專利名稱：毛細(xì)阻尼管調(diào)壓方法及壓力控制閥的制作方法
流體控制元件主要分為流量閥和壓力閥兩大類。流量閥一般是靠改變節(jié)流口的面積的原理進(jìn)行工作的;壓力閥一般是靠壓力推力與彈簧力相平衡的原理工作。為了提高壓力閥的定壓精度和過流量通常將其做成導(dǎo)閥與主閥兩級(jí)式的，通過導(dǎo)閥將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓力信號(hào)，然后由主閥將該壓力信號(hào)放大控制壓力閥的出口(減壓閥)或入口壓力(溢流閥)，并且使其保持基本恒定。傳統(tǒng)的流體壓力閥的這種工作原理決定其具有如下特點(diǎn)1、閥的出口或入口壓力一般只與彈簧的壓縮量有關(guān)，不受油源壓力波動(dòng)或負(fù)載的影響。
2、由于存在一彈簧力-壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，因此容易受到摩擦力、間隙等非線性因素的影響，使壓力閥的重復(fù)精度變差。
3、對(duì)于兩級(jí)壓力閥，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且對(duì)調(diào)節(jié)彈簧的精度要求較高。
4、為了保證壓力閥的穩(wěn)定性，往往在閥的控制油路上設(shè)置各種阻尼，由于流體所固有的非線性因素的影響，一般難以做到閥在各種工況下皆具有很好的穩(wěn)定性。
如果將一股壓力為p0(恒定)的流體通入一段毛細(xì)阻尼管中，由于粘性的影響，流體的壓力將沿著毛細(xì)阻尼管的長度方向均勻下降(如

圖1)，通過獲取毛細(xì)阻尼管中不同點(diǎn)的壓力來控制主閥的出口壓力(圖1a)或入口壓力(圖1b)，亦可使其得以連續(xù)調(diào)節(jié)。這樣便可解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。
1、二、三通數(shù)字式減壓閥該閥的結(jié)構(gòu)如圖2所示。它由端蓋1、閥座2、閥芯3、聯(lián)軸節(jié)4及步進(jìn)電機(jī)5等5個(gè)主要零件構(gòu)成。端蓋及步進(jìn)電機(jī)皆通過螺釘與閥座相連，步進(jìn)電機(jī)軸通過聯(lián)軸節(jié)與閥芯相連。閥芯在閥套座中具有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度一方面它可以隨步進(jìn)電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng);另一方面可以沿軸向移動(dòng)。在閥芯左端臺(tái)肩的圓柱表面上軸對(duì)稱地開設(shè)有兩條阻尼槽A，其兩端分別與進(jìn)口和低壓腔F相通，在閥座左端的圓柱內(nèi)表面上亦軸對(duì)稱地開設(shè)有兩條通道B分別與兩條阻尼槽相交，閥左腔C通過該通道感受阻尼槽上某一點(diǎn)的壓力。閥的右腔通道D與閥的出口相通。在靜態(tài)工況下，閥的左腔壓力與右腔壓力(出口壓力相等，因此通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥芯使閥的左腔通過通道)感受阻尼槽上不同點(diǎn)的壓力，即可連續(xù)調(diào)節(jié)閥的出口壓力。
若將閥芯的中央臺(tái)肩的寬度做成與閥套溝槽的寬度相等則為一三通閥;若閥芯的中央臺(tái)肩的寬度大于閥套溝槽的寬度則該閥為一二通閥。若將步進(jìn)電機(jī)換成手輪則可成為普通的減壓閥。
2、四通數(shù)字壓力閥四通數(shù)字壓力閥的結(jié)構(gòu)如圖3所示。它的組成零件名稱和聯(lián)接方式與二、三通減壓閥相同，只是閥芯與閥座的結(jié)構(gòu)不同，閥芯共有四個(gè)臺(tái)肩，兩中央臺(tái)肩控制p1和p2通道的壓力。在左、右端臺(tái)肩的圓柱表面上各有兩條相互軸對(duì)稱的阻尼槽，其壓力分布如圖3中所示。閥的左、右腔的壓力分別通過閥芯臺(tái)肩上的阻尼槽的壓力進(jìn)行控制，在穩(wěn)態(tài)工況下由所謂的匹配-對(duì)稱條件〔1〕可以獲得
