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专利号: 2022101704834
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 工程元件或部件;为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施;一般绝热
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述流量控制阀包括:

正弦流量阀,设有第一出油孔;

比例节流阀,与所述正弦流量阀相连并配合形成并联的第一过流通道和第二过流通道,且所述第一过流通道的出口端、所述第二过流通道的出口端均与所述第一出油孔连通;

定差减压阀,包括压力差恒定为预定压力差的第二出油孔和回油孔,所述第二出油孔与所述第一过流通道的进口端和所述第二过流通道的进口端均连通,以给所述第一过流通道和第二过流通道提供油液;所述回油孔与所述第一出油孔连通,以使所述第一过流通道、所述第二过流通道两端的压力差相等且恒定为预定压力差,从而确保所述第一过流通道、所述第二过流通道顺利过流;

所述第一出油孔的流量为所述第一过流通道、所述第二过流通道流向所述第一出油孔的流量之和,所述第一过流通道的流向所述第一出油孔的第一流量恒定为第一流量预定值,所述第二过流通道的过流面积可变,且所述第二过流通道流向所述第一出油孔的第二流量按正弦函数曲线变化;

所述正弦流量阀包括第一驱动件和从外向内依次同轴套装的第一阀体、第一阀套和第一阀芯,且第一阀体的左右两端分别设有第一左端盖和第一右端盖,其中:所述第一阀芯,所述第一阀芯与所述第一驱动件相连,以驱动所述第一阀芯在所述第一阀套内沿所述第一阀芯的轴向滑动,所述第一阀芯的外周壁上设有沿所述第一阀芯的周向设置的第一环形槽;

所述第一阀套,所述第一阀套的内周壁与所述第一阀芯的外周壁抵接,所述第一阀套的外周壁上沿所述第一阀套的轴向间隔设有位于左端的第二环形槽和位于右端的第三环形槽,所述第二环形槽和所述第三环形槽均沿着所述第一阀套的周向设置,且所述第二环形槽上等间隔设有至少两个第一径向通孔,所述第三环形槽上设有第二径向通孔;

所述第一阀体,所述第一阀体的内周面上沿所述第一阀体的轴向间隔设有第四环形槽和第五环形槽,所述第四环形槽和第五环形槽均沿着所述第一阀体的周向设置,所述第五环形槽上设有第一进油孔,所述第四环形槽上间隔设有第二进油孔和所述第一出油孔;

所述比例节流阀设置在所述正弦流量阀的下方,且所述比例节流阀包括第二驱动件、第一弹簧以及从外向内依次同轴套设的第二阀体、第二阀套和第二阀芯,所述第二阀体的左右两端分别设有第二左端盖和第二右端盖,且所述第二阀芯与所述第一阀芯相平行,其中:第一弹簧座,所述第一弹簧座穿入所述第二阀体的左端内并与所述第二左端盖螺纹相连,所述第一弹簧座内具有第一弹簧腔,所述第一弹簧腔内设有可沿所述第二阀芯的轴向伸缩的第一弹簧,且所述第一弹簧的左端与所述第一弹簧腔的内壁固定相连;

所述第二阀芯,所述第二阀芯可沿着所述第二阀套的轴向往复移动地嵌设在所述第二阀套内,所述第二阀芯与所述第二驱动件相连,以驱动所述第二阀芯在所述第二阀套内滑动;所述第二阀芯的左端与所述第一弹簧的右端固定相连,以将所述第二阀芯的右端抵触在所述第二驱动件上,所述第二阀芯的外周壁上具有沿所述第二阀芯的周向设置的第六环形槽;

所述第二阀套,所述第二阀套的内周壁与所述第二阀芯的外周壁紧密接触;所述第二阀套的外周壁上沿所述第二阀套的轴向间隔设有第七环形槽和第八环形槽,所述第七环形槽和所述第八环形槽均沿着所述第二阀套的周向设置,且所述第七环形槽内间隔设有若干个第三径向通孔,所述第八环形槽上间隔设有若干个第四径向通孔;

所述第二阀体,所述第二阀体的内周面上沿所述第二阀体的轴向间隔设有第九环形槽和第十环形槽,所述第九环形槽和所述第十环形槽均沿着所述第二阀体的周向设置,且所述第十环形槽上间隔设有第三进油孔和第三出油孔,所述第九环形槽内间隔设有第四出油孔和第五出油孔;

所述第二阀体上还设有轴向连接孔和径向连接孔,所述轴向连接孔的右端与所述第四出油孔连通,所述轴向连接孔的左下端与所述径向连接孔的上端连通,所述径向连接孔的下端外露于所述第二阀体;

