[发明专利]基于气隙组合的永磁弹簧直动式溢流阀

说明书

本发明提供了一种基于气隙组合的永磁弹簧直动式溢流阀，包括：永磁弹簧组件，所述永磁弹簧组件包括两个永磁基座和阀芯，所述两个永磁基座包括分别设置在所述阀芯的上方和下方的上永磁基座和下永磁基座，其中所述阀芯与所述上永磁基座之间形成第一作用力并且所述阀芯与所述下永磁基座之间形成第二作用力，所述第一作用力与所述第二作用力的合力形成所述永磁弹簧组件的弹簧力，用于与液压力同时作用于阀芯以开启和关闭溢流阀。

技术领域

本发明涉及液压元件，更具体地涉及基于气隙组合方式的永磁弹簧直动式溢流阀。

背景技术

溢流阀作为伺服能源的压力调节元件，主要作用在于定压和溢流，当作为安全阀使用时也可以起到防止过载和安全防护的作用。直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作。溢流阀大多使用螺旋压缩弹簧作为调压元件和复位元件。螺旋压缩弹簧存在疲劳断裂、氢脆断裂、腐蚀断裂、松弛、塑性变形、永久变形等失效模式，一旦弹簧失效发生断裂或松弛、卡死等故障，将会使液压系统失压，导致所关联的操纵系统失控，对于航天伺服系统可能带来更严重的灾难性后果。

永磁弹簧是利用永磁体间的磁力-气隙特性实现类似金属弹簧的磁力-气隙性能，结构上的非接触特点使其具有可动件质量小、无磨损、功耗低、寿命长、噪音小和无需润滑等优点。

近年来，随着高性能磁铁材料的不断涌现，永磁弹簧的低成本、小体积、大推力以及优良耐循环冲击的性能优势更加凸显，使它有望取代机械弹簧用于快速机械响应机构，在机械、化工、汽车、电力、国防和核工业等很多工程领域有着广泛的应用前景，同时它对提高设备的运转速度与精度，并使设备适应特殊工作环境具有重要意义。

在液压领域，目前已经存在利用磁力弹簧之间的吸引力设计永磁式单向阀和永磁式卸荷阀。另外，也有人对基于永磁压缩弹簧的直动式溢流阀进行了理论与实验研究，但没有相关产品，其通过采用永磁弹簧代替螺旋压缩弹簧，避免了上述失效或卡死等故障。然而，该基于永磁压缩弹簧的直动式溢流阀的永磁弹簧刚度很大，在溢流阀开启时会引起阀芯抖动，这会引起很大的压力波动，从而影响启闭特性与稳压性能。另外，受到溢流阀质量体积的约束，永磁压缩弹簧的弹簧力受到了限制，只能满足一定范围内的溢流阀工作压力要求。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供了一种基于气隙组合方式的永磁弹簧直动式溢流阀，其通过在阀芯的两端增加一对永磁体，使得吸力和斥力组合作用以形成弹簧力，通过调整永磁体体积和永磁体之间的气隙获得理想的刚度曲线，并减小开启时弹簧力的变化，从而减小溢流阀压力波动；而且还能够实现在更小的体积下满足永磁弹簧力的要求，从而增大溢流阀的推重比，使得溢流阀的结构更加紧凑。

根据本发明的一方面，一种永磁弹簧直动式溢流阀，包括：

永磁弹簧组件，所述永磁弹簧组件包括两个永磁基座和阀芯，所述两个永磁基座包括分别设置在所述阀芯的上方和下方的上永磁基座和下永磁基座，其中所述阀芯与所述上永磁基座之间形成第一作用力并且所述阀芯与所述下永磁基座之间形成第二作用力，所述第一作用力与所述第二作用力的合力形成所述永磁弹簧组件的弹簧力，用于与液压力同时作用于所述阀芯以开启和关闭所述溢流阀。

根据实施例，本发明的永磁弹簧直动式溢流阀还包括：

上盖和阀体，所述上盖和所述阀体密封连接以形成用于安装所述永磁弹簧组件的腔体，其中所述上永磁基座可移动地设置在所述腔体的顶部，以与所述阀芯之间形成第一气隙，并且所述下永磁基座固定在所述腔体的底部，以与所述阀芯之间形成第二气隙。

根据实施例，本发明的永磁弹簧直动式溢流阀还包括：

调节螺钉，所述调节螺钉设置在所述上盖，用于调节所述上永磁基座的位置以改变所述第一气隙的大小。

根据实施例，本发明的永磁弹簧直动式溢流阀还包括：