一种水下音圈电机直驱的低压溢流阀

本发明涉及水下液压装备，具体而言，尤其涉及一种水下音圈电机直驱的低压溢流阀。

背景技术：

1、溢流阀是液压传动领域的典型的压力控制阀，其在液压系统里面承担的主要作用是控制入口压力，目前可以做到压力调节的溢流阀通常是在岸上使用，配合泵或者外部的液压系统进行工作，并且控制的压力等级很高；调压时通常并联一个开启压力在低压溢流阀调压范围之上的安全阀使用，通过控制弹簧的预压缩量来进行压力调节。专利cn201910164757.7公开了一种同时具备调压和限压的溢流阀，该阀的压力调节还是传统的手动控制弹簧预压缩量来调节阀入口处压力。专利202321198204.1公开了一种通过电磁铁代替弹簧和金属导杆来调压的调压阀和电磁阀，可以解决异音、提前泄气、调压不准的问题，结构简单，是电磁阀和调压阀的简单叠加。

技术实现思路

1、根据上述提出深海领域调压溢流阀控制系统压力时自身存在的比如密封、压力平衡等问题和电机械转换器水下难以正常使用的问题，本发明提出了一种可以在水下使用的通过音圈电机直驱控制系统压力的低压溢流阀，可以针对深海的工作容腔(如高弹性橡胶水囊、水压人工肌肉、液压缸等)的内部压力进行调节。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种水下音圈电机直驱的低压溢流阀，包括阀体、安装在所述阀体内部的主阀和安装于所述阀体外部侧面的电磁阀；

4、所述阀体内部设置有用于安装所述主阀的主阀安装腔，所述主阀安装腔一端开口，且开口朝向所述电磁阀；所述阀体开设有进液口和出液口；

5、所述主阀包括阀套和阀芯；所述阀套沿轴向设置有阀芯安装腔，所述阀芯安装在所述阀芯安装腔内；所述阀芯安装腔的开口朝向所述主阀安装腔的开口；所述阀套前端开设有主阀进液口，所述阀芯前端能够封闭所述主阀进液口；所述阀套还开设有主阀出液口，所述主阀进液口和所述主阀出液口分别与所述进液口和所述出液口相连通；所述主阀进液口和所述主阀出液口均与所述阀芯安装腔相连通；

6、所述电磁阀包括音圈电机、油舱、膜片电机安装板、膜片阀体安装板、膜片和传力机构；所述音圈电机位于所述油舱内部，所述油舱内部充满绝缘油；所述膜片阀体安装板、所述膜片电机安装板和所述油舱依次设置于所述阀体侧面，所述膜片安装于所述膜片阀体安装板和所述膜片电机安装板之间；所述传力机构一端与所述阀芯相接触，另一端依次穿过所述阀芯安装腔的开口以及所述膜片阀体安装板、所述膜片和所述膜片电机安装板，与所述音圈电机相连接；所述膜片用于阻隔所述阀套内的液体与所述油舱内的绝缘油；

7、所述油舱、所述音圈电机、所述膜片电机安装板、所述膜片阀体安装板、所述膜片和所述传力机构均与所述主阀同轴布置。

8、进一步地，所述阀套由前主阀阀套和后主阀阀套组成，所述阀芯安装腔由所述前主阀阀套和所述后主阀阀套的中心通孔组成；所述主阀进液口设置于所述前主阀阀套前端，所述主阀出液口设置于所述前主阀阀套侧面，所述主阀进液口和所述主阀出液口均与所述前主阀阀套的中心通孔相连通；所述阀芯安装于所述前主阀阀套的中心通孔内；

9、所述阀体还开设有工艺孔ⅰ和工艺孔ⅱ；所述工艺孔ⅱ连通所述出液口与所述工艺孔ⅰ，且开口朝向所述电磁阀；所述工艺孔ⅱ开口处安装有密封圈ⅱ；所述后主阀阀套侧面开设有连通孔，所述工艺孔ⅰ的一端与所述连通孔相连通，另一端密封；所述前主阀阀套与所述后主阀阀套的中心通孔通过所述主阀出液口、所述出液口、所述工艺孔ⅱ、所述工艺孔ⅰ和所述连通孔相连通。

10、进一步地，所述后主阀阀套一端设置有凹槽，所述前主阀阀套一端伸入所述凹槽内实现所述前主阀阀套与所述后主阀阀套的轴向定位，使所述前主阀阀套和所述后主阀阀套组合成所述阀套；

11、所述阀芯前端为锥面，所述前主阀阀套的中心通孔前端内壁设置有锥面，所述低压溢流阀工作时，所述阀芯的锥面能够顶在所述前主阀阀套的中心通孔前端的锥面上形成线接触密封，从而封闭所述主阀进液口。

12、进一步地，所述传力机构包括阀体传力杆、电机传力杆和电机传力杆安装盘；

13、所述阀体传力杆一端为球面并与所述阀芯相接触，另一端与所述电机传力杆安装盘固定连接，所述膜片被夹持固定在所述阀体传力杆与所述电机传力杆安装盘之间；

14、所述电机传力杆两端分别设置有外螺纹，一端连接至所述电机传力杆安装盘中心的螺纹孔，另一端与所述音圈电机的音圈电机动子螺纹连接；所述音圈电机动子中心设置有用于配合安装所述电机传力杆的螺纹孔。

