一种直动式压电陶瓷比例阀

技术领域

本发明涉及比例阀技术领域，具体为一种直动式压电陶瓷比例阀。

背景技术

为了适应多元化的空间任务发展要求，具有高比冲、连续可控推力等优点的电推进系统应运而生。电推进剂贮供单元通过控制比例阀的阀口开度来实现下游压力的精确连续控制。经检索，申请公告号为CN107830005A的发明专利文献，其公开了一种电磁比例阀，阀体上开设有A口、B口和T口，阀体的上部装配有螺套，该阀套的上部装配有比例电磁铁，比例电磁铁内设置有衔铁，衔铁的下表面与一顶杆相抵，先导阀芯与螺套之间设置有复位弹簧；阀体的下部内设置有主阀芯，该主阀芯与先导阀芯之间设置有控制弹簧，主阀芯的侧壁对应B口位置设置有第一阻尼孔；阀体内在先导阀芯和主阀芯之间设置有控制腔，先导阀芯内设置有第一通流孔，比例电磁铁通电时，控制腔经与T口相连通。其优点在于：结构合理、紧凑，体积小，流量控制稳定。但是，该专利公开的电磁比例阀结构比较复杂，在长期使用的过程中容易损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直动式压电陶瓷比例阀，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直动式压电陶瓷比例阀，包括外壳，所述外壳的内部设置有压电陶瓷，所述压电陶瓷的顶部设置有顶杆组件，所述顶杆组件的顶部设置有阀座，所述阀座的顶部设置有阀芯，所述阀芯的外围设置有阀体，所述阀体与所述阀芯之间设置有弹簧，所述阀体与所述外壳固定连接，所述外壳上开设有导线孔，所述导线孔内设置有导线，所述导线的端部与所述压电陶瓷相接触。

进一步优选地，所述外壳的底部开设有通气孔，所述压电陶瓷上开设有通孔，所述顶杆组件上开设有贯通的顶杆孔，所述阀座上开设有贯通的阀座孔，所述阀体的顶部开设有贯通的阀体孔，所述阀芯的底部设置有挡杆，所述挡杆位于阀座上阀座孔的上方。

进一步优选地，所述顶杆组件包括盘体，所述盘体的底部设置有配合杆，所述顶杆孔贯穿于所述盘体与所述配合杆，所述盘体的顶部设置有多个顶杆，所述阀座上对应设置有多个顶杆配合孔，所述多个顶杆设置于相应的顶杆配合孔，所述多个顶杆的顶部抵接在所述阀芯的底部。

进一步优选地，所述顶杆与所述顶杆配合孔之间设置有密封圈。

进一步优选地，所述阀芯上设置有配合槽，所述弹簧设置于所述配合槽内。

进一步优选地，所述阀体与所述外壳之间通过螺纹连接。

进一步优选地，所述阀座的材质为聚醚醚酮。

进一步优选地，所述外壳与所述压电陶瓷之间设置有间隙。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本阀用电压驱动压电陶瓷产生位移，由于其高度上的位移与电压有对应关系，因此对阀开度控制良好，且压电陶瓷重复性极高，因此可以保证阀芯开度稳定。

