CN107701210B - 一种基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构 - Google Patents
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Abstract
一种基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构，包括步进电机和伸缩杆，步进电机通过联轴器带动伸缩杆做旋转运动，伸缩杆可沿轴向做直线往复伸缩运动；伸缩杆的头部固定布置永磁铁；沿永磁铁旋转轨迹的周向分布具备先导控制功能的液控换向阀，被动永磁铁分别与先导阀顶杆固定连接；永磁铁与被动永磁铁磁极互斥，被动永磁铁产生位移实现先导阀顶杆的移动，实现对液控换向阀的控制，从而实现液控单向阀阀芯开启的控制。本发明由于使用永磁铁控制液控单向阀阀芯启闭，性能可靠，故障率低；由于多组液控单向阀控制执行机构均可布置在同一区域，并使用同一台步进电机，运行维护点方便且集中，并可避免液控单向阀各自均需配置控制电缆的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种液控单向阀控制机构，特别是关于一种采用永磁铁驱动的液控单向阀控制机构。
背景技术
液控单向阀是在普通单向阀的基础上，通过对控制口进行供液，打开单向阀阀芯以使阀中的流体反向流通的阀。液控单向阀在煤矿井下综采面的液压支护设备中得以广泛使用，用以实现立柱的升柱与降柱功能。随着煤炭综采技术和先进制造及动力驱动等工业技术的迅速发展，综采设备日趋自动化与集成化，对结构简易、产品寿命长、维护成本低的先导式液控单向阀有迫切的需求。传统的液控单向阀多组集中安装，并使用电磁先导阀进行先导控制，其每一个液控换向阀均需要搭配一块电磁铁及配套电控装置独立控制，以电磁铁通电吸合顶杆，控制液控换向阀换向，从而使液控单向阀控制口开闭，控制执行机构数量较多。电磁铁故障率较高，且电磁铁安装位置抵近液控换向阀阀体，易吸附铁屑杂质堵塞细长过液孔，增加维护难度与成本。
永磁铁固有磁性不需外界条件激励，无需额外装置配套，用以替代传统的电磁铁，可以避免电磁铁故障率高的问题，且可以通过优化设计将控制环节集中设置到一处空间，由单一控制信号进行控制，易于维护。但是，现在本领域还未见以永磁铁为基础进行配套设计的先导控制阀与液控单向阀相适应，产品寿命偏低、控制执行元件分散、控制线缆繁多、维护难度大仍是制约传统先导式液控单向阀的重要因素。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于永磁驱动式液控单向阀的控制机构，利用永磁铁性能可靠、易于维护的优势，实现集中控制、精简结构、降低维护成本和难度的目的。
一种基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构，包括步进电机和伸缩杆，所述步进电机通过联轴器带动所述伸缩杆做作旋转运动，所述伸缩杆可沿轴向做直线往复伸缩运动；所述伸缩杆的头部固定布置永磁铁；沿所述永磁铁旋转轨迹的周向分布具备先导控制功能的液控换向阀，所述被动永磁铁分别与先导阀顶杆固定连接；所述永磁铁与所述被动永磁铁磁极互斥，所述被动永磁铁产生位移驱动所述先导阀顶杆的移动，实现对所述液控换向阀的控制，从而实现所述液控单向阀阀芯开启的控制。
优选所述伸缩杆与所述联轴器的轴线垂直排布。
优选所述永磁铁的磁极方向与所述伸缩杆的轴向方向相同。
优选所述被动永磁铁布置在同一平面内，沿周向均匀排布，所述被动永磁体的磁极方向指向旋转中心。
优选所述伸缩杆在随步进电机旋转过程中处于收缩状态，在到达指定位置时处于伸出状态。
本发明由于使用永磁铁控制液控单向阀阀芯启闭，性能可靠，故障率低，且各永磁铁与受控液控单向阀之间具有一定间距，可减少永磁铁对附近铁屑杂质的吸附以及堵塞过液孔；由于多组液控换向阀控制执行机构均可布置在同一区域，并使用同一台步进电机，运行维护点方便且集中，并可避免液控单向阀各自均需配置控制电缆的缺点。
