專利名稱：純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥類，具體地說是一種純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥。
背景技術(shù)：
純水液壓技術(shù)因其具有環(huán)保性和阻燃性的獨(dú)特優(yōu)勢，正受到世界各國液壓界的廣泛重視，而純水液壓元件亦成為了研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。換向閥是液壓系統(tǒng)最為關(guān)鍵的閥類元件之一，針對(duì)適用于純水液壓系統(tǒng)的換向閥的研究亦成為研究重點(diǎn)。傳統(tǒng)的油壓換向閥多為滑閥型、轉(zhuǎn)閥型或錐閥型?；y型和轉(zhuǎn)閥型換向閥閥芯所受的不平衡力很小，所需要的操縱力也較小，但閥芯和閥孔間需要保證相對(duì)運(yùn)動(dòng)的間隙，泄漏往往較大。尤其對(duì)于水介質(zhì)而言，水的粘度低會(huì)增大泄漏損失，在間隙和壓差相同時(shí)，同 樣規(guī)格的水壓換向閥的泄漏損失為油壓換向閥的數(shù)十倍。因而，為減小泄漏就必須把間隙設(shè)計(jì)的非常小，這必然給加工帶來極大困難，同時(shí)運(yùn)動(dòng)副工作時(shí)極易出現(xiàn)堵塞、卡死現(xiàn)象。錐閥型換向閥的泄漏很小，但閥芯受到的軸向液壓力不平衡，所需的操縱力也較大。另外，由于水的可壓縮性小、剛性大，在純水換向閥突然切換時(shí)所產(chǎn)生的壓力沖擊更為嚴(yán)重。此外，水的汽化壓力高，使得水極易汽化和沸騰，因而在相同條件下，純水換向閥遭受的氣蝕破壞程度要比油壓換向閥強(qiáng)上百倍；與礦物油相比，水介質(zhì)腐蝕性很強(qiáng)，腐蝕作用的破壞使得現(xiàn)有的油壓換向閥材料都不適用于水介質(zhì)。因此，如何防止泄漏、減小換向沖擊，減小腐蝕及有效抑制氣蝕，提高動(dòng)靜態(tài)特性，成為純水換向閥研究的關(guān)鍵所在。目前純水換向閥主要的研究方式主要為以下兩種第一種是采用錐閥式結(jié)構(gòu)。該類閥由對(duì)稱地安裝在閥體上的兩組主錐閥、兩個(gè)設(shè)計(jì)成端蓋法蘭的先導(dǎo)控制閥和兩個(gè)單向可控錐閥組成。該類閥過流能力強(qiáng)、抗氣蝕性能好。但其受加工精度的影響，無法完全克服軸向不平衡壓力，所需要的操縱力也較大。第二種是采用滑閥式結(jié)構(gòu)。該類閥為減小泄漏，把閥芯和閥套之間的配合間隙設(shè)計(jì)的非常小，如此小的間隙給閥的加工工藝提出了非?？量痰囊?，極大的提高了加工難度和加工成本。另外，如此小的間隙也容易被雜質(zhì)卡阻，因此其應(yīng)用受到了很大限制。現(xiàn)有的水液壓元件大多是采用電磁驅(qū)動(dòng)，在工作過程中需要耗費(fèi)大量的保持電流，若采用具有電能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率高、能量傳輸密度大、響應(yīng)速度快的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，不僅可以降低水液壓元件成本，而且可以省去保持電流，大大節(jié)省能耗，并改善傳統(tǒng)電磁驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)速度慢的不足；而且現(xiàn)有的電磁驅(qū)動(dòng)受外界電磁場的干擾較明顯，但壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器在工作過程中不受外界電磁場的干擾，因而可以改善現(xiàn)有電磁驅(qū)動(dòng)在電磁抗干擾性方面的不足。