一種雙向永磁線性力馬達驅動的直動式電液比例閥的製作方法

2024-03-09 14:52:15

本發明涉及流體控制系統中的電液比例閥，尤其涉及一種雙向永磁線性力馬達驅動的直動式電液比例閥。

背景技術：

直動式電液比例閥利用大功率的驅動器直接拖動閥芯，具有抗汙染能力強、結構緊湊、無先導級洩漏等優點，在國防及民用工業領域的電液比例控制系統中得到廣泛應用。傳統比例電磁閥主要採用比例電磁鐵拖動閥芯產生位移並以此完成與輸入電壓成比例的流量或壓力輸出。由於比例電磁鐵工作初始段存在零位死區，使得傳統比例電磁閥在小信號控制的比力特性較差，且實現雙向驅動時需要兩個比例電磁閥來拖動閥芯。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種能提高直動式電液比例閥的線性度，且能夠實現雙向驅動控制的雙向永磁線性力馬達驅動的直動式電液比例閥。

為實現上述目的，本發明的技術方案是包括左端蓋、手動復位杆、左軛鐵、復位彈簧、雙向永磁線性力馬達、閥體、套筒、閥套、閥芯、對中彈簧B、右端蓋；

所述的雙向永磁線性力馬達一側通過推桿與閥芯直接相連，另一側與手動復位機構相連，該手動復位機構由左端蓋、手動復位杆、左端蓋、復位彈簧構成；

所述閥套固定在閥體的圓柱孔中，一側由雙向永磁線性力馬達中的右軛鐵通過套筒限位，另一側由右端蓋限位；

所述閥芯支撐在閥套中，一側直接與雙向永磁線性力馬達中的推桿相連，另一側與對中彈簧B彈性支撐相連。

進一步設置是所述閥芯對應推桿的一側還彈性支撐設置有對中彈簧A。

進一步設置是對中彈簧A和對中彈簧B的預壓縮量由右端蓋、調節螺釘、緊定螺釘組成的調整機構進行調節。

進一步設置是雙向永磁線性力馬達包括殼體、線圈繞組、導磁套、一對永磁體、裝在導磁套兩端孔中的兩個軛鐵、裝在導磁套及兩個軛鐵孔中兩端有輸出推桿的銜鐵；永磁體A和永磁體B的磁化方向為軸向輻射方向，磁極同向相對，分別固定在導磁套中的凹槽A和凹槽B。

進一步設置是導磁套表面開有三個截面為長方形的環形凹槽，凹槽A和凹槽B尺寸相同且對稱布置在凹槽C的兩側。

進一步設置是銜鐵固定在推桿上，銜鐵表面開有三個截面為梯形的環形凹槽，內部開有兩個通孔，兩端面與隔磁片構成工作氣隙。

進一步設置是永磁體A和B尺寸相同且截面均為長方形，永磁體A由兩塊半環形的永磁體C和D組成，永磁體B由兩塊半環形的永磁體E和F組成。

本發明的優點是：

1. 該直動式電液比例閥的閥芯一側直接與雙向永磁線性力馬達中的推桿相連，另一側與對中彈簧相連，實現了雙向比例控制，結構緊湊，響應快。

2. 對中彈簧B的預壓縮量可由右端蓋、調節螺釘、緊定螺釘組成的調整結構進行調節，能夠對比例閥的零位進行調節。

3.採用表面開有三個環形凹槽的一體化導磁套以及兩塊半環形組成的永磁體組合體，實現了一對永磁鐵的軸向定位及特殊磁路設計，提供了所需的極化磁通，提高了控制特性的線性度。

