全文摘要
本实用新型公开了一种高速液压阀的驱动装置及高速液压阀，由转动轴1、转盘2、两个导磁铁芯4、两个励磁线圈5、线性平动件6、壳体7、轴承8、密封圈9和驱动机10组成，转盘2固定连接在转动轴1上，线性平动件6安装在转盘2旁边，线性平动件6的两侧开有对称的安装孔，两个励磁线圈5分别安装在线性平动件6两侧的安装孔中，两个导磁铁芯4分别安装在两个励磁线圈5中间，在壳体7内填充有磁流变液3，驱动机10与转动轴1连接。该高速液压阀的驱动装置响应速度快，额定行程大，电能消耗低,能对高速液压阀双向主动驱动，不受系统流向影响,结构紧凑并易于插装，可以实现开关控制、换向控制和比例控制，有良好的液压系统适配性。
主设计要求
1.一种高速液压阀的驱动装置，其特征是：由转动轴(1)、转盘(2)、两个导磁铁芯(4)、两个励磁线圈(5)、线性平动件(6)、壳体(7)、轴承(8)、密封圈(9)和驱动机(10)组成，转盘(2)固定连接在转动轴(1)上，转动轴(1)两端通过轴承安装在壳体(7)的前后壁上，转动轴(1)的两端带有联轴结构，转动轴(1)与壳体(7)之间装有密封圈(9)；线性平动件(6)安装在转盘(2)旁边，与转盘(2)之间有间隙，线性平动件(6)中间有孔，使线性平动件(6)与转动轴(1)之间有间隙，线性平动件(6)上下两端有滑动轴，线性平动件(6)的上滑动轴通过轴承(8)安装在壳体(7)的上端，线性平动件(6)的下滑动轴通过轴承(8)安装在壳体(7)的下端，并用密封圈(9)与壳体(7)密封，线性平动件(6)的两侧开有对称的安装孔，两个励磁线圈(5)分别安装在线性平动件(6)两侧的安装孔中，两个导磁铁芯(4)分别安装在两个励磁线圈(5)中间，两个励磁线圈(5)的引线绝缘的引出壳体(7)；驱动机(10)与转动轴(1)的连接。
设计方案
1.一种高速液压阀的驱动装置，其特征是：由转动轴(1)、转盘(2)、两个导磁铁芯(4)、两个励磁线圈(5)、线性平动件(6)、壳体(7)、轴承(8)、密封圈(9)和驱动机(10)组成，转盘(2)固定连接在转动轴(1)上，转动轴(1)两端通过轴承安装在壳体(7)的前后壁上，转动轴(1)的两端带有联轴结构，转动轴(1)与壳体(7)之间装有密封圈(9)；线性平动件(6)安装在转盘(2)旁边，与转盘(2)之间有间隙，线性平动件(6)中间有孔，使线性平动件(6)与转动轴(1)之间有间隙，线性平动件(6)上下两端有滑动轴，线性平动件(6)的上滑动轴通过轴承(8)安装在壳体(7)的上端，线性平动件(6)的下滑动轴通过轴承(8)安装在壳体(7)的下端，并用密封圈(9)与壳体(7)密封，线性平动件(6)的两侧开有对称的安装孔，两个励磁线圈(5)分别安装在线性平动件(6)两侧的安装孔中，两个导磁铁芯(4)分别安装在两个励磁线圈(5)中间，两个励磁线圈(5)的引线绝缘的引出壳体(7)；驱动机(10)与转动轴(1)的连接。
2.根据权利要求1所述的一种高速液压阀的驱动装置，其特征还在于：在所述壳体(7)内填充磁流变液(3)。
3.根据权利要求1所述的一种高速液压阀的驱动装置，其特征还在于：所述转盘(2)至少有两个，每两个转盘(2)之间有间隙的固定连接在转动轴(1)上，线性平动件(6)安装在两个转盘(2)之间的间隙中。
4.根据权利要求1所述的一种高速液压阀的驱动装置，其特征还在于：所述线性平动件(6)的中间开有长圆孔，其两侧开有对称的长圆或腰形安装孔，所述励磁线圈(5)为长圆形或腰形，所述导磁铁芯(4)为长圆形或腰形。
5.根据权利要求1所述的一种高速液压阀的驱动装置，其特征还在于：所述驱动机(10)为电动机、液压泵或液压马达。
6.根据权利要求1所述的一种高速液压阀的驱动装置，其特征还在于：所述转动轴(1)的两端带有的联轴结构为花键轴、花键孔、单键轴、单键孔、联轴器。
7.一种高速液压阀，其特征是：包括阀体(11)和阀芯(12)，以及根据权利要求1-6中任一项所述的高速液压阀的驱动装置，所述阀体(11)安装在壳体(7)的下端，线性平动件(6)的下滑动轴与阀芯(12)连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于液压技术中的高速液压阀技术领域，具体涉及一种高速液压阀的驱动装置及高速液压阀。
