技术领域
[0001] 本
发明涉及流量控制领域，具体而言，涉及一种
比例阀。
背景技术
[0002] 在当前的工程实际应用中，主流的流量比例
控制阀是位移式比例控制阀。在这些比例阀中多数采用核心零件在电
磁场和机械
力的作用下，通过零件的线性位移多少来控制流量的大小。由零件的线性位移来进行流量控制，不仅带来结构的气密性问题，而且会造成零件磨损，降低比例控制阀的使用寿命。
发明内容
[0003] 本发明目的在于解决现有比例阀存在的上述
缺陷，提供一种比例阀，具有机构灵活、
精度稳定、可控性高等性能。
[0004] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种比例阀，包括第一半
阀体和与第一半阀体固定连接的第二半阀体，第一半阀体和第二半阀体中间形成腔体，腔体与比例阀的进气口和出气口连通，比例阀还包括摆
角控制组件，设置在腔体中，通过转动摆角控制组件控制进气口的开口度。
[0005] 进一步地，摆角控制组件包括：摆角头，包括与进气口处的腔体内壁相贴合的进口调节部，进口调节部上具有通气路，控制进气口的开口度，通气路下端具有与出气口连通的气体通道。
[0006] 进一步地，进口调节部为扇形结构，通气路位于扇形结构的中间部位，在进口调节部的后侧设置有两个
支撑柱，两个所述支撑柱与通气路形成的夹角相同。
[0007] 进一步地，在支撑柱与半阀体相贴合的表面上设置有软质材料制成的薄片。
[0008] 进一步地，摆角控制组件还包括摆杆，设置在腔体内，一端与摆角头固定连接，另一端伸出第一半阀体和第二半阀体的上端部。
[0009] 进一步地，摆杆上具有止挡部，使摆角头悬空设置在腔体中。
[0011] 进一步地，摆杆包括对摆角头上端进行限位的阶梯轴和对摆角头下端进行限位的
锁紧
螺母。
[0012] 进一步地，摆角控制组件还包括在摆杆上间隔设置的
密封圈。
[0013] 进一步地，进气口与通气路均为方形孔。
[0014] 根据本发明的技术方案，比例阀通过转动摆角控制组件中的摆角头控制进气口的开口度，将线性位移控制转换为转动控制，降低了摩擦磨损，提高了可控制性，也提高了调节精度。在摆角头的进口调节部的后侧设置有均匀分布的支撑柱，其合力方向与通气路的方向相反使摆角头与阀体内壁贴合更紧密，有效保证了比例阀的气密性，从而保证了其精度。摆杆上具有止挡部，使摆角头悬空设置，进一步减小了摆角控制组件所受到的
摩擦力，提高其控制精度。在摆角控制组件的摆杆上还间隔设置有密封圈，一方面使比例阀具有更好的气密性，另一方面使整个摆角控制组件所受到的摩擦力进一步减小，同时可以对摆角控制组件起到
定位支撑作用。
附图说明
[0015] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性
实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0016] 图1示出了根据本发明的比例阀的实施例的立体结构示意图；
[0017] 图2示出了根据本发明的比例阀的实施例的结构示意图；
[0018] 图3示出了图2中的A-A向剖视结构示意图；
[0019] 图4示出了图3中的B-B向剖视结构示意图；
[0020] 图5示出了根据本发明的比例阀的摆杆控制组件的分解结构示意图；以及[0021] 图6示出了根据本发明的比例阀的摆角头的结构示意图。
具体实施方式
[0022] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本
