本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)閥，尤其涉及一種閥芯外環(huán)螺旋槽型2D電液高速開(kāi)關(guān)閥。

背景技術(shù)：

高速開(kāi)關(guān)閥是上個(gè)世紀(jì)80年代研制進(jìn)而發(fā)展起來(lái)的一種電液控制元件，具有切換能力快、抗污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于液壓鎖緊、航空航天、工程機(jī)械以及軍事等領(lǐng)域。

近年來(lái)，高速開(kāi)關(guān)閥作為電液數(shù)字控制技術(shù)的關(guān)鍵部件之一，為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)和液壓控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，其性能要求變得越來(lái)越高，必須在能實(shí)現(xiàn)其功能的同時(shí)亦能滿足大流量、耐高壓、響應(yīng)速度快、控制精度高、密封性能好等特點(diǎn)。

作為液壓系統(tǒng)的控制元件，閥體結(jié)構(gòu)形式多種多樣，高速開(kāi)關(guān)閥通過(guò)調(diào)節(jié)閥口開(kāi)/關(guān)時(shí)間改變通過(guò)閥口流量，其結(jié)構(gòu)形式一般采用球閥式、滑閥式或錐閥式三種。目前，2D大流量電液開(kāi)關(guān)閥是采用具有雙運(yùn)動(dòng)自由度閥芯的兩級(jí)高速開(kāi)關(guān)閥，該閥具有控制靈活、精度高、頻響快、低滯環(huán)、泄漏量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，主要運(yùn)用在航空航天、軍事等極端惡劣環(huán)境下。但是，對(duì)此類閥的閥芯加工難度較大，閥芯上設(shè)有的通孔在高壓、高振蕩下對(duì)閥芯的沖擊較大，降低了閥芯的剛度，易在通孔處折斷；且閥芯尾部的堵頭在壓力過(guò)高情況下易被沖出，造成對(duì)閥體整體結(jié)構(gòu)的破壞。且在高壓下，閥芯的“卡緊”現(xiàn)象容易導(dǎo)致流量無(wú)法上升。

申請(qǐng)?zhí)枮?016103397553的中國(guó)專利申請(qǐng)記載了一種帶變傳動(dòng)比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的斜槽型2D電液高速開(kāi)關(guān)閥，該開(kāi)關(guān)閥的高壓槽、低壓槽均開(kāi)設(shè)在閥芯上，由于閥芯的體積較小，導(dǎo)致高壓槽、低壓槽的大小受限，因此響應(yīng)速度也就受到限制；另需設(shè)置閥套，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜；且斜槽設(shè)置在閥體上，加工難度較大，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有的2D電液高速開(kāi)關(guān)閥易受摩擦力、液動(dòng)力、油污、閥芯弱強(qiáng)以及加工精度問(wèn)題等對(duì)閥芯產(chǎn)生的液壓“卡滯”現(xiàn)象，以及增加伺服螺旋槽與高低壓槽相交的面積梯度從而提高頻響，本發(fā)明提供一種在高壓、大流量下，可以實(shí)現(xiàn)伺服螺旋機(jī)構(gòu)快速響應(yīng)、抗污染能力強(qiáng)的閥芯外環(huán)螺旋槽型2D電液高速開(kāi)關(guān)閥。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

閥芯外環(huán)螺旋槽型2D電液高速開(kāi)關(guān)閥，包括閥本體、驅(qū)動(dòng)閥本體打開(kāi)或開(kāi)閉的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)閥本體復(fù)位的零位保持機(jī)構(gòu)；

閥本體包括由閥體和閥芯構(gòu)成的伺服螺旋機(jī)構(gòu)，閥芯可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在閥體內(nèi)，閥芯從右向左依次設(shè)有第一臺(tái)肩、第二臺(tái)肩和第三臺(tái)肩，閥體的右端蓋和第一臺(tái)肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成敏感腔，第一臺(tái)肩和第二臺(tái)肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯的環(huán)形出油腔，第二臺(tái)肩和第三臺(tái)肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯的環(huán)形進(jìn)油腔；

進(jìn)油腔與閥體上的進(jìn)油口連通，閥芯內(nèi)沿中心軸設(shè)有高壓通道，高壓通道的入口端與進(jìn)油腔連通；閥體上開(kāi)有一對(duì)軸對(duì)稱的高壓槽和一對(duì)軸對(duì)稱的低壓槽，且高壓槽和低壓槽交替設(shè)置，高壓槽與高壓通道的出口端連通；所述閥體上沿軸向設(shè)有低壓通道，低壓通道的入口端與低壓槽連通，低壓通道的出口端與出油腔連通，

