專利名稱：一種流體傳動及控制領(lǐng)域的新型機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成軸向直線運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在流體傳動及控制領(lǐng)域，轉(zhuǎn)閥通常有兩種工作方式。一種是僅僅由傳統(tǒng)的滑閥和絲桿螺旋副相結(jié)合，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成軸向運(yùn)動；而另一種則利用閥芯表面的縱向槽在不同的閥口間切換來實(shí)現(xiàn)油路的連通/分配。這兩種流體傳動及控制的結(jié)構(gòu)在制造方面比較復(fù)雜，并且頻響不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在流體傳動及控制的轉(zhuǎn)閥方面引入了一個新的概念，它可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動精確地轉(zhuǎn)換成軸向直線運(yùn)動，同時它還能被用作執(zhí)行元件。


在詳細(xì)解釋本發(fā)明之前，定義如下符號:P:壓力流體入口(高壓)T:連接至油箱或存儲管路的端口(低壓)
具體實(shí)施例方式為了清楚地說明其主要功能，其他結(jié)構(gòu)上的細(xì)節(jié)，如閥芯臺肩、密封、對中彈簧等，在此不予考慮。圖1顯示了此結(jié)構(gòu)的簡化剖面圖。在兩端有兩個敏感腔:C1和C2。Cl中的流體壓力作用在區(qū)域Al中的閥芯上，C2中的流體壓力作用在區(qū)域A2中的閥芯上。Al面積大于A2的環(huán)形區(qū)域。4條軸向?qū)ΨQ的螺旋槽，其中兩條連通Cl，另兩條連通C2。在內(nèi)孔的表面上，有兩個端口 P和兩個端口 T，它們被螺旋齒所遮蓋，并且它們也是軸向?qū)ΨQ的。敏感腔Cl中的流體壓力是P1，C2中的流體壓力為P2。作用在Cl中的閥芯上的流體壓力產(chǎn)生的軸向力(PlX Al)把閥芯向右推，而C2中的流體壓力產(chǎn)生的軸向力(P2X A2)把閥芯向左推，結(jié)果達(dá)到平衡狀態(tài):PlX A1=P2X A2圖2顯示了閥芯逆時針旋轉(zhuǎn)后，閥口的連通狀況。由于螺旋槽的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，閥口 P打開通往Cl的通道，使得流體壓力Pl升高；與此同時，C2和閥口 T連通，使得流體壓力P2降低。因此導(dǎo)致PlX A1>P2X A2,迫使閥芯向右運(yùn)動。而閥芯的向右運(yùn)動又使得螺旋齒逐漸關(guān)閉閥口 P和T，直到敏感腔中的壓力恢復(fù)到平衡的狀態(tài)，PlX A1=P2X A2。圖3顯示平衡的狀態(tài)，此時閥芯已經(jīng)向右移動了一定的位移。圖4顯示閥芯順時針旋轉(zhuǎn)后，閥口的連通狀況。Cl連通到閥口 T，流體壓力Pl降低；與此同時，C2連通到閥口 P，流體壓力P2升高。這樣一來，PlX AKP2X A2，使得閥芯向左移動。而閥芯的這個左向移動又使得螺旋齒逐漸關(guān)閉閥口 P和T，直到敏感腔中的流體壓力恢復(fù)到平衡的狀態(tài)，Pix A1=P2X A2。圖5顯示平衡的狀態(tài)，此時閥芯已經(jīng)向左移動了一定的位移。再進(jìn)一步，在很多應(yīng)用場合，較小作用面積的敏感腔通常直接與高壓閥口 P連通，這有效地簡化了整個結(jié)構(gòu)。圖6顯示了簡化后的結(jié)構(gòu)。敏感腔C2—直連通閥口 P，所以P2=P。僅有兩條軸向?qū)ΨQ的螺旋槽與Cl連通。Cl中的流體壓力為P1。Cl中的流體壓力作用在閥芯上(PlXAl)，把閥芯向右推，而作用在C2中的閥芯上的流體壓力產(chǎn)生的軸向力(P X A2)，把閥芯向左推，由此產(chǎn)生的平衡狀態(tài):Pl=P X A2/A1PlX Al=P X A2圖7顯示了閥芯逆時針旋轉(zhuǎn)后閥口的連通狀態(tài)。Cl連通閥口 P，C1中的流體壓力Pl升高，使得Pix Al>p X A2，閥芯向右移動。而閥芯的這一右向移動又使得螺旋齒逐漸關(guān)閉閥口 P，直到Cl中的流體壓力Pl恢復(fù)到平衡的狀態(tài)，Pl=P X A2/A1 ；P1X Al=P X A2圖8顯示平衡的狀態(tài)，此時閥芯已經(jīng)向右移動了一定的位移。圖9顯示了閥芯順時針旋轉(zhuǎn)后閥口的連通狀態(tài)。