CN110645397B - 一种一体化快速响应阀门电液驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，涉及阀门控制领域，该装置包括油箱、齿轮泵、液压驱动模块、电机、液压执行器以及信号反馈开关装置；油箱与液压驱动模块连接，齿轮泵安装于油箱内部并与液压驱动模块连通；电机与齿轮泵连接；液压执行器包括阀体、阀盖、齿条、第一油腔、第二油腔、第一油路、第二油路、从动轮；齿条与从动轮啮合，第一油路、第二油路分别连通液压驱动模块与第一油腔、第二油腔；信号反馈开关装置包括开关显示盘以及与开关显示盘连接的凸轮轴，凸轮轴的另一端与从动轮的齿轮轴连接。本发明的有益效果是集成度高，节省占用空间；能快速控制阀门启闭，也能显示阀门的开关情况，并自动控制电机启闭。

Description

一种一体化快速响应阀门电液驱动装置

技术领域

本发明涉及阀门控制领域，具体涉及一种一体化快速响应阀门电液驱动装置。

背景技术

电液控制阀是一种通过电机驱动液压传动机构动作从而达到控制阀门开或关的一种机械结构，电液控制阀作为一种自动化控制执行机构广泛用于石油、化工、冶金、电力、食品等管道储运自动化控制系统中。

目前市面上的电液控制阀产品缺点很明显，随着扭力的提升，电液控制阀整个结构过于臃肿，占用空间大，且响应时间偏长。为了解决以上工程应用中的技术难题在，迫切需要设计一个结构紧凑且能快速响应的阀门驱动装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种结构紧凑且能快速响应的阀门电液驱动装置。

本发明的技术解决方案如下：

一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，包括油箱、齿轮泵、液压驱动模块、电机、液压执行器以及信号反馈开关装置；

所述油箱与所述液压驱动模块连接，所述齿轮泵安装于所述油箱内部，并与所述液压驱动模块连通；

所述电机的转轴与所述齿轮泵的齿轮轴连接；

所述液压执行器包括阀体以及阀盖，所述阀体内设有与阀体内壁滑动连接的齿条，所述阀体与所述齿条之间设有第一油腔、第二油腔，所述阀体内还设有连通所述液压驱动模块的第一油路、第二油路，所述第一油路、第二油路分别与第一油腔、第二油腔连通；所述阀体内还设有与所述齿条啮合的从动轮；

所述信号反馈开关装置包括开关显示盘以及与开关显示盘连接的凸轮轴，所述凸轮轴的另一端与所述从动轮的齿轮轴连接。

进一步地，所述信号反馈开关装置还包括开关限位片、凸轮以及集成电路板，所述凸轮设置在所述凸轮轴上，所述集成电路板与所述开关限位片、所述凸轮轴电连接；当所述从动轮旋转带动阀门开或关到位时，所述凸轮随着所述凸轮轴转动而接触所述开关限位片，所述开关限位片与所述凸轮、凸轮轴、集成电路板组成的电路连通，所述集成电路板与所述电机电连接，所述集成电路板控制所述电机启动或停止。

进一步地，所述凸轮为两个，两个所述凸轮分别位于所述凸轮轴的两侧，且两个所述凸轮相互平行；所述开关限位片为两个，且两个所述开关限位片分别与两个所述凸轮位置对应。

进一步地，所述液压驱动模块包括分别与所述齿轮泵连通的油路A、油路B，所述油路A上设有用于控制液压油通过的液控单向阀A2，所述油路B上设有用于控制液压油通过的液控单向阀B2，所述油路A、油路B分别与所述第一油路、第二油路连通。

进一步地，所述液压驱动模块还包括溢流阀、液压锁。

进一步地，所述阀盖上设有用于限制所述齿条移动距离的限位结构。

进一步地，所述限位结构包括行程螺钉以及安装在行程螺钉尾部的限位球，所述行程螺钉贯穿设置在所述阀盖内，所述限位球位于所述阀体内。

进一步地，所述油箱上设有观油口和加油口。

进一步地，所述电机上安装有航空接头。

进一步地，所述开关显示盘上喷有绝缘漆。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用精密细小化齿轮泵置于油箱内部的结构设计，集成度高，极大地的节省了整个机构的占用空间。

