[实用新型]电机驱动换向阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气压(液压)传动系统中换向阀，此换向阀在大流量情况下，通过电动机减速机直接驱动主阀芯完成换向功能，具有体积小，功耗低及可靠性高等特点。 

背景技术

目前，传统的电磁换向阀是用动铁芯密封先导头内的针形小孔，当线圈给电时，吸起动铁芯打开先导头内的针形小孔，介质(气体、油等，下同)通过针形小孔推动换向阀腔内的大活塞，利用大活塞推动换向阀杆完成换向功能，即通过先导头进行一级放大后，利用介质压力驱动主阀芯完成换向功能，也就是说传统的电磁换向阀的启闭依赖于介质的压力；另外，先导头进行一级放大只能用于中小流量。 

如果要求较大流量甚至超大流量时，先导头的一级放大难以实现换向功能，常用的方法有两种，一种就是增加先导头的放大级数，即采用先导头进行二级或三级放大，来实现换向功能；第二种就是增大先导头和电磁线圈。 

若果利用先导头多级放大，一方面使得换向阀结构复杂、运动部件及动压密封数量增多，使得换向阀的加工成本上升、可靠性降低。另一方面，先导头的针形小孔孔径很小，容易堵塞，造成换向阀失效，因此对介质的洁净度要求较为严格。 

若果利用增大先导头和电磁线圈，虽然可以解决先导头多级放大的缺点，但是电磁线圈的增大会使得换向阀体积增大、功耗急剧上升，使用经济性变差。 

实用新型内容

为了克服传统的电磁换向阀难以实现大流量及换向的动作依赖于介质压力的缺点，本实用新型提供一种大流量电机驱动换向阀，该换向阀由阀体、阀芯、导向套、伺服驱动系统、曲柄轮、位移传感器、微控制器、密封等组成。通过角位移传感器对微控制器的反馈，构成闭环伺服系统，伺服系统驱动电动机旋转，通过减速器、曲柄轮机构将阀芯驱动到指定位置，实现阀的换向功能。由于该换向阀采用电机减速器直接驱动主阀芯的方式代替先导头间接驱动主阀芯，因此克服由于先导头带来的制约，可以做成较大流量的换向阀。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电机驱动换向阀，由阀体、阀芯、导向套、电动机、曲柄轮、角位移传感器、微控制器、减速器、密封圈和端盖组成，在阀芯一端切出一条环槽，曲柄轮上的曲柄轴放入阀芯的环槽中，曲柄轮和角位移传感器同时安装在减速器输出轴上，通过角位移传感器， 将曲柄轮的角位移反馈给微控制器，微控制器将曲柄轮的角度与设定的角度比较运算后，驱动电动机及减速器旋转，通过曲柄轮的曲柄轴及阀芯的环槽，将旋转运动变为直线运动，策动阀芯左右平移，实现阀的换向功能；导向套提供阀芯定位向导，密封圈及端盖提供阀芯的密封。 

本实用新型的有益效果是，可以制作大通径换向阀，试验表明可以制作通径大于50mm换向阀；克服了传统电磁换向阀输入压力、启动压力的限制，适用压力更广，甚至可以在有一定真空度要求的情况下使用；采用了微控制器，便于接口机协议的扩展及工业总线控制等。 

附图说明

图1换向阀结构图(PA通、BO通状态)。 

图2换向阀结构图(PB通、AO通状态)。 

图3伺服驱动示意图。 

图4曲柄轮及阀芯环槽的示意图。阀体的其他部分隐藏，未在此图中画出，图4a为曲柄轮及阀芯环槽的主视图和左视图，图4b为曲柄轮及阀芯环槽的俯视图。 

图中，1.伺服驱动系统，1-1.电动机，1-2.减速器，1-3角位移传感器，1-4微控制器，1-5电源接口，1-6逻辑控制接口，1-7.RS485总线接口，2.驱动机体，3.曲柄轮，4.螺钉，5.导向套，6.密封圈，7.阀芯，8.阀体，9.端盖。 

具体实施方式(以气动两位五通换向阀为例) 

1)从图4中的图4a和图4b可以看出，曲柄轮3从θ_A转到θ_B，通过曲柄轮3上的曲柄轴和阀芯7上的环槽，将阀芯7由左向右移动S距离，完成换向功能；曲柄轮3翻转，同理。 

2)图1中的导向套5、提供阀芯7定位导向，密封圈6及端盖9提供阀芯7的密封。 

3)图3中的角位移传感器1-3与曲柄轮3同时安装在减速器1-2的输出轴上，通过角位移传感器1-3将曲柄轮3当前的转角θ(假定)反馈到微控制器1-4中与设定值θ_A进行比较运算，当|θ-θ_A|＞ε(ε为非常小的正数)，微控制器1-4驱动电动机1-1进行调整，当且仅当|θ-θ_A|≤ε时，伺服驱动系统1停止工作；曲柄轮3当前的转角θ与设定值θ_B比较运算及调整，同理。