4.銜鐵表面開有三個環形凹槽，與導磁套三個環形凹槽相對應，有效地改善了線性力馬達的磁路設計，輸出力/電流比大，功率/重量比高。

下面結合說明書附圖和具體實施方式對本發明做進一步介紹。

附圖說明

圖1是本發明直動式電液比例閥的結構圖；

圖2是本發明的雙向永磁線性力馬達的結構圖；

圖3是本發明的導磁套結構圖；

圖4是本發明的組合式永磁體結構圖。

圖中：1.左端蓋，2.手動復位杆，3.左軛鐵，4.復位彈簧，5.雙向永磁線性力馬達，6.對中彈簧A，7.閥體，8.套筒，9.閥套，10.閥芯，11.對中彈簧，12.右端蓋，13.調節螺釘，14.緊定螺釘，15.推桿，16.左軸承，17.左軛鐵，18.導磁套，19.隔磁片，20.線圈繞組，21.永磁體A，22.永磁體B，23.殼體，24.銜鐵，25.右軛鐵，26.右軸承，27.凹槽A，28.凹槽B，29.凹槽C，21-1.永磁體C，21-2.永磁體D，22-1.永磁體E，22-2.永磁體F。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體的描述，只用於對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限定，該領域的技術工程師可根據上述發明的內容對本發明作出一些非本質的改進和調整。

如圖1所示，本發明包含左端蓋1、手動復位杆2、左軛鐵3、復位彈簧4、雙向永磁線性力馬達5、對中彈簧A6、閥體7、套筒8、閥套9、閥芯10、對中彈簧B11、右端蓋12、調節螺釘13、緊定螺釘14；雙向永磁線性力馬達一側通過推桿15直接與閥芯10相連，另一側與由左端蓋1、手動復位杆2、左端蓋3、復位彈簧4構成的手動復位機構相連；閥套9固定在閥體7的圓柱孔中，一側由雙向永磁線性力馬達5中的右軛鐵25通過套筒8限位，另一側由右端蓋12限位；閥芯10支撐在閥套9中，一側直接與雙向永磁線性力馬達5中的推桿15相連，另一側與對中彈簧B11相連。對中彈簧A6和B11的預壓縮量可由右端蓋12、調節螺釘13、緊定螺釘14組成調整機構進行調節。銜鐵24固定在推桿15上，銜鐵24表面開有三個截面為梯形的環形凹槽，內部開有兩個通孔，兩端面與隔磁片19構成工作氣隙。

圖2給出了特殊設計的雙向永磁線性力馬達5，包括殼體23、線圈繞組20、導磁套18、一對永磁體21、22、裝在導磁套18兩端孔中的兩個軛鐵17、25、裝在導磁套18及兩個軛鐵17、25孔中兩端有輸出推桿15的銜鐵24；永磁體A21和永磁體B22磁化方向為軸向輻射方向，磁極同向相對，分別固定在導磁套18中的凹槽A27和凹槽B28。磁路工作原理：永磁體A21、A22首先建立極化磁場，然後給控制線圈繞組20輸入控制電流，該電流由線性恆流源供給，控制線圈20通電後，產生控制磁場。極化磁場與控制磁場的主磁通通路如圖2中虛線所示。控制磁場與極化磁場差動疊加，銜鐵24一端磁場得到加強，另一端受到減弱，使得銜鐵24受力不再平衡，促使銜鐵和推桿向磁場增強方向移動直至產生新的平衡。當輸入電流極性相反時，銜鐵24將向另一方向運動。通過採用由導磁套18、銜鐵24和軛鐵17、25組成的特殊磁路部件，使銜鐵24受到的電磁力在一定行程範圍內只與控制線圈20的電流值成比例而與銜鐵24相對軛鐵17、25的行程無關。因此通入不同極性和大小的控制電流後，便可在銜鐵24上得到與控制電流相對應的輸出力。

圖3給出了導磁套18，其表面開有三個截面為長方形的環形凹槽27、28、29，凹槽A27和凹槽B28尺寸相同且對稱布置在凹槽C29的兩側。

圖4給出了永磁體A21和B22尺寸相同且截面均為長方形結構，永磁體A21由兩塊半環形的永磁體C21-1和D21-2組成，永磁體B22由兩塊半環形的永磁體E22-1和F22-2組成。

直動式電液比例閥工作原理：無控制磁場時，雙向永磁線性力馬達5的對中位置由對中彈簧6和11來實現，而閥芯10的零位位置，與對中彈簧的預壓縮量相關，可通過由右端蓋12、調節螺釘13、緊定螺釘14組成調整機構進行調節。加載控制磁場後，雙向永磁線性力馬達5中的一對永磁體21和22產生的極化磁場與控制線圈產生的控制磁場差動疊加，通過銜鐵24和推桿26直接推動閥芯10運動，可得到與輸入信號成比例、雙向、連續的流量比例控制特性。