申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023] 如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例，比例阀包括第一半阀体1和与第一半阀体1固定连接的第二半阀体2，第一半阀体1和第二半阀体2中间形成腔体，腔体与比例阀的进气口11和出气口4连通，比例阀还包括摆角控制组件3，设置在腔体中，通过转动该摆角控制组件3来控制进气口11的开口度。两个半阀体之间通过
螺栓连接在一起，从图1与图2中可以看出，连接螺栓设有四个，上下各两个，分别以比例阀的
中轴线为中心对称设置，能够保证比例阀的结构
稳定性以及连接的紧密性。为了增加比例阀的气密性，在第一半阀体1和第二半阀体2的外沿还设置有薄
硅胶膜片，以此降低两个半阀体受到的加工精度的影响。
[0024] 如图3所示，摆角控制组件3包括摆杆32，摆角头31和锁紧螺母33。在摆杆32与两个半阀体的上端部结合的
位置设置有止挡部321，对整个摆杆控制组件3形成支撑作用，使其位于进气口11控制处的摆角头31悬空设置，减小摆角头31与阀体之间的摩擦作用，不仅能够保证比例阀具有更高的控制精度，而且使比例阀具有更好的可控性。
[0025] 摆角控制组件3的摆杆32上具有间隔设置的沿轴向排布的密封圈5，密封圈5数量有多个，在本实施例中，其数量为两个。两个密封圈5所起的作用有两个，一方面是起密封作用，另一方面是对摆角控制组件3形成定位支撑作用。在本实施例中的密封圈5为O型圈，由于整个摆角控制组件3在工作状态下悬空，与阀体的
接触点就是两个O型圈，根据两点确定一条直线的原理，摆角控制组件3的旋
转轴就基本被定向了，同时，由于O型圈的弹性作用，还可以在摆角控制组件3受力
不平衡时提供反作用力矩，使摆角控制组件3不会产生轴向方向的转动，对其它零件造成干涉。
[0026] 从图3中可以看出，摆角头31具有与进气口11连通的通气路312，在通气路312下端设置有与出气口4连通的气体通道313，气体通道313与出气口4始终保持连通状态。通气路312的开口与进气口11的开口位于同一高度，然后通过旋转摆角头31来调整通气路312与进气口11的开口的重合度，以此来调整进气口11的开口度。为了使通气路具有流畅的进气通道，同时使进气口11具有与其最大开口度相适应的最大的进气量，通气路312的开口在与进气口11完全相对设置时，应该大于进气口11的开口。当需要对进气口11开口度进行调节时，旋转摆杆32使其控制摆角头31的旋转，从而调整通气路312与进气口11相重合的进气口大小，使其满足实际进气需要。本实施例中的进气口11、通气路312、气体通道313和出气口4均为圆形孔。为了能够更好的实现比例控制，可以将进气口11和通气路312的气口形状加工成方形，根据方形的性质可以很方便地控制通气流量按比例流通，方法简单有效。
[0027] 从图3中还可以看出，在摆杆32与摆角头31的上端部配合处，摆杆32上具有阶梯轴，在摆角头31中的轴孔直径小于在摆角头31外面的阶梯轴的大端直径，以此形成对摆角头31的上端部的有效止挡，对其上端部进行限位。摆杆32的下端穿过摆杆头31并伸出，在伸出的摆杆端部上设置有外
螺纹，在其上设置有锁紧螺母33，锁紧螺母33对摆角头31下端部进行限位。将锁紧螺母33向上拧紧，与阶梯轴的大端配合对摆角头31形成有效定位，使其具有稳定的结构，使得摆杆32在转动过程中，摆角头31能够与其保持同步运动，实现高精度的运动控制，从而保证流量比例的控制精度。
