内置于比例阀的稳压装置
技术领域
本发明涉及气体稳压技术领域，尤其是一种内置于比例阀的稳压装置。
背景技术
数字控制技术在气动伺服系统中的应用越来越普遍，使得比例阀朝向低功耗节能、集成紧凑小型化、精密化、高速化和长寿命等方向发展。为了实现以上方向目标，越来越多的研究机构和公司对比例阀进行不同方面的研究，比如，对传统气动阀结构的研究和改进、比例阀核心零部件的材料性能的研究。现有公司把压电材料的电-机械转换特性引入到比例阀中，作为传统电磁比例阀的升级。
采用压电技术的比例阀从结构上主要包含主阀和压电先导阀两部分。压电先导阀需要一定的开启压力，这个开启压力不能过大，过大容易损伤压电先导阀；开启压力也不能过小，过小便无法开启阀门或者不能正常控制阀门开闭。为此，比例阀需要稳定的压电先导阀供气气压装置。
为满足客户的方便使用要求，比例阀朝向集成紧凑小型化方向发展，因此压电先导阀的供气装置要做的小巧紧凑，并且供气装置距离比例阀越近越好；
鉴于此，本发明旨在提出了一种内置于比例阀的稳压装置，由于压电式比例阀在众多高精密领域的应用越来越广，并且在传统领域也逐步替换电磁比例阀，因此对压电比例阀的研究具有十分重要的意义，同样对压电比例阀提供稳定气压的稳压装置的研究也具有重大意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的比例阀为压电先导阀供气时容易产生气压波动的问题，现提供一种内置于比例阀的稳压装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内置于比例阀的稳压装置，包括气体换向板、弹性体、调节件组件及阀芯，所述比例阀的阀体中具有内腔、进气通道及出气通道，所述气体换向板配置于内腔中；
所述气体换向板弯折并与内腔配合形成第一稳压腔和第二稳压腔，所述弹性体位于气体换向板和内腔的顶端内壁之间，所述气体换向板上贯穿有阀芯孔，所述阀芯穿过阀芯孔，且其顶端和弹性体相连，所述弹性体的下表面和气体换向板的上表面之间形成节流口，所述阀芯和阀芯孔之间留有和节流口连通的间隙，所述第一稳压腔和第二稳压腔通过节流口连通，所述阀芯孔横截面的面积＜第一稳压腔的腔底面积，所述进气通道和出气通道之间的连通路径途径第一稳压腔、节流口、间隙及第二稳压腔；
所述调节件组件用于调节阀芯向弹性体靠拢或远离，使弹性体产生变形以改变节流口的开度。
本方案中通过控制阀芯孔的横截面面积与第一稳压腔的腔底面积之间的大小比例来稳定气压，并在弹性体和气体换向板之间形成可调大小的节流口，使气流流经节流口时，产生压力损失，以此可实现出气通道能够输出压力、流速稳定的气流，以此能够给压电先导阀提供稳定的供气压力；且利用气体换向板弯曲形成第一稳压腔和第二稳压腔，大幅度的缩减了稳压装置的体积，能够满足集成小型化的要求，极大的提高了比例阀的推广应用。
进一步地，所述调节组件包括调节杆，所述调节杆和阀体螺纹连接，所述调节杆抵住阀芯的底端；通过拧动调节杆带动阀芯向上移动，阀芯带动弹性体产生变形，便会改变由弹性体和气体换向板之间的节流口的开度大小。
进一步地，所述气体换向板向上弯折形成围绕于气体换向板的第一弯折部，第一弯折部向外弯折形成第一平台部，所述第一平台部和内腔的顶端内壁接触形成所述第一稳压腔；
所述弹性体位于第一稳压腔内，所述进气通道和第一稳压腔连通，所述气体换向板的下表面设有密封件，密封件固定在内腔中，所述密封件和气体换向板的下表面接触，所述阀芯的底端和密封件接触，所述气体换向板的下表面开设有连通槽，所述间隙和连通槽连通，所述连通槽和第二稳压腔连通。
其中，稳压腔的数量、形状可根据具体需求对气体换向板进行灵活弯曲设置，如稳压腔有三个时，气体换向板的弯曲结构如下：
进一步地，所述第一平台部的边缘向下弯折有第二弯折部，所述第二弯折部的边缘向外弯折有第二平台部，所述第二平台部和密封件的上表面接触，所述第一平台部和密封件之间形成所述第二稳压腔，所述第二平台部和内腔的顶端内壁之间形成第三稳压腔，所述第二弯折部上开设有连通孔，所述第二稳压腔通过连通孔和第三稳压腔连通，所述第三稳压腔和出气通道连通。
进一步地，所述第一稳压腔和第三稳压腔内均设有密封圈，所述密封圈和内腔的顶端内壁接触。
进一步地，所述密封件的下方设有托持件，所述托持件的上表面和密封件的下表面接触，所述调节杆抵住托持件。
进一步地，所述托持件的下方设有弹片，且托持件的边缘向下折弯有侧缘，所述侧缘和弹片的上表面接触，所述调节杆的顶端抵住弹片的下表面。
