一种高压气体流量控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压气体流量控制装置，包括流量阀、先导伺服阀以及位移传感器，流量阀包括阀体、阀座、阀套、阀芯、阀套端盖、下端盖、弹簧导向套和复位弹簧，阀体下端面固定有下端盖，位移传感器固定在下端盖上，阀体的轴向通孔内自下而上依次安装有弹簧、弹簧导向套、阀套端盖、阀套、阀芯以及阀座，阀芯外壁包套有阀套，阀芯外壁具有环形凸台，环形凸台位于阀套的下孔内并将下孔的容腔分为控制腔a和控制腔b，阀体壁面上设置有第二、第三孔道，第二孔道连通控制腔a，第三孔道连通控制腔b，先导伺服阀包括三位四通电‑气伺服阀、第一、第二电磁开关阀及连接阀块。本发明专利技术的高压气体流量控制装置响应速度快、控制精度高。

A high pressure gas flow regulating valve

The invention discloses a high pressure gas flow regulating valve, including a flow valve, a pilot servo valve and a displacement sensor. The flow valve includes a valve body, a valve seat, a valve sleeve, a valve core, a valve sleeve end cover, a lower end cover, a spring guide sleeve and a reset spring. The lower end of the valve body is fixed with a lower end cover, and the displacement sensor is fixed to the lower end cover. A spring, a spring guide sleeve, a valve sleeve end cover, a valve sleeve, a valve core and a valve seat are installed from the bottom to the bottom of the valve body. The outer wall of the valve core is covered with a valve sleeve, the outer wall of the valve core has a ring convex platform, the ring convex table is located in the hole of the valve sleeve and the cavity of the lower hole is divided into the control cavity a and the control cavity B. The wall of the valve body is set on the wall surface. Second, third channels, second channel connected control cavity a, third channel connected control cavity B, the pilot servo valve includes three four electrified pneumatic servo valves, the first, second electromagnetic valve and connection valve block. The high-pressure gas flow regulating valve of the invention has fast response speed and high control precision.

【技术实现步骤摘要】
一种高压气体流量调节阀
本专利技术属于气动伺服比例控制元件领域，具体涉及一种大通径高压气体流量调节阀。
技术介绍