15、进一步地，所述电机传力杆通过直线轴承转动安装于所述膜片电机安装板中心通孔；所述直线轴承固定法兰固定安装于所述膜片电机安装板中心通孔的一侧，用于对所述直线轴承进行轴向限位；

16、所述直线轴承固定法兰、所述直线轴承、所述阀体传力杆、所述电机传力杆和所述电机传力杆安装盘均与所述主阀同轴布置。

17、进一步地，所述阀套一端与所述阀芯安装腔之间安装有密封圈ⅰ；

18、所述膜片阀体安装板与所述阀体之间安装有密封圈ⅲ；

19、所述膜片电机安装板与所述膜片阀体安装板和所述油舱之间分别安装有密封圈ⅳ和密封圈ⅴ。

20、进一步地，所述膜片电机安装板一侧为电机安装面，另一侧为第一膜片安装面，中心设置有贯穿所述电机安装面和所述第一膜片安装面的中心通孔，用于使所述传力机构穿过；

21、所述电机安装面上设置有用于安装所述音圈电机的第一圆形凹槽，所述第一圆形凹槽内设置有沉头通孔，用于配合所述音圈电机的音圈电机定子上的螺纹孔，通过安装螺丝使所述音圈电机定子安装于所述第一圆形凹槽内；

22、所述第一膜片安装面上设置有第二圆形凹槽，所述第二圆形凹槽底面还设置有第三圆形凹槽；

23、所述电机安装面和所述第一膜片安装面上分别设置有用于安装密封圈的环形槽；

24、所述膜片阀体安装板一侧为第二膜片安装面，中心设置有用于使所述传力机构穿过的中心通孔；所述第二膜片安装面上设置有能够嵌入所述第二圆形凹槽的第一环形凸台，所述第一环形凸台与所述第二圆形凹槽相互配合能够使所述膜片阀体安装板安装至所述膜片电机安装板；

25、所述膜片朝向所述膜片电机安装板的一侧表面设置有能够嵌入所述第三圆形凹槽的第二环形凸台，所述第二环形凸台与所述第三圆形凹槽相互配合能够使所述膜片夹持在所述膜片电机安装板与所述膜片阀体安装板之间。

26、进一步地，所述油舱朝向所述膜片电机安装板的一端设置有法兰，所述法兰上沿周向等间隔设置有四个通孔；所述油舱一端开设有补偿器连接口和水密连接器安装口；

27、所述膜片阀体安装板和所述膜片电机安装板分别沿周向等间隔设置有四个通孔；

28、所述阀体朝向所述膜片阀体安装板的端面沿周向等间隔设置有四个螺纹孔；

29、通过使四个螺丝分别依次穿过所述油舱、所述膜片阀体安装板和所述膜片电机安装板上的四个通孔并安装至所述阀体上的四个螺纹孔，使所述阀体、所述膜片阀体安装板、所述膜片电机安装板和所述油舱相连接。

30、进一步地，所述直线轴承固定法兰中心设置有一个用于使所述电机传力杆通过的通孔，并沿周向等间隔设置有八个通孔；

31、所述第一膜片安装面上开设有凹槽，所述凹槽能够与所述膜片形成容腔；所述凹槽内沿周向等间隔设置有四个螺纹孔和四个通孔，螺纹孔与通孔交错设置，且四个螺纹孔和四个通孔分别与所述直线轴承固定法兰上的八个通孔一一对应；所述直线轴承固定法兰上的四个通孔通过螺丝连接至所述第一膜片安装面上的四个螺纹孔，使所述直线轴承固定法兰安装于所述膜片电机安装板；所述直线轴承固定法兰上的其他四个通孔分别与所述第一膜片安装面上的四个通孔相连通，用于保证所述容腔不是密闭的，从而使所述容腔内的绝缘油能够被吸入或排出。

32、进一步地，所述膜片采用了高弹性材料制成；所述阀体、所述阀芯、所述前主阀阀套、所述后主阀阀套、所述油舱、所述膜片电机安装板、所述膜片阀体安装板、所述直线轴承固定法兰、所述直线轴承、所述阀体传力杆、所述电机传力杆和所述电机传力杆安装盘均采用了耐腐蚀、高强度的不锈钢材料制成。

33、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

34、本发明提供的水下音圈电机直驱的低压溢流阀，使用316l不锈钢作为材料，耐海水腐蚀，可实现深海工作；结构简单，安装时所有零件均与阀体内主阀呈同轴心布置，方便安装及拆卸；整体体积小，方变后期设计集成到阀组上且不影响其他组件；将电机驱动力代替传统弹簧在压力控制阀中的作用，可以实现远程控制电机驱动力来代替手动改变弹簧预紧力。实现控制负载系统的压力调节；密封性好，该阀将电机驱动部分泡在如硅油等绝缘油中，通过膜片将传力机构运动时的动密封转化成静密封，隔绝了溢流阀体内的水进入电磁阀内部破坏电机，此外该电磁阀其他位置均布置油密封槽用于安装密封圈防止外界水进入电磁阀内；调压精度高，该阀在水下工作时电磁阀部分的油舱外接补偿器，保证膜片两侧容腔的压力平衡，减小了音圈电机的工作时对阀芯进行力平衡的负担，扩大了调压范围，提高调压精度。

35、基于上述理由本发明可在水下深海液压装备压力控制领域广泛推广。