高压调压阀及其装配方法

1.高压调压阀，包括阀体和阀芯组件，其特征在于，还包括用于对所述阀芯组件提供驱动力的直线电机；阀体内部具有T型空腔，T型空腔包括容纳阀芯组件的阀腔以及与阀腔连通的高压接口和低压接口，高压接口用于连通高压腔，低压接口用于连通低压腔；
阀芯组件包括支架、设置于支架内部的阀芯、与阀芯相配合的阀座和设置于支架内且套设于阀芯上的阀芯轴承，阀芯由直线电机驱动，支架包括夹在阀体与直线电机之间的固定部和设置于阀体内所设阀腔中的支持部，支架内具有容纳阀芯和阀座的容置腔，阀座与支持部为螺纹连接；
支持部的侧壁上设有与容置腔和阀腔连通的泄流孔，泄流孔在支持部的轴向上位于阀座与固定部之间，泄流孔在支持部的侧壁上沿整个周向均布有多个且有一个泄流孔位置正对低压接口；
阀芯轴承具有大径段和小径段，支架内的容置腔包括大径腔和小径腔，大径腔位于固定部的中心处，小径腔位于支持部的中心处，阀芯轴承的小径段插入小径腔中，大径段插入大径腔中；
阀芯包括与直线电机接触的导向部和设置于导向部一端且用于与阀座配合的密封部，密封部为圆锥台状构件，阀芯轴承套设于导向部上，导向部的外圆面上与阀芯轴承接触的部位处设有多个沿整个周向延伸的环槽，作为储存润滑油的油槽。
2.根据权利要求1所述的高压调压阀，其特征在于，所述直线电机与所述阀体固定连接。
3.根据权利要求1所述的高压调压阀，其特征在于，所述泄流孔为沿支持部的径向贯穿侧壁设置的圆孔，在支持部的外圆面上设有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽和第二沟槽为在支持部上沿整个周向延伸的环槽，泄流孔位于第一沟槽与第二沟槽之间，第一沟槽中安装第一密封圈，第二沟槽中安装第二密封圈。
4.根据权利要求1所述的高压调压阀，其特征在于，所述阀芯轴承的端部设有螺纹孔。
5.根据权利要求1至4任一所述的高压调压阀，其特征在于，所述直线电机包括定子、设置于定子内的动子、导向轴承，导向轴承为圆柱形构件，导向轴承通过过盈配合安装到定子内部所设的方形安装孔内且导向轴承与方形安装孔的四个角处之间留有缝隙。
6.根据权利要求5所述的高压调压阀，其特征在于，定子通过螺栓与所述阀芯组件和所述阀体连接，定子的一端与所述固定部接触且在两者之间设置用于密封的第三密封圈，螺栓依次穿过电机端盖、定子、固定部和阀体，相应在电机端盖、定子和固定部上设有让螺栓穿过的通孔，阀体上设有内螺纹孔。
7.权利要求1至6任一所述高压调压阀的装配方法，其特征在于，包括步骤：
（1）装配阀芯组件；
（2）将阀芯组件装到阀体上；
（3）将直线电机装到阀体上。

高压调压阀及其装配方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及工农业调压零部件领域，特别涉及一种高压调压阀及其装配方法。\n背景技术\n[0002] 调压阀是工农业生产中常用的零部件，调压阀的作用是控制设备指定位置压力保持稳定，实现限定压力、调节压力和稳定压力的作用。常用的调压阀有球阀、旋塞阀、蝶阀和柱塞阀等。\n[0003] 目前，高压调压阀调压多为手动操作或转动电机控制。采用手动操作，调压阀的响应速度慢、控制精度差、密封效果差、可靠性差、控制压力低且没有过压控制机构。为实现智能控制，采用电机连接螺杆控制，电机带动螺杆传动，这种机构结构复杂，高压调压阀在使用过程中的故障率会增加；在高压条件下螺杆的密封问题很难解决；在闭环控制中的高压调压阀使用螺杆传动高压调压阀的响应速度会受到很大的限制；在螺杆传动高压调压阀出现压力过载时调压阀无法及时泄压，设备的安全性会降低。\n发明内容\n[0004] 本发明提供一种高压调压阀及其装配方法，目的是提高可靠性。\n[0005] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：高压调压阀，包括阀体和阀芯组件，还包括用于对所述阀芯组件提供驱动力的直线电机。\n[0006] 所述直线电机与所述阀体固定连接，阀体内具有容纳所述阀芯组件的阀腔。