但是，由于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的輸出位移很小，只能控制極小的流量，限制了其在大流量工況下的發(fā)展，因而如何提高壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的輸出位移，成為壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥研究的關(guān)鍵所在。日本科研人員研制出了以積層式壓電驅(qū)動(dòng)器直接驅(qū)動(dòng)的單級(jí)直動(dòng)式伺服閥。該閥閥芯通過積層式壓電驅(qū)動(dòng)器直 接驅(qū)動(dòng)，閥芯帶有位移反饋，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，但是該壓電驅(qū)動(dòng)器輸出位移很小，只能控制極小的流量，且壓電材料固有的遲滯效應(yīng)較大，重復(fù)性能差，限制了壓電伺服閥的應(yīng)用與發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥，本發(fā)明的目的在于通過控制液流回路的切換而實(shí)現(xiàn)無泄漏，同時(shí)減輕氣蝕、腐蝕等現(xiàn)象，從而提高響應(yīng)速度、提高電磁抗干擾性和減小功耗，適用于小流量、高響應(yīng)、電磁場作用較強(qiáng)的工作水介質(zhì)環(huán)境。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下一種純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥，包括閥殼、閥體、位移放大機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述閥體孔內(nèi)自左向右依次設(shè)有徑向開有一組通孔的二孔閥套、徑向開有一組斜孔的六孔閥套、臺(tái)階柱I、徑向開有一組通孔的八孔閥套、臺(tái)階柱II和徑向開有兩組斜孔的彈簧閥套；所述八孔閥套內(nèi)設(shè)有陶瓷球，所述彈簧閥套的孔內(nèi)自左向右依次設(shè)有彈簧擋塊、復(fù)位彈簧和調(diào)節(jié)推桿，所述彈簧擋塊一端頂在所述陶瓷球上，所述彈簧擋塊的另一端頂在所述復(fù)位彈簧上，所述復(fù)位彈簧的另一端頂在所述調(diào)節(jié)推桿上，所述彈簧閥套右端小圓柱面上設(shè)有閥套蓋，所述閥套蓋壓在伸出閥體外的彈簧閥套臺(tái)肩上，所述彈簧閥套右端與調(diào)節(jié)螺帽通過螺紋連接，所述調(diào)節(jié)螺帽壓在調(diào)節(jié)推桿上；設(shè)置在臺(tái)階柱I、六孔閥套和二孔閥套中的彈簧推桿的一端頂在所述陶瓷球上，所述彈簧推桿的另一端頂在位移放大機(jī)構(gòu)的上部；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器、外鋼管套、鋁管套、內(nèi)鋼管套和端蓋，所述外鋼管套與所述內(nèi)鋼管套之間設(shè)有所述鋁管套，所述鋁管套右端頂在內(nèi)鋼管套的右端凸臺(tái)上，所述內(nèi)鋼管套內(nèi)部設(shè)有所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器左端頂在所述內(nèi)鋼管套上，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器右端頂在設(shè)置在內(nèi)鋼管套內(nèi)的推桿左端，所述推桿右端穿過設(shè)置在外鋼管套內(nèi)的彈簧墊圈和外鋼管套的中心孔頂在位移放大機(jī)構(gòu)的下部；所述端蓋通過螺釘V與所述外鋼管套左端固定，所述端蓋上設(shè)有壓緊螺釘，所述壓緊螺釘頂在所述鋁管套左端；所述閥體通過螺釘I和螺釘II固定在閥殼的后端，所述位移放大機(jī)構(gòu)裝在閥殼的空腔內(nèi)，所述外鋼管套固定在閥殼的前端；與頂在所述位移放大機(jī)構(gòu)下部的所述推桿的另一端設(shè)有微調(diào)螺釘，所述微調(diào)螺釘與設(shè)有螺紋孔的固定塊固定，所述固定塊通過螺釘III固定在閥殼上，所述微調(diào)螺釘