一種流體傳動及控制領域的新型機構的製作方法

2023-05-27 08:38:51

專利名稱：一種流體傳動及控制領域的新型機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種把旋轉運動轉換成軸向直線運動的機構。
背景技術：
在流體傳動及控制領域，轉閥通常有兩種工作方式。一種是僅僅由傳統的滑閥和絲杆螺旋副相結合，把旋轉運動轉換成軸向運動；而另一種則利用閥芯表面的縱向槽在不同的閥口間切換來實現油路的連通/分配。這兩種流體傳動及控制的結構在製造方面比較複雜，並且頻響不高。

發明內容
本發明在流體傳動及控制的轉閥方面引入了一個新的概念，它可以把旋轉運動精確地轉換成軸向直線運動，同時它還能被用作執行元件。


在詳細解釋本發明之前，定義如下符號:P:壓力流體入口(高壓)T:連接至油箱或存儲管路的埠(低壓)
具體實施例方式為了清楚地說明其主要功能，其他結構上的細節，如閥芯臺肩、密封、對中彈簧等，在此不予考慮。圖1顯示了此結構的簡化剖面圖。在兩端有兩個敏感腔:C1和C2。Cl中的流體壓力作用在區域Al中的閥芯上，C2中的流體壓力作用在區域A2中的閥芯上。Al面積大於A2的環形區域。4條軸向對稱的螺旋槽，其中兩條連通Cl，另兩條連通C2。在內孔的表面上，有兩個埠 P和兩個埠 T，它們被螺旋齒所遮蓋，並且它們也是軸向對稱的。敏感腔Cl中的流體壓力是P1，C2中的流體壓力為P2。作用在Cl中的閥芯上的流體壓力產生的軸向力(PlX Al)把閥芯向右推，而C2中的流體壓力產生的軸向力(P2X A2)把閥芯向左推，結果達到平衡狀態:PlX A1=P2X A2圖2顯示了閥芯逆時針旋轉後，閥口的連通狀況。由於螺旋槽的旋轉運動，閥口 P打開通往Cl的通道，使得流體壓力Pl升高；與此同時，C2和閥口 T連通，使得流體壓力P2降低。因此導致PlX A1>P2X A2,迫使閥芯向右運動。而閥芯的向右運動又使得螺旋齒逐漸關閉閥口 P和T，直到敏感腔中的壓力恢復到平衡的狀態，PlX A1=P2X A2。圖3顯示平衡的狀態，此時閥芯已經向右移動了一定的位移。圖4顯示閥芯順時針旋轉後，閥口的連通狀況。Cl連通到閥口 T，流體壓力Pl降低；與此同時，C2連通到閥口 P，流體壓力P2升高。這樣一來，PlX AKP2X A2，使得閥芯向左移動。而閥芯的這個左向移動又使得螺旋齒逐漸關閉閥口 P和T，直到敏感腔中的流體壓力恢復到平衡的狀態，Pix A1=P2X A2。圖5顯示平衡的狀態，此時閥芯已經向左移動了一定的位移。再進一步，在很多應用場合，較小作用面積的敏感腔通常直接與高壓閥口 P連通，這有效地簡化了整個結構。圖6顯示了簡化後的結構。敏感腔C2—直連通閥口 P，所以P2=P。僅有兩條軸向對稱的螺旋槽與Cl連通。Cl中的流體壓力為P1。Cl中的流體壓力作用在閥芯上(PlXAl)，把閥芯向右推，而作用在C2中的閥芯上的流體壓力產生的軸向力(P X A2)，把閥芯向左推，由此產生的平衡狀態:Pl=P X A2/A1PlX Al=P X A2圖7顯示了閥芯逆時針旋轉後閥口的連通狀態。Cl連通閥口 P，C1中的流體壓力Pl升高，使得Pix Al>p X A2，閥芯向右移動。而閥芯的這一右向移動又使得螺旋齒逐漸關閉閥口 P，直到Cl中的流體壓力Pl恢復到平衡的狀態，Pl=P X A2/A1 ；P1X Al=P X A2圖8顯示平衡的狀態，此時閥芯已經向右移動了一定的位移。圖9顯示了閥芯順時針旋轉後閥口的連通狀態。Cl連通閥口 T，流體壓力Pl下降，使得Pix AKP X A2，閥芯向左移動。而閥芯的這一左向移動又使得螺旋齒逐漸關閉閥口 T，直到Cl中的流體壓力Pl恢復到平衡的狀態:Pl=P X A2/A1 ；P1X Al=P X A2圖10顯示平衡的狀態，此時閥芯已經向左移動了一定的位移。本機構也可以在閉環系統中變形為伺服放大器和轉換器。例如圖11所示，閥芯順時針旋轉作為輸入量，流體的壓力和流速傳導出至位於其他部件中的敏感腔。其結果是，由其他部件獲得的向右的反饋運動作用在閥芯上。上述的運動對於閥芯和閥套都是相對而言的。例如，如果說閥芯逆時針旋轉，實際上可能意味著閥套順時針 旋轉，反之亦然。直線移動也是同樣的道理。總之，本機構在主閥芯上建立了先導的功能，並極大地利用了螺旋槽的特點。
權利要求
1.一種把旋轉運動轉換成軸向直線運動的機構，包括: 閥芯，在其部分/全部的表面有軸向對稱分布的螺旋槽，用於把流體壓力傳遞到敏感腔； 閥套，在其和所述螺旋槽配合的內孔表面有一組軸向對稱分布的閥口，所述閥口連接到高壓/低壓管路； 至少有兩個敏感腔，所述敏感腔從相反方向推動閥芯。
2.根據權利要求1所述的機構，其中，所述螺旋槽是左旋或右旋的，其螺旋升角視需要而定；
3.根據權利要求1所述的機構，其中，所述螺旋槽用於切換閥口間的連接/分配；
4.根據權利要求1所述的機構，其中，所述敏感腔構建於其他部件中，其相應於作用在閥套/閥芯上的旋轉/軸向直線運動的輸入而產生反饋運動；
5.根據權利要求4所述的機構，其中，所述反饋運動由閥芯/閥套完成，可以是直線和/或旋轉運動；
6.根據權利要求1所述的機構，其中，所述閥套和閥芯中的一個或者兩個都是可轉動的；
7.根據權利要求1所述的機構，其中，所述閥套上的閥口具有任意的幾何形狀，其位置視需要而定；
8.根據權利要求1所述的機構，其中，所述閥套和/或閥芯由任意方式驅動；
9.根據權利要求1所述的機構，其中，所述閥芯由彈簧復位；
10.根據權利要求1所述的機構，其中，其他的功能性閥芯臺肩構建在所述敏感腔之間或者一側/兩側；
11.根據權利要求1所述的機構，其中，所述敏感腔構造為有/無伸出杆；
12.根據權利要求1所述的機構，其中，所述閥套的功能由帶有必要閥口的殼體組件完成。
全文摘要
本機構用在流體傳動及控制中的轉閥方面引進了一個全新的概念，它能把旋轉運動精確地轉換成軸向直線運動。它也能被用作致動件。閥芯的兩端有兩個敏感腔，四條螺旋槽呈軸向對稱分布。螺旋槽的旋轉運動改變閥口和敏感腔之間的連接/分配，從而使閥芯移動到一個平衡的位置。
文檔編號F16K3/26GK103201547SQ201180052333
公開日2013年7月10日 申請日期2011年10月26日 優先權日2010年10月30日
發明者徐學軍 申請人:徐學軍