CN101846109B - 一种二通流量连续控制阀 - Google Patents

Abstract

一种二通流量连续控制阀是液压泵进口通过主阀盖上的第I流道（L₁）与主阀芯上端面与主阀套及主阀盖形成的控制腔连通，液压泵的出油口经过第II流道（L₂）与二位二通阀的进油口连通，二位二通阀的出油口经第III流道（L₃）与主阀的出油口连通，主阀芯上开设有节流槽和第IV流道（L₄），节流槽的一端经过第IV流道（L₄）与主阀芯的进油口连通，节流槽的另一端经过主阀套上的节流边后与控制腔连通。本发明采用液压泵作为控制主阀的先导级，通过改变液压泵的排量或转速，不受负载变化影响控制主阀上腔排出的油液流量，实现对主阀流量的控制，具有自动补偿负载压力变化，无需主阀芯位置检测、无需外部先导供油的优点，简化了阀的结构和控制的复杂性。

Description

一种二通流量连续控制阀

技术领域

本发明涉及液压控制元件中的电液比例流量控制阀，特别是一种对进入液压执行器的流量，可不受负载压力变化连续控制的流量调节阀。

背景技术

二通比例流量阀是电液控制系统中重要的流量控制元件，在要求大流量的应用场合，常采用先导控制型结构。现有技术中的先导控制比例流量阀，采用的控制原理有如下三种，1.采用压差补偿器对比例节流阀进出油口两端的压差进行控制，保证其基本不受负载压力变化的影响而维持恒定，从而通过控制比例节流阀的开口连续控制流量。2.采用流量传感器闭环控制通过阀的流量，典型的有流量----位移力反馈和流量--位移电反馈阀。3.采用压力传感器，通过实时检测阀口两端的压差，按流量计算公式对对阀的开口量进行校正控制流量。这些方法都有所不足，第一种方法受稳态液动力影响控制精度低，且增大了阀的节流损失。第二种方法结构复杂制造难度大，控制特性受流量传感器动态特性的影响，稳定性差。第三种方法成本高、压力传感器易发生故障、可靠性差。而当阀的通经达到一定值后，压差补偿器和流量传感器在结构上变得不可实现，现有技术只能控制阀的开口间接控制流量，并不能消除负载变化的影响。

另外，现有的技术都采用比例电磁铁作为电机械转换器，用先导比例节流阀通过阀内部的机械闭环，或是采用位移传感器构成电闭环控制阀的开口，先导阀采用的都是节流控制方式，油液只能够从高压端口流向低压端口，随着阀动态响应的提高和阀通经的增大，先导部分的能量损失也增大。本发明提出的思路是，根据Valvistor阀通过主阀的流量与先导流量成正比的原理，在原有Valvistor主阀的基础上，采用液压泵代替传统的先导阀，通过改变泵的排量或是泵的转速控制先导流量，由于液压泵的流量与负载变化无关，从而获得不受负载影响连续控制通过阀流量的特性。由于液压泵控制的仅仅是先导流量，故采用的液压泵的排量也非常小，不会增大阀的体积。液压泵都是标准结构，制造业非常容易，不会增大阀的制造难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种二通流量连续控制阀，采用电液比例流量控制元件，利用现有Valvistor阀主阀的流量与先导流量成正比的关系，通过液压泵不受负载影响地连续控制先导流量，按类似电子晶体管的工作原理，线性放大地控制通过主阀的流量。

基于上述目的，本发明所采取的措施包括主阀芯，主阀套，主阀弹簧，主阀体，主阀盖，其特征是进一步增设了先导液压泵，电动机、二位二通阀，联轴器，电机转速控制器代替传统的伺服或比例节流阀作为先导级；电动机经过联轴器驱动先导液压泵，电动机转速控制器控制电动机的转速和旋转方向，先导液压泵的进油口通过主阀盖上的第I流道L₁与主阀芯上端面与主阀套及主阀盖形成的控制腔A_x连通，先导液压泵的出油口经过第II流道L₂与二位二通阀的进油口连通，二位二通阀的出油口经第III流道L₃与主阀的出油口A_B连通，二位二通阀既可以是电控阀也可以是液控阀，主阀芯上开设有节流槽C和第IV流道L₄，节流槽C的一端经过第IV流道L₄与主阀芯的进油口A_A连通，节流槽C的另一端经过主阀套上的节流边D后与控制腔A_x连通。