?shù)那岸隧斣谖灰品糯髾C(jī)構(gòu)上；所述閥體上部設(shè)有進(jìn)水口、工作口和回水口，所述進(jìn)水口、工作口和回水口內(nèi)均設(shè)有閥口阻尼器，所述閥體下部設(shè)有連通閥體左右兩端的流道；當(dāng)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器得電時(shí)，推動(dòng)所述推桿向右運(yùn)動(dòng)，所述推桿推動(dòng)所述位移放大機(jī)構(gòu)下部左端向右運(yùn)動(dòng)，所述位移放大機(jī)構(gòu)下部右端被固定，所述位移放大機(jī)構(gòu)上端向右運(yùn)動(dòng)，所述位移放大機(jī)構(gòu)推動(dòng)所述彈簧推桿向右運(yùn)動(dòng)，所述陶瓷球與所述臺(tái)階柱I離開，陶瓷球與臺(tái)階柱II遮蓋，工作口、八孔閥套上的通孔、臺(tái)階柱I中心孔、六孔閥套上的出水孔和回水口相通；進(jìn)水口、彈簧閥套上部左端入水孔、彈簧閥套下部左端泄壓斜孔I和彈簧閥套上部右端泄壓斜孔II、復(fù)位彈簧的空腔I、彈簧閥套下部右端泄壓斜孔III與閥體流道、二孔閥套下部的泄壓通孔I、彈簧的空腔II和二孔閥套上部的泄壓通孔II相通；當(dāng)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器失電時(shí)，復(fù)位彈簧推動(dòng)彈簧擋塊向左運(yùn)動(dòng)，陶瓷球與臺(tái)階柱II離開，陶瓷球與臺(tái)階柱I遮蓋，進(jìn)水口、彈簧閥套上部左端入水孔、臺(tái)階柱II中心孔、八孔閥套上的通孔和工作口相通；進(jìn)水口、彈簧閥套上部右端泄壓斜孔II、復(fù)位彈簧的空腔I、彈簧閥套下部右端泄壓斜孔III、閥體流道、二孔閥套下部的泄壓通孔I、彈簧的空腔II和二孔閥套上部的泄壓通孔II相通。作為優(yōu)選，進(jìn)水口、工作口和回水口的閥口用O形密封圈I和O形密封圈IX密封，二孔閥套和閥體之間用O形密封圈II密封，六孔閥套和閥體之間用O形密封圈III和加擋圈I密封，臺(tái)階柱I和閥體之間用O形密封圈IV和加擋圈II密封，臺(tái)階柱II和閥體之間用O形密封圈V和加擋圈III密封，彈簧閥套和閥體之間用O形密封圈VI密封，二孔閥套、六孔閥套和彈簧推桿之間分別用U形密封骨架、加擋圈IV、O形密封圈VII和加擋圈V密封，調(diào)節(jié)推桿和彈簧閥套之間用O形密封圈VIII密封。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I、采用陶瓷球與臺(tái)階柱之間的遮蓋或離開實(shí)現(xiàn)液流通斷，可以實(shí)現(xiàn)無泄漏，由于靠陶瓷球來進(jìn)行通斷切換，陶瓷球的行程就是閥的開口量，因而行程短，大大縮短了純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥的換向時(shí)間，提高了反應(yīng)速度； 2、閥體與閥套，閥套與閥芯之間都用O形密封圈和U形密封骨架密封，有效解決了純水換向閥泄漏嚴(yán)重的問題，流道的合理布置使得彈簧推桿、陶瓷球和彈簧擋塊所受的液壓力平衡，可以保證球閥芯動(dòng)作靈活可靠；3、在閥體的進(jìn)水口、工作口和回水口設(shè)置了閥口阻尼器，通過調(diào)節(jié)阻尼器，可以對(duì)液流的速度進(jìn)行控制，改善了純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥的動(dòng)靜態(tài)性能；4、該閥的驅(qū)動(dòng)部分采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，由于壓電陶瓷具有較高的電壓響應(yīng)頻率，因而使得該閥適用于較高響應(yīng)性的工況中，壓電陶瓷工作過程中只需一個(gè)保持電壓而且不受外界的電磁干擾，因而使得該閥具有功耗小和抗電磁干擾性強(qiáng)的特性；5、該閥具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、工藝性好、易于標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，適合于系列化生產(chǎn)；6、閥的所有元件均采用了耐蝕不銹材料，可保證閥在水介質(zhì)工作環(huán)境中具有較長的壽命?