閥芯的外壁上設(shè)有一對(duì)軸對(duì)稱的螺旋槽，且螺旋槽自閥芯的右端面在閥芯上沿軸向螺旋延伸，螺旋槽的一端與敏感腔連通，螺旋槽的另一端位于高壓槽的運(yùn)動(dòng)軌跡和低壓槽的運(yùn)動(dòng)軌跡上，且低壓槽與高壓槽之間的距離與螺旋槽的槽寬相等，敏感腔通過(guò)高壓通道和螺旋槽與進(jìn)油腔連通；

敏感腔通過(guò)螺旋槽、低壓槽和低壓通道與出油腔連通，且出油腔與閥體上的出油口連通；第二臺(tái)肩沿軸向的長(zhǎng)度大于出油口的直徑，以使第二臺(tái)肩在閥芯位于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)完全密封出油口，且出油口位于第二臺(tái)肩的運(yùn)動(dòng)軌跡上；

設(shè)置在閥本體左側(cè)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括位于正上方的上撥桿和位于正下方的下?lián)懿?，上撥桿的下半部是圓形撥頭，下?lián)懿娴纳习氩渴情_(kāi)口向上的U形叉，且撥頭的外徑和U形叉的開(kāi)口寬度相等，撥頭插設(shè)在U形叉內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與上撥桿固定連接，以驅(qū)動(dòng)上撥桿帶動(dòng)下?lián)懿孓D(zhuǎn)動(dòng)，且下?lián)懿娴牡撞颗c閥芯的左端固定連接，以帶動(dòng)閥芯同步轉(zhuǎn)動(dòng)；上撥桿的頂部可滑動(dòng)的設(shè)置在水平桿上，且水平桿的兩側(cè)均套設(shè)有將上撥桿抵緊在零位的上撥桿復(fù)位彈簧，上撥桿復(fù)位彈簧將上撥桿豎直抵緊在下?lián)懿鎯?nèi)；

閥芯的左端貫穿閥體，且閥體的左側(cè)設(shè)有迫使閥體保持零位的零位保持機(jī)構(gòu)，所述零位保持機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在閥芯上的閥芯復(fù)位彈簧，閥芯復(fù)位彈簧的一端抵緊在第三臺(tái)肩的左側(cè)面上，迫使第二臺(tái)肩位于出油口上方并密封出油口，另一端抵緊在固套在閥芯上的卡簧上。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備為步進(jìn)電機(jī)。

進(jìn)一步，所述低壓槽和高壓槽均呈半圓形。

進(jìn)一步，閥體的左側(cè)設(shè)有連接座，零位保持機(jī)構(gòu)設(shè)置在連接座內(nèi)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在連接座上方，連接板和閥體之間通過(guò)連接座相連，連接座的兩端分別通過(guò)第一密封圈與連接板和閥體氣密相連。

進(jìn)一步，閥芯復(fù)位彈簧的右端通過(guò)彈簧座抵緊在第三臺(tái)肩的右側(cè)面上，且閥芯復(fù)位彈簧的右端端通過(guò)彈簧墊抵緊在卡簧上，彈簧座和彈簧墊均固定套設(shè)在閥芯上。

進(jìn)一步，所述連接座和連接板配有盒蓋。

進(jìn)一步，所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在閥體的上方，并配有保護(hù)罩。

進(jìn)一步，所述上撥桿通過(guò)第一螺釘夾緊在步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述下?lián)懿嫱ㄟ^(guò)第二螺釘夾緊在閥芯上。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：為了使2D電液高速開(kāi)關(guān)閥具有大流量、高頻響特性，除了要保證步進(jìn)電機(jī)具有快速響應(yīng)特性和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滿足提供閥芯運(yùn)轉(zhuǎn)所需的較大驅(qū)動(dòng)力矩外；較為重要的一點(diǎn)是，伺服螺旋機(jī)構(gòu)的閥芯軸向位移對(duì)旋轉(zhuǎn)角位移之間應(yīng)具有快速響應(yīng)的特性。因此，螺旋槽與高低壓槽重疊面積梯度應(yīng)盡可能做大。本發(fā)明將螺旋槽開(kāi)在閥芯外壁上、將高低壓槽開(kāi)在閥體內(nèi)壁上，既可有效的增大螺旋槽與高低壓槽的重疊面積梯度，又降低了螺旋槽的加工難度。

