抑制前置级气穴的喷嘴挡板伺服阀制造技术

本实用新型专利技术公开了抑制前置级气穴的喷嘴挡板伺服阀。现有喷嘴挡板伺服阀在油压较大时对气穴抑制作用明显减弱。本实用新型专利技术的前置级喷嘴挡板装置包括挡板、喷嘴和反馈杆；反馈杆尾部固定在挡板内端端面，头部的球体嵌入阀芯侧壁开设的凹槽内；两个喷嘴对称设置在挡板内端柱体两侧，且柱体的平面侧面与喷嘴的射流流向垂直；力矩马达包括壳体、衔铁和线圈；衔铁设置在两块导磁体相对端的空间内，并与挡板外端通过挡板支撑块固定；挡板外端套置在弹簧管内，弹簧管固定在壳体上；衔铁套置在线圈内；喷嘴中心处开设主流道，主流道外沿开设2～8个辅流道。本实用新型专利技术在伺服阀喷嘴主射流周围增加微射流，可有效抑制伺服阀前置级气穴现象，特别是云气穴。

Nozzle flapper servo valve for suppressing front-end cavitation

The utility model discloses a nozzle baffle servo valve which inhibits the front level cavitation. The existing nozzle flapper servo valve has obvious cavitation suppression effect when the oil pressure is large. The front-stage nozzle baffle device of the utility model comprises a baffle plate, a nozzle and a feedback rod; the tail of the feedback rod is fixed on the inner end face of the baffle plate, and the sphere of the head is embedded in a groove arranged on the side wall of the valve core; the two nozzles are symmetrically arranged on both sides of the inner end cylinder of the baffle plate, and the plane side of the cylinder is perpendicular to the jet flow direction of the nozzle; The motor comprises a shell, an armature and a coil; the armature is arranged in the space opposite the ends of two magnets and is fixed with the outer end of the baffle through a baffle support block; the outer end of the baffle is sleeved in a spring tube and the spring tube is fixed on the shell; the armature is sleeved in a coil; a main channel is arranged at the center of the nozzle and 2-8 auxiliary channels are arranged along the outer side of the main channel. The channel. The utility model adds a micro-jet around the main jet of the servo valve nozzle, which can effectively inhibit the cavitation phenomenon in the front stage of the servo valve, especially the cloud cavitation.

