插装式气动比例阀的制作方法

本实用新型涉及气动式调节阀领域，具体而言，涉及插装式气动比例阀。

背景技术：

气动调节阀就是以压缩气体为动力源，以气缸为执行器，并借助于阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀、储气罐、气体过滤器等附件去驱动阀门，实现开关量调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度、液位等各种工艺过程参数。

现有的气动调节阀主要以管式连接为主，阀门体积较大，在调节阀门开度时存在反应慢、调节精度差等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种体积小、控制精度高、反应快的插装式气动比例阀。

本实用新型提供如下技术方案：

插装式气动比例阀，包括阀门定位器、直线驱动组件和阀芯组件，所述阀芯组件包括阀芯，所述阀门定位器通过所述直线驱动组件驱动所述阀芯成比例地移动，所述阀芯组件能够插设于阀孔中。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述直线驱动组件包括缸套和活塞，所述活塞能够在所述缸套中做往复直线运动，所述活塞驱动所述阀芯做往复直线运动。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述直线驱动组件还包括弹性复位件，所述弹性复位件设于所述缸套和所述活塞之间。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述直线驱动组件还包括缸盖，所述缸盖连接在所述缸套上，用于将所述活塞限制于所述缸套中。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述阀门定位器包括位移传感器，所述阀门定位器连接在所述缸套上，所述活塞上设有信号杆，所述信号杆穿出所述缸套与所述位移传感器接触，所述阀门定位器通过所述信号杆的移动行程获取所述活塞的移动行程。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述插装式气动比例阀还包括消音器，所述消音器设于所述缸套上。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述阀芯组件还包括阀杆，所述直线驱动组件通过所述阀杆驱动所述阀芯移动。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述阀芯组件还包括阀座，所述阀座位置固定，所述阀杆可滑动地设于所述阀座中。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述阀芯组件还包括弹性密封件，所述弹性密封件设于所述阀杆与所述阀座之间。

作为对上述的插装式气动比例阀的进一步可选的方案，所述阀芯组件还包括密封盘，所述密封盘设于所述阀芯的端面上，且所述密封盘具有一锥面。

本实用新型的插装式气动比例阀至少具有如下优点：

插装式气动比例阀，包括阀门定位器、直线驱动组件和阀芯组件，所述阀芯组件包括阀芯，所述阀门定位器通过所述直线驱动组件驱动所述阀芯成比例地移动，所述阀芯组件插设于阀孔中。

本插装式气动比例阀在安装时，阀芯组件插设于阀孔中，阀门定位器连接在直线驱动组件上，从而使得阀门定位器和直线驱动组件能够设于阀孔外，达到插装的效果，进而使得插装式气动比例阀的体积更为紧凑和轻巧，安装更为方便。

通过阀门定位器实现对阀芯移动的气动驱动力的控制，同时能够实现对阀芯移动的比例控制，使得阀芯具有更好的开度调节精度，同时直线驱动组件直线驱动阀芯移动，使得阀芯动作延时更小，反应更快。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的插装式气动比例阀的轴测结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的插装式气动比例阀的主视结构示意图；

图3为图2的剖面结构示意图A-A。

图标：1-阀门定位器；11-信号杆；2-直线运动机构；21-缸套；211-进气口；212-排气口；22-活塞；23-弹性复位件；24-缸盖；3-阀芯组件；31-阀芯；32-阀杆；33-阀座；34-导向套；341-润滑槽；35-密封盖；36-密封盘；4-消音器。

具体实施方式

在下文中，将结合附图更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。因此，将参照在附图中示出的特定实施例更详细地描述本实用新型。然而，应理解：不存在将本实用新型的各种实施例限于在此实用新型的特定实施例的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。结合附图的描述，同样的附图标号标示同样的元件。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所实用新型的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种插装式气动比例阀，可以用于流体传动系统中，用于控制流体传动的通断以及流量，它包括阀门定位器1、直线驱动组件2和阀芯组件3。

请一并参阅图2和图3，阀芯组件3包括阀芯31，阀门定位器1通过直线驱动组件2驱动阀芯31成比例地移动。插装式气动比例阀的阀芯组件3能够插设于阀孔中。

阀门定位器1可以为气动阀门定位器1或电-气阀门定位器1，气动阀门定位器1的输入信号是标准气信号，例如，20～100kPa气信号，其输出信号也是标准的气信号。电气阀门定位器1的输入信号是标准电流或电压信号，例如，4～20mA电流信号或1～5V电压信号等，在电气阀门定位器1内部将电信号转换为电磁力，然后输出气信号实现压力控制。阀门定位器包括位移传感器，并通过位移传感器即时控制阀芯31的位移，对阀芯31的位移形成闭环控制。

直线驱动组件2是一种直线机构，由阀门定位器1的控制能够做往复直线运动，阀芯31通过与直线驱动组件2一同运动，从而能够做往复直线运动，直线机构可以看作为传动机构，将阀门定位器1所控制的驱动力传递到阀芯31上，使得直线驱动组件2能够驱动阀芯31移动。