；谏鲜隼碛杀景l(fā)明可在小流量、高響應(yīng)、電磁場作用較強(qiáng)的工作水介質(zhì)環(huán)境工作領(lǐng)域廣泛推廣。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明的示意圖。附圖中1壓緊螺釘2螺釘V 3壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4推桿5彈簧墊圈6位移放大機(jī)構(gòu)7微調(diào)螺釘8固定塊9螺釘III 10閥體11 O形密封圈II 12 二孔閥套13 O形密封圈III 14擋圈I 15六孔閥套16 O形密封圈IV 17擋圈II 18臺(tái)階柱I 19八孔閥套20臺(tái)階柱II 21擋圈III 22 O形密封圈V 23彈簧閥套24 O形密封圈VI 25調(diào)節(jié)螺帽26調(diào)節(jié)推桿27 O形密封圈VIII28復(fù)位彈簧29閥套蓋30彈簧擋塊310形密封圈I 32閥口阻尼器33陶瓷球34 O形密封圈IX 35彈簧推桿36擋圈V 37 O形密封圈VII 38彈簧39 U形密封骨架40擋圈IV 41球堵42螺釘IV 43閥殼44外鋼管套45鋁管套46內(nèi)鋼管套47端蓋SI螺釘I S2螺釘II P進(jìn)水口 A工作口 O回水口 G流道L壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器電源引線
具體實(shí)施例方式如圖I所示，一種純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥，包括閥殼43、閥體10、位移放大機(jī)構(gòu)6和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在本實(shí)施例中閥殼43由兩部分對(duì)稱結(jié)構(gòu)的殼體組成，兩部分殼體對(duì)應(yīng)安裝通過兩個(gè)螺釘IV42固定后形成的容納空間，可容納閥體10和位移放大機(jī)構(gòu)6及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一部分。閥體10孔內(nèi)自左向右依次設(shè)有徑向開有一組通孔的二孔閥套12、徑向開有一組斜孔的六孔閥套15、臺(tái)階柱I 18、徑向開有一組通孔的八孔閥套19、臺(tái)階柱II 20和徑向開有兩組斜孔的彈簧閥套23 ;八孔閥套19內(nèi)設(shè)有陶瓷球33，彈簧閥套23的孔內(nèi)自左向右依次設(shè)有彈簧擋塊30、復(fù)位彈簧28和調(diào)節(jié)推桿26，彈簧擋塊30 —端頂在所述陶瓷球33上，彈簧擋塊30的另一端頂在復(fù)位彈簧28上，復(fù)位彈簧28的另一端頂在所述調(diào)節(jié)推桿26上，彈簧閥套23右端小圓柱面上設(shè)有閥套蓋29，閥套蓋29壓在伸出閥體10外的彈簧閥套23臺(tái)肩上，彈簧閥套23右端與調(diào)節(jié)螺帽25通過螺紋連接，調(diào)節(jié)螺帽25壓在調(diào)節(jié)推桿26上；設(shè) 置在臺(tái)階柱I 18、六孔閥套15和二孔閥套12中的彈簧推桿35的一端頂在陶瓷球33上，彈簧推桿35的另一端頂在位移放大機(jī)構(gòu)6的上部；閥體10上端設(shè)有進(jìn)水口 P、工作口 A和回水口 0，進(jìn)水口 P、工作口 A和回水口 O內(nèi)均設(shè)有閥口阻尼器32，改善了閥的動(dòng)靜態(tài)性能，進(jìn)水口 P、工作口 A和回水口 O的閥口用O形密封圈I 