电闭环控制的三通比例减压阀制造技术

一种电闭环控制的三通比例减压阀是在机械反馈控制的三通比例减压阀的工作油口管路上设置有压力传感器，用于检测被控制的压力pA；设置有位移传感器与控制阀芯同轴安设，用于检测控制阀芯的位移x和速度xV。本发明专利技术通过增设位移传感器和压力传感器，提高了压力控制精度，在压力闭环控制中引入阀芯速度负反馈，提高了阀芯的动态稳定性，从而增大了阻尼孔的直径甚至去掉阻尼孔，有效提高了阀的抗污染能力，通过实时检测和监测阀芯位移，可判断阀的工作状态，提高了系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电闭环控制的三通比例减压阀，特别是一种采用电液比例方法，对封闭容腔内的压力进行连续无级调整的三通比例减压阀。
技术介绍
液压系统中常常采用三通型的比例减压阀对封闭的容腔，或多执行器系统中某一支路的压力进行连续无级控制，对于小流量的场合，可采用比例电磁铁直接驱动的方式，这样的阀也常用作比例先导阀，如德国力士乐公司的FTDRE 4 K型三通比例减压阀，流量范围只有5 L/min左右，用两个这样的直动式三通比例减压阀控制比例多路阀的 换向，许多公司采用类似的方案。当需要阀的输出流量较大时，如10 L/min以上，往往需要采用先导型的结构，如德国力士乐公司的DRE 6-1X/100K4型号的阀，但阀的结构较直动方式复杂许多，制造难度和成本也增加，另外采用纯机械式的控制方式，需要采用一些直径非常小的阻尼孔，来提高阀工作的稳定性，降低了阀的抗油液污染能力和工作可靠性，在一些对阀工作可靠性和控制精度要求非常高的应用场合，如矿井提升机的制动器压力控制系统，风力发电机的制动器等，需要实时判断阀芯是否可靠工作，现有的这两类阀都不具有这样的功能，只采用机械反馈控制精度也较低。
技术实现思路
基于现有三通比例减压阀，采用小直径阻尼孔提高稳定性，影响阀的抗油液污染能力，只采用机械反馈，控制精度低；无论是直动式结构还是先导控制方式结构，均未设置有阀芯位置运行状态监测装置，无法判断其阀的工作状态，本专利技术提供一种能够增加阀的工作稳定性和实时监测阀芯运行状态的电闭环控制的三通比例减压阀。为克服上述现有技术的不足，本专利技术所采用的技术方案是一种电闭环控制的三通比例减压阀，其特征是 进一步增设有位移传感器、压力传感器、比较器、闭环控制器和显示器； 所述三通比例减压阀是机械反馈控制的三通比例减压阀，具有工作油口 A、压力油口 P和油箱油口 T ； 所述位移传感器是与控制阀芯和比例电磁铁同轴设置，用于检测控制阀芯的位移Z和速度A，并将速度信号输入到比较器； 所述压力传感器是安设在与工作油口 A连通的管路上，用于检测被控制的压力/7A，并将被控制压力信号/7A输入到比较器； 所述比较器是接收压力设定信号Gp与压力传感器的被控制压力信号A，并进行比较，其差值输入到闭环控制器运算后，再输入到比例放大器及其输出信号输入到比例电磁铁，控制阀的输出压力； 所述显示器是设置于比例放大器中，或是设置在上层计算机中。为克服上述现有技术的不足，本专利技术所采用的另一技术方案是一种电闭环控制的三通比例减压阀，包含有机械反馈控制的三通比例减压阀、阀体、控制阀芯、比例电磁铁、复位弹簧和后端盖；其特征是 所述机械反馈控制的三通比例减压阀是比例电磁铁直接驱动的直动式阀，具有工作油口 A、压力油口 P和油箱油口 T ； 所述控制阀芯是其中间开有通油孔L，通油孔L的两端分别与第一端面C和第二端面D联通，通油孔L同时和工作油口 A连通，控制阀芯与比例电磁铁和复位弹簧同轴 设置； 所述比例电磁铁是其一端集成有位移传感器，用于检测比例电磁铁衔铁的位置和速度；另一端直接作用在控制阀芯的第一端面C上； 所述复位弹簧是其一端作用在控制阀芯的第二端面D上，另一端作用在后端盖上。上述技术方案进一步的附加技术特征在于 所述控制阀芯的第一端面C的直径小于第二端面D的直径，其差值由比例电磁铁最大的输出力而定。所述位移传感器是集成在比例电磁铁上，通过检测比例电磁铁衔铁来检测阀芯位置z和速度々，或是安设在控制阀芯上，直接检测阀芯的位置z和速度为克服上述现有技术的不足，本专利技术所采用的还有一种技术方案是电闭环控制的三通比例减压阀，包含有机械反馈控制的三通比例减压阀、比例电磁铁、复位弹簧、后端盖、先导流量控制器、先导阀、主阀体、主阀芯、阻尼孔、弹簧腔和主阀控制腔；其特征是 所述机械反馈控制的三通比例减压阀是先导控制型的阀，具有工作油口 A、压力油口 P和油箱油口 T ； 所述主阀芯是与位移传感器与复位弹簧，同轴设置，用于检测主阀芯的位置z和速度Xv ;主阀芯的工作油口 A的压力油经过阻尼孔引入到弹簧腔，油口 P的压力油经过先导流量控制器进入到主阀控制腔。