一種采用雙三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的新型高頻響先導(dǎo)閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用雙三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的新型高頻響先導(dǎo)閥，它包括閥體、左比例電磁鐵、右比例電磁鐵、左先導(dǎo)閥彈簧、右先導(dǎo)閥彈簧、左閥芯、右閥芯、左擋片和右擋片。本發(fā)明的先導(dǎo)閥芯軸向尺寸小，能夠降低閥芯的制造難度和制造成本；先導(dǎo)閥芯運(yùn)動(dòng)質(zhì)量變輕，能夠降低閥芯運(yùn)動(dòng)所受阻力，有利于先導(dǎo)級(jí)的快速響應(yīng)，通過優(yōu)化后能將現(xiàn)有先導(dǎo)級(jí)控制響應(yīng)從10Hz提升至20Hz或更高。本發(fā)明具有低成本、低制造難度、高頻響的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種采用雙三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的新型高頻響先導(dǎo)閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及先導(dǎo)式比例閥【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種采用三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)閥。

【背景技術(shù)】
[0002]電液比例閥是電液比例控制技術(shù)的核心和主要功率放大元件，代表了流體控制技術(shù)的發(fā)展方向。比例閥的響應(yīng)頻率相對(duì)于開關(guān)閥更高，控制性能更好，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備，能簡化液壓系統(tǒng)，減少液壓元件的使用數(shù)量，提高了系統(tǒng)的可靠性；比例閥具有更好的抗負(fù)載性能和抗油溫變化性能，能提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。另外，電液比例閥相對(duì)于伺服閥抗污染能力強(qiáng)，減少了由于污染而造成的工作故障，可以提高液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性。因此，電液比例閥在眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
[0003]大流量比例閥主要采用先導(dǎo)式結(jié)構(gòu)，而為了實(shí)現(xiàn)大流量控制，比例閥主要采用多級(jí)滑閥結(jié)構(gòu)和插裝閥結(jié)構(gòu)。在這些多級(jí)比例閥中，主級(jí)的結(jié)構(gòu)形式基本為圓周臺(tái)階控制的插裝閥結(jié)構(gòu)形式，而先導(dǎo)級(jí)采用高響應(yīng)的伺服閥、比例閥或高速開關(guān)閥，利用主級(jí)位移反饋形成閉環(huán)控制，閥的整體性能主要由先導(dǎo)級(jí)決定。因此，為了提高電液比例閥的響應(yīng)速度，最直接有效的方法是提高先導(dǎo)級(jí)的響應(yīng)速度。目前，提高比例閥先導(dǎo)級(jí)頻響的主要方法集中在以下幾個(gè)方面:
I)研制高頻響電機(jī)械轉(zhuǎn)換器，比如采用壓電晶體驅(qū)動(dòng)器，音圈電磁鐵等。盡管新型的電機(jī)械轉(zhuǎn)換器在提高頻響上有顯著效果，但在成本、驅(qū)動(dòng)器體積和穩(wěn)定性方面有所犧牲。