同时，本插装式气动比例阀在安装时，阀芯组件3插设于阀孔中，阀门定位器1连接在直线驱动组件2上，从而使得阀门定位器1和直线驱动组件2能够设于阀孔外，达到插装的效果，进而使得插装式气动比例阀的体积更为紧凑和轻巧，安装更为方便。

阀芯31是插装式气动比例阀的执行部件，阀芯31设于阀孔中，阀孔中连通有流道。通过控制阀芯31的移动控制流道的通断，即向一个方向移动控制流道的流通，反向移动控制流道的断开。通过控制阀芯31的移动行程控制流道的开度大小，即阀芯31向开启方向上移动时，移动的距离越大，流道的开度越大，容许流经的气体流量越大。通过阀门定位器1对于直线传动组件的比例控制，从而能够对阀芯31的移动进行比例控制，进而成比例地控制阀口的开度，也就是成比例地控制流体的流量。

上述，插装式气动比例阀需要安装在阀块上使用，阀块上设有流道以及阀孔，将插装式气动比例阀插设于阀孔中，控制流道的通断，集成阀块在气动传动系统中的应用，省去了阀门的管式连接，进一步地使得气动传动系统的结构更加紧凑化。

上述，成比例地控制即为，阀门定位器1的输入信号与阀芯31的移动成比例，阀门定位器1的输入信号越大，阀芯31的移动距离越大。

直线驱动组件2包括缸套21、活塞22和弹性复位件23，其中缸套21作为直线驱动组件2的固定件，活塞22作为直线驱动组件2的执行件。活塞22能够在缸套21中做往复直线运动，活塞22驱动阀芯31做往复直线运动，弹性复位件23设于缸套21和活塞22之间，弹性复位件23驱动活塞22朝向或背离阀门定位器1移动，通过将弹性复位23设置在活塞22的不同侧，从而使得插装式气动比例阀成为常开式阀门或常闭式阀门。

直线驱动组件2为气缸，通过驱动活塞22的移动，从而驱动阀芯31的移动。本实施例中，阀门定位器1为气动阀门定位器1，通过气体的压力控制阀芯31的移动。弹性复位件23为活塞22的移动提供压力，弹性复位件23为压缩弹簧。由公式：F(弹性复位力)＝k(弹性系数)*x(压缩长度)，可知，弹性复位件23的弹性回复力由阀门定位器1控制，由于弹性复位件23的弹性系数一定，弹性复位件23的压缩长度与阀门定位器1的控制压力成正比，当阀门定位器1对活塞22所施加的压力消除后，弹性复位件23驱动活塞22，也就是阀芯31复位。

直线驱动组件2还包括缸盖24，缸盖24连接在缸套21上，用于将活塞22限制于缸套21中。缸套21呈套筒状，一端开口，另一端封闭但设有用于与阀门定位器1连接的螺纹。缸套21一端开口便于活塞22和弹性复位套的装配，通过设置缸盖24将缸套21的开口封盖。缸盖24一端与限位抬肩抵接，同时缸套21内壁上设有环形凹槽，通过向环形凹槽中嵌入卡簧，卡簧与缸盖24的另一端抵接，从而将缸盖24完全固定在缸套21上。

缸盖24与缸套21之间设有密封圈，密封圈将缸盖24与缸套21之间密封，密封圈可以为O型圈，可以在缸套21或缸盖24上设置环形凹槽，将O型圈嵌入，从而固定O型圈的位置，O型圈设于缸套21和缸盖24之间时，受到挤压，产生了弹性变形，伴随产生了一个弹性回复力，弹性回复力使得O型圈将缸盖24与缸套21之间的间隙填充并胀紧，达到密封的效果。

本实施例中，缸盖24为两端各设有凸台的盖体，常态时，弹性复位件23驱动活塞22抵接在缸盖24的一端。

同时活塞22与缸套21之间设有密封件，具体地，活塞22的端部与缸套21之间设有密封件，本实施例中为泛塞封，泛塞封(Spring Seal/spring energized seal/Vary seal)是一种U型铁氟龙内装特殊弹簧的高性能密封件，由适当的弹簧力加上系统流体压力，将密封唇(面)顶出而轻轻压住被密封的金属面以生成非常优异的密封效果。弹簧的致动效应可以克服金属配合面的轻微偏心以及密封唇的磨耗，而持续保有预期的密封性能。采用泛塞封作为密封件相比于填料密封，泛塞封的摩擦力更小，能有效降低阀门的启动作用力，从而提高了阀门的控制精度。

缸套21上设有进气口211和排气口212，进气口211和排气口212分别设有活塞22的两侧。具体的，进气口211设于缸盖24之上，活塞22之下的缸套21位置上，缸盖24与活塞22相抵接的凸台的设置目的为，为气缸的进气口211提供进气通道，排气口212设有弹性复位件23的腔体连通。可以理解，此处所言的进气口211和排气口212为在阀芯31开启而言，当阀芯31关闭动作时，进气口211和排气口212的功能互换，也就是进气口211排气，排气口212进气。