\n[0007] 所述阀芯组件包括支架、设置于支架内部的阀芯和与阀芯相配合的阀座，阀芯由所述直线电机驱动。\n[0008] 所述支架包括夹在所述阀体与所述直线电机之间的固定部和设置于阀体内所设阀腔中的支持部，支架内具有容纳所述阀芯和所述阀座的容置腔。\n[0009] 所述支持部的侧壁上有与容置腔和所述阀体内的阀腔连通的泄流孔。\n[0010] 所述阀芯组件还包括设置于所述支架内且套设于所述阀芯上的阀芯轴承。\n[0011] 所述阀芯轴承的端部设有螺纹孔。\n[0012] 所述直线电机包括动子和设置于动子内的定子。\n[0013] 定子通过螺栓与所述阀芯组件和所述阀体连接。\n[0014] 本发明还提供了一种高压调压阀的装配方法，包括步骤：\n[0015] (1)装配阀芯组件；\n[0016] (2)将阀芯组件装到阀体上；\n[0017] (3)将直线电机装到阀体上。\n[0018] 本发明的高压调压阀，使用直线电机驱动阀芯，减少传动机构，高压调压阀结构简单，不仅减少了调压阀的零部件，更提高了调压阀的响应速度，整个调压阀运行时的可靠性大大提高；同时在调压阀过载时高压腔的压力会推动阀芯打开，提高了调压阀使用过程中的安全性；采用直线电机驱动的调压阀配合压力传感器和外部控制芯片实现闭环控制，提高了调压阀的控制精度，同时调压阀不受高压介质压力的影响实现稳定控压。\n附图说明\n[0019] 图1是本发明高压调压阀的左视图；\n[0020] 图2是图1所示的A-A方向的剖视图；\n[0021] 图3是图2所示的阀部局部放大视图；\n[0022] 图4是图1所示的C-C方向的剖视图；\n[0023] 图5是调压阀支架立体半剖视图；\n[0024] 图6是阀芯主视图；\n[0025] 图7是阀芯轴承立体半剖视图；\n[0026] 图8是直线电机定子半剖视图；\n[0027] 上述图中的标记均为：1、螺栓；2、电机端盖；3、第一铜环；4、动子；41、通孔；42、导向轴；43、动子本体；5、定子；6、第二铜环；7、导向轴承；8、阀芯轴承；81、螺纹孔；9、支架；91、固定部；92、内螺纹段；93、第一沟槽；94、泄流孔；95、光孔段；96、第二沟槽；97、螺栓孔；98、大径腔；10、阀芯；101、导向部；102、密封部；103、油槽；11、阀体；1101、高压接口；1102、低压接口；12、阀座；13、第一密封圈；14、第二密封圈；15、第三密封圈；16、第四密封圈。\n具体实施方式\n[0028] 下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。\n[0029] 如图1至图8所示，本发明提供了一种高压调压阀，包括阀体11和阀芯组件，还包括用于对阀芯组件提供驱动力的直线电机。\n[0030] 具体地说，如图1和图2所示，阀体11为矩形块状结构，其内部具有T型空腔，T型空腔包括容纳阀芯组件的阀腔以及与阀腔连通的高压接口1101和低压接口1102，高压接口\n1101与阀腔相邻且两者同轴，低压接口1102在阀腔一侧与阀腔连通，低压接口1102的轴线与阀腔的轴线相垂直。高压接口1101和低压接口1102设置于阀体11的垂直连接的两个侧面上，高压接口1101用于连通高压腔，低压接口1102用于连通低压腔，阀腔在阀体11的第三个侧面上形成让阀芯组件插入的开口，该第三个侧面与设置高压接口1101的侧面相平行。\n[0031] 如图2至图4所示，阀芯组件包括支架9、设置于支架9内部的阀芯10和与阀芯10相配合的阀座12，阀芯10作为阀芯组件内的可动部件，阀芯10由直线电机驱动。阀芯10与阀座\n12相配合，实现高压调压阀的开启和关闭。阀芯10位于直线电机与阀座12之间，阀芯10的结构如图6所示，其包括与直线电机接触的导向部101和设置于导向部101一端且用于与阀座\n12配合的密封部102，导向部101为圆柱形杆状构件，密封部102为圆锥台状构件，密封部102与导向部101为同轴固定连接。密封部102具有大径端和小径端，密封部102的大径端与导向部101固定连接，小径端朝向阀座12。