一种基于爪极结构的流量调节阀

本发明涉及流体机械领域，具体为一种基于爪极结构的流量调节阀。

背景技术：

1、液压传动系统已经成为现在机械装备与机电产品的重要基础技术，在航空航天、工程机械、机器人等领域得到了广泛的运用。作为流量调控元件，流量调节阀用于调节油液的压力、流量及流动方向，对液压系统性能起到决定性的作用，其具有结构紧凑、可靠性高，响应快等特点。

2、流量调节阀主要以滑阀和锥阀为主，滑阀和锥阀虽然应用广泛，但结构复杂、制造要求高、启闭力大、对油液的污染非常敏感，故障率较高，不适用于航空航天等特殊工况。然而，转阀通过旋转驱动装置实现其运动机能，换向灵敏，抗污染能力强、使用寿命长；此外，在用电机作为电-机械转换器的驱动源时，由于电机本身作旋转运动，则省去了旋转-直线的转换机构，结构简单、体积小、质量轻，适用于对液压阀尺寸有严格限制的场合。相比于滑阀和锥阀，在转阀的阀芯和阀套上可以设计多个配流窗口和工作油口，转阀具有更大的通流能力，能实现更大的流量输出。

3、随着社会的不断发展，对于航空航天、外骨骼机器人等特殊工况，迫切需要小惯量、大功率、小体积、大流量、高可靠性、抗污染能力强的流量调节阀，显然传统的滑阀和锥阀无法满足使用现状。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于爪极结构的流量调节阀，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于爪极结构的流量调节阀，包括外壳和设置于外壳中的转阀组件，所述壳体中还设置定子组件和转子组件，所述定子组件包括爪极机构和套设于爪极机构上的线圈，所述爪极机构包括爪极齿朝下的上爪极、爪极齿朝上的下爪极及位于两者中间的定子骨架，上爪极和下爪极的数量、大小和形状相同，上爪极的爪极齿和下爪极的爪极齿在周向上交错分布，上爪极与下爪极的合拢间隙处固定设置定子骨架；所述转子组件包括阀芯轴、转子骨架和磁钢，所述阀芯轴一端与定子组件转动配合，另一端与转阀组件中的阀芯连接，所述转子骨架套设于阀芯轴上，所述磁钢有多个，均匀环布于转子骨架外壁上，每相邻的两块磁钢的磁极相反，所述爪极机构罩于磁钢外部，磁钢与爪极机构具有径向间隙。

4、进一步地，所述定子组件还包括端盖和霍尔角位移传感器，所述端盖设置于上爪极中，所述霍尔角位移传感器设置于端盖中，所述转子组件还包括设置于阀芯轴一端的永磁体，所述永磁体、霍尔角位移传感器、阀芯轴同轴设置，所述霍尔角位移传感器用以感应永磁体的转动。

5、进一步地，所述阀芯轴的一端通过设置的支撑环与端盖转动配合；所述阀芯轴的一端通过设置的永磁体支架安装永磁体。

6、进一步地，所述端盖具有端盖圆形通孔，所述支撑环和永磁体位于端盖圆形通孔内。

7、进一步地，所述转阀组件包括阀套，所述阀套与外壳连接，其套设于阀芯上，阀套上环布工作油口，阀芯上环布与工作油口一一对应的配流窗口。

8、进一步地，所述转阀组件还包括连接件，所述连接件插接于外壳一端，所述阀套插接于连接件一端。

9、进一步地，所述外壳上设置接线口。

10、进一步地，所述磁钢在轴向上位于上爪极和下爪极正中间。

11、进一步地，所述阀套的端部设置过滤器。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1）体积小、质量轻，本发明能自动实现零点定位，省去了调零螺钉和调零弹簧，结构更加简单，可用于对流量阀的尺寸及质量有严格限制的场合，方便组装、拆卸和维护；

14、2）转角范围大，爪极与磁钢之间具有径向间隙，阀芯在转动过程中不存在机械限位，可以通过调节爪极的结构参数改变转角范围，实现传统电-机械转换器无法实现的大转角；