伺服螺旋機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)閥閥芯轉(zhuǎn)角與軸向直線位移轉(zhuǎn)換的導(dǎo)控結(jié)構(gòu)。閥體內(nèi)壁左端開(kāi)有螺旋槽，螺旋槽與敏感腔相通，高壓槽和低壓槽的之間的間隙與螺旋槽槽寬相等，以增加面積梯度，滿足2D電液高速開(kāi)關(guān)閥大流量，高頻響的要求。閥芯可旋轉(zhuǎn)的安裝在閥體內(nèi)，螺旋槽的一端與敏感腔相通，另一端與高壓槽和低壓槽構(gòu)成阻力半橋，阻力半橋通過(guò)螺旋槽控制敏感腔內(nèi)的壓力。

為了保證2D電液高速開(kāi)關(guān)閥具有大流量、高頻響的特性，必須保證液壓伺服螺旋機(jī)構(gòu)的閥芯軸向位移對(duì)旋轉(zhuǎn)角位移能夠做出快速響應(yīng)，液壓伺服螺旋機(jī)構(gòu)固有頻率取決于閥芯端部敏感腔體積和閥芯質(zhì)量，2D電液高速開(kāi)關(guān)閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其敏感腔可以設(shè)計(jì)的很小，因而其液壓固有頻率很高，大約10⁴～10⁵Hz。如此高的液壓固有頻率使得二階振蕩不會(huì)影響到閥芯的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，閥芯的軸向運(yùn)動(dòng)對(duì)輸入的轉(zhuǎn)角信號(hào)的響應(yīng)不會(huì)造成影響，二階振蕩可簡(jiǎn)化成慣性環(huán)節(jié)。

因液壓伺服螺旋機(jī)構(gòu)的固有頻率很高，設(shè)計(jì)的高壓槽、低壓槽與螺旋槽采用正遮蓋方式，遮蓋量0.003～0.007mm，可以保證導(dǎo)控級(jí)零位泄漏量很小，提高閥芯轉(zhuǎn)角位移和軸向位移之間的轉(zhuǎn)換精度，并且可以使閥芯軸向剛度很大，有效提高2D電液高速開(kāi)關(guān)閥工作時(shí)的可靠性與穩(wěn)定性。

本發(fā)明具有很高的自清潔能力，只要高壓槽、低壓槽與螺旋槽構(gòu)成的平行四邊形區(qū)域的一面被阻塞，那么閥芯的力平衡就會(huì)被破壞，閥芯便進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻塞面積增加，可以有效的清除障礙物，抗污染能力強(qiáng)。

本發(fā)明的有益效果是：

1、高壓槽、低壓槽均開(kāi)設(shè)在閥體上，與現(xiàn)有的將高壓槽、低壓槽開(kāi)設(shè)在閥芯上的開(kāi)關(guān)閥相比，其形狀大小不受閥芯結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)度的限制，可以相應(yīng)做大，從而增加了螺旋槽與高、低壓槽相交的面積梯度，提高了響應(yīng)速度；

2、螺旋槽開(kāi)設(shè)在閥芯上省去了閥套結(jié)構(gòu)(如申請(qǐng)?zhí)枮?，因此可以相應(yīng)增加閥芯直徑，從而增大本發(fā)明的控制流量；

3、螺旋槽開(kāi)設(shè)在圓環(huán)內(nèi)孔加工難度很大，所以一般采用直槽代替螺旋槽，這樣使螺旋伺服機(jī)構(gòu)的導(dǎo)控精度降低，在閥芯外環(huán)上可以輕易地加工螺旋槽而解決了以上問(wèn)題，使閥芯的角度位移和直線位移呈線性關(guān)系；

4、螺旋槽開(kāi)在閥芯外環(huán)比開(kāi)在閥套內(nèi)腔簡(jiǎn)單，減小了加工難度，降低了成本；

5、有效的減小閥芯高壓孔孔徑的大小，加強(qiáng)了閥芯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高了高速開(kāi)關(guān)閥的可靠性；

6、頻響快，動(dòng)態(tài)性能好；

7、對(duì)油液過(guò)濾精度要求低，抗污染能力強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的剖視圖。