气动技术中，工作介质为压缩空气，其具有能源获得方便、清洁无污染、低成本、易操作等优点，气动技术广泛应用于农业机械、自动化工业、交通运输、能源、化工、航空航天、航海、国防军事等领域。高压气体由于功率比重大、快速膨胀能力强、相对于低压系统可有效改善系统动态性能与刚度，且有利于元件结构小型化及执行机构高速化，还可以节省安装空间，因此，高压气动技术成为当前国内外流体传动与控制领域的研究热点之一。在气动领域中，压力低于1MPa的气动系统称为低压气动系统，压力在1MPa～10MPa之间的气动系统称为中压气动系统，压力高于10MPa的气动系统称为高压气动系统。随着各个行业、特别是天然气输送、氢能源汽车、国防军事工业对气动系统高压、高响应、高精度、连续控制的需求日益增加，同时也由于各种新材料、新工艺及高寿命器件的出现，有力地推动了高压气动技术的发展，新型高压气动元件的开发与研制已成为气动技术新的发展方向。近十多年来，国内外对高压气动元件进行的研究工作主要集中在高压气动开关阀与减压阀方面，而可实现高响应、高精度、连续控制的高压气动伺服控制技术仍处于起步阶段。大通径高压气体流量调节阀作为大型高压气动伺服比例控制系统的核心元件，目前已成为高压气动伺服比例控制技术在大型装备中应用的瓶颈。大通径高压气体流量调节阀作为一种控制气体输出流量/压力的气动控制元件，其在控制精度与动态响应方面能满足要求较高的大型控制装备的应用要求，尤其适合应用在天然气输送、氢能源汽车、航空航天与国防军事领域。因此，针对上述需求，需要开发一种高精度、高响应、大通径高压气体流量调节阀，这对大型高压气动系统的快速精确控制具有十分重要意义和工程应用价值。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种大通径高压气体流量调节阀，其目的在于，将流量阀和先导伺服阀巧妙连接，以利用三位四通电-气伺服阀控制流量阀阀口开度，实现气体流量的快速精确控制，本专利技术的高压气体流量调节阀响应速度快、控制精度高。为实现上述目的，本专利技术提供了一种高压气体流量调节阀，其包括流量阀、先导伺服阀以及位移传感器，其中，所述流量阀包括阀体、阀座、阀套、阀芯、阀套端盖、下端盖、弹簧导向套和复位弹簧，所述阀体为具有轴向通孔的筒状体，其轴向通孔为多阶阶梯孔，所述阀体下端面固定有下端盖，所述位移传感器固定在下端盖上且所述位移传感器的伸长杆伸入流量阀内，所述阀体的轴向通孔内自下而上依次安装有弹簧、弹簧导向套、阀套端盖、阀套、阀芯以及阀座，所述阀座为具有轴向中心通孔的旋转体，所述轴向中心通孔为圆锥形，以与阀芯上端面具有的锥形面形成密封配合，所述阀芯设置在阀体轴向通孔内，所述阀芯外壁包套有阀套，所述阀套为筒状，其中心具有二阶阶梯状的轴向通孔，该二阶阶梯状的轴向通孔自上而下依次为相互连通的上孔和下孔，所述阀芯外壁具有环形凸台，该环形凸台位于阀套的下孔内，阀芯上部从阀套的上孔穿出，并与阀套的上孔内壁形成密封，所述阀芯的环形凸台将下孔的容腔分为位于环形凸台上方的控制腔a和位于环形凸台下方的控制腔b，所述阀芯下段内部具有与阀芯孔壁成一体的连接板，所述连接板中心具有中心通孔，该中心通孔用于供位移传感器的伸长杆穿出，所述连接板上围绕所述中心通孔具有多个平衡孔，所述平衡孔用于使连接板两侧面气体压力平衡，弹簧导向套固定在所述连接板上，所述复位弹簧圈套在所述弹簧导向套外壁处，所述复位弹簧一端抵接所述下端盖且另一端抵接所述连接板，阀套端盖设置在所述阀套的下端面和所述下端盖的上端面间，所述阀体壁面上设置有第一孔道、第二孔道以及第三孔道，所述第二孔道连通所述控制腔a，所述第三孔道连通所述控制腔b，第一孔道连通所述阀体的入口，所述先导伺服阀包括三位四通电-气伺服阀、第一电磁开关阀、第二电磁开关阀及连接阀块，所述三位四通电-气伺服阀上具有A口、P口、B口以及T口，所述三位四通电-气伺服阀上的A口、P口、B口分别通过连接阀块内部孔道连通所述阀体上的第二孔道、第一电磁开关阀的出口、第二电磁开关阀的入口，所述三位四通电-气伺服阀的T口连通大气，所述第一电磁开关阀的入口通过连接阀块内部孔道连通所述阀体上的第一孔道，第一电磁开关阀的入口同时通过连接阀块内部节流孔连通所述阀体上的第三孔道和第二电磁开关阀的出口。进一步的，所述阀体具有的轴向通孔为六阶阶梯孔，其包括自上而下依次同轴连通的一阶孔、二阶孔、三阶孔、四阶孔、五阶孔、六阶孔，其中，所述六阶孔与所述四阶孔孔径相等且最大，所述五阶孔与所述三阶孔孔径相等且孔径次大，所述一阶孔孔径最小，所述二阶孔孔径介于所述一阶孔和所述五阶孔之间，所述一阶孔设置在阀体上端面以作为流量阀的出口，所述六阶孔设置在阀体下端面，所述阀体侧面具有入口，该入口其与所述四阶孔正交贯通，所述阀体上的第一孔道连通四阶孔，所述阀体上第二孔道和第三孔道连通所述六阶孔。进一步的，所述阀座上端面有突出的圆环，所述圆环外壁面与所述阀体的一阶孔定位配合，所述阀座侧壁具有侧面环形密封凹槽，该侧面环形密封凹槽用于嵌装O形密封圈，以与阀体二阶孔形成密封配合。进一步的，所述阀套包括上筒体和下筒体，所述上筒体和下筒体的外径分别与所述阀体的五阶孔、六阶孔孔径相匹配，所述上筒体和下筒体结合处形成阶梯部位，以与阀体上第五阶孔和第六阶孔所形成的阶梯部位配合，所述下筒体外壁具有两道环形凸台，第一道环形凸台上具有上环形密封槽，第二道环形凸台上具有下环形密封槽，所述上环形密封槽所述下环形密封槽均用于嵌装O形密封圈，以与阀体的六阶孔密封配合。