所述定差减压阀设置在所述比例节流阀的下方,且所述定差减压阀包括第二弹簧座以及从外向内依次同轴套设的第三阀体、第三阀套和第三阀芯,所述第三阀体的左右两端分别设有密封用的第三左端盖和第三右端盖,且所述第三阀芯与所述第二阀芯相平行,其中:所述第二弹簧座,穿入所述第三阀体的左端内并与所述第三左端盖螺纹相连,所述第二弹簧座内具有第二弹簧腔,所述第二弹簧腔内设有可沿所述第三阀芯的轴向伸缩的第二弹簧,且所述第二弹簧的左端与所述第二弹簧腔的内壁固定相连;

所述第三阀芯,可沿着所述第三阀套的轴向往复移动地嵌设在所述第三阀套内,所述第三阀芯的左端与所述第二弹簧的右端固定相连,以使所述第三阀芯的右端朝向所述第三右端盖,所述第三阀芯的外周面上具有沿所述第三阀芯的周向设置的第十一环形槽;

所述第三阀套,其内周壁与所述第三阀芯的外周壁紧密接触;所述第三阀套的外周壁上沿所述第三阀套轴向间隔设有第十二环形槽和第十三环形槽,所述第十二环形槽和第十三环形槽均沿着所述第三阀套的周向设置,所述第十二环形槽内间隔设有若干个第五径向通孔,所述第十三环形槽内间隔设有若干个第六径向通孔;所述第三阀套上还设有第二轴向通孔,所述第二轴向通孔的左端与所述第十三环形槽连通,所述第二轴向通孔的右端延伸至所述第三阀套的右端面上;

所述第三阀体,所述第三阀体的内周面上沿所述第三阀体的轴向间隔设有第十四环形槽和第十五环形槽,所述第十四环形槽和所述第十五环形槽均沿着所述第三阀体的周向设置,所述第十四环形槽上设有第四进油孔,所述第十五环形槽上设有所述第二出油孔,所述第三阀体上还设有所述回油孔;

所述第四进油孔、所述第十二环形槽、所述第五径向通孔、所述第十一环形槽、所述第六径向通孔、所述第十三环形槽、所述第二出油孔依次连通形成所述定差减压阀的出油通道,且所述第四进油孔用于连接外接油源;

所述第三进油孔、所述第十环形槽、所述第八环形槽、所述第四径向通孔、所述第六环形槽、所述第三径向通孔、所述第七环形槽、所述第九环形槽、所述第五出油孔、所述第二进油孔、所述第四环形槽、所述第二环形槽、所述第一出油孔依次连通形成所述第一过流通道,且所述第三进油孔与所述第二出油孔连通;

所述第二阀芯通过移动具有允许所述第三径向通孔与所述第六环形槽完全连通的第一位置,以及完全封堵所述第三径向通孔的第二位置,所述第二阀芯在所述第一位置和第二位置之间移动并定位,以调节并锁定所述第一过流通道的过流面,从而调节并锁定所述第一流量预定值的大小:当所述第二阀芯自所述第二位置向左移动至所述第一位置时,所述第三径向通孔与所述第六环形槽的连通面积逐渐变大,则所述第一过流通道的过流面积逐渐变大;当所述第二阀芯自所述第一位置向右移动至所述第二位置时,所述第三径向通孔与所述第六环形槽的连通面积逐渐变小至零,则所述第一过流通道的过流面积逐渐变小至零;

所述第三进油孔、所述第十环形槽、第三出油孔、所述第一进油孔、第三环形槽、第二径向通孔、第一环形槽、第一径向通孔、第二环形槽、所述第一出油孔依次连通形成所述第二过流通道,所述第三进油孔与所述第二出油孔连通;

所述第一阀芯通过移动具有允许所述第二径向通孔与所述第一环形槽完全连通的第三位置,以及完全封堵所述第二径向通孔的第四位置,所述第一阀芯在所述第三位置和第四位置之间移动以调节所述第二过流通道的过流面,从而使所述第二流量按正弦函数曲线变化:当所述第一阀芯自所述第三位置向左移动至所述第四位置时,所述第二径向通孔与所述第一环形槽的连通面积逐渐变小至零,则所述第二过流通道的过流面积逐渐变小至零;当所述第一阀芯自所述第四位置向右移动至所述第三位置时,所述第二径向通孔与所述第一环形槽的连通面积逐渐变大;

所述第二弹簧腔与所述第三阀体的内壁面、所述第三阀套的左端面、所述第三阀芯的左端面共同围合出左控制腔,所述第三右端盖的内端面上设有第一内凹腔,所述第一内凹腔与所述第三阀芯的右端面、所述第三阀套的右端面围合出右控制腔;

所述第一出油孔、第二环形槽、第二进油孔、第五出油孔、第九环形槽、第七环形槽、第四出油孔、轴向连接孔、径向连接孔、回油孔、所述左控制腔依次连通;所述第十三环形槽、所述第二轴向通孔、所述右控制腔依次连通;