31和O形密封圈1X34密封，閥體10下部設(shè)有連通閥體10左右兩端的流道G(流道G在左端的工藝孔由球堵41封死)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3、外鋼管套44、鋁管套45、內(nèi)鋼管套46和端蓋47，外鋼管套44與內(nèi)鋼管套46之間設(shè)有所述鋁管套45，鋁管套45右端頂在內(nèi)鋼管套46的右端凸臺(tái)上，內(nèi)鋼管套45內(nèi)部設(shè)有壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3左端頂在內(nèi)鋼管套45上，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3右端頂在設(shè)置在內(nèi)鋼管套46內(nèi)的推桿4左端，推桿4右端穿過設(shè)置在外鋼管套44內(nèi)的彈簧墊圈5和外鋼管套44的中心孔頂在位移放大機(jī)構(gòu)6的下部；端蓋47通過螺釘
V2與外鋼管套44左端固定，端蓋47上設(shè)有壓緊螺釘1，壓緊螺釘I頂在鋁管套45左端，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3的電源引線L通過內(nèi)鋼管套46和端蓋47上的通孔中引出。閥體10通過螺釘I SI和螺釘II S2固定在閥殼43的后端，位移放大機(jī)構(gòu)6裝在閥殼43的空腔內(nèi)，外鋼管套44固定在閥殼43的前端；與頂在位移放大機(jī)構(gòu)6下部的推桿4的另一端設(shè)有微調(diào)螺釘7，即微調(diào)螺釘7與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在位移放大機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，微調(diào)螺釘7與設(shè)有螺紋孔的固定塊8固定，固定塊8通過螺釘III9固定在閥殼43上，微調(diào)螺釘7的前端頂在位移放大機(jī)構(gòu)6上。本發(fā)明組裝完成后，通過微調(diào)螺釘7的微量旋進(jìn)可以調(diào)節(jié)位移放大機(jī)構(gòu)6與彈簧推桿35的良好接觸；通過調(diào)節(jié)螺帽25的旋動(dòng)可以改變調(diào)節(jié)推桿26的初始位置，進(jìn)而可以改變復(fù)位彈簧28的初始預(yù)緊力；通過端蓋47上壓緊螺釘I的旋動(dòng)，可以改變鋁管套45的位置，進(jìn)而改變內(nèi)鋼管套46的位置，從而改變壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3所受的預(yù)緊力，閥件內(nèi)部構(gòu)件的位置可調(diào)節(jié)性是本閥的一個(gè)特點(diǎn)。其中，二孔閥套12和閥體10之間用O形密封圈II 11密封，六孔閥套15和閥體10之間用O形密封圈III 13和加擋圈I 14密封，臺(tái)階柱I 18和閥體10之間用O形密封圈IV 16和加擋圈II 17密封，臺(tái)階柱II 20和閥體10之間用O形密封圈V 22和加擋圈III 21密封，彈簧閥套23和閥體10之間用O形密封圈VI 24密封，二孔閥套12、六孔閥套15和彈簧推桿35之間分別用U形密封骨架39、加擋圈IV 40,0形密封圈VII 37和加擋圈
V36密封，調(diào)節(jié)推桿26和彈簧閥套23之間用O形密封圈VIII 27密封。采用這種密封件進(jìn)行直接密封的形式可以在中高壓水介質(zhì)條件下保證良好的密封性能。為適應(yīng)水介質(zhì)的特殊要求，開關(guān)閥的所有元件均采用了耐蝕不銹材料，可保證閥在水介質(zhì)工作環(huán)境中具有較長的使用壽命。