[0004]2)將伺服閥技術(shù)作為比例閥的先導(dǎo)控制技術(shù)，如采用射流管閥、噴嘴擋板閥作為大流量比例閥的先導(dǎo)閥。改進(jìn)后大流量比例閥屬于伺服比例閥，在動(dòng)態(tài)性能方面有大幅度提高，但伺服先導(dǎo)級(jí)較傳統(tǒng)比例閥先導(dǎo)級(jí)而言在抗油液污染度方面有更高要求，無形中提高了成本。
[0005]3)優(yōu)化先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)，降低閥芯運(yùn)動(dòng)所受阻力(包括慣性力、摩擦力和液動(dòng)力)，包括中空閥芯、閥芯閥套精密配合、低摩擦力閥芯加工工藝、低液動(dòng)力閥芯結(jié)構(gòu)等，這些結(jié)構(gòu)優(yōu)化在不同程度上降低閥芯運(yùn)動(dòng)阻力，提高了閥芯驅(qū)動(dòng)速度，從而提高頻響。但大多數(shù)結(jié)構(gòu)改進(jìn)都增加了比例閥的加工難度和成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用雙三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的新型先導(dǎo)閥，該閥能夠有效的降低先導(dǎo)閥芯質(zhì)量和尺寸，既能降低制造先導(dǎo)閥成本，又能提高先導(dǎo)閥的頻響。
[0007]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種采用雙三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的新型高頻響先導(dǎo)閥，包括閥體、左比例電磁鐵、右比例電磁鐵、左先導(dǎo)閥彈簧、右先導(dǎo)閥彈簧、左閥芯、右閥芯、左擋片和右擋片；所述閥體為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部中空，從左至右設(shè)有6個(gè)環(huán)形腔,最外側(cè)的兩個(gè)環(huán)形腔由內(nèi)部I號(hào)流道連通，最內(nèi)側(cè)的兩個(gè)環(huán)形腔由內(nèi)部2號(hào)流道連通，中間的兩個(gè)環(huán)形腔分別由3號(hào)流道、4號(hào)流道連通至所述閥體外；所述中間的兩個(gè)環(huán)形腔分別安裝左先導(dǎo)閥彈簧和右先導(dǎo)閥彈簧；左先導(dǎo)閥彈簧的左側(cè)連接所述的左閥芯，右先導(dǎo)閥彈簧的右側(cè)連接所述的右閥芯；所述的左閥芯和右閥芯結(jié)構(gòu)一致，均由一個(gè)圓柱切去兩個(gè)環(huán)形臺(tái)階構(gòu)成，一個(gè)臺(tái)階在中間，另一個(gè)臺(tái)階在端面，端面臺(tái)階的長度比中間臺(tái)階的長度略短；所述的左擋片和右擋片中間均開有圓形孔，分別連接在所述閥體左右兩側(cè)的圓柱安裝孔的底部；所述的左比例電磁鐵安裝在閥體左側(cè)的圓柱安裝孔內(nèi)，并與左擋片的左側(cè)固定連接；左比例電磁鐵的銜鐵穿過左擋片的圓形孔后頂在左閥芯的左端面；所述的右比例電磁鐵安裝在閥體側(cè)的圓柱安裝孔內(nèi)，并與右擋片的右側(cè)固定連接；右比例電磁鐵的銜鐵穿過右擋片的圓形孔后頂在右閥芯的右端面；所述閥體的最外側(cè)環(huán)形腔與閥芯的中間臺(tái)階形成P腔；所述閥體的最內(nèi)側(cè)環(huán)形腔構(gòu)成T腔；所述閥體的中間環(huán)形腔與閥芯構(gòu)成A腔。
[0008]本發(fā)明的有益結(jié)果是:
(1)該閥閥芯的軸向尺寸比傳統(tǒng)先導(dǎo)閥閥芯軸向尺寸的一半還小，軸向尺寸的減小減低了閥芯的制造難度，比如閥芯的直線度、圓柱度等，同時(shí)也降低了閥的制造成本；