附图说明
附图1为本发明所述基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构的一个优选实施例的侧视图；
附图2为附图1中基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构的正视图；
附图标记如下：1-步进电机、2-联轴器、3-主阀(含多组液控换向阀)、4-液控换向阀；5-先导阀顶杆、6-被动永磁铁、7-主动永磁铁、8-伸缩杆。
具体实施方式
参见附图1和2，其描述了根据本发明所述基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构的一个优选实施例，其具有基于步进电机位置选择和永磁铁同极互斥推移顶杆的单向阀芯控制结构。
基于永磁驱动式的液控单向阀控制执行元件包括步进电机1、联轴器2、伸缩杆8和主动永磁铁7等部件。步进电机1通过联轴器2带动伸缩杆8及固定在其上的主动永磁铁7做旋转运动，伸缩杆8与联轴器2的轴线垂直排布，便于根据步进电机1的激励脉冲信号数计算驱动的各液控单向阀的位置，伸缩杆8自身通过附属控制元件(如小型电机或弹簧等)可以在轴向实现直线往复运动，从而使主动永磁铁7得以实现旋转和伸缩的复合运动。
在各先导阀的顶杆5上端，对应主动永磁铁7的部位安装被动永磁铁6，被动永磁体6相对主动永磁铁7的一面磁极与主动永磁铁7相对被动永磁铁6一面磁极相同，两者互斥，即主动永磁铁7和被动永磁铁6相对面的磁极相同，都是N极或S极。可以通过主动永磁铁7的移动推动被动永磁铁6。
参见附图2，当技术人员选定某个阀时，步进电机1带动伸缩杆8旋转，此时，伸缩杆8保持收缩状态，避免主动永磁铁7在旋转过程中对被动永磁铁6误操作从而引起液控单向阀误动作，当步进电机1带动伸缩杆8指向选定的液控单向阀时，伸缩杆8伸出，主动永磁铁7与指定被动永磁铁6同极互斥，被动永磁铁6带动先导阀顶杆5动作，先导阀顶杆5动作使主阀3内对应液控换向阀4换向，从而控制液控单向阀阀芯开启。
当取消打开的阀的选择时，控制步进电机1移动并控制伸缩杆8收缩，伸缩杆8离开该打开的阀，先导阀顶杆5在重力或弹簧的作用下弹开，被取消选择的液控单向阀关闭。基于上述控制思路，液控单向阀应该是常闭的。可以理解的是，也可以通过步进电机1、伸缩杆8、磁铁的变化控制常开液控单向阀。
虽然本实施例中永磁式液控单向阀周边排布有十一片阀，但也可以通过增减控制数目来实施本发明。
以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构，其特征在于：包括步进电机和伸缩杆，所述步进电机通过联轴器带动所述伸缩杆做旋转运动，所述伸缩杆可沿轴向做直线往复伸缩运动；所述伸缩杆的头部固定布置主动永磁铁；沿所述主动永磁铁旋转轨迹的周向分布有具备先导控制功能的液控换向阀，被动永磁铁分别与所述液控换向阀的先导阀顶杆固定连接；所述主动永磁铁与所述被动永磁铁的相对面磁极互斥。
2.如权利要求1所述的基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构，其特征在于：所述伸缩杆与所述联轴器的轴线垂直排布。
3.如权利要求2所述的基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构，其特征在于：所述主动永磁铁的磁极方向与所述伸缩杆的轴向方向相同。
4.如权利要求2或3所述的基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构，其特征在于：所述被动永磁铁布置在同一平面内，沿周向均匀排布，所述被动永磁体的磁极方向指向其旋转中心。
5.如权利要求4所述的基于永磁驱动式的液控单向阀控制机构，其特征在于：所述伸缩杆在随步进电机旋转过程中处于收缩状态，在到达指定位置时处于伸出状态。
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