在換向閥工作過程中，當(dāng)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3得電時(shí)，推動(dòng)推桿4向右運(yùn)動(dòng)，推桿4推動(dòng)所述位移放大機(jī)構(gòu)6下部左端向右運(yùn)動(dòng)，位移放大機(jī)構(gòu)6下部右端被固定，位移放大機(jī)構(gòu)6上端向右運(yùn)動(dòng)，位移放大機(jī)構(gòu)6推動(dòng)所彈簧推桿35向右運(yùn)動(dòng)，陶瓷球33與臺(tái)階柱I 18離開，陶瓷球33與臺(tái)階 柱1120遮蓋，工作口 A、八孔閥套19上的通孔、臺(tái)階柱I 18中心孔、六孔閥套15上的出水孔和回水口 O相通，純水換向閥的工作口 A和回水口 O可通流；與此同時(shí)，進(jìn)水口 P、彈簧閥套23上部左端入水孔、彈簧閥套23下部左端泄壓斜孔I和彈簧閥套23上部右端泄壓斜孔II、復(fù)位彈簧28的空腔I、彈簧閥套23下部右端泄壓斜孔III與閥體流道G、二孔閥套12下部的泄壓通孔I、彈簧38的空腔II和二孔閥套12上部的泄壓通孔II相通，純水充滿后，使得彈簧推桿35、陶瓷球33、彈簧擋塊30所受液壓力平衡。當(dāng)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3失電時(shí)，復(fù)位彈簧28推動(dòng)彈簧擋塊30向左運(yùn)動(dòng)，陶瓷球33與臺(tái)階柱1120離開，陶瓷球33與臺(tái)階柱I 18遮蓋，進(jìn)水口 P、彈簧閥套23上部左端入水孔、臺(tái)階柱1120中心孔、八孔閥套19上的通孔和工作口 A相通，純水換向閥的進(jìn)水口 P和工作口 A可通流；進(jìn)水口 P、彈簧閥套23上部右端泄壓斜孔II、復(fù)位彈簧28的空腔I、彈簧閥套23下部右端泄壓斜孔III、閥體流道G、二孔閥套12下部的泄壓通孔I、彈簧38的空腔II和二孔閥套12上部的泄壓通孔II相通，所有相通的孔及空腔內(nèi)均充滿純水，可以滿足閥體10內(nèi)的液壓平衡，從而保證陶瓷球動(dòng)作靈活可靠，適用于中高壓水介質(zhì)工作條件。本發(fā)明的進(jìn)水口 P和工作口 A能夠互換，可組成P-A，A-O機(jī)能的閥。該閥的額定工作壓力為5MPa，最大流量為16L/min。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器對(duì)于電壓有較高的響應(yīng)頻率，使得本換向閥在高響應(yīng)要求的場合有很好的優(yōu)勢，而且壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器具有良好的電磁抗干擾性，可以用在電磁場較強(qiáng)的環(huán)境中，克服了以往電磁換向閥在這方面的缺陷，并且壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器不會(huì)消耗大量的保持電流，因而較電磁換向閥而言，本換向閥在低功耗方面有較強(qiáng)的優(yōu)勢。采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器與放大機(jī)構(gòu)相結(jié)合的方式，對(duì)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器輸出的位移進(jìn)行了有效的放大，從而彌補(bǔ)了壓電驅(qū)動(dòng)器輸出位移小的缺點(diǎn)；采用陶瓷球與臺(tái)階柱的離開或遮蓋，形成回路的開或閉，縮短了動(dòng)作行程，提高了反應(yīng)速度；兩種結(jié)構(gòu)相互配合對(duì)本換向閥的流量和響應(yīng)速度有了較好的保證。