【技术实现步骤摘要】
抑制前置级气穴的喷嘴挡板伺服阀
本技术属于伺服阀
，具体涉及一种抑制前置级气穴的喷嘴挡板伺服阀。
技术介绍
作为电液伺服系统的关键核心部件，电液伺服阀的性能直接制约着整个系统的工作可靠性、控制精度及响应特性等。通常，伺服阀由前置级功率放大和功率级液压放大两部分组成，前者是将信号进行电液转换和信号放大，后者输出液压动力控制负载运动，起到功率级液压放大器的作用。伺服阀的前置级有多种形式，主要有喷嘴挡板阀、射流管阀和偏转板射流阀等，其中，前者应用最为广泛。喷嘴挡板伺服阀前置级流场通常具有流道结构复杂、进出口压差大、流速快、高剪切性等特性，容易诱发局部低压而导致气穴现象的产生。气穴气泡从初生、发展到溃灭的过程往往会诱发流场中的压力脉动以及噪声等，不仅会使伺服阀发生高频啸叫现象，还会使零件表面发生气蚀以及使挡板产生振动。这会影响喷嘴挡板装置的工作稳定性，降低伺服阀动静态性能，严重时会使衔铁挡板组件振动过大,造成弹簧管开裂,导致伺服阀损坏。因此，伺服阀前置级气穴特性的改善是保证伺服阀正常工作和性能提升的关键。现有的气穴抑制装置，如增加出口背压或采用矩形挡板，在供油压力较小时可以有效削弱气穴现象，包括喷嘴挡板边缘的附着气穴以及流场中的云气穴。但是，液压管路中常存在压力波动，由此而导致喷嘴供油压力增大时，这些方法对气穴现象特别是云气穴的抑制作用会有所减弱。而大量研究表明，相比于附着气穴，云气穴特别是在其溃灭过程中所诱发的噪声以及压力脉动要更为严重。因此，为提高喷嘴挡板伺服阀的性能并保证其工作的可靠性，需要设计新的气穴抑制的伺服阀。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出一种抑制前置级气穴的喷嘴挡板伺服阀。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：本技术包括阀体、力矩马达、前置级喷嘴挡板装置和阀芯；所述的阀体开设有对称设置的两个进流口、对称设置的两个控制流口、对称设置的两个进流通道、对称设置的两个节流通道、对称设置的两个节流口，以及阀芯安置腔、挡板安置腔和卸流口；所述的阀芯设有一体成型的第一环形凸肩、第二环形凸肩、第三环形凸肩和第四环形凸肩；第一环形凸肩和第四环形凸肩对称设置在阀芯两端，第二环形凸肩和第三环形凸肩对称设置在阀芯中部；阀芯设置在阀芯安置腔内，第一环形凸肩、第二环形凸肩、第三环形凸肩和第四环形凸肩均与阀芯安置腔的壁面构成滑动副；其中一个进流通道连通对应端的进流口与第一环形凸肩和第二环形凸肩之间的空腔，第二环形凸肩和第三环形凸肩之间的空腔连通挡板安置腔内端与卸流口，另一个进流通道连通对应端的进流口与第三环形凸肩和第四环形凸肩之间的空腔，第二环形凸肩和第三环形凸肩分别设置在两个控制流口处；两个节流口分别连通对应端进流口与对应端节流通道的一端以及阀芯安置腔的对应端端口；所述的前置级喷嘴挡板装置包括挡板、喷嘴和反馈杆；两个喷嘴分别连通对应端节流通道的另一端与挡板安置腔侧壁；所述的挡板内端设置在挡板安置腔内；所述的反馈杆尾部固定在挡板内端端面，头部的球体嵌入阀芯侧壁开设的凹槽内；挡板安置腔外端与挡板之间密封设置；所述的挡板整体呈圆柱形，但挡板内端为与双圆头平键形状一致的柱体，两个喷嘴对称设置在挡板内端柱体两侧，且柱体的平面侧面与喷嘴的射流流向垂直；所述的力矩马达包括壳体、衔铁和线圈；所述的壳体固定在阀体上；壳体内固定有永磁铁和两块导磁体；衔铁设置在两块导磁体相对端的空间内，并与挡板支撑块固定；挡板支撑块与挡板外端固定，且挡板外端套置在弹簧管内；弹簧管固定在壳体上；衔铁套置在线圈内。所述喷嘴的中心处开设主流道，主流道外沿开设周向均布的2～8个辅流道。所述主流道的直径为0.3～0.6mm，长度为0.5～1mm；所述辅流道的直径为0.1～0.2mm，长度与主流道相等；辅流道与主流道的中心距为0.3～0.6mm。