圖2為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為閥體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為閥芯局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為閥芯、閥體配合示意圖。

圖7為圖6中B-B向剖視圖

具體實(shí)施方式

如圖所示，閥芯外環(huán)螺旋槽型2D電液高速開(kāi)關(guān)閥，包括閥本體、驅(qū)動(dòng)閥本體打開(kāi)或開(kāi)閉的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)閥本體復(fù)位的零位保持機(jī)構(gòu)；

閥本體包括由閥體5和閥芯6構(gòu)成的伺服螺旋機(jī)構(gòu)，閥芯6可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在閥體5內(nèi)，閥芯6從右向左依次設(shè)有第一臺(tái)肩61、第二臺(tái)肩62和第三臺(tái)肩63，閥體6的右端蓋7和第一臺(tái)肩61將閥體5內(nèi)腔氣密圍隔成敏感腔i，第一臺(tái)肩61和第二臺(tái)肩62將閥體5內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯6的環(huán)形出油腔，第二臺(tái)肩62和第三臺(tái)肩63將閥體5內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯6的環(huán)形進(jìn)油腔；

進(jìn)油腔與閥體6上的進(jìn)油口P連通，閥芯6內(nèi)沿中心軸設(shè)有高壓通道d，高壓通道d的入口端與進(jìn)油腔連通(高壓通道d的入口端沿徑向貫穿閥芯6)；閥體5上開(kāi)有一對(duì)軸對(duì)稱的高壓槽h和一對(duì)軸對(duì)稱的低壓槽g，且高壓槽h和低壓槽g交替設(shè)置，高壓槽h與高壓通道d的出口端連通；所述閥體5上沿軸向設(shè)有低壓通道f，低壓通道f的入口端與低壓槽g連通，低壓通道f的出口端與出油腔連通，

閥芯6的外壁上設(shè)有一對(duì)軸對(duì)稱的螺旋槽e，且螺旋槽e自閥芯6的右端面在閥芯6上沿軸向螺旋延伸，螺旋槽e的一端與敏感腔i連通，螺旋槽e的另一端位于高壓槽h的運(yùn)動(dòng)軌跡和低壓槽g的運(yùn)動(dòng)軌跡上，且低壓槽g與高壓槽h之間的距離與螺旋槽e的槽寬相等，敏感腔i通過(guò)高壓通道d和螺旋槽e與進(jìn)油腔連通；

敏感腔i通過(guò)螺旋槽e、低壓槽g和低壓通道f與出油腔連通，且出油腔與閥體5上的出油口A連通；第二臺(tái)肩62沿軸向的長(zhǎng)度大于出油口A的直徑，以使第二臺(tái)肩62在閥芯6位于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)完全密封出油口A，且出油口A位于第二臺(tái)肩62的運(yùn)動(dòng)軌跡上；

設(shè)置在閥本體左側(cè)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括位于正上方的上撥桿10和位于正下方的下?lián)懿?4，上撥桿10的下半部是圓形撥頭，下?lián)懿?0的上半部是開(kāi)口向上的U形叉，且撥頭的外徑和U形叉的開(kāi)口寬度相等，撥頭插設(shè)在U形叉內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)軸9與上撥桿10固定連接，以驅(qū)動(dòng)上撥桿10帶動(dòng)下?lián)懿孓D(zhuǎn)動(dòng)，且下?lián)懿?4的底部與閥芯6的左端固定連接，以帶動(dòng)閥芯6同步轉(zhuǎn)動(dòng)；上撥桿10的頂部可滑動(dòng)的設(shè)置在水平桿上，且水平桿上的兩側(cè)均套設(shè)有將上撥桿10抵緊在零位的上撥桿復(fù)位彈簧12，上撥桿復(fù)位彈簧12將上撥桿10豎直抵緊在下?lián)懿?4內(nèi)；

閥芯6的左端貫穿閥體5，且閥體5的左側(cè)設(shè)有迫使閥體5保持零位的零位保持機(jī)構(gòu)，所述零位保持機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在閥芯6上的閥芯復(fù)位彈簧3，閥芯復(fù)位彈簧3的一端抵緊在第三臺(tái)肩63的左側(cè)面上，迫使第二臺(tái)肩62位于出油口A上方并密封出油口A，另一端抵緊在固套在閥芯6上的卡簧上。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備為步進(jìn)電機(jī)a。