(2)先導(dǎo)閥芯運(yùn)動(dòng)質(zhì)量變輕，能降低閥芯運(yùn)動(dòng)所受阻力(包括慣性力、摩擦力和液動(dòng)力)，有利于先導(dǎo)級(jí)的快速響應(yīng)，通過優(yōu)化后能將現(xiàn)有先導(dǎo)級(jí)控制響應(yīng)從1Hz提升至20Hz或更聞;
(3)先導(dǎo)閥芯軸向尺寸變小，質(zhì)量變輕，所需的比例電磁鐵推力也相應(yīng)的減小，所以能夠選擇尺寸更小的電磁鐵，從而降低制造成本與先導(dǎo)閥的尺寸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是采用雙三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的新型高頻響先導(dǎo)閥的示意圖；其中(a)是正視圖，(b)是剖視圖。
[0010]圖中:閥體1、左比例電磁鐵2.1、右比例電磁鐵2.2、左先導(dǎo)閥彈簧3.1、右先導(dǎo)閥彈簧3.2、左閥芯4.1、右閥芯4.2、左擋片5.1和右擋片5.2。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明一種采用雙三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的新型高頻響先導(dǎo)閥，
包括閥體1、左比例電磁鐵2.1、右比例電磁鐵2.2、左先導(dǎo)閥彈簧3.1、右先導(dǎo)閥彈簧
3.2、左閥芯4.1、右閥芯4.2、左擋片5.1和右擋片5.2 ;閥體I為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部中空，從左至右設(shè)有6個(gè)環(huán)形腔，最外側(cè)的兩個(gè)環(huán)形腔由內(nèi)部I號(hào)流道連通，最內(nèi)側(cè)的兩個(gè)環(huán)形腔由內(nèi)部2號(hào)流道連通，中間的兩個(gè)環(huán)形腔分別由3號(hào)流道、4號(hào)流道連通至閥體I外；閥體I中間的兩個(gè)環(huán)形腔分別安裝左先導(dǎo)閥彈簧3.1和右先導(dǎo)閥彈簧3.2 ;左先導(dǎo)閥彈簧3.1的左側(cè)連接左閥芯4.1，右先導(dǎo)閥彈簧3.2的右側(cè)連接右閥芯4.2 ;左閥芯4.1和右閥芯4.2結(jié)構(gòu)一致，均由一個(gè)圓柱切去兩個(gè)環(huán)形臺(tái)階構(gòu)成，一個(gè)臺(tái)階在中間，另一個(gè)臺(tái)階在端面，端面臺(tái)階的長度比中間臺(tái)階的長度略短；左擋片5.1和右擋片5.2中間均開有圓形孔，分別連接在閥體I左右兩側(cè)的圓柱安裝孔的底部；左比例電磁鐵2.1安裝在閥體I左側(cè)的圓柱安裝孔內(nèi)，并與左擋片5.1的左側(cè)固定連接；左比例電磁鐵2.1的銜鐵穿過左擋片5..1的圓形孔后頂在左閥芯4.1的左端面；右比例電磁鐵2.2安裝在閥體I右側(cè)的圓柱安裝孔內(nèi)，并與右擋片5.2的右側(cè)固定連接；右比例電磁鐵2.2的銜鐵穿過右擋片5.2的圓形孔后頂在右閥芯4.2的右端面；閥體I的最外側(cè)環(huán)形腔與閥芯的中間臺(tái)階形成P腔；閥體I的最內(nèi)側(cè)環(huán)形腔構(gòu)成T腔；閥體I的中間環(huán)形腔與閥芯構(gòu)成A腔。
[0013]在比例電磁鐵不通電時(shí)，左閥芯4.1在左先導(dǎo)閥彈簧3.1的作用下處于最左側(cè)，此時(shí)左側(cè)的A腔與T腔連通，同樣的右閥芯4.2在右先導(dǎo)閥彈簧3.2的作用下處于最右側(cè)，此時(shí)右側(cè)的A腔與T腔連通；在左比例電磁鐵2.1通電而右比例電磁鐵2.2不通電時(shí)，左比例電磁鐵2.1的銜鐵克服彈簧力推動(dòng)左閥芯4.1向右運(yùn)行，閥體I左側(cè)的A腔與T腔先關(guān)閉，然后閥體I左側(cè)的P腔與A腔連通；在右比例電磁鐵2.2通電而左比例電磁鐵2.1不通電時(shí)，右比例電磁鐵2.2的銜鐵克服彈簧力推動(dòng)右閥芯4.2向左運(yùn)行，閥體I右側(cè)的A腔與T腔先關(guān)閉，然后閥體I右側(cè)的P腔與A腔連通。