2.由于采用直动式控制，本阀门未使用放大机构，压电陶瓷比例阀结构简单、紧凑，体积小重量轻、结构可靠。

3.由于压电陶瓷的位移与通电电压有严格的线性关系，因此在行程范围内可以无极调节阀门开度。

4.由于压电陶瓷响应快、寿命长、一致性好等优点，可动作十万次，因此阀门具有响应快、可重复性好、工作次数多等优点。

5.采用多个顶杆顶开阀芯，能够保证阀芯顶开时稳定性好、无卡滞、响应快。

附图说明

图1为本发明一种直动式压电陶瓷比例阀的剖视结构示意图；

图2为图1中的顶杆组件的俯视图；

图中：1、阀体；11、阀体孔；2、阀芯；21、挡杆；22、配合槽；3、弹簧；4、外壳；41、通气孔；42、导线孔；5、阀座；51、阀座孔；52、顶杆配合孔；6、密封圈；7、顶杆组件；71、顶杆孔；72、盘体；73、配合杆；74、顶杆；8、压电陶瓷；81、通孔；9、导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种直动式压电陶瓷比例阀，包括外壳4，外壳4的内部设置有压电陶瓷8，压电陶瓷8的顶部设置有顶杆组件7，顶杆组件7的顶部设置有阀座5，阀座5的顶部设置有阀芯2，阀芯2的外围设置有阀体1，阀体1与阀芯2之间设置有弹簧3，阀体1与外壳4固定连接，外壳4上开设有导线孔42，导线孔42内设置有导线9，导线9的端部与压电陶瓷8相接触。本发明涉及的直动式压电陶瓷比例阀，未工作时，在弹簧3的作用下，阀芯2的底部与阀座5的顶部紧密贴合从而实现密封；工作时，给连接在压电陶瓷8上的导线9上加电压，压电陶瓷8加压形变，从而顶杆组件7顶开阀芯2，阀门正常工作。

外壳4的底部开设有通气孔41，压电陶瓷8上开设有通孔81，顶杆组件7上开设有贯通的顶杆孔71，阀座5上开设有贯通的阀座孔51，阀体1的顶部开设有贯通的阀体孔11，阀芯2的底部设置有挡杆21，挡杆21位于阀座5上阀座孔51的上方。

顶杆组件7包括盘体72，盘体72的底部设置有配合杆73，顶杆孔71贯穿于盘体72与配合杆73，盘体72的顶部设置有多个顶杆74，阀座5上对应设置有多个顶杆配合孔52，多个顶杆74设置于相应的顶杆配合孔52，多个顶杆74的顶部抵接在阀芯2的底部。在具体实施时，当压电陶瓷8发生形变，从而顶着盘体72向上移动，从而多个顶杆74顶着阀芯2向上运动，阀芯2的底部与阀座5的顶部脱离，阀门被打开。

顶杆74与顶杆配合孔52之间设置有密封圈6。密封圈6为O型橡胶密封圈。保证了整体结构简单、紧凑。

阀芯2上设置有配合槽22，弹簧3设置于配合槽22内。将弹簧3设置于配合槽22内使得弹性结构更加稳定。

阀体1与外壳4之间通过螺纹连接。这样连接的好处是便于拆卸。

外壳4上开设有导线孔42，导线孔42内设置有导线9，导线9的端部与压电陶瓷8相接触。

阀座5的材质为聚醚醚酮。能够保证多次动作后行程稳定，阀门性能稳定。

外壳4与压电陶瓷8之间设置有间隙。

实施例1、

请参阅图1、图2，本发明涉及的直动式压电陶瓷比例阀，在盘体72的顶部设置有三个顶杆74。相应地，阀座5上对应设置有三个顶杆配合孔52。三个顶杆74与三个顶杆配合孔52相配合。顶杆孔71设置于盘体72的中心位置。在工作时，给连接在压电陶瓷8上的导线9上加电压，压电陶瓷8加压变形，顶着盘体72向上移动，从而三个顶杆74顶着阀芯2向上移动，弹簧3受力压缩，挡杆21从阀座孔51上移开，通气孔41、通孔81、顶杆孔71、阀座孔51以及阀体孔11相贯通，此时直动式压电陶瓷比例阀被打开。

实施例2、

本实施例与实施例1的不同在于：为了使阀芯2的受力更加稳定，在盘体72的顶部设置有四个顶杆74。相应地，阀座5上对应设置有四个顶杆配合孔52。四个顶杆74与四个顶杆配合孔52相配合。顶杆74与阀芯2之间的关系本实施例与实施例1相同，这里不再赘述。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。