本发明一种二通插装型流量连续控制阀，其特征是先导液压泵可以是任一种结构形式的定量液压泵，也可以是任一种形式的电子比例控制的变排量液压泵，他们的旋转方向可以是单向的，也可以是双向的，如果采用变排量液压泵，在液压泵上应集成控制泵排量的电子控制单元(比例放大器)。

本发明一种二通插装型流量连续控制阀，其特征是先导液压泵可以是单独的一个液压泵，也可以是由二个以上液压泵组成的液压泵组，他们的排量可以相等，也可以不相等，且每一个液压泵都有各自的驱动电动机。

本发明一种二通插装型流量连续控制阀，其特征是驱动先导液压泵的电动机可以是普通的交流异步电动机，可以是交流伺服电动机，或者是开关磁阻电动机，也可以是直流伺服电动机等任何一种结构形式的电动机。

本发明突出的实质性特点主要在于：无需压差补偿器、流量传感器和复杂的电子校正运算，就可不受负载变化影响的连续控制通过主阀的流量，具有结构简单压力损失小的优点，采用液压泵代替比例节流阀作为先导级，先导油流量也可直接提供给负载，可减小先导级的功率损失，采用液压泵代替比例节流阀作为先导级，还可以拓宽阀的使用压力范围。

附图说明：

图1先导液压泵采用定量液压泵，通过改变电机的转速控制先导油流量的二通流量连续控制阀结构示意图。

图2先导液压泵采用电子比例控制的变排量原理控制先导油流量的二通流量连续控制阀结构示意图。

图中：1：主阀芯，2；主阀套，3：主阀弹簧，4：主阀体，5：主阀盖，6：先导液压泵，7：电动机，8：二位二通阀，9：联轴器，10：电机转速控制器，

图中：A_A：主阀油进口，A_B：主阀出油口，A_x：控制腔，L₁：第I流道，L₂：第II流道，L₃：第III流道，L₄：第IV流道，C：节流槽，D：节流边。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对发明的原理和结构作出进一步详细说明，本专业的普通技术人员在阅读了具体实施例后，能够理解和实施本发明。本实施方式是对本发明的详细说明，并不对本发明作出任何限制。

实施例一

本发明的第一种实施例如图1所示。发明的二通流量连续控制阀包含有主阀芯1，主阀套2，主阀弹簧3，主阀体4，主阀盖5，先导液压泵6，电动机7、二位二通阀8，联轴器9，电机转速控制器10共10部分组成。先导液压泵6选用双向旋转的斜盘型轴向柱塞式定量液压泵，电动机7采用永磁同步型的交流伺服电机，电动机7经过联轴器9驱动先导液压泵6，电动机转速控制器10采用矢量控制的变频器，控制电动机7的转速和旋转方向，先导液压泵6的进油口通过主阀盖5上的第I流道L₁与主阀芯1上端面与主阀套2及主阀盖5形成的控制腔A_x连通，先导液压泵6的出油口经过第II流道L₂与二位二通阀8的进油口连通，二位二通阀8的出油口经第III流道L₃与主阀的出油口A_B连通，二位二通阀8选用电控阀方式，当断电时，二位二通阀8处于关闭状态，将第II流道L₂与第III流道L₃切断，通电后，二位二通阀8将第II流道L₂与第III流道L₃连通，阀芯1上对称开设有两条节流槽C，第IV流道L₄加工在主阀芯的中间位置，节流槽C的一端经过第IV流道L₄与主阀芯1的进油口A_A连通，节流槽C的另一端经过主阀套上的节流边D后与控制腔A_x连通。

阀的工作过程是，当二位二通阀8处于断电状态，第II流道L₂与第III流道L₃切断，这时电动机7也应处于停机状态，住阀芯上腔(控制腔)的压力和主阀芯下腔(主阀进口)的压力相等，在面积差的作用下，主阀芯上端面积等于主阀芯下端面积和出口处的面积之和，主阀芯处于最下端位置，阀口关闭，没有流量可以从阀的进口A_A流向阀的出口A_B。工作时，给二位二通阀8通电，使第II流道L₂与第III流道L₃连通，进一步通过外部的计算机或是信号发生器，将转速信号输入到电机转速控制器10，通过电机转速控制器10控制先导液压泵的转速连续变化，即可控制从主阀上腔A_x流出的油液流量，再根据Valvistor阀主阀流量与先导阀流量成正比的特性，通过改变先导液压泵的流量就可不受负载影响地连续控制通过主阀的流量。