[0014]本發(fā)明的工作流程:
(1)比例電磁鐵不得電時(shí),左閥芯4.1與右閥芯4.2不運(yùn)動(dòng)，先導(dǎo)閥無動(dòng)作；
(2)左比例電磁鐵2.1得電而右比例電磁鐵2.2不得電時(shí)，左比例電磁鐵銜鐵克服彈簧力推動(dòng)左閥芯4.1向右運(yùn)行，閥體I左側(cè)的A腔與T腔先關(guān)閉，然后閥體I左側(cè)的P腔與A腔連通，油液從左側(cè)P腔經(jīng)A腔、第3流道進(jìn)入主閥；
(3)右比例電磁鐵2.2得電而左比例電磁鐵2.1不得電時(shí)，右比例電磁鐵銜鐵克服彈簧力推動(dòng)右閥芯4.2向左運(yùn)行，閥體I右側(cè)的A腔與T腔先關(guān)閉，然后閥體I右側(cè)的P腔與A腔連通，油液從右側(cè)P腔經(jīng)A腔、第4流道進(jìn)入主閥。
【權(quán)利要求】
1.一種采用雙三位三通比例閥結(jié)構(gòu)的新型高頻響先導(dǎo)閥，其特征在于:包括閥體(I)、左比例電磁鐵(2.1)、右比例電磁鐵(2.2)、左先導(dǎo)閥彈簧(3.1)、右先導(dǎo)閥彈簧(3.2)、左閥芯(4.1)、右閥芯(4.2)、左擋片(5.1)和右擋片(5.2);所述閥體(I)為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部中空，從左至右設(shè)有6個(gè)環(huán)形腔，最外側(cè)的兩個(gè)環(huán)形腔由內(nèi)部I號(hào)流道連通，最內(nèi)側(cè)的兩個(gè)環(huán)形腔由內(nèi)部2號(hào)流道連通，中間的兩個(gè)環(huán)形腔分別由3號(hào)流道、4號(hào)流道連通至所述閥體(I)外；所述中間的兩個(gè)環(huán)形腔分別安裝左先導(dǎo)閥彈簧(3.1)和右先導(dǎo)閥彈簧(3.2);左先導(dǎo)閥彈簧(3.1)的左側(cè)連接所述的左閥芯(4.1)，右先導(dǎo)閥彈簧(3.2)的右側(cè)連接所述的右閥芯(4.2);所述左閥芯(4.1)和右閥芯(4.2)結(jié)構(gòu)一致，均由一個(gè)圓柱切去兩個(gè)環(huán)形臺(tái)階構(gòu)成，一個(gè)臺(tái)階在中間，另一個(gè)臺(tái)階在端面，端面臺(tái)階的長度比中間臺(tái)階的長度略短；所述的左擋片(5.1)和右擋片(5.2)中間均開有圓形孔，分別連接在所述閥體(I)左右兩側(cè)的圓柱安裝孔的底部；所述的左比例電磁鐵(2.1)安裝在閥體(I)左側(cè)的圓柱安裝孔內(nèi)，并與左擋片(6.1)的左側(cè)固定連接；左比例電磁鐵(2.1)的銜鐵穿過左擋片(5.1)的圓形孔后頂在左閥芯(4.1)的左端面；所述的右比例電磁鐵(2.2)安裝在閥體(I)右側(cè)的圓柱安裝孔內(nèi)，并與右擋片(5.2)的右側(cè)固定連接；右比例電磁鐵(2.2)的銜鐵穿過右擋片(5.2)的圓形孔后頂在右閥芯(4.2)的右端面；所述閥體(I)的最外側(cè)環(huán)形腔與閥芯的中間臺(tái)階形成P腔；所述閥體(I)的最內(nèi)側(cè)環(huán)形腔構(gòu)成T腔；所述閥體(I)的中間環(huán)形腔與閥芯構(gòu)成A腔。
【文檔編號(hào)】F15B13/06GK104454747SQ201410731676
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】徐兵, 蘇琦, 張軍輝, 姚津津, 孫通, 葛耀錚 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)