一种双向永磁线性力马达驱动的直动式电液比例阀的制作方法

本发明涉及流体控制系统中的电液比例阀，尤其涉及一种双向永磁线性力马达驱动的直动式电液比例阀。

背景技术：

直动式电液比例阀利用大功率的驱动器直接拖动阀芯，具有抗污染能力强、结构紧凑、无先导级泄漏等优点，在国防及民用工业领域的电液比例控制系统中得到广泛应用。传统比例电磁阀主要采用比例电磁铁拖动阀芯产生位移并以此完成与输入电压成比例的流量或压力输出。由于比例电磁铁工作初始段存在零位死区，使得传统比例电磁阀在小信号控制的比力特性较差，且实现双向驱动时需要两个比例电磁阀来拖动阀芯。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种能提高直动式电液比例阀的线性度，且能够实现双向驱动控制的双向永磁线性力马达驱动的直动式电液比例阀。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括左端盖、手动复位杆、左轭铁、复位弹簧、双向永磁线性力马达、阀体、套筒、阀套、阀芯、对中弹簧B、右端盖；

所述的双向永磁线性力马达一侧通过推杆与阀芯直接相连，另一侧与手动复位机构相连，该手动复位机构由左端盖、手动复位杆、左端盖、复位弹簧构成；

所述阀套固定在阀体的圆柱孔中，一侧由双向永磁线性力马达中的右轭铁通过套筒限位，另一侧由右端盖限位；

所述阀芯支撑在阀套中，一侧直接与双向永磁线性力马达中的推杆相连，另一侧与对中弹簧B弹性支撑相连。

进一步设置是所述阀芯对应推杆的一侧还弹性支撑设置有对中弹簧A。

进一步设置是对中弹簧A和对中弹簧B的预压缩量由右端盖、调节螺钉、紧定螺钉组成的调整机构进行调节。

进一步设置是双向永磁线性力马达包括壳体、线圈绕组、导磁套、一对永磁体、装在导磁套两端孔中的两个轭铁、装在导磁套及两个轭铁孔中两端有输出推杆的衔铁；永磁体A和永磁体B的磁化方向为轴向辐射方向，磁极同向相对，分别固定在导磁套中的凹槽A和凹槽B。

进一步设置是导磁套表面开有三个截面为长方形的环形凹槽，凹槽A和凹槽B尺寸相同且对称布置在凹槽C的两侧。

进一步设置是衔铁固定在推杆上，衔铁表面开有三个截面为梯形的环形凹槽，内部开有两个通孔，两端面与隔磁片构成工作气隙。

进一步设置是永磁体A和B尺寸相同且截面均为长方形，永磁体A由两块半环形的永磁体C和D组成，永磁体B由两块半环形的永磁体E和F组成。

本发明的优点是：

1. 该直动式电液比例阀的阀芯一侧直接与双向永磁线性力马达中的推杆相连，另一侧与对中弹簧相连，实现了双向比例控制，结构紧凑，响应快。

2. 对中弹簧B的预压缩量可由右端盖、调节螺钉、紧定螺钉组成的调整结构进行调节，能够对比例阀的零位进行调节。

3.采用表面开有三个环形凹槽的一体化导磁套以及两块半环形组成的永磁体组合体，实现了一对永磁铁的轴向定位及特殊磁路设计，提供了所需的极化磁通，提高了控制特性的线性度。

4.衔铁表面开有三个环形凹槽，与导磁套三个环形凹槽相对应，有效地改善了线性力马达的磁路设计，输出力/电流比大，功率/重量比高。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。