实施例二

本发明的第二种实施例如图2所示。发明的二通插装型流量连续控制阀包含有主阀芯1，主阀套2，主阀弹簧3，主阀体4，主阀盖5，先导液压泵6，电动机7、二位二通阀8，联轴器9，共9部分组成。先导液压泵6选用电子比例控制的斜盘型轴向柱塞式变排量液压泵，该液压泵上集成有控制泵排量的电子控制单元(比例放大器)，电动机7采用普通的交流异步电机，工作过程，电动机7的转速转速不改变，电动机7经过联轴器9驱动先导液压泵6，先导液压泵6的进油口通过主阀盖5上的第I流道L₁与主阀芯1上端面与主阀套2及主阀盖5形成的控制腔A_x连通，先导液压泵6的出油口经过第II流道L₂与二位二通阀8的进油口连通，二位二通阀8的出油口经第III流道L₃与主阀的出油口A_B连通，二位二通阀8选用电控阀方式，当断电时，二位二通阀8处于关闭状态，将第II流道L₂与第III流道L₃切断，通电后，二位二通阀8将第II流道L₂与第III流道L₃连通，阀芯1上对称开设有两条节流槽C，第IV流道L₄加工在主阀芯的中间位置，节流槽C的一端经过第IV流道L₄与主阀芯1的进油口A_A连通，节流槽C的另一端经过主阀套上的节流边D后与控制腔A_x连通。

控制过程与实施例1的区别在于，液压泵6采用电子比例控制的变排量液压泵，选用的电动机7是普通的交流异步电机，工作过程电机的转速不改变，通过外部的计算机或是信号发生器，将泵排量的设定信号输入到先导液压泵的电子控制单元，控制先导液压泵的输出流量连续变化，通过改变先导液压泵的排量控制从主阀上腔A_x流出的油液流量，再根据Valvistor阀主阀流量与先导阀流量成正比的特性，通过改变先导液压泵的流量就可不受负载影响地连续控制通过主阀的流量。

Claims (4)

1.一种二通流量连续控制阀，包含有主阀芯(1)，主阀套(2)，主阀弹簧(3)，主阀体(4)，主阀盖(5)，其特征是进一步增设了先导液压泵(6)，电动机(7)、二位二通阀(8)，联轴器(9)，电动机转速控制器(10)代替传统的伺服或比例节流阀作为先导级；电动机(7)经过联轴器(9)驱动先导液压泵(6)，电动机转速控制器(10)控制电动机(7)的转速和旋转方向，先导液压泵(6)的进油口通过主阀盖(5)上的第I流道(L₁)与主阀芯(1)上端面与主阀套(2)及主阀盖(5)形成的控制腔(A_x)连通，先导液压泵(6)的出油口经过第II流道(L₂)与二位二通阀(8)的进油口连通，二位二通阀(8)的出油口经第III流道(L₃)与主阀的出油口(A_B)连通，二位二通阀(8)是电控阀或是液控阀，主阀芯(1)上开设有节流槽(C)和第IV流道(L₄)，节流槽(C)的一端经过第IV流道(L₄)与主阀芯(1)的进油口(A_A)连通，节流槽(C)的另一端经过主阀套上的节流边(D)后与控制腔(A_x)连通。

2.如权利要求1所述的二通流量连续控制阀，其特征是先导液压泵(6)是定量液压泵或电子比例控制的变排量液压泵，其旋转方向是单向或是双向。

3.如权利要求1所述的二通流量连续控制阀，其特征是先导液压泵(6)是二个以上的液压泵构成的液压泵组，其排量是相等或是不等。

4.如权利要求1所述的二通流量连续控制阀，其特征是电动机(7)是交流异步电动机、交流伺服电动机、开关磁阻电动机或是直流伺服电动机。

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