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥，包括閥殼(43)、閥體(10)、位移放大機(jī)構(gòu)(6)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述閥體(10)孔內(nèi)自左向右依次設(shè)有徑向開有一組通孔的二孔閥套(12)、徑向開有一組斜孔的六孔閥套(15)、臺(tái)階柱I (18)、徑向開有一組通孔的八孔閥套(19)、臺(tái)階柱11(20)和徑向開有兩組斜孔的彈簧閥套(23);所述八孔閥套(19)內(nèi)設(shè)有陶瓷球(33)，所述彈簧閥套(23)的孔內(nèi)自左向右依次設(shè)有彈簧擋塊(30)、復(fù)位彈簧(28)和調(diào)節(jié)推桿(26)，所述彈簧擋塊(30) —端頂在所述陶瓷球(33)上，所述彈簧擋塊(30)的另一端頂在所述復(fù)位彈簧(28)上，所述復(fù)位彈簧(28)的另一端頂在所述調(diào)節(jié)推桿(26)上，所述彈簧閥套(23)右端小圓柱面上設(shè)有閥套蓋(29)，所述閥套蓋(29)壓在伸出閥體(10)外的彈簧閥套(23)臺(tái)肩上，所述彈簧閥套(23)右端與調(diào)節(jié)螺帽(25)通過螺紋連接，所述調(diào)節(jié)螺帽(25)壓在調(diào)節(jié)推桿(26)上；設(shè)置在臺(tái)階柱I (18)、六孔閥套(15)和二孔閥套(12)中的彈簧推桿(35)的一端頂在所述陶瓷球(33)上，所述彈簧推桿(35)的另一端頂在位移放大機(jī)構(gòu)￠)的上部；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(3)、外鋼管套(44)、鋁管套(45)、內(nèi)鋼管套(46)和端蓋(47)，所述外鋼管套(44)與所述內(nèi)鋼管套(46)之間設(shè)有所述鋁管套(45)，所述鋁管套(45)右端頂在內(nèi)鋼管套(46)的右端凸臺(tái)上，所述內(nèi)鋼管套(45) 內(nèi)部設(shè)有所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(3)，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(3)左端頂在所述內(nèi)鋼管套(45)上，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(3)右端頂在設(shè)置在內(nèi)鋼管套(46)內(nèi)的推桿(4)左端，所述推桿(4)右端穿過設(shè)置在外鋼管套(44)內(nèi)的彈簧墊圈(5)和外鋼管套(44)的中心孔頂在位移放大機(jī)構(gòu)￠)的下部；所述端蓋(47)通過螺釘V(2)與所述外鋼管套(44)左端固定，所述端蓋(47)上設(shè)有壓緊螺釘(I)，所述壓緊螺釘(I)頂在所述鋁管套(45)左端；所述閥體(10)通過螺釘I (SI)和螺釘II(S2)固定在閥殼(43)的后端，所述位移放大機(jī)構(gòu)(6)裝在閥殼(43)的空腔內(nèi)，所述外鋼管套(44)固定在閥殼(43)的前端；與頂在所述位移放大機(jī)構(gòu)(6)下部的所述推桿(4)的另一端設(shè)有微調(diào)螺釘(7)，所述微調(diào)螺釘(7)與設(shè)有螺紋孔的固定塊(8)固定，所述固定塊(8)通過螺釘111(9)固定在閥殼(43)上，所述微調(diào)螺釘(7)的前端頂在位移放大機(jī)構(gòu)(6)上；所述閥體(10)上部設(shè)有進(jìn)水口(P)、工作口(A)和回水口(O)，所述進(jìn)水口(P)、工作口(A)和回水口(O)內(nèi)均設(shè)有閥口阻尼器(32)，所述閥體(10)下部設(shè)有連通閥體(10)左右兩端的流道(G);當(dāng)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(3)得電時(shí)，推動(dòng)所述推桿(4)向右運(yùn)動(dòng)，所述推桿(4)推動(dòng)所述位移放大機(jī)構(gòu)(6)下部左端向右運(yùn)動(dòng)，所述位移放大機(jī)構(gòu)(6)下部右端被固定，所述位移放大機(jī)構(gòu)(6)上端向右運(yùn)動(dòng)，所述位移放大機(jī)構(gòu)(6)推動(dòng)所述彈簧推桿(35)向右運(yùn)動(dòng)，所述陶瓷球(33)與所述臺(tái)階柱I (18)離開，陶瓷球(33)與臺(tái)階柱II (20)遮蓋，工作口(A)、八孔閥套(19)上的通孔、臺(tái)階柱1(18)中心孔、六孔閥套(15)上的出水孔和回水口(O)相通；進(jìn)水口(P)、彈簧閥套(23)上部左端入水孔、彈簧閥套(23)下部左端泄壓斜孔I和彈簧閥套(23)上部右端泄壓斜孔II、復(fù)位彈簧(28)的空腔I、彈簧閥套(23)下部右端泄壓斜孔III與閥體流道(G)、二孔閥套(12)下部的泄壓通孔I、彈簧(38)的空腔II和二孔閥套(12)上部的泄壓通孔II相通；當(dāng)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(3)失電時(shí)，復(fù)位彈簧(28)推動(dòng)彈簧擋塊(30)向左運(yùn)動(dòng)，陶瓷球(33)與臺(tái)階柱II (20)離開，陶瓷球(33)與臺(tái)階柱I (18)遮蓋，進(jìn)水口(P)、彈簧閥套(23)上部左端入水孔、臺(tái)階柱II (20)中心孔、八孔閥套(19)上的通孔和工作口(A)相通；進(jìn)水口(P)、彈簧閥套(23)上部右端泄壓斜孔II、復(fù)位彈簧(28)的空腔I、彈簧閥套(23)下部右端泄壓斜孔III、閥體流道(G)、二孔閥套(12)下部的泄壓通孔I、彈簧(38)的空腔II和二孔閥套(12)上部的泄壓通孔II相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥，其特征在于進(jìn)水口(P)、工作口(A)和回水口(O)的閥口用0形密封圈1(31)和0形密封圈IX(34)密封，二孔閥套(12)和閥體(10)之間用0形密封圈II(Il)密封,六孔閥套(15)和閥體(10)之間用0形密封圈111(13)和加擋圈1(14)密封，臺(tái)階柱I (18)和閥體(10)之間用0形密封圈IV(16)和加擋圈11(17)密封，臺(tái)階柱II (20)和閥體(10)之間用0形密封圈V(22)和加擋圈111(21)密封，彈簧閥套(23)和閥體(10)之間用0形密封圈VI (24)密封，二孔閥套(12)、六孔閥套(15)和彈簧推桿(35)之間分別用U形密封骨架(39)、加擋圈IV(40)、0形密封圈VII (37)和加擋圈V(36)密封，調(diào)節(jié)推桿(26)和彈簧閥套(23)之間用0形密封圈VIII (27)密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種純水壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)換向閥，包括閥殼、閥體、位移放大機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，閥體內(nèi)設(shè)有閥套、閥座、陶瓷球、彈簧、彈簧推桿、彈簧擋塊和復(fù)位彈簧，閥體上端設(shè)有進(jìn)水口、工作口和出水口，下端設(shè)有流道；通過陶瓷球與閥座的離開或遮蓋，形成回路的開或閉，從而改變液流的方向，以實(shí)現(xiàn)液路換向的作用。陶瓷球的驅(qū)動(dòng)力來源于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器與復(fù)位彈簧的彈力，由彈簧推桿和彈簧擋塊來進(jìn)行傳遞，流道的合理布置使得彈簧推桿、彈簧擋塊和陶瓷球所受的液壓力平衡。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)密封零泄漏，快速切換，通用性好，采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)元件，具有抗電磁干擾、低功耗和高響應(yīng)特性；適于小流量、高響應(yīng)、電磁場作用較強(qiáng)的水介質(zhì)環(huán)境下工作。
文檔編號(hào)F15B13/02GK102635586SQ20121010391
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者弓永軍, 張?jiān)雒? 李光, 王祖溫 申請人:大連海事大學(xué)