P1-P2=2PO- (θ)/(θO)θ0-阻尼槽的包角。
θ的變化范圍為- (θO)/2 ～ (θO)/2 。因此通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥芯使其處于不同的徑向位置，即可獲得不同p1-p2的值。
上述各種壓力控制閥皆是利用毛細(xì)管中的均勻壓力變化將角位移信號(hào)轉(zhuǎn)換壓力信號(hào)，進(jìn)而控制閥的出口或入口壓力的，并且將二級(jí)閥的信號(hào)轉(zhuǎn)換級(jí)和功率放大級(jí)做在一個(gè)閥芯上的。流體壓力閥的這種工作原理決定其具有如下特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)特別簡單，無須任何彈簧;
2、可靠性增加。傳統(tǒng)的二級(jí)壓力閥由兩個(gè)以上的彈簧及許多零部件構(gòu)成，因此可靠性較差，壽命短;
3、重復(fù)精度高。由于利用毛細(xì)阻尼管中的壓力的均勻下降實(shí)現(xiàn)角位移信號(hào)與壓力信號(hào)的轉(zhuǎn)換，因此不受傳統(tǒng)壓力閥導(dǎo)閥的間隙和摩擦力等非線性因素的影響，此重復(fù)精度高;
4、穩(wěn)定性好。毛細(xì)阻尼管不僅起到角位移-壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換作用，而且對(duì)閥芯的軸向運(yùn)動(dòng)具有很大的阻尼作用，因此壓力閥具有很好的穩(wěn)定性。
5、對(duì)溫度變化不敏感。這是由于毛細(xì)阻尼管中的流體的壓力分布與溫度無關(guān);
6、用于液壓壓力閥，則閥具有很好的線性度;
7、要求閥進(jìn)口壓力恒定或有恒壓源。由于目前95%的液壓系統(tǒng)皆采用恒壓源及氣源壓力一般恒定，因此該閥的這一要求并不使其應(yīng)用范圍受限制;
8、同樣一種閥同時(shí)可以做成手調(diào)式、數(shù)字式及比例式的;
9、閥芯的徑向力平衡，所需旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩較小，若做成數(shù)字式的，則步進(jìn)電機(jī)具有較高的響應(yīng)頻率。
權(quán)利要求
1.流體壓力調(diào)壓方法，本發(fā)明的特征為將一壓力恒定的流體通入毛細(xì)阻尼管中，通過流體的壓力沿毛細(xì)阻尼管的長度方向均勻下降獲取毛細(xì)阻尼管中不同點(diǎn)的壓力，控制流體壓力閥的出口或入口的壓力。
2.二、三通數(shù)字式減壓閥，本發(fā)明的特征為由端蓋、閥座、閥芯、聯(lián)軸節(jié)、步進(jìn)電機(jī)組成，端蓋及電機(jī)通過螺釘與閥座相連，步進(jìn)電機(jī)軸通過聯(lián)軸節(jié)與閥芯相連，且閥芯左端臺(tái)肩的圓柱表面上軸對(duì)稱地開設(shè)有兩條阻尼槽，其兩端分別與進(jìn)口和低壓腔F相通，在閥座左端的圓柱內(nèi)表面也軸對(duì)稱地開設(shè)有兩條通道B分別與兩條阻尼槽相交。
3.如權(quán)利要求2所述，其特征為閥芯可做有四個(gè)公肩。
全文摘要
毛細(xì)阻尼管調(diào)壓方法及壓力控制閥，利用毛細(xì)管中的均勻壓力變化將角位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)，進(jìn)而控制閥的出口或入口壓力，可將二級(jí)閥的信號(hào)轉(zhuǎn)換級(jí)和功率放大級(jí)做在一個(gè)閥芯上。這種閥結(jié)構(gòu)簡單，重復(fù)精度高，穩(wěn)定性好，造價(jià)低，適合在推廣使用。
文檔編號(hào)G05D16/16GK1041031SQ8810649
公開日1990年4月4日 申請(qǐng)日期1988年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月3日
發(fā)明者阮健, 許耀銘 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)