[发明专利]伺服管定位流体驱动器

说明书

技术领域

一种伺服管定位流体驱动器用有压流体做工质，可作为要求对内含运动体精确定位的流体机械的动力源，特别适用于驱动阀门、工程机械或含有精确移动零部件的机械(如：机床、核反应堆控制棒的水力驱动装置等)。属于流体压力执行机构、一般液压技术和气动技术领域。

背景技术

由驱动缸和活塞组成的流体驱动器广泛用于工程技术领域，其常规设计是借助分配阀使有压流体交替进入驱动缸中活塞的两侧，从而推动与活塞杆固连的外负荷体作双向运动，而外负荷体可以多种多样，诸如：流体管道阀门的阀芯，机床上往复运动的床身、刀架等，液压式工程机械的移动臂，特殊的，如核反应堆的控制棒等。伴随社会的进步、科学技术的发展、生产工艺的改进和自动化程度的提高，对这类流体驱动器也提出了更高的要求，如结构简单、易于程控、能耗低、调节精度高等。

德国费斯托合资公司申请的中国发明专利“带有位置调整器的驱动装置”(申请号200680013655.6)公开了一种流体驱动器的设计方案，它“具有限定驱动空间(8)的驱动壳体(4)，在驱动空间(8)内设置至少一个通过液体作用能够线性地移动的并且与驱动元件(17)运动上结合的驱动活塞(14)，而且具有担负至少一个驱动活塞(14)的位置设定的位置调整器(3)，该调整器具有电子调整电路(26)和阀门设备(27)并且是调整器组件(28)的部件，调整器组件作为整体的组件从轴向相对于驱动空间(8)的一侧通过安装开口插入容纳空间(25)，容纳空间由驱动壳体(4)的与之整体地制成的整体延伸部限定并且与驱动空间(8)轴向邻接。”其不足在于：结构有些复杂。

德国托克斯印刷技术有限及两合公司申请的中国发明专利“液压气动压力传递装置”(申请号200810095193.8)给出了流体驱动器的另一种设计方案，它“具有工作活塞(4)和用于向工作活塞(4)的压力传送的传送器活塞(2)，……。液压流体必须从第一区域(21)经由第一连接部分(32，34)进入第二区域中，……”。其不足之处在于：两种流体并用，结构有些复杂。

现行启闭阀门的方法有手动、电机或电磁驱动、流体驱动之分。意大利欧美尔有限公司申请的中国发明专利“具有气动致动器的伺服操作活塞阀”(申请号200610094254.X)给出了用于启闭阀门的流体驱动器的另一种设计方案，它“包括具有通过形成阀座的中间管道彼此连通的用于待输送的流体的进口管道和出口管道的阀体，以及在所属阀座的关闭位置和打开位置之间移动的截止部件……”。其不足之处在于：结构有些复杂，除关闭和打开位置外无精确的中间位置，且需外加驱动能源。

清华大学申请的中国发明专利“用于反应堆控制棒传动的对孔式水力步进缸”(申请号91103612.1)给出了一种特殊用途的流体驱动器设计方案，它具有“固定的驱动缸和运动的活塞，采用流体动压原理，通过流量控制进行传动的一种水力步进装置。……”。其不足在于：控制棒(外负荷体)的移动是步进的而不是连续的。

发明内容

本发明的目的是公开一种自身能耗低、能对外负荷体精确定位的伺服管定位流体驱动器(简称驱动器)，它是通过改变伺服管端面与位于活塞上的轴向泄流孔进口端面的间隙，用以调整驱动活塞运动的有压流体的泄流量和活塞两侧的压差，使驱动器活塞和所述外负荷体移动并精确地停留在所要求的位置上。当使用本发明的系统中存在有压流体时，使活塞和外负荷体移动的动力源就是该流体，又由于伺服管处于轴向受力平衡状态(或轴向力很小)，故移动伺服管的能耗很小(瓦级)，且其调节比大、灵敏度高、调节精度高、稳定性好、易于与智能化程度高的流体控制系统组合。

本发明所涉及的伺服管定位流体驱动器包括工作缸和伺服机构两大部分，其中，工作缸包括驱动缸、活塞和活塞杆；伺服机构采用两种传动方式，其一是齿轮齿条传动副，其伺服机构包括驱动缸盖、伺服管、齿条、齿轮轴、密封组件和“T”形端盖，其二是螺纹传动副，其伺服机构包括改形驱动缸盖、改形伺服管、调节杆、密封组件、导向套、对接法兰盘和导向套盖。

所述的工作缸中的驱动缸是个一侧敞口的厚壁筒体，且敞口外侧带有用于与驱动缸盖对接的法兰盘，驱动缸底部的中心处加工出供活塞杆插入的透孔，偏离中心处加工出排流孔，沿筒壁的母线方向加工出带有螺纹接口的轴向流体通道；活塞中心处加工有轴向贯通的泄流孔；活塞杆的一端加工出横向贯通的凹槽，此端端面抵在活塞端面的中心处，且所述凹槽与活塞上所述泄流孔对中。