背景技术
现今新兴的高效节能的液压技术都无一例外的有一个应用前提，即高速液压阀技术的成熟。缩短高速液压阀的响应时间和增大额定流量(一般用阀口压降5bar时的系统流量记为额定流量)均将提高这些新兴的数字液压系统的工作效率。特别地，当高速阀的响应时间超过1.5ms同时额定流量不足25L\/min时，数字液压系统并没有显示出优势的工作效率；而当高速阀的响应时间不超过4ms且额定流量超过90L\/min后，数字液压系统的阀控能耗将趋于最小。因此，未来高速液压阀的设计方向与目标是：快速响应,大额定流量,低电能消耗,不受系统流向影响,结构紧凑并易于插装等。
为了开发高速液压阀，国内外已经在阀体结构、驱动方式甚至阀体选材等多方面都做出了许多有意义的探索。高速液压阀的开发设计主要集中于液压阀的驱动系统及相应的阀体结构。来自Sturman Industries的Johnson等基于传统的电磁阀驱动系统(泛指通电螺线管励磁后产生电磁力驱动铁阀芯移动)做出了结构上的改进，设计了具有一种“壶型铁芯”结构的高速电磁开关阀。这种结构使得该阀在最大阀位时能够利用剩磁产生的自锁力来保持阀位，从而节省了用励磁电流产生的电磁力来维持阀位消耗的能量。Sturman高速阀的开关阀位切换时间仅需0.45ms，然而该阀随着阀芯位移增加，作用在阀芯上的电磁驱动力显著降低，直到无法克服作用在阀芯上的流体力，使得驱动行程较短从而流量面积也较小，所以该阀的额定流量仅为12L\/min，使其应用范围十分有限。
为了弥补螺线管式电磁阀这一固有的缺陷，采用先导式的阀体结构来开发更大额定流量的电磁阀成为一个普遍的选择，即先励磁驱动小流量的先导级电磁阀，再通过先导级电磁阀开启产生的压差来驱动主阀芯的运动。例如，Winkler等开发出了一种先导式多阀芯高速电磁阀，他们将自己设计的额定流量为10L\/min的电磁阀置于先导级，再利用一个较为廉价的滚柱轴承部件承接多个小阀芯构成一个具有多阀芯的主阀芯结构，这样该阀在获得快速响应的同时，还能形成较大的流量面积即更大的额定流量。测试结果显示该阀仅用2ms全开的同时还获得了85L\/min的额定流量。然而，该阀只能完成单向控制，在关闭该阀的过程中需要借助回位弹簧，这使得关阀耗时依赖于阀口压差并且无法应对系统逆流的情况。为了实现先导式高速电磁阀的双向控制驱动，Wilfong等开发出了一种双向高速止回阀。该阀也采用先导式的阀体结构，其主阀套与主阀芯在结构上形成两个腔体并利用两腔内的压差驱动主阀芯移动，另外该阀的先导级电磁阀采用两位四通的滑阀结构，这样可以通过控制先导级的阀位来对调两个驱动腔的流体压强，从而改变主阀芯的运动方向实现双向驱动。
除了基于传统电磁阀的技术改进，学者们还开发了在驱动方式不同于以往的高速阀。英国Bath大学的Branson等人开发了一种由压电驱动器驱动的高速阀。该阀的压电驱动器可提供近1kN大驱动力并且具有接近1000Hz的控制带宽，使得其阀的开关耗时仅需2ms。另外为了弥补压电驱动器仅几十微米的驱动冲程，该阀主阀芯的设计采用了压缩机领域常用的设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920053826.2
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209539679U
授权时间:20191025
主分类号:F15B 13/02
专利分类号:F15B13/02;F16K31/06
范畴分类:27J;27F;
申请人:中国农业大学
第一申请人:中国农业大学
申请人地址:100193 北京市海淀区圆明园西路2号
发明人:熊绍平;冯翔宇;贾万波
第一发明人:熊绍平
当前权利人:中国农业大学
代理人:李全旺
代理机构:11246
代理机构编号:北京众合诚成知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计