进一步地，所述内腔内开设有安装孔，所述弹性体位于安装孔的一端开口处，所述安装孔的另一端开口和进气通道连通。
进一步地，所述弹性体的材质采用橡胶。
进一步地，所述阀体包括相互固定连接的上阀体和下阀体，所述气体换向板夹持固定在上阀体和下阀体之间。
本发明的有益效果是：本发明的内置于比例阀的稳压装置其通过控制阀芯孔的横截面面积与第一稳压腔的腔底面积之间的大小比例来稳定气压，并在弹性体和气体换向板之间形成可调大小的节流口，使气流流经节流口时，产生压力损失，以此可实现出气通道能够输出压力、流速稳定的气流，以此能够给压电先导阀提供稳定的供气压力；且利用气体换向板弯曲形成第一稳压腔和第二稳压腔，大幅度的缩减了稳压装置的体积，能够满足集成小型化的要求，极大的提高了比例阀的推广应用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明内置于比例阀的稳压装置的示意图；
图2是图1中A的局部放大示意图；
图3是图2中B的局部放大示意图；
图4是本发明内置于比例阀的稳压装置中气体换向板的示意图；
图5是本发明内置于比例阀的稳压装置中气体换向板的仰视示意图。
图中：1、阀体，101、内腔，102、上阀体，1021、进气通道，1022、出气通道，1023、进气口，1024、安装孔，103、下阀体；
2、气体换向板，201、阀芯孔，202、连通槽，203、第一弯折部，204、第一平台部，205、第二弯折部，2051、连通孔，206、第二平台部；
3、弹性体，4、阀芯，5、节流口，6、间隙，7、调节杆，8、第一稳压腔，9、第二稳压腔，10、第三稳压腔，11、密封件，12、密封圈，13、托持件，1301、侧缘，14、弹片。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1-5所示，一种内置于比例阀的稳压装置，包括气体换向板2、弹性体3、调节件组件及阀芯4，所述比例阀的阀体1中具有内腔101、进气通道1021及出气通道1022，所述气体换向板2配置于内腔101中；
所述气体换向板2弯折并与内腔101配合形成第一稳压腔8和第二稳压腔9，所述弹性体3位于气体换向板2和内腔101的顶端内壁之间，所述气体换向板2上贯穿有阀芯孔201，所述阀芯4穿过阀芯孔201，且其顶端和弹性体3相连，所述弹性体3的下表面和气体换向板2的上表面之间形成节流口5，所述阀芯4和阀芯孔201之间留有和节流口5连通的间隙6，所述第一稳压腔8和第二稳压腔9通过节流口5连通，所述阀芯孔201横截面的面积＜第一稳压腔8的腔底面积，所述进气通道1021和出气通道1022之间的连通路径途径第一稳压腔8、节流口5、间隙6及第二稳压腔9；
所述调节件组件用于调节阀芯4向弹性体3靠拢或远离，使弹性体3产生变形以改变节流口5的开度。
本实施例中调节组件包括调节杆7，所述调节杆7和阀体1螺纹连接，所述调节杆7抵住阀芯4的底端；通过拧动调节杆7带动阀芯4向上移动，阀芯4带动弹性体3产生变形，便会改变弹性体3和气体换向板2之间的节流口5的开度大小。
本实施例中气体换向板2向上弯折形成围绕于气体换向板2的第一弯折部203，第一弯折部203向外弯折形成第一平台部204，所述第一平台部204和内腔101的顶端内壁接触形成所述第一稳压腔8；
所述弹性体3位于第一稳压腔8内，所述进气通道1021和第一稳压腔8连通，所述气体换向板2的下表面设有密封件11，密封件11固定在内腔101中，所述密封件11和气体换向板2的下表面接触，所述阀芯4的底端和密封件11接触，所述气体换向板2的下表面开设有连通槽202，所述间隙6和连通槽202连通，所述连通槽202和第二稳压腔9连通；密封件11在气体换向板2的下方形成密封，其材质具体可采用橡胶。
具体地，内腔101上方开设有进气口1023，进气通道1021中的进气口1023和第一稳压腔8连通。
其中，稳压腔的数量、形状可根据具体需求对气体换向板2进行灵活弯曲设置，如稳压腔有三个时，气体换向板2的弯曲结构如下：
所述第一平台部204的边缘向下弯折有第二弯折部205，所述第二弯折部205的边缘向外弯折有第二平台部206，所述第二平台部206和密封件11的上表面接触，所述第一平台部204和密封件11之间形成所述第二稳压腔9，所述第二平台部206和内腔101的顶端内壁之间形成第三稳压腔10，所述第二弯折部205上开设有连通孔2051，所述第二稳压腔9通过连通孔2051和第三稳压腔10连通，所述第三稳压腔10和出气通道1022连通；
