弹性螺旋件34同样关于第一连接部31的轴线呈轴对称，此时，两个第二弹性螺旋 件34在第一连接部31的同一端面上的投影相互分离，该投影为扇环形，两个投影呈轴对称 设置。该实施例中，第一弹性螺旋件33的旋向与第二弹性螺旋件34的旋向相同，两者均为变 螺距螺旋体。第一弹性螺旋件33、第二弹性螺旋件34的螺旋升角均由第一连接部31朝向第 二连接部32的一端先变大再变小，也即，第一弹性螺旋件33、第二弹性螺旋件34在靠近第一 连接部31、第二连接部32两端位置，其螺旋升角较小，第一弹性螺旋件33、第二弹性螺旋件 34在靠近第一连接部31与第二连接部32的中间位置，其螺旋升角较大。
[0061] 本实施例中，两个第一弹性螺旋件33在第二连接部32靠近第一连接部31的端面形 成第一投影，两个第二弹性螺旋件34在第二连接部32靠近第一连接部31的端面形成第二投 影，第一投影位于第二投影内，也即第一弹性螺旋件33的螺旋线外径小于第二弹性螺旋件 34的螺旋线外径。
[0062] 为保证第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34具有较大的扭矩，且避免相互之间 产生干设，第一弹性螺旋件33的圈数与第二弹性螺旋件34的圈数相同，且第一弹性螺旋件 33的圈数与第二弹性螺旋件34的圈数均为0.45圈~0.48圈。
[0063] 如图2并参阅图及图3所示，该安装板35固定安装在阀体11上，W使得压扭联轴 器3固定安装在换向阀1上。本实施例中，安装板35包括呈正方体的板体351，W及开设在板 体351中屯、的通孔352，第一连接部31可在通孔352中伸缩运动。当衔铁22推动第二连接部32 朝向阀忍12运动时，两个第一弹性螺旋件33与两个第二弹性螺旋件34产生相对扭转W带动 第一连接部31旋转运动。
[0064] 如图1所示，该套筒4套装在第二弹性螺旋件34的外部，套筒4的一端与安装板35固 定连接，套筒4的另一端与壳体21连接。本实施例中，套筒4为方形结构，该方形结构开设有 通孔(未标号），第二弹性螺旋件34置于该通孔内。采用该套筒4的结构，能够使得压扭联轴 器3稳固地连接在换向阀1与比例电磁铁2之间。
[0065] 所述2D电液比例换向阀的具体工作原理：当衔铁22推动第二连接部32朝向阀忍12 运动时，两个第一弹性螺旋件33之间，W及两个第二弹性螺旋件34之间的结构均类似于DNA 双螺旋结构，该双螺旋结构轴向错位距离、周向弧长和结构展开长度Ξ者之间构成近似的 直角Ξ角形两个直角边与斜边之间的关系，显然，因螺旋结构的长度不变，当第二连接部32 受衔铁22的推拉作用使第一连接部31与第二连接部32错位发生变化，则必然使两个第一弹 性螺旋件33的弧线距离，W及两个第二弹性螺旋件34的弧线距离发生改变，即两个第一弹 性螺旋件33发生相对扭转，且两个第二弹性螺旋件34发生相对扭转，从而带动第一连接部 31旋转运动。由于第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34的旋向相同，但其旋转的受力点 也相同，故第一连接部31旋转的角度通过第二连接部32旋转的角度得到削减，从而使阀忍 12转过的角度得到缩小。具体如下：当提供比例电磁铁2正电流时，衔铁22朝阀忍12运动，由 于阀忍12受到的液动力远大于电磁铁推力，此时阀忍12无法被比例电磁铁2直接推动，故第 一连接部31也无法直线运动，此时两个第一弹性螺旋件33与两个第二弹性螺旋件34受到电 磁铁的压力发生相对扭转，两个第二弹性螺旋件34的拉伸方向将使第二连接部32顺时针旋 转(面对阀忍方向），两个第一弹性螺旋件33的拉伸方向也将使第一连接部31顺时针旋转 (面对阀忍方向），且最后的角度为两者角度相加，由于第一连接部31与阀忍12右端为固联， 故将增加阀忍12旋转的角度。阀忍12顺时针(从右往左看)旋转，使阀忍12左端敏感腔压力 减小，而阀忍12右端压力不变，故阀忍12将向左运动，随着阀忍12向往运动，两个第一弹性 螺旋件33和两个第二弹性螺旋件34的将逆时针(面对阀忍方向）旋转，且逆时针(面对阀忍 方向）旋转与之前顺时针旋转(面对阀忍方向）的角度相同，阀忍12左右两腔压力重新平衡， 阀忍12静止，最终通过位移缩小式压扭联轴器将衔铁22的直线运动先变为阀忍12的旋转运 动，增大阀忍12的旋转角度，然后达到阀忍12位移比衔铁22大的目的。同理，当提供比例电 磁铁2负电流时，衔铁22朝远离阀忍12方向运动，两个第一弹性螺旋件33和两个第二弹性螺 旋件34旋转方向也将相同，最后阀忍12位移得到反方向缩小。
[0066] 与其它电液比例阀相比，压扭联轴器3的压扭转换过程不存在摩擦力和间隙，而且 错位的距离或力缩小倍数可W通过改变两个第一弹性螺旋件33与两个第二弹性螺旋件34 的双螺旋结构参数加 W调整。再者，当换向阀1工作压力为零或失压时，由于此时阀忍轴向 液动力几乎为零，完全可W由比例电磁铁直接推动阀忍，发挥直动阀的特点。
[0067] 上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上 述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通 技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况 下，还可做出很多形式，运些均属于本实用新型的保护之内。
【主权项】