2、本发明采用大功率的微型电机作为动力机构，能够快速、匀速稳定控制阀门的开度，从而控制流经阀门的介质的流速以及流量。

3、本发明的一体化快速响应阀门电液驱动装置不仅能够快速实现阀门的开关，而且安装有信号反馈开关装置，通过信号反馈开关装置能显示阀门的开关情况，并能通过信号反馈开关装置自动控制电机的启动与关闭，即控制阀门的开和关；本发明也能通过手动操作转动微型齿轮泵对受控阀件进行开关控制，采用手动与自动控制相结合，维护简单。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的部分结构剖视图；

图3为图1的左视部分剖视俯视图；

图4为图1的俯视结构示意图；

图5为液压驱动模块的原理图；

附图说明：1、油箱；11、观油口；12、加油口；2、齿轮泵；3、液压驱动模块；31、溢流阀；32、液压锁；4、电机；41、航空接头；5、液压执行器；51、阀体；52、阀盖；53、第一油腔；54、第二油腔；55、齿条；56；从动轮；57、第一油路；58、第二油路；591、行程螺钉；592、限位球；6、信号反馈开关装置；61、开关限位片；62、开关显示盘；63、凸轮；64、凸轮轴；65、集成电路板。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1～4所示，本发明的一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，它包括油箱1、齿轮泵2、液压驱动模块3、电机4、液压执行器5以及信号反馈开关装置6。

油箱1与液压驱动模块3连接；油箱1用于装液压油，油箱1上设有观油口11和加油口12，用于观察油箱1内剩余油量，以及添加液压油。

所述齿轮泵2安装于所述油箱1内部，并与所述液压驱动模块3连通；在本实施例中，齿轮泵2为微型的双向齿轮泵，微型的齿轮泵体积小节省空间；齿轮泵2用于从油箱1中吸液压油，并将液压油输入液压驱动模块3中。通过电机4正反转，从而带动双向齿轮泵的正反转，从而改变工作压力油口。

所述电机4的转轴与所述齿轮泵2的齿轮轴连接，在本实施例中，电机4为微型的电机，体积小节省空间，电机4用于驱动齿轮泵2旋转，从而使齿轮泵2从油箱1中吸液压油，并将液压油输入液压驱动模块3中。在本实施例中，电机4上安装有航空接头41，用于保证电机IP等级。

所述液压执行器5包括阀体51以及用于封闭阀体51的阀盖52，所述阀体51内设有齿条55，该齿条55的上端与阀体51内壁滑动连接，即齿条55可在阀体51内左右移动；所述阀体51与所述齿条55的左右两端之间分别设有第一油腔53、第二油腔54，所述阀体51内还设有连通所述液压驱动模块5的第一油路57、第二油路58，所述第一油路57、第二油路58分别与第一油腔53、第二油腔54连通；该齿条55的下端设有齿轮，所述阀体51内还设有与所述齿条55下端啮合的从动轮56，从动轮56上的齿轮轴与受控阀门连接。液压驱动模块3中将液压油通过第一油路57或第二油路58分别输入到第一油腔53或第二油腔54，从而第一油腔53或第二油腔54内的油压增大，驱动齿条55左右移动，从而带动从动轮56转动，从动轮56带动受控阀门开启或者关闭。

所述信号反馈开关装置6包括开关显示盘62以及与开关显示盘62连接的凸轮轴64，所述凸轮轴64的另一端与所述从动轮56的齿轮轴连接；开关显示盘62位于信号反馈开关装置6的外壁上，从而从动轮56转动带动受控阀门开启或者关闭的同时，开关显示盘62也会随之凸轮轴64一起转动，从而通过开关显示盘62显示受控阀门开启或关闭的状态。