Cl連通閥口 T，流體壓力Pl下降，使得Pix AKP X A2，閥芯向左移動。而閥芯的這一左向移動又使得螺旋齒逐漸關(guān)閉閥口 T，直到Cl中的流體壓力Pl恢復(fù)到平衡的狀態(tài):Pl=P X A2/A1 ；P1X Al=P X A2圖10顯示平衡的狀態(tài)，此時閥芯已經(jīng)向左移動了一定的位移。本機(jī)構(gòu)也可以在閉環(huán)系統(tǒng)中變形為伺服放大器和轉(zhuǎn)換器。例如圖11所示，閥芯順時針旋轉(zhuǎn)作為輸入量，流體的壓力和流速傳導(dǎo)出至位于其他部件中的敏感腔。其結(jié)果是，由其他部件獲得的向右的反饋運(yùn)動作用在閥芯上。上述的運(yùn)動對于閥芯和閥套都是相對而言的。例如，如果說閥芯逆時針旋轉(zhuǎn)，實(shí)際上可能意味著閥套順時針 旋轉(zhuǎn)，反之亦然。直線移動也是同樣的道理?？傊?，本機(jī)構(gòu)在主閥芯上建立了先導(dǎo)的功能，并極大地利用了螺旋槽的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成軸向直線運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，包括: 閥芯，在其部分/全部的表面有軸向?qū)ΨQ分布的螺旋槽，用于把流體壓力傳遞到敏感腔； 閥套，在其和所述螺旋槽配合的內(nèi)孔表面有一組軸向?qū)ΨQ分布的閥口，所述閥口連接到高壓/低壓管路； 至少有兩個敏感腔，所述敏感腔從相反方向推動閥芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述螺旋槽是左旋或右旋的，其螺旋升角視需要而定；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述螺旋槽用于切換閥口間的連接/分配；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述敏感腔構(gòu)建于其他部件中，其相應(yīng)于作用在閥套/閥芯上的旋轉(zhuǎn)/軸向直線運(yùn)動的輸入而產(chǎn)生反饋運(yùn)動；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述反饋運(yùn)動由閥芯/閥套完成，可以是直線和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述閥套和閥芯中的一個或者兩個都是可轉(zhuǎn)動的；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述閥套上的閥口具有任意的幾何形狀，其位置視需要而定；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述閥套和/或閥芯由任意方式驅(qū)動；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述閥芯由彈簧復(fù)位；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，其他的功能性閥芯臺肩構(gòu)建在所述敏感腔之間或者一側(cè)/兩側(cè)；
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述敏感腔構(gòu)造為有/無伸出桿；
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述閥套的功能由帶有必要閥口的殼體組件完成。
全文摘要
本機(jī)構(gòu)用在流體傳動及控制中的轉(zhuǎn)閥方面引進(jìn)了一個全新的概念，它能把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動精確地轉(zhuǎn)換成軸向直線運(yùn)動。它也能被用作致動件。閥芯的兩端有兩個敏感腔，四條螺旋槽呈軸向?qū)ΨQ分布。螺旋槽的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動改變閥口和敏感腔之間的連接/分配，從而使閥芯移動到一個平衡的位置。
文檔編號F16K3/26GK103201547SQ201180052333
公開日2013年7月10日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月30日
發(fā)明者徐學(xué)軍 申請人:徐學(xué)軍