所述低壓槽g和高壓槽h均呈半圓形。

閥體5的左側(cè)設(shè)有連接座2，零位保持機(jī)構(gòu)設(shè)置在連接座2內(nèi)，連接板1位于左側(cè)，閥體5位于右側(cè)，連接板1和閥體5之間通過(guò)連接座2相連，連接座2的兩端分別通過(guò)第一密封圈17與連接板1和閥體5氣密相連。

閥芯6左端依次穿過(guò)閥體5、連接座2并穿入連接板1內(nèi)，且閥芯6通過(guò)第二密封圈4與閥體氣密連接、通過(guò)第三密封圈18與連接板1氣密連接。

右端蓋7通過(guò)第四密封圈19與閥體5氣密連接。

閥芯復(fù)位彈簧3的右端通過(guò)彈簧座抵緊在第三臺(tái)肩63的右側(cè)面上，且閥芯復(fù)位彈簧3的左端通過(guò)彈簧墊抵緊在卡簧上，彈簧座和彈簧墊均固定套設(shè)在閥芯6上。

所述連接座2和連接板1配有盒蓋。

所述步進(jìn)電機(jī)a設(shè)置在閥體5的上方，并配有保護(hù)罩。

所述上撥桿10通過(guò)第一螺釘13夾緊在步進(jìn)電機(jī)的輸出軸9上，所述下?lián)懿?4通過(guò)第二螺釘15夾緊在閥芯6上。

步進(jìn)電機(jī)a與控制器相連。

閥芯上設(shè)有同心環(huán)4保證與閥體的同軸度。

圖6中T表示回油口。

本實(shí)施例以32通徑閥芯直徑為32mm、流量為1000L/min的閥芯外環(huán)螺旋槽型大流量二位三通2D電液高速開(kāi)關(guān)閥為例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

(1)伺服螺旋機(jī)構(gòu)：

伺服螺旋機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)閥閥芯轉(zhuǎn)角與軸向直線位移轉(zhuǎn)換的導(dǎo)控機(jī)構(gòu)。

高壓槽h與高壓通道d始終相連通，高壓槽h和低壓槽g位于螺旋槽e的兩側(cè)，且高壓槽h與低壓槽g的距離與螺旋槽e的槽寬相等。螺旋槽e的一端與敏感腔i連通，另一端與高壓槽h和低壓槽g構(gòu)成阻力半橋，阻力半橋通過(guò)螺旋槽e控制敏感腔i內(nèi)的壓力。螺旋槽e覆蓋相鄰的高壓槽h和低壓槽g之間的區(qū)域以增加面積梯度，降低加工工藝難度，實(shí)現(xiàn)滿足2D電液高速開(kāi)關(guān)閥大流量，頻響快的要求。

當(dāng)閥芯6位于零位時(shí)(即本發(fā)明位于關(guān)閉狀態(tài)時(shí))，第二臺(tái)肩62的側(cè)面完全密封出油口A，且螺旋槽e的開(kāi)口與高壓槽h相錯(cuò)開(kāi)。

油液經(jīng)進(jìn)油口P進(jìn)入進(jìn)油腔內(nèi)，進(jìn)油腔內(nèi)的壓力為p₁，進(jìn)油腔內(nèi)的油液經(jīng)過(guò)高壓通道d進(jìn)入高壓槽h內(nèi)，高壓槽h內(nèi)的油液經(jīng)過(guò)螺旋槽e進(jìn)入敏感腔i內(nèi)，敏感腔i內(nèi)的油液經(jīng)螺旋槽e進(jìn)入低壓槽f內(nèi)，并從低壓槽g經(jīng)低壓通道f進(jìn)入出油腔，由于出油口A密封，油液不會(huì)外流，在靜態(tài)時(shí)若不考慮摩擦力及閥口液動(dòng)力的影響，高壓槽h、低壓槽g分別與螺旋槽e相交的面積相等，敏感腔i內(nèi)的壓力只有進(jìn)油腔內(nèi)的壓力(系統(tǒng)壓力)的一半，但設(shè)定敏感腔i的橫截面是進(jìn)油腔的橫截面的2倍，則閥芯6分別位于敏感腔i內(nèi)和進(jìn)油腔內(nèi)的兩頭的壓力相等，閥芯6軸向保持靜壓平衡，本發(fā)明處于零位狀態(tài)。