15、3）输出流量大，本发明为旋转阀，相比于滑阀和锥阀，旋转阀外壁能够设有更多配流窗口，通流能力更强，能实现更大的流量输出。

技术特征：

1.一种基于爪极结构的流量调节阀，包括外壳和设置于外壳中的转阀组件，其特征在于，所述壳体中还设置定子组件和转子组件，所述定子组件包括爪极机构和套设于爪极机构上的线圈，所述爪极机构包括爪极齿朝下的上爪极、爪极齿朝上的下爪极及位于两者中间的定子骨架，上爪极和下爪极的数量、大小和形状相同，上爪极的爪极齿和下爪极的爪极齿在周向上交错分布，上爪极与下爪极的合拢间隙处固定设置定子骨架；所述转子组件包括阀芯轴、转子骨架和磁钢，每相邻的两块磁钢的磁极相反，所述阀芯轴一端与定子组件转动配合，另一端与转阀组件中的阀芯连接，所述转子骨架套设于阀芯轴上，所述磁钢有多个，均匀环布于转子骨架外壁上，所述爪极机构罩于磁钢外部，磁钢与爪极机构具有径向间隙。

2.根据权利要求1所述的一种基于爪极结构的流量调节阀，其特征在于，所述定子组件还包括端盖和霍尔角位移传感器，所述端盖设置于上爪极中，所述霍尔角位移传感器设置于端盖中，所述转子组件还包括设置于阀芯轴一端的永磁体，所述永磁体、霍尔角位移传感器、阀芯轴同轴设置，所述霍尔角位移传感器用以感应永磁体的转动。

3.根据权利要求2所述的一种基于爪极结构的流量调节阀，其特征在于，所述阀芯轴的一端通过设置的支撑环与端盖转动配合；所述阀芯轴的一端通过设置的永磁体支架安装永磁体。

4.根据权利要求3所述的一种基于爪极结构的流量调节阀，其特征在于，所述端盖具有端盖圆形通孔，所述支撑环和永磁体位于端盖圆形通孔内。

5.根据权利要求1所述的一种基于爪极结构的流量调节阀，其特征在于，所述转阀组件包括阀套，所述阀套与外壳连接，其套设于阀芯上，阀套上环布工作油口，阀芯上环布与工作油口一一对应的配流窗口。

6.根据权利要求5所述的一种基于爪极结构的流量调节阀，其特征在于，所述转阀组件还包括连接件，所述连接件插接于外壳一端，所述阀套插接于连接件一端。

7.根据权利要求1所述的一种基于爪极结构的流量调节阀，其特征在于，所述外壳上设置接线口。

8.根据权利要求1所述的一种基于爪极结构的流量调节阀，其特征在于，所述磁钢在轴向上位于上爪极和下爪极正中间。

9.根据权利要求1所述的一种基于爪极结构的流量调节阀，其特征在于，所述阀套的端部设置过滤器。

技术总结
本发明属于流体机械领域，公开了一种基于爪极结构的流量调节阀，包括外壳和转阀组件，壳体中还设置定子组件和转子组件，定子组件包括爪极机构和线圈，爪极机构包括上爪极、下爪极及定子骨架，上爪极的爪极齿和下爪极的爪极齿在周向上交错分布，上爪极与下爪极的合拢间隙处固定设置定子骨架；转子组件包括阀芯轴、转子骨架和磁钢，阀芯轴一端与定子组件转动配合，另一端与转阀组件中的阀芯连接，转子骨架套设于阀芯轴上，磁钢有多个，均匀环布于转子骨架外壁上。本发明体积小、质量轻，本发明能自动实现零点定位，省去了调零螺钉和调零弹簧，结构更加简单，可用于对流量阀的尺寸及质量有严格限制的场合，方便组装、拆卸和维护。

技术研发人员：聂乐,宋占凯,黄家辉,阮健
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/30