本实施例中第一稳压腔8横截面的外轮廓线和内轮廓线可均为方形、椭圆形或方形；第二稳压腔9横截面的外轮廓线和内轮廓线可均为方形、椭圆形或方形；第三稳压腔10横截面的外轮廓线和内轮廓线可均为方形、椭圆形或方形；
其中，连通槽202可有多个，并沿气体换向板2的周向间隔分布，具体可采用沿气体换向板2的周向等间隔分布；连通孔2051的数量和形状可根据实际需要作出调整。
本实施例中第一稳压腔8和第三稳压腔10内均设有密封圈12，所述密封圈12和内腔101的顶端内壁接触；第一稳压腔8内的密封圈12能够提高第一稳压腔8和第三稳压腔10之间的密封性能，第三稳压腔10内的密封圈12能够提高第二稳压腔9和第三稳压腔10之间的密封性能，在阀体1采用由上阀体102和下阀体103拼接组成时，还可防止第三稳压腔10内的气体从上阀体102和下阀体103之间外泄。
本实施例中密封件11的下方设有托持件13，所述托持件13的上表面和密封件11的下表面接触，所述调节杆7抵住托持件13；可使密封件11能够更好的和气体换向板2贴合，以此对第二稳压腔9形成稳定的密封；同时也可防止调节杆7直接抵在密封件11上，对密封件11造成损坏，出现漏点。
本实施例中托持件13的下方设有弹片14，且托持件13的边缘向下折弯有侧缘1301，所述侧缘1301和弹片14的上表面接触，所述调节杆7的顶端抵住弹片14的下表面。
本实施例中内腔101内开设有安装孔1024，所述弹性体3位于安装孔1024的一端开口处，所述安装孔1024的另一端开口和进气通道1021连通；使进气通道1021内的气体可经过安装孔1024对弹性体3产生向下的推力，有利于弹性体3的复位。
本实施例中弹片14和托持件13的材质均采用金属；从而可使弹片14和托持件13能够发生弹性变形，使阀芯4能够始终相对贴紧于调节杆7。
本实施例中弹性体3的材质采用橡胶。
本实施例中阀体1包括相互固定连接的上阀体102和下阀体103，所述气体换向板2夹持固定在上阀体102和下阀体103之间；上阀体102和下阀体103之间可采用螺钉固定，密封件11的边缘及气体换向板2的边缘可一并被夹持固定在上阀体102和下阀体103之间；具体地，进气通道1021及出气通道1022则开设在上阀体102上，调节杆7螺纹安装在下阀体103上。
本实施例中以稳压腔有三个为例来阐述该稳压装置的原理：
气体从进气通道1021经进气口1023到达第一稳压腔8，而后气体从第一稳压腔8到达节流口5，随后从节流口5达到阀芯4和阀芯孔201之间的间隙6，接着从间隙6到达气体换向板2下表面的连通槽202，随后气体从连通槽202到达第二稳压腔9，接着第二稳压腔9内的气体从连通孔2051到达第三稳压腔10，最后第三稳压腔10内的气体进入出气通道1022，并从出气通道1022输出；在此过程中，气流流经节流口5时，会产生压力损失，使出气通道1022中气体的压力低于进气通道1021中气体的压力，以此实现能够给压电先导阀提供气压稳定、流速稳定的气流。
其中，通过拧紧调节杆7，调节杆7推动弹片14及托持件13上移，托持件13推动密封件11，使密封件11上移，密封件11带动阀芯4上移，阀芯4向上推动弹性体3，弹性体3的顶端抵紧在内腔101的顶端内壁上，使弹性体3向上发生变形，弹性体3的中心位置变形量最大，气体换向板2的位置始终不变，弹性体3和气体换向板2之间的节流口5的开度变大，从而实现调高出气通道1022中的气体压力；
通过拧松调节杆7，弹性体3所受的压力变低，弹性体3变形量降低，弹性体3依靠自身的弹力及进气通道1021内的气体对弹性体3的作用力下移，阀芯4通过密封件11带动托持件13及弹片14下移，使弹片14保持与调节杆7的顶端接触，弹性体3和气体换向板2之间的节流口5的开度变小，从而实现调低出气通道1022中的气体压力。
当气体流经节流口5时，会产生压力损失，使气体压力阀体1的进气通道1021处的压力P1变为阀体1的出气通道1022处的压力P2，P2小于P1，P2是所需要的稳定气压，而P1在不同的使用环境下会有差异，空气不可压缩条件下：
Δp1：输入压力P1波动量(Pa)
Δp2：输出压力P2波动量(Pa)
A1：第一稳压腔8的腔底面积(m2)
A0：阀芯孔201的横截面面积(m2)
根据上式，为使Δp2的值很小，则需要A1远远大于A0，取A1≥121A0，即Δp1为120Pa时，Δp2为1Pa，所以可以通过控制A1和A0的大小比例来稳定P2值。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