1. 一种位移缩小式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，包括换向阀（1)与比例电磁铁 (2);所述换向阀（1)包括阀体（11)，以及安装在所述阀体（11)内的阀芯（12);所述比例电磁 铁(2)包括壳体(21 )，以及安装在所述壳体(21)内的衔铁(22);其特征在于:所述2D电液比 例换向阀还包括用于连接所述换向阀（1)与所述比例电磁铁(2)的压扭联轴器(3);所述压 扭联轴器(3)包括与所述阀芯（12)固定连接的第一连接部(31)、与所述衔铁(22)固定连接 的第二连接部(32)、两个第一弹性螺旋件(33)、两个第二弹性螺旋件(34)，以及固定安装在 所述阀体(11)上的安装板(35);所述第一连接部(31)、所述第二连接部(32)、所述第一弹性 螺旋件(33)、所述第二弹性螺旋件(34)，以及所述安装板(35)为一体化结构;两个所述第一 弹性螺旋件(33)分别连接在所述第一连接部(31)与所述第二连接部(32)之间，两个所述第 二弹性螺旋件(34)分别连接在所述第二连接部(32)与所述安装板(35)之间； 所述第一连接部(31)与所述第二连接部(32)为同轴设置的圆柱体;所述第一弹性螺旋 件(33)的旋向与所述第二弹性螺旋件(34)的旋向相同；所述第一弹性螺旋件(33)、所述第 二弹性螺旋件(34)的螺旋升角均由所述第一连接部(31)朝向所述第二连接部(32)的一端 先变大再变小;两个所述第一弹性螺旋件(33)的旋向相同，且关于所述第一连接部(31)的 轴线呈轴对称;两个所述第二弹性螺旋件(34)的旋向相同，且关于所述第一连接部(31)的 轴线呈轴对称;两个所述第一弹性螺旋件(33)在所述第二连接部(32)靠近所述第一连接部 (31)的端面形成第一投影，两个所述第二弹性螺旋件(34)在所述第二连接部(32)靠近所 述第一连接部(31)的端面形成第二投影，所述第一投影位于所述第二投影内； 当所述衔铁(22)推动所述第二连接部(32)朝向所述阀芯（12)运动时，两个所述第一弹 性螺旋件(33)与两个所述第二弹性螺旋件(34)产生相对扭转以带动所述第一连接部(31) 旋转运动。2. 根据权利要求1所述的位移缩小式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所 述第一弹性螺旋件(33)的圈数与所述第二弹性螺旋件(34)的圈数相同。3. 根据权利要求2所述的位移缩小式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所 述第一弹性螺旋件(33)的圈数为0.45圈~0.48圈。4. 根据权利要求1所述的位移缩小式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所 述安装板(35)包括呈正方体的板体(351)，以及开设在所述板体(351)中心的通孔(352);所 述第一连接部(31)可在所述通孔(352)中伸缩运动。5. 根据权利要求1所述的位移缩小式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所 述2D电液比例换向阀还包括套装在所述第二弹性螺旋件(34)的外部的套筒(4);所述套筒 (4)的一端与所述安装板(35)固定连接，所述套筒(4)的另一端与所述壳体(21)连接。6. 根据权利要求5所述的位移缩小式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所 述套筒(4)为方形结构;所述方形结构开设有通孔，所述第二弹性螺旋件(34)置于所述通孔 内。7. 根据权利要求1所述的位移缩小式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其特征在于:所 述阀芯（12)上设置有低压孔（13)、高压孔（14)与感受通道（15);其中，所述低压孔（13)与 所述感受通道（15)重叠的弓高lu，所述低压孔（13)与所述感受通道（15)重叠的弓形面积^ 根据低压孔(13)与感受通道(15)之间的关系式表示为：所述高压孔（14)与所述感受通道（15)重叠的弓高h2,所述高压孔（14)与所述感受通道 (15)重叠的弓形面积知根据高压孔（14)与感受通道(15)之间的关系式表示为： rd:高压孔（14)或低压孔（13)的半径；Rd:阀芯（12)的台肩半径； R:第一弹性螺旋件(33)与第二弹性螺旋件(34)传递力的有效半径； t:面对比例电磁铁⑵时，阀芯（12)的顺时针转角位移； 0V:面对比例电磁铁(2)时，阀芯（12)的逆时针转角位移； 式中： xm:比例电磁铁(2)输出水平位移； xv:阀芯（12)运动位移； ho:高压孔(14)或低压孔(13)的初始弓高； 1第一弹性螺旋件(33)或第二弹性螺旋件(34)的螺旋升角。
【专利摘要】本实用新型公开了一种位移缩小式压扭联轴器型2D电液比例换向阀，包括换向阀、比例电磁铁以及压扭联轴器；压扭联轴器包括第一连接部、第二连接部、两个第一弹性螺旋件、两个第二弹性螺旋件以及安装板；第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件的旋向相反，第一连接部、第二连接部、第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件以及安装板为一体化结构。实施本实用新型的有益效果是：所述2D电液比例换向阀采用压扭联轴器的结构，当衔铁推动第二连接部朝向阀芯运动时，第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件产生相对扭转以带动第一连接部旋转运动，其具有无摩擦传递、柔性好，体积小且加工装配简便等优点。
【IPC分类】F15B13/02
【公开号】CN205331101
【申请号】CN201620070204
【发明人】左强, 周赵凤
【申请人】浙江大学城市学院
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月25日