[0028] 从图4中可以看出，摆角头31具有进口调节部311，进口调节部311与进气口11处的腔体内壁相贴合，进口调节部311上具有通气路312。在本实施例中，进口调节部311为扇形结构，通气路312位于扇形结构的中间部位，在进口调节部311的后侧设置有两个支撑柱314，两个支撑柱314与通气路312形成的夹角相同。优选地，在两个支撑柱314与半阀体相贴合的表面上粘贴有软质材料制成的薄片，在装配后使支撑柱314与半阀体之间有少量过盈，使其具有预紧力，并能够在进口调节部311与阀体内壁之间具有少量磨损时保证进口调节部311与阀体内壁之间仍然能够紧密贴合，从而保证比例阀具有良好的气密性与更强的适应性。作为本实施例的一种优选方式，摆角头31的通气路312与后侧的两个支撑柱314在圆周内均匀分布，各成120度。由于这样的布局对称，当气路处于全开状态下时，就会对后侧的两个支撑柱314产生作用力，这时支撑柱314由于和半阀体内壁贴合紧密，会产生相应的反作用力，而反作用力的合力方向刚好沿气路的方向，且大小相等方向相反，就相互抵消了，从而保证了摆角控制组件3不会受到轴向方向和周向方向的
扭矩。
[0029] 由图5可以看出，摆角控制组件3中还包括垫圈322，设置在止挡部321下端。由于摆杆32在旋转的过程中要与阀体上端部产生摩擦作用，会造成止挡部321的磨损，从而影响控制精度，磨损过多时，会导致摆角头31的底部与阀体接触，增大阀体与摆角头31的磨擦，造成摆角头转动的
迟滞，影响气体流量的比例控制精确度。为了减小在摆角控制组件3转动过程中摆杆止挡部321的磨损，将垫圈322设置在止挡部321与阀体之间，当垫圈322磨损过度时，只需要对垫圈322进行更换，更加方便快捷，成本较低，而且能够有效保证比例阀的通气流量比例控制。
[0030] 从图6中可以看出，摆角头31上的气体通道313设置在扇形结构的进口调节部311的中间部位，使摆角头31的整体结构更加牢固。在扇形结构边缘为圆弧过渡，在转动过程中不会刮伤阀体的内壁结构。
[0031] 根据本发明的比例阀的实施例，安装时，首先将垫圈322装入摆杆32上，然后将两个密封圈5安装在摆杆32上，之后安装摆角头31，最后将锁紧螺母33拧紧。然后将组装起来的摆角控制组件3放置在第一半阀体中间，调整垫圈322的位置，并将密封圈5安装在第一半阀体上的相应位置的凹槽内，然后转动摆角头31使通气路312与第一半阀体1上的进气口11接通，最后将第二半阀体2与第一半阀体1进行组装，形成完整的比例阀。由于从角度输入到流量输出就通过摆杆32的转换一次完成，摆角控制组件3的各组成零件同轴设置，减少了中间的其它环节，所以能够实现高精度、同步无迟滞。
[0032] 在全开工作状态下，由于摆角头31受力方向沿中心线对称，使得对应的两个支撑柱314产生同等大小、合力与之正好相反的反作用力，最后总体平衡抵消。
[0033] 在其它工作状态下，摆角头31受的合力仍然通过回转轴心，但是合力的方向不经过回转中心，而是会使摆角头31堵住进气口11的部分受到向后的气体压力，从而产生轴向方向的扭矩，这时，对应的两个支撑柱314各分担大小不等的反作用力，最终会使摆杆32受到扭矩，为了平衡这个扭矩并使摆杆32的摆转不会干涉其它零件，因而选取了两个O型圈并使其相隔一定距离，从而能够提供反作用扭矩，使摆杆32保持平衡，而不会发生扭转。摆角头31也会产生周向(切向)的扭矩，这个扭矩通过控制摆角来限制，O型圈的摩擦力也会克服一部分。
[0034] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：比例阀通过转动摆角控制组件中的摆角头控制进气口的开口度，将线性位移控制转换为转动控制，降低了摩擦磨损，提高了可控制性，也提高了调节精度。在摆角头的进口调节部的后侧设置有均匀分布的支撑柱，其合力方向与通气路的方向相反使摆角头与阀体内壁贴合更紧密，有效保证了比例阀的气密性，从而保证了其精度。摆杆上具有止挡部，使摆角头悬空设置，进一步减小了摆角控制组件所受到的摩擦力，提高其控制精度。在摆角控制组件的摆杆上还间隔设置有密封圈，一方面使比例阀具有更好的气密性，另一方面使整个摆角控制组件所受到的摩擦力进一步减小，同时可以对摆角控制组件起到定位支撑作用。
[0035] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