实现本专利技术所描述的一种电闭环控制的三通比例减压阀，与现有技术相比，所具有的突出特点与积极效果在于较只采用机械反馈式结构，加入压力传感器构成电闭环控制，极大地提高了阀控制压力的精度；加入位移传感器检测阀芯的位置和速度，一方面能够实时指示阀芯的工作状态，用于判断阀工作是否正常；另一方面，在压力闭环控制中引入阀芯速度的负反馈，极大地提高了阀的工作动态稳定性，从而可增大阻尼孔的直径，甚至去掉阻尼孔，有效地提高了阀的抗污染能力。附图说明图I是本专利技术实施例1，直动式的阀芯状态可测的高稳定性三通比例减压阀的原理示意图。图2是本专利技术实施例I中，直动式的阀芯状态可测的高稳定性三通比例减压阀控制阀芯示意图。图3是本专利技术实施例2，先导型阀的芯状态可测的高稳定性三通比例减压阀的原理示意图。图4是本专利技术实施例3的示意图。图中1 :机械反馈的三通比例减压阀，2 :位移传感器，3 :压力传感器，4 :阀体，5 ;控制阀芯，6 :比例电磁铁，7 :复位弹簧，8 :后端盖，9 :先导流量控制器，10 :先导阀，11 :主阀体，12 :主阀芯，13 :阻尼孔，14 :弹簧腔，15 :主阀控制腔，16 :比较器，17 :闭环控制器，18 比例放大器，19 :显不器。A :工作油口，T :油箱口，P :压力油口，C:第一端面，D:第二端面，L :通油孔，Vsp :压力设定信号，:速度信号，^ :位移，Pa :被控制压力。具体实施例方式下面对本专利技术的具体实施方式做出说明。实施本专利技术所提供的一种电闭环控制的三通比例减压阀，其结构改进是在现有三通比例减压阀的基础上，增设有位移传感器2和压力传感器3，位移传感器2检测阀芯的位置和速度信息，用于判断阀芯的工作状态，速度信息用来构成阀芯速度的负反馈，提高阀工作的稳定性，增大阀内阻尼孔的直径，以便提高阀的抗污染能力；压力传感器3用来构成阀输出压力的闭环控制，进一步提高压力控制精度，具体结构包括机械反馈控制的三通比例·减压阀I，其构成是进一步增设有位移传感器2，压力传感器3，机械反馈的三通比例减压阀I具有工作油口 A，压力油口 P和油箱口 T三个油口 ；压力传感器3安装在与工作油口 A连通的管路上，用于检测被控制的压力& ;位移传感器2与控制阀芯5同轴安装，用于检测控制阀芯5的位移和速度。当机械反馈控制的三通比例减压阀I是比例电磁铁直接驱动的直动式阀，其组成包括有阀体4，控制阀芯5，比例电磁铁6，复位弹簧7，后端盖8 ;位移传感器2集成在比例电磁铁6上，用于检测比例电磁铁衔铁的位置和速度，位移传感器2、比例电磁铁6、控制阀芯5和复位弹簧7同轴布置，比例电磁铁6的衔铁直接作用在控制阀芯5的第一端面C上，复位弹簧7 —端作用在控制阀芯5的第二端面D上，复位弹簧7的另一端作用在后端盖8上；控制阀芯5的第一端面C的直径较第二端面D的直径要小，其差值视比例电磁铁6最大的输出力而定；控制阀芯5的中间开有通油孔L，通油孔L的两端分别和第一端面C和第二端面D联通，这一通油孔L同时和工作油口 A连通。当机械反馈控制的三通比例减压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电闭环控制的三通比例减压阀，其特征是：进一步增设有位移传感器[2]、压力传感器[3]、比较器[16]、闭环控制器[17]和显示器[19]；所述三通比例减压阀是机械反馈控制的三通比例减压阀[1]，具有工作油口A、压力油口P和油箱油口T；所述位移传感器[2]是与控制阀芯[5]和比例电磁铁[6]同轴设置，用于检测控制阀芯[5]的位移x和速度xV，并将速度信号xV输入到比较器[16]；所述压力传感器[3]是安设在与工作油口A连通的管路上，用于检测被控制的压力pA，并将被控制压力信号pA输入到比较器[16]；所述比较器[16]?是接收压力设定信号USP与压力传感器[3]的被控制压力信号pA，并进行比较，其差值输入到闭环控制器[17]运算后，再输入到比例放大器[18]及其输出信号输入到比例电磁铁[6]，控制阀的输出压力；所述显示器[19]是设置于比例放大器[18]中，或是设置在上层计算机中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：权龙，黄家海，李斌，权仲翊，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：