若閥芯6轉(zhuǎn)動(dòng)，則閥芯6上高壓槽h和低壓槽g與螺旋槽e的相交面積發(fā)生變化，從而引起敏感腔i的壓力變化，閥芯6的受力平衡被破壞，隨之閥芯6產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)，則引起出油口A關(guān)閉或打開(kāi)。

當(dāng)本發(fā)明處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥芯6順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(從開(kāi)關(guān)閥右端看)，高壓槽h與螺旋槽i相交的面積減小，低壓孔槽g與螺旋槽e相交的面積增大，引起敏感腔i的壓力降低，同時(shí)推動(dòng)閥芯6向右運(yùn)動(dòng)，出油口A關(guān)閉。繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，高壓槽h與螺旋槽e的相交面積逐漸增大，低壓孔槽g與螺旋槽e的相交面積逐漸減小，直至高壓槽h與螺旋槽e的相交面積、低壓孔槽g與螺旋槽e的相交面積再次相等時(shí)，軸向力平衡，閥芯6停止運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入新的平衡狀態(tài)；反之，當(dāng)閥芯6逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，以上變化過(guò)程恰好相反。

因此，2D電液高速開(kāi)關(guān)閥是閥芯具有雙運(yùn)動(dòng)自由度的兩級(jí)高速開(kāi)關(guān)閥，閥芯角位移與軸向位移之間是線性關(guān)系，本發(fā)明利用旋轉(zhuǎn)電磁鐵和撥叉撥桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥芯作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)閥功能，在油液壓力差的作用下推動(dòng)閥芯軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥口的高速啟閉特性。

(2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于閥體5和步進(jìn)電機(jī)a的左側(cè)，其上撥桿10通過(guò)第一螺釘13固連在步進(jìn)電機(jī)a輸出軸9上，下?lián)懿?4通過(guò)第一螺釘15固連在閥芯6上，上撥桿10與下?lián)懿?4之間為線接觸配合，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可有效地減小撥桿和撥叉之間的摩擦力以及對(duì)步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩要求，提高開(kāi)關(guān)閥的頻響特性。

所述步進(jìn)電機(jī)a作為開(kāi)關(guān)閥的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，位于閥體5上端，通過(guò)螺釘固定在連接板1上，保護(hù)罩通過(guò)螺釘固定在連接板1上。盒蓋通過(guò)螺釘3連接到保護(hù)罩上，水平桿的支架8通過(guò)螺釘固定在連接板1上。

步進(jìn)電機(jī)a帶動(dòng)上撥桿10順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則上撥桿10帶動(dòng)下?lián)懿?4和閥芯6逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，高壓槽h與螺旋槽e相交的面積增加，低壓槽g與螺旋槽e相交的面積減小，引起敏感腔i的壓力增大，閥芯6向左運(yùn)動(dòng)，則第二臺(tái)肩62從出油口A上移開(kāi)，出油口A暢通，油液流出，從而本發(fā)明處于打開(kāi)狀態(tài)。

為保證在開(kāi)關(guān)閥的控制器未通電或失效的情況下使得閥芯13仍能處于零位，在水平桿上安裝撥叉復(fù)位彈簧12，復(fù)位彈簧12、水平桿構(gòu)成上撥叉的限位機(jī)構(gòu)。上撥叉在啟動(dòng)后會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)位彈簧12會(huì)在控制器斷電時(shí)，驅(qū)動(dòng)上撥叉復(fù)位。

(2)零位保持機(jī)構(gòu)

閥芯6上裝有卡簧、彈簧墊、閥芯復(fù)位彈簧3和彈簧座，以防止開(kāi)關(guān)閥在運(yùn)輸過(guò)程中閥芯6在閥體5內(nèi)部竄動(dòng)，保證調(diào)零時(shí)閥芯6做平穩(wěn)的軸向運(yùn)動(dòng)，防止與閥體5發(fā)生碰撞，并同時(shí)保證在控制器未通電情況下閥芯處于絕對(duì)零位。

閥本體打開(kāi)的瞬間，閥芯6向左移動(dòng)，并壓迫閥芯復(fù)位彈簧3，當(dāng)控制器斷電時(shí)，閥芯復(fù)位彈簧3驅(qū)動(dòng)閥芯13向右移動(dòng)并恢復(fù)零位，本發(fā)明處于關(guān)閉狀態(tài)。

本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。