进一步的，所述阀套端盖位于所述六阶孔内，所述阀套端盖为具有轴向通孔的旋转体，其轴向通孔孔壁具有内孔环形凹槽，所述内孔环形凹槽用于嵌装O形密封圈，以与阀芯外壁形成密封配合，所述阀套端盖外壁具有环形凹槽，环形凹槽用于嵌装O形密封圈，以与阀体内壁形成密封配合，所述阀套端盖底面具有环绕自身轴向通孔的底面环形凹槽，该底面环形凹槽用于嵌装O形密封圈，以与下端盖配合形成轴向密封。进一步的，所述下端盖为具有轴向中心通孔的旋转体，其上端面具有两个环形槽，分别为弹簧导向槽和缓冲垫片槽，所述弹簧导向槽和所述缓冲垫片槽分别用来保持复位弹簧位置和安放缓冲垫片，所述下端盖下端面具有围绕自身轴向中心通孔的位移传感器环形密封槽，位移传感器环形密封槽用于嵌状O形密封圈，以与位移传感器形成密封配合。进一步的，所述三位四通电-气伺服阀为音圈电机直接驱动的滑阀式单级伺服阀。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术中，流量阀入口通入的高压气体通过阀体上的流道进入先导伺服阀，当先导伺服阀的三位四通电-气伺服阀正向开度时，高压气体进入a控制腔，同时b控制腔内的气体通过三位四通电-气伺服阀排到大气，阀芯向下运动，阀芯与阀座分开，流量阀开启，流量阀上的位移传感器实时监测阀芯位置，反馈到外界的控制器，动态调整三位四通电-气伺服阀的开度，可以精确控制流量阀阀芯位置，实现流量的精确调节功能。当三位四通电-气伺服阀负向开度时，高压气体进入b控制腔，同时a控制腔内的气体通过三位四通电-气伺服阀排到大气，阀芯向上运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压气体流量调节阀，其特征在于，其包括流量阀、先导伺服阀以及位移传感器，其中，所述流量阀包括阀体(110)、阀座(120)、阀套(130)、阀芯(140)、阀套端盖(150)、下端盖(160)、弹簧导向套(170)和复位弹簧(171)，所述阀体(110)为具有轴向通孔的筒状体，其轴向通孔为多阶阶梯孔，所述阀体(110)下端面固定有下端盖(160)，所述位移传感器固定在下端盖(160)上且所述位移传感器的伸长杆伸入流量阀内，所述阀体(110)的轴向通孔内自下而上依次安装有弹簧(171)、弹簧导向套(170)、阀套端盖(150)、阀套(130)、阀芯(140)以及阀座(120)，所述阀座(120)为具有轴向中心通孔(121)的旋转体，所述轴向中心通孔(121)为圆锥形，以与阀芯(140)上端面具有的锥形面形成密封配合，所述阀芯(140)设置在阀体(110)轴向通孔内，所述阀芯(140)外壁包套有阀套(130)，所述阀套(130)为筒状，其中心具有二阶阶梯状的轴向通孔，该二阶阶梯状的轴向通孔自上而下依次为相互连通的上孔(132)和下孔(133)，所述阀芯(140)外壁具有环形凸台，该环形凸台位于阀套(130)的下孔(133)内，阀芯(140)上部从阀套(130)的上孔(132)穿出，并与阀套(130)的上孔(132)内壁形成密封，所述阀芯(140)的环形凸台将下孔(133)的容腔分为位于环形凸台上方的控制腔a和位于环形凸台下方的控制腔b，所述阀芯(140)下段内部具有与阀芯(140)孔壁成一体的连接板(144)，所述连接板(144)中心具有中心通孔(146)，该中心通孔(146)用于供位移传感器的伸长杆穿出，所述连接板(144)上围绕所述中心通孔(146)具有多个平衡孔(147)，所述平衡孔(147)用于使连接板(144)两侧面气体压力平衡，弹簧导向套(170)固定在所述连接板(144)上，所述复位弹簧(171)圈套在所述弹簧导向套(170)外壁处，所述复位弹簧(171)一端抵接所述下端盖(160)且另一端抵接所述连接板(144)，阀套端盖(150)设置在所述阀套(130)的下端面和所述下端盖(160)的上端面间，所述阀体(110)壁面上设置有第一孔道(118A)、第二孔道(118B)以及第三孔道(118C)，所述第二孔道(118B)连通所述控制腔(a)，所述第三孔道(118C)连通所述控制腔(b)，第一孔道(118A)连通所述阀体(110)的入口，所述先导伺服阀包括三位四通电‑气伺服阀(210)、第一电磁开关阀(220)、第二电磁开关阀(230)及连接阀块(240)，所述三位四通电‑气伺服阀(210)上具有A口、P口、B口以及T口，所述三位四通电‑气伺服阀(210)上的A口、P口、B口分别通过连接阀块(240)内部孔道连通所述阀体(110)上的第二孔道(118B)、第一电磁开关阀(220)的出口、第二电磁开关阀(230)的入口，所述三位四通电‑气伺服阀(210)的T口连通大气，所述第一电磁开关阀(220)的入口通过连接阀块(240)内部孔道连通所述阀体(110)上的第一孔道(118A)，第一电磁开关阀(220)的入口同时通过连接阀块(240)内部节流孔(240A)连通所述阀体(110)上的第三孔道(118C)和第二电磁开关阀(230)的出口。...