实施例2

如图3所示，本实施例是在实施例1的基础上进行改进，具体地，所述信号反馈开关装置6还包括开关限位片61、凸轮63以及集成电路板65，所述凸轮63设置在所述凸轮轴64上，所述集成电路板65与所述开关限位片61、所述凸轮轴64电连接；当所述从动轮56旋转带动受控阀门开或关到位时，所述凸轮63随着所述凸轮轴64转动而接触所述开关限位片61，所述开关限位片61与所述凸轮63、凸轮轴64、集成电路板65组成的电路连通，所述集成电路板65与所述微型电机4电连接，所述集成电路板65控制所述微型电机4启动或停止。

在本实施例中，所述凸轮63为两个，两个所述凸轮63分别位于所述凸轮轴64的两侧，且两个所述凸轮63相互平行，所述开关限位片61为两个，且两个开关限位片61分别与两个所述凸轮63位置对应，即每旋转90°，凸轮63与开关限位片61接触通电或断开连接一次。

当受控阀门随着从动轮56旋转开、关到位时，凸轮63会顶住开关限位片61，从而开关限位片61与所述凸轮63、凸轮轴64、集成电路板65组成的电路连通，集成电路板65根据预先设定好的程序对所述微型电机4的启动与停止进行控制。在本实施例中，集成电路板65的电路结构以及集成电路板65与微型电机4的连接方式均为现有技术，选自江苏首龙阀门有限公司生产的型号为APL-210N的集成电路板65。

实施例3

如图4所示，本实施例是在实施例1的基础上进行改进，具体地，所述液压驱动模块5包括分别与所述齿轮泵2连通的油路A、油路B，所述油路A上设有用于控制液压油通过的液控单向阀A2，所述油路B上设有用于控制液压油通过的液控单向阀B2，所述油路A、油路B分别与所述第一油路57、第二油路58连通。

如图4所示，当电机4正转时，双向齿轮泵2正转从油箱1中吸油，A1处油压增大，当油压达到一定程度，液控单向阀A2开启，油路A连通，液压油从油路A通过第一油路57进入第一油腔53，第一油腔53内的压力增大，从而驱动齿条55向第二油腔54方向移动，齿条55带动从动轮56顺时针旋转。当A1处油压达到一定时，液控单向阀B2开启，油路B内的压力油经B2回到B1处。

当电机4反转时，双向齿轮泵2反转从油箱1中吸油，B1处油压增大，当油压达到一定程度，液控单向阀B2开启，油路B连通，液压油从油路B通过第二油路58进入第二油腔54，第二油腔54内的压力增大，从而驱动齿条55向第一油腔53方向移动，齿条55带动从动轮56逆时针旋转。压力油通向B油口。当B1处油压达到一定时，液控单向阀A2开启，油路A内的压力油经A2回到A1处。

在本实施例中，所述液压驱动模块3还包括溢流阀31、液压锁32，在受控阀门开启或关闭过程中如果遇到卡顿等意外情况，导致液压驱动模块3内部油路压力超过溢流阀31溢流压力时，溢流阀31将进行溢流，将液压油回流至油箱1。液压锁32同时锁住液压驱动模块3内油路的压力保证停在某一位置不动，保证液压驱动模块3运行的稳定与安全，等待及时维修。

实施例4

如图2所示，本实施例是在实施例1的基础上进行改进，具体地，所述阀盖52上设有用于限制所述齿条55移动的限位结构，从而限制受控阀门的旋转角度。在本实施例中，限位结构对称安装在阀体51的两端，所述限位结构包括行程螺钉591以及安装在行程螺钉591尾部的限位球592，所述行程螺钉591水平贯穿设置在所述阀盖52内，所述限位球592位于所述阀体51内，齿条55的两端在移动过程中可以接触限位球592，从而通过限位球592来限制所述齿条55移动距离。