进一步地，插装式气动比例阀还包括消音器4，消音器4设于缸套21上，进气口211上连通有高压气体，消音器4设于排气口212上，将活塞22动作时有进气口211、排气口212进排气所产生的蜂鸣消除，从而降低插装式气动比例阀的工作声噪。

阀门定位器1包括位移传感器，活塞22上设有信号杆11。阀门定位器1连接在缸套21上，信号杆11一端与活塞22连接，另一端穿过缸套21与位移传感器接触，阀门定位器1通过输出高压气体作用于活塞22下端，从而控制活塞22的移动。

具体的，阀门定位器1通过调节作用在活塞22下腔的高压气体压力的大小从而控制活塞22的位移，活塞22的位移通过信号杆11与阀门定位器1的位移传感器相连，从而将活塞22的位移反馈给阀门定位器，形成闭环控制。

阀门定位器1连接在缸套21上，信号杆11通过缸套21上的小孔穿入到缸套21中与活塞22连接。信号杆11可以通过螺纹连接在活塞22上，为了保证连接强度，可以在信号杆11通过螺纹连接在活塞22上之后，在二者的螺纹连接处加打螺纹胶。信号杆11随之活塞22一同运动，将活塞22的位置信号反馈给阀门定位器1，从而使得阀门定位器1精准地控制进气压力，调整活塞22的位置。

阀门定位器1与缸套21的连接可以通过螺纹连接实现，缸套21的端部设有外螺纹，阀门定位器1上设有外螺纹，二者通过一个两端具有内螺纹的螺纹套实现连接。

阀芯组件3还包括阀杆32，直线驱动组件2通过阀杆32驱动阀芯31移动。活塞22通过阀杆32与阀芯31连接，从而使得阀杆32与阀芯31的移动同步。具体的，阀杆32可以通过螺纹连接在活塞22的凸台上，为了保证阀杆32与活塞22的螺纹连接强度，可以在阀杆32与活塞22通过螺纹连接之后，在二者之间加打螺纹胶。阀杆32呈杆状，其直径较阀芯31小，在阀芯31的端面上设置连接孔，将阀杆32插入，并在阀芯31和阀杆32的径向上插入连接销，实现阀芯31与阀杆32的销接。阀杆32与活塞22的螺纹连接能够使得阀杆32与活塞22的同轴度，降低阀杆32与活塞22在装配时发生偏心的可能性，使得活塞22与缸套21之间具有较好的密封效果。同时，阀芯31与阀杆32的销接存在一定的间隙，使得阀芯31有一定的活动量，阀芯31在与阀体密封时能够自动对位。

阀芯组件3还包括阀座33，阀座33位置固定，阀杆32可滑动地设于阀座33中。具体地，阀座33连接在缸盖24上，从而相对缸套21固定，阀座33呈套筒状，连接在缸盖24上，并容许阀杆32穿过，对阀杆32进行支撑导向。阀座33连接在缸盖24上，且缸盖24与阀杆32之间设有密封件，具体地设于缸盖24与阀座33的端面之间，该密封件可以选用泛塞封。

阀芯组件3还包括导向套34，导向套34设于阀座33和阀杆32之间，导向套34上设有润滑槽341。导向套34呈圆筒状，导向套34的外径与阀座33的内孔相配，内径与阀杆32的外径相匹配。导向套34的内壁具有较好的加工精度，与阀杆32形成精度较高的配合，能够保证阀杆32在其中顺畅的滑动的同时，还能够对阀杆32形成较好的支撑导向作用。为了保证阀杆32相对导向套34顺畅地滑动，可以在导向套34与阀杆32之间设置润滑油，导向套34上的润滑槽341呈环状，能够容置一部分润滑油，保证导向套34与阀杆32之间的润滑性。

导向套34的材料较阀杆32的材料质软，从而能够对阀杆32形成较好的润滑性，进一步地，导向套34的材料为铜，阀杆32、阀座33等的材料为钢，具体可以为不锈钢。

阀杆32与阀座33之间设有弹性密封件，具体地阀杆32与缸盖24之间的密封件和阀杆32与阀座33之间的密封件分别设于导向套34的两端，设于导向套34两端的密封件均可以为泛塞封。

此外，阀座33的端部与阀杆32之间还设有密封盖35，密封盖35将阀杆32与阀座33之间的密封件固定，密封盖35与阀座33之间的密封件也可以为泛塞封。通过在阀杆32与阀座33之间设置密封件，从而能够保证当阀芯31开启时，气动传动系统中的气体不会自阀杆32与阀座33之间的间隙中流出。

可以理解，与阀块的连接结构除了可以设置在缸套21上之外，还可以设置在阀座33上，通过在阀座33上设置外螺纹，可以将插装式气动比例阀固定在阀块上。

阀芯组件3还包括密封盘36，密封盘36设于阀芯31的端面上，且密封盘36具有一锥面。阀芯31通过密封盘36推顶在阀孔的流道中，密封盘36与流道的端面抵接，从而将流道封闭。当阀芯31移动时，使得两个流道连通形成阀口，阀芯31的移动行程越大，阀口的开度越大，实现对阀口开度的比例调节。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。