【技术特征摘要】
1.一种高压气体流量调节阀，其特征在于，其包括流量阀、先导伺服阀以及位移传感器，其中，所述流量阀包括阀体(110)、阀座(120)、阀套(130)、阀芯(140)、阀套端盖(150)、下端盖(160)、弹簧导向套(170)和复位弹簧(171)，所述阀体(110)为具有轴向通孔的筒状体，其轴向通孔为多阶阶梯孔，所述阀体(110)下端面固定有下端盖(160)，所述位移传感器固定在下端盖(160)上且所述位移传感器的伸长杆伸入流量阀内，所述阀体(110)的轴向通孔内自下而上依次安装有弹簧(171)、弹簧导向套(170)、阀套端盖(150)、阀套(130)、阀芯(140)以及阀座(120)，所述阀座(120)为具有轴向中心通孔(121)的旋转体，所述轴向中心通孔(121)为圆锥形，以与阀芯(140)上端面具有的锥形面形成密封配合，所述阀芯(140)设置在阀体(110)轴向通孔内，所述阀芯(140)外壁包套有阀套(130)，所述阀套(130)为筒状，其中心具有二阶阶梯状的轴向通孔，该二阶阶梯状的轴向通孔自上而下依次为相互连通的上孔(132)和下孔(133)，所述阀芯(140)外壁具有环形凸台，该环形凸台位于阀套(130)的下孔(133)内，阀芯(140)上部从阀套(130)的上孔(132)穿出，并与阀套(130)的上孔(132)内壁形成密封，所述阀芯(140)的环形凸台将下孔(133)的容腔分为位于环形凸台上方的控制腔a和位于环形凸台下方的控制腔b，所述阀芯(140)下段内部具有与阀芯(140)孔壁成一体的连接板(144)，所述连接板(144)中心具有中心通孔(146)，该中心通孔(146)用于供位移传感器的伸长杆穿出，所述连接板(144)上围绕所述中心通孔(146)具有多个平衡孔(147)，所述平衡孔(147)用于使连接板(144)两侧面气体压力平衡，弹簧导向套(170)固定在所述连接板(144)上，所述复位弹簧(171)圈套在所述弹簧导向套(170)外壁处，所述复位弹簧(171)一端抵接所述下端盖(160)且另一端抵接所述连接板(144)，阀套端盖(150)设置在所述阀套(130)的下端面和所述下端盖(160)的上端面间，所述阀体(110)壁面上设置有第一孔道(118A)、第二孔道(118B)以及第三孔道(118C)，所述第二孔道(118B)连通所述控制腔(a)，所述第三孔道(118C)连通所述控制腔(b)，第一孔道(118A)连通所述阀体(110)的入口，所述先导伺服阀包括三位四通电-气伺服阀(210)、第一电磁开关阀(220)、第二电磁开关阀(230)及连接阀块(240)，所述三位四通电-气伺服阀(210)上具有A口、P口、B口以及T口，所述三位四通电-气伺服阀(210)上的A口、P口、B口分别通过连接阀块(240)内部孔道连通所述阀体(110)上的第二孔道(118B)、第一电磁开关阀(220)的出口、第二电磁开关阀(230)的入口，所述三位四通电-气伺服阀(210)的T口连通大气，所述第一电磁开关阀(220)的入口通过连接阀块(240)内部孔道连通所述阀体(110)上的第一孔道(118A)，第一电磁开关阀(220)的入口同时通过连接阀块(240)内部节流孔(240A)连通所述阀体(110)上的第三孔道(118C)和第二电磁开关阀(230)的出口。2.如权利要求1所述的一种高压气体流量调节阀，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高隆隆，李宝仁，邓海峰，杨钢，傅晓云，杜经民，朱会学，高磊，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42