮组件2静止时，顶头组件3与基圆段221接触，阀门关闭，当相位凸轮组件2转动顶头组件3经基圆段221、过渡段223与桃尖222接触过程中顶头组件3向下移动阀门开启。在本技术方案中，当电机1不转动时顶头组件3与相位凸轮组件2的基圆段221接触，阀门处于关闭状态，当电机1转动时顶头组件3经基圆段221、过渡段223逐渐与桃尖222接触，在此过程中顶头组件3逐渐向下移动，且弹簧402压缩，从而带动对应的阀芯向下移动，阀门开启，电机继续转动，在弹簧402的回复力作用下，顶头组件3向上移动，从而带动对应的阀芯向下移动，阀门逐渐关闭。图3显示了高压阀杆502与阀门阀芯的连接的结构示意图，该阀门包括阀体6、阀体6上沿轴线方向开设有一空腔61，盖设于阀体6下端的顶盖62，顶盖62上竖直设有与空腔61连通的进气口63，阀体6一侧设有与空腔连通的出气口64，空腔61内同轴设有阀芯杆65，阀芯杆65下端螺接有阀芯66，空腔内表面位于阀芯66与出气口64之间对应阀芯66上端面两侧设有密封面67，当阀芯66向下运动至与密封面67分离时，出气口64与进气口63连通，阀门开启；当阀芯66向上运动至与密封面67接触时，出气口64与进气口63不连通，阀门关闭。阀体6上端同轴设有气缸筒7，高压阀杆502同轴设于气缸筒7内，气缸筒7内位于高压阀杆502下方同轴设有轴套71，轴套71上端与高压阀杆502连接、下端与阀芯杆65连接，轴套71可上下移动，高压阀杆502通过轴套71带动阀芯66上下移动从而实现阀门的开闭。
在另一种技术方案中，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，每个顶头组件3均包括顶头接触件301和顶头连接件302，所述顶头接触件301为滚动转轴，所述滚动转轴可绕设置于顶头连接件302上的转轴转动，所述顶头接触件301上端分别与高压相位凸轮201、低压相位凸轮202抵接，所述顶头连接件301下端分别高压阀杆502、低压阀杆503上端连接，所述弹簧402上端与顶头连接件302抵接。利用顶头接触件301与高压相位凸轮201、低压相位凸轮202之间转动接触的方式可以最大程度减少驱动阀门运动过程中的机械磨损，延长阀门使用寿命。
在另一种技术方案中，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，所述阀门底座501上对应高压阀杆502、低压阀杆503处设有一凹槽，所述凹槽内设有一弹簧支撑板401，所述高压阀杆502、低压阀杆503下端均穿过弹簧支撑板401，所述弹簧402下端均抵接于所述弹簧支撑板401上表面。弹簧支撑板401位于阀门底座501上，用于支撑弹簧402，并调节弹簧位置，调节回复力适应不同的频率与不同压力。
在另一种技术方案中，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，所述高压相位凸轮201、低压相位凸轮202均通过销钉与电机转轴固定连接，高压相位凸轮201、低压相位凸轮202上均开设有销钉固定孔，销钉穿过销钉固定孔与电机转轴连接从而将高压相位凸轮201、低压相位凸轮202固接在电机转轴上。
在另一种技术方案中，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，所述高压相位凸轮201的轴线与所述低压相位凸轮202的轴线之间呈一定夹角。即高压相位凸轮201与低压相位凸轮202相夹一定角度，该角度可实现对应阀门开闭的时序控制，方式简易，有利于提高脉管膨胀机的效率。
在另一种技术方案中，所述的用于脉管膨胀机的阀门驱动装置，还包括固定件203其同轴固定于电机1转轴101上，所述低压相位凸轮202位于高压相位凸轮201与固定件203之间且彼此相接触。固定件203位于电机1转轴101的最外侧且同轴固定在电机驱动轴上，通过旋紧固定件203将高压相位凸轮201和低压相位凸轮202压紧在电机1转轴101上。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。