阀座12为与阀芯10同轴设置的圆柱形构件，阀座12的内部中心处设有沿轴向贯穿设置且用于让介质通过的中心孔，而且阀座12的面朝阀芯10的端面中心处具有一个让密封圈嵌入的圆锥形开口。当阀芯10的密封部102嵌入阀座12内的圆锥形开口中且密封部102的外锥面与阀座12的内锥面接触后，阀芯10将阀座12内的中心孔出口封闭，此时高压腔与低压腔不连通，调压阀关闭；当阀芯10的密封部102与阀座12分离后，中心孔打开，使高压腔与低压腔连通，来自高压腔的介质经阀座12内的中心孔流向低压腔。\n[0032] 如图2至图5所示，作为优选的，支架9包括夹在阀体11与直线电机之间的固定部91和设置于阀体11内的阀腔中的支持部，支架9内部设有容纳阀芯10和阀座12的容置腔，支持部为圆柱形构件，容置腔为从支持部的端面中心处开始沿轴向延伸至固定部91的端面且为贯穿整个支架9的圆形腔体。固定部91位于阀体11的外部，固定部91为矩形块状结构，其厚度较小，小于壳体的厚度，固定部91的长宽尺寸与阀体11上与固定部91接触的侧面的长宽尺寸大小相等。\n[0033] 如图5所示，支持部的侧壁上有与容置腔和阀体11内的阀腔连通的泄流孔94，泄流孔94为沿支持部的径向贯穿侧壁设置的圆孔，且泄流孔94在轴向上位于阀座12与固定部91之间。泄流孔94在支持部的侧壁上沿整个周向均布有多个，且有一个泄流孔94位置正对低压接口1102。\n[0034] 如图2所示，作为优选的，阀芯组件还包括设置于支持部内且套设于阀芯10的导向部101上的阀芯轴承8，阀芯轴承8对沿轴向作直线运动的阀芯10提供导向和支撑。阀芯10为精密零件，阀芯10的导向部101的外圆面上与阀芯轴承8接触的部位处设有多个沿整个周向延伸的环槽，作为储存润滑油的油槽103，可以减少阀芯10的磨损，提高阀芯10的使用寿命。\n[0035] 如图2至图5所示，阀芯轴承8为截面呈凸字形的回转体结构，具有大径段和小径段，大径段的外直径大小小径段的外直径。支架9内的容置腔包括大径腔98和小径腔，大径腔98的直径大于小径腔的直径，大径腔98位于固定部91的中心处，小径腔位于支持部的中心处，大径腔98的长度与阀芯轴承8的大径段的长度大致相等，阀芯轴承8的小径段插入小径腔中，大径段插入大径腔98中。阀芯10的密封部102位于阀芯轴承8与阀座12之间，阀座12为精密零件，阀座12与支持部优选为螺纹连接，便于阀座12的更换和维护。阀座12外表面设有外螺纹，相应容置腔的小径腔又包括内表面设有外螺纹的内螺纹段92和内表面为光滑的光孔段95，内螺纹段92位于支持部上远离固定部91的端部，阀座12旋入内螺纹段92中与支架9连接成一体。\n[0036] 如图2所示，为了隔离高压腔和低压腔、低压腔和调压阀外部，在支架9的支持部上还套设有与阀腔内壁接触的第一密封圈13和第二密封圈14，低压接口1102位于第一密封圈\n13与第二密封圈14之间，第一密封圈13位于低压接口1102与高压接口1101之间，第二密封圈14位于固定部91与低压接口1102之间。如图5所示，在支持部的外圆面上设有第一沟槽93和第二沟槽96，第一沟槽93和第二沟槽96为在支持部上沿整个周向延伸的环槽，泄流孔94位于第一沟槽93与第二沟槽96之间，第一沟槽93中安装第一密封圈13，第二沟槽96中安装第二密封圈14，确保密封性。\n[0037] 本发明的高压调压阀的直线电机的工作原理与现有技术中直线电机的相同，如图\n2所示，直线电机包括动子4、定子5、导向轴承7和电机端盖1，导向轴承7和动子4设置于定子\n5内部，定子5内部具有线圈绕组，外部有电子接口。如图8所示，直线电机的动子4包括动子本体43和设置于动子本体43端部的导向轴42，导向轴42与动子本体43同轴固定连接，导向轴42穿过导向轴承7后与阀芯10的导向部101接触。动子4在定子5内部可作直线往复运动，并对阀芯10提供作直线运动的驱动力。\n[0038] 如图2和图4所示，导向轴承7为直线电机的动子4提供导向作用，导向轴承7为圆柱形构件，导向轴承7通过过盈配合安装到定子5内部所设的方形安装孔内，导向轴承7未充满方形安装孔，相应的，导向轴承7与方形安装孔的四个角处之间留有的四角缝隙，这些缝隙可以平衡动子4前端和动子4轴端的压力。