所述左控制腔内的油压和所述第二弹簧的弹力作用于所述第三阀芯的左端,所述右控制腔内的油压作用于所述第三阀芯的右端;

当所述第一出油孔的油压变化时,所述左控制腔内的油压同步变化,导致所述第三阀芯左右两端的压差发生变化,从而驱动所述第三阀芯移动,导致所述第十一环形槽与所述第六径向通孔的连通面积发生变化,使得所述右控制腔内的油压发生变化,直至所述第三阀芯两端的压差重新稳定为所述预定压力差。

2.如权利要求1所述的高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述第一过流通道的过流面积可调且能锁定,从而使得所述第一流量预定值可调,且在所述第一流量预定值调节之前,所述第一流量保持不变。

3.如权利要求2所述的高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述第一左端盖的左端设有第二内凹腔,且所述第二内凹腔与所述第一阀体连通,所述第一驱动件包括:电机,位于所述第一阀体外,且所述电机包括电机输出轴,所述电机输出轴可转动地插入所述第二内凹腔内;

偏心轮轴,所述偏心轮轴的横截面形状为圆形,所述偏心轮轴套设在所述电机输出轴外并与所述电机输出轴键连接,从而与所述电机输出轴同步转动,且所述偏心轮轴的中心轴与所述电机输出轴的中心轴之间具有偏心距;

第一滚动轴承,套设在所述偏心轮轴上,所述第一滚动轴承的外周壁与所述第一阀芯的左端抵触连接,所述第一滚动轴承随着所述电机输出轴转动时,所述第一滚动轴承的外周壁驱动所述第一阀芯沿所述第一阀芯的轴向往复移动。

4.如权利要求3所述的高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述第二驱动件是电磁铁,所述电磁铁的左端穿入所述第二阀体内并与所述第二阀芯的右端同轴固定连接,从而驱动所述第二阀芯沿所述轴向移动。

5.如权利要求4所述的高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述第一阀芯的右端连接有用于将所述第一阀芯的左端抵紧在所述第一滚动轴承上,从而使所述第一驱动件驱动所述第一阀芯轴向移动的预紧装置,所述预紧装置包括:螺纹孔,设置在所述第一阀套的右端;

调节螺母,包括螺杆和头部,所述螺杆可转动地插入所述螺纹孔内并与所述螺纹孔螺纹连接,且所述螺杆的螺杆内腔与所述螺纹孔围合出第三弹簧腔,所述头部外露于所述螺纹孔,以便于操作;

第三弹簧,设置在所述第三弹簧腔内,且所述第三弹簧的左端与所述第一阀芯的右端固定相连,所述第三弹簧的右端抵紧在所述第三弹簧腔的内壁上,以沿所述第一阀芯的轴向将所述第一阀芯抵紧在所述第一滚动轴承上。

6.如权利要求5所述的高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述流量控制阀还包括排油通道,所述排油通道包括:

中隔板,位于所述第一阀体的左端内,所述中隔板的外周壁与所述第一阀体的内周壁密封连接,且所述中隔板与所述第一阀套的左端面之间具有间隙,所述第一阀芯的左端具有第四轴肩,所述第一阀芯穿过所述中隔板与所述第一驱动件相连接,使得所述间隙形成漏油腔;

漏油孔,开设在所述第一阀体上,所述漏油孔的内端与所述漏油腔连通,外端外露于所述第一阀体的外表面;

排油孔,包括沿所述第一阀芯的中心轴方向开设的直孔和开设在所述第一阀芯的所述第四轴肩上的斜孔,所述斜孔的左端与所述漏油腔连通,所述斜孔的右端与所述直孔连通,所述直孔的右端与所述第三弹簧腔连通;

所述排油孔、所述漏油腔和所述漏油孔依次连通形成所述排油通道,以便于排出泄漏在所述第三弹簧腔内的油液。

7.如权利要求3所述的高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述第二内凹腔内分别设有上轴座和下轴座,所述偏心轮轴的上下两端分别可转动地插设在所述上轴座和下轴座内,且所述第一滚动轴承的上下两端与所述上轴座、所述下轴座之间分别夹设有一个第二滚动轴承,所述第二滚动轴承设置在所述偏心轮轴上,以使所述偏心轮轴在所述电机的带动下顺滑转动。

8.如权利要求2所述的高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述第二阀芯沿所述第二阀芯的中心轴方向开设有第一中心轴孔,以用于减轻所述第二阀芯的重量。

9.如权利要求2所述的高频单向正弦流量控制阀,其特征在于,所述第三阀芯的左端沿所述第三阀芯的轴向开设有第二中心轴孔,所述第三阀芯的右端沿所述第三阀芯的轴向开设有第三中心轴孔,以用于减轻所述第三阀芯的重量,使得所述第三阀芯移动平稳。