实施例5

本实施例是在实施例1和2的基础上进行改进，具体地，信号反馈开关装置6的外壳以及开关显示盘62上均喷有绝缘漆，从而防止在使用过程中漏电。

本发明的原理是：将从动轮56上的齿轮轴与受控阀门连接，该电液驱动装置通电之后，启动微型电机4，微型电机4带动微型齿轮泵2从油箱1内吸油，通过液压驱动模块4将液压油压进液压执行器5，具体地，液压驱动模块3中将液压油通过第一油路57或第二油路58分别压进第一油腔53或第二油腔54，从而第一油腔53或第二油腔54内的油压增大，驱动齿条55左右移动，从而带动从动轮56转动，从动轮56带动受控阀门开启或者关闭。当受控阀门完全开启(90±5°)或完全关闭时，凸轮63接触按压开关限位片61，开关限位片61与所述凸轮63、凸轮轴64、集成电路板65组成的电路连通，集成电路板65根据预先设定好的程序最终控制微型电机4的启动与关闭。

以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，其特征在于：包括油箱(1)、齿轮泵(2)、液压驱动模块(3)、电机(4)、液压执行器(5)以及信号反馈开关装置(6)；

所述油箱(1)与所述液压驱动模块(3)连接，所述齿轮泵(2)安装于所述油箱(1)内部，并与所述液压驱动模块(3)连通；

所述电机(4)的转轴与所述齿轮泵(2)的齿轮轴连接；

所述液压执行器(5)包括阀体(51)以及阀盖(52)，所述阀体(51)内设有与阀体(51)内壁滑动连接的齿条(55)，所述阀体(51)与所述齿条(55)之间设有第一油腔(53)、第二油腔(54)，所述阀体(51)内还设有连通所述液压驱动模块(3)的第一油路(57)、第二油路(58)，所述第一油路(57)、第二油路(58)分别与第一油腔(53)、第二油腔(54)连通；所述阀体(51)内还设有与所述齿条(55)啮合的从动轮(56)；

所述信号反馈开关装置(6)包括开关显示盘(62)以及与开关显示盘(62)连接的凸轮轴(64)，所述凸轮轴(64)的另一端与所述从动轮(56)的齿轮轴(561)连接；

所述信号反馈开关装置(6)还包括开关限位片(61)、凸轮(63)以及集成电路板(65)，所述凸轮(63)设置在所述凸轮轴(64)上，所述集成电路板(65)与所述开关限位片(61)、所述凸轮轴(64)电连接；当所述从动轮(56)旋转带动阀门开或关到位时，所述凸轮(63)随着所述凸轮轴(64)转动而接触所述开关限位片(61)，所述开关限位片(61)与所述凸轮(63)、凸轮轴(64)、集成电路板(65)组成的电路连通，所述集成电路板(65)与所述电机(4)电连接，所述集成电路板(65)控制所述电机(4)启动或停止；

所述液压驱动模块(3)包括分别与所述齿轮泵(2)连通的油路A、油路B，所述油路A上设有用于控制液压油通过的液控单向阀A2，所述油路B上设有用于控制液压油通过的液控单向阀B2，所述油路A、油路B分别与所述第一油路(57)、第二油路(58)连通。

2.根据权利要求1所述的一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，其特征在于：所述凸轮(63)为两个，两个所述凸轮(63)分别位于所述凸轮轴(64)的两侧，且两个所述凸轮(63)相互平行；所述开关限位片(61)为两个，且两个所述开关限位片(61)分别与两个所述凸轮(63)位置对应。

3.根据权利要求1所述的一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，其特征在于：所述液压驱动模块(3)还包括溢流阀(31)、液压锁(32)。

4.根据权利要求1所述的一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，其特征在于：所述阀盖(52)上设有用于限制所述齿条(55)移动距离的限位结构。

5.根据权利要求4所述的一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，其特征在于：所述限位结构包括行程螺钉(591)以及安装在行程螺钉(591)尾部的限位球(592)，所述行程螺钉(591)贯穿设置在所述阀盖(52)内，所述限位球(592)位于所述阀体(51)内。

6.根据权利要求1所述的一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，其特征在于：所述油箱(1)上设有观油口(11)和加油口(12)。

7.根据权利要求1所述的一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，其特征在于：所述电机(4)上安装有航空接头(41)。

8.根据权利要求1所述的一种一体化快速响应阀门电液驱动装置，其特征在于：所述开关显示盘(62)上喷有绝缘漆。