附图说明

图1是本发明直动式电液比例阀的结构图；

图2是本发明的双向永磁线性力马达的结构图；

图3是本发明的导磁套结构图；

图4是本发明的组合式永磁体结构图。

图中：1.左端盖，2.手动复位杆，3.左轭铁，4.复位弹簧，5.双向永磁线性力马达，6.对中弹簧A，7.阀体，8.套筒，9.阀套，10.阀芯，11.对中弹簧，12.右端盖，13.调节螺钉，14.紧定螺钉，15.推杆，16.左轴承，17.左轭铁，18.导磁套，19.隔磁片，20.线圈绕组，21.永磁体A，22.永磁体B，23.壳体，24.衔铁，25.右轭铁，26.右轴承，27.凹槽A，28.凹槽B，29.凹槽C，21-1.永磁体C，21-2.永磁体D，22-1.永磁体E，22-2.永磁体F。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

如图1所示，本发明包含左端盖1、手动复位杆2、左轭铁3、复位弹簧4、双向永磁线性力马达5、对中弹簧A6、阀体7、套筒8、阀套9、阀芯10、对中弹簧B11、右端盖12、调节螺钉13、紧定螺钉14；双向永磁线性力马达一侧通过推杆15直接与阀芯10相连，另一侧与由左端盖1、手动复位杆2、左端盖3、复位弹簧4构成的手动复位机构相连；阀套9固定在阀体7的圆柱孔中，一侧由双向永磁线性力马达5中的右轭铁25通过套筒8限位，另一侧由右端盖12限位；阀芯10支撑在阀套9中，一侧直接与双向永磁线性力马达5中的推杆15相连，另一侧与对中弹簧B11相连。对中弹簧A6和B11的预压缩量可由右端盖12、调节螺钉13、紧定螺钉14组成调整机构进行调节。衔铁24固定在推杆15上，衔铁24表面开有三个截面为梯形的环形凹槽，内部开有两个通孔，两端面与隔磁片19构成工作气隙。

图2给出了特殊设计的双向永磁线性力马达5，包括壳体23、线圈绕组20、导磁套18、一对永磁体21、22、装在导磁套18两端孔中的两个轭铁17、25、装在导磁套18及两个轭铁17、25孔中两端有输出推杆15的衔铁24；永磁体A21和永磁体B22磁化方向为轴向辐射方向，磁极同向相对，分别固定在导磁套18中的凹槽A27和凹槽B28。磁路工作原理：永磁体A21、A22首先建立极化磁场，然后给控制线圈绕组20输入控制电流，该电流由线性恒流源供给，控制线圈20通电后，产生控制磁场。极化磁场与控制磁场的主磁通通路如图2中虚线所示。控制磁场与极化磁场差动叠加，衔铁24一端磁场得到加强，另一端受到减弱，使得衔铁24受力不再平衡，促使衔铁和推杆向磁场增强方向移动直至产生新的平衡。当输入电流极性相反时，衔铁24将向另一方向运动。通过采用由导磁套18、衔铁24和轭铁17、25组成的特殊磁路部件，使衔铁24受到的电磁力在一定行程范围内只与控制线圈20的电流值成比例而与衔铁24相对轭铁17、25的行程无关。因此通入不同极性和大小的控制电流后，便可在衔铁24上得到与控制电流相对应的输出力。

图3给出了导磁套18，其表面开有三个截面为长方形的环形凹槽27、28、29，凹槽A27和凹槽B28尺寸相同且对称布置在凹槽C29的两侧。

图4给出了永磁体A21和B22尺寸相同且截面均为长方形结构，永磁体A21由两块半环形的永磁体C21-1和D21-2组成，永磁体B22由两块半环形的永磁体E22-1和F22-2组成。

直动式电液比例阀工作原理：无控制磁场时，双向永磁线性力马达5的对中位置由对中弹簧6和11来实现，而阀芯10的零位位置，与对中弹簧的预压缩量相关，可通过由右端盖12、调节螺钉13、紧定螺钉14组成调整机构进行调节。加载控制磁场后，双向永磁线性力马达5中的一对永磁体21和22产生的极化磁场与控制线圈产生的控制磁场差动叠加，通过衔铁24和推杆26直接推动阀芯10运动，可得到与输入信号成比例、双向、连续的流量比例控制特性。