\n[0039] 作为优选的，如图2所示，直线电机的动子本体43上设有沿轴向贯穿设置的通孔\n41，用于平衡动子4前后端的压力，提高直线电机的响应速度，通孔41可沿动子本体43的周向均匀设置多个。在本实施例中，动子本体43内的通孔41设置两个。\n[0040] 如图2和图4所示，直线电机还包括两个铜环，这两个铜环分别为第一铜环3和第二铜环6，第一铜环3设置于动子本体43上远离导向轴42的一端，第二铜环6套设于导向轴42上，动子本体43位于第一铜环3与第二铜环6之间，第二铜环6的中心处并设置让导向轴42穿过的孔。第二铜环6的直径小于第一铜环3的直径，在动子本体43的两端设置铜环，防止动子\n4运动到电机极限位置时动子4前后端面与定子5和电机端盖1内表面发生吸附，防止吸附作用影响电机动子4的响应速度。\n[0041] 如图2和图4所示，直线电机的定子5的一端与支架9的固定部91接触，且在两者之间设置用于密封的第三密封圈15，定子5的另一端由电机端盖1配合第四密封圈16密封，第四密封圈16夹在电机端盖1与定子5之间。定子5并通过螺栓与阀芯组件和阀体11固定连接成一体，螺栓依次穿过电机端盖1、定子5、固定部91和阀体11，相应在电机端盖1、定子5和固定部91上设有让螺栓穿过的通孔，在阀体11上设有内螺纹孔。\n[0042] 对于上述结构的高压调压阀，用于完全其装配的装配方法包括的步骤：\n[0043] (1)装配阀芯组件；\n[0044] 具体装配过程为：将阀座12安装于支架9的内螺纹段92中，将阀芯10插入阀芯轴承\n8内，然后将阀芯轴承8和阀芯10压装入支架9的容置腔中；在支架9的第一沟槽93和第二沟槽96中分别安装第一密封圈13和第二密封圈14，完成阀芯组件的装配。\n[0045] (2)将阀芯组件装到阀体11上；\n[0046] 具体装配过程为：将装配好的阀芯组件的支架9的支持部压装入阀体11的阀腔中，并注意对齐支架9固定部91上的螺栓孔97与阀体11上的螺纹孔位置；完成装配后，将装有阀芯组件的阀体11以阀芯10密封部102朝下的方式竖直放置待用。\n[0047] (3)将直线电机装到阀体11上。\n[0048] 具体装配过程为：将导向轴承7压装入定子5的方形安装孔内，将第二铜环6穿到动子4的导向轴42上，将动子4及第二铜环6水平装入定子5内，注意动子4的导向轴42应与导向轴承7配合；将已装配有动子4、导向轴承7和第二铜环6的动子4竖直放置，并使导向轴42处于动子本体43的下方，然后将第一铜环3装配到动子4的端部上；将第四密封圈16放置于定子5端面所设置的环槽中，盖上电机端盖1，并注意对齐电机端盖1和定子5上的螺栓孔位置。\n最后，在步骤(2)完成装配的固定部91的端面上放置第三密封圈15，将已装配好的直线电机整体竖直放置在固定部91上，注意对齐螺栓孔位置以及第三密封圈15是否已经放置到位，安装4个螺栓1并紧固，完成装配。\n[0049] 本发明的高压调压阀易于维护保养，只需拆下4个螺栓1，整个动力源的零部件即可轻松拿出保养或更换；调压阀阀部使用已拆下的螺栓在支架9的螺栓孔97处拧入，可以把阀芯组件整体拿出，同样使用螺栓1在阀芯轴承8的大径段的端部所设的螺纹孔81处拧入，轻提螺栓1即可把阀芯轴承8和阀芯取出，相应的阀座12也可以使用通用工具拆下。\n[0050] 本发明的高压调压阀通过4个O型圈实现了调压阀的全密封结构，即能保证调压阀的不受外部环境影响又能保证调压介质不泄露。\n[0051] 本发明的高压调压阀采用直线电机直接驱动的方式工作，不仅减少了调压阀的零部件更提高了调压阀的响应速度，整个调压阀运行时的可靠性大大提高；同时在调压阀过载时高压腔的压力会推动阀芯10打开，提高了调压阀使用过程中的安全性；采用直线电机驱动的调压阀配合压力传感器和外部控制芯片实现闭环控制，提高了调压阀的控制精度，同时调压阀不受高压介质压力的影响实现稳定控压。\n[0052] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。