本技术具有以下优点：1、喷嘴挡板装置将力矩马达输出的电信号转换成阀芯的压力信号，起到电液转换和信号放大的作用，并通过调节挡板在两个喷嘴之间的相对位置来改变两个喷嘴之间压力差，进而推动阀芯精确运动，最终实现控制滑阀出口流量的目的。2、本技术在伺服阀喷嘴主射流周围增加了微射流，可以有效抑制伺服阀前置级气穴现象，特别是云气穴。3、本技术微射流与主射流同时受供油压力的影响，当供油压力增大时微射流的作用也被强化，从而可以削弱由供油压力增大而导致更加严重的气穴现象，因此有效削弱了液压管路中供油压力变化对伺服阀前置级流场中气穴现象的影响。附图说明图1是本技术的结构原理图。图2-1是本技术的喷嘴与挡板位置关系示意图。图2-2是实施例中喷嘴的辅流道分布示意图。图3是实施例中分析的四分之一流场位置示意图。图4-1是喷嘴进口压力为6MPa且喷嘴只开设主流道未开设辅流道时，伺服阀前置级流场的速度云图。图4-2是喷嘴进口压力为6MPa且喷嘴既开设主流道又开设对称的两个辅流道时，伺服阀前置级流场的速度云图。图5-1是喷嘴进口压力为6MPa且喷嘴只开设主流道未开设辅流道时，伺服阀前置级流场的气体体积分数云图。图5-2是喷嘴进口压力为6MPa且喷嘴既开设主流道又开设对称的两个辅流道时，伺服阀前置级流场的气体体积分数云图。图6-1是喷嘴进口压力为8MPa且喷嘴只开设主流道未开设辅流道时，伺服阀前置级流场的气体体积分数云图。图6-2是喷嘴进口压力为8MPa且喷嘴既开设主流道又开设对称的两个辅流道时，伺服阀前置级流场的气体体积分数云图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细的描述。如图1所示，抑制前置级气穴的喷嘴挡板伺服阀，包括阀体、力矩马达11、前置级喷嘴挡板装置12和阀芯13；阀体13开设有对称设置的两个进流口P、对称设置的两个控制流口(第一控制流口A和第二控制流口B)、对称设置的两个进流通道、对称设置的两个节流通道、对称设置的两个节流口6，以及阀芯安置腔、挡板安置腔和卸流口O；阀芯设有一体成型的第一环形凸肩、第二环形凸肩、第三环形凸肩和第四环形凸肩；第一环形凸肩和第四环形凸肩对称设置在阀芯两端，第二环形凸肩和第三环形凸肩对称设置在阀芯中部；阀芯13设置在阀芯安置腔内，第一环形凸肩、第二环形凸肩、第三环形凸肩和第四环形凸肩均与阀芯安置腔的壁面构成滑动副；其中一个进流通道连通对应端的进流口与第一环形凸肩和第二环形凸肩之间的空腔，第二环形凸肩和第三环形凸肩之间的空腔连通挡板安置腔内端与卸流口，另一个进流通道连通对应端的进流口与第三环形凸肩和第四环形凸肩之间的空腔，第二环形凸肩和第三环形凸肩分别设置在两个控制流口处；两个节流口6分别连通对应端进流口与对应端节流通道的一端以及阀芯安置腔的对应端端口；前置级喷嘴挡板装置12包括挡板3、喷嘴4和反馈杆5；两个喷嘴4分别连通对应端节流通道的另一端与挡板安置腔侧壁；挡板3内端设置在挡板安置腔内；反馈杆5尾部固定在挡板3内端端面，头部的球体嵌入阀芯侧壁开设的凹槽内；挡板安置腔外端与挡板3之间密封设置；挡板3整体呈圆柱形，但挡板3内端为与双圆头平键形状一致的柱体，两个喷嘴4对称设置在挡板3内端柱体两侧，且柱体的平面侧面与喷嘴4的射流流向垂直；力矩马达11包括壳体、衔铁1和线圈2；壳体固定在阀体上；壳体内固定有永磁铁8和两块导磁体10；衔铁1设置在两块导磁体10相对端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.抑制前置级气穴的喷嘴挡板伺服阀，包括阀体、力矩马达、前置级喷嘴挡板装置和阀芯，其特征在于：所述的阀体开设有对称设置的两个进流口、对称设置的两个控制流口、对称设置的两个进流通道、对称设置的两个节流通道、对称设置的两个节流口，以及阀芯安置腔、挡板安置腔和卸流口；所述的阀芯设有一体成型的第一环形凸肩、第二环形凸肩、第三环形凸肩和第四环形凸肩；第一环形凸肩和第四环形凸肩对称设置在阀芯两端，第二环形凸肩和第三环形凸肩对称设置在阀芯中部；阀芯设置在阀芯安置腔内，第一环形凸肩、第二环形凸肩、第三环形凸肩和第四环形凸肩均与阀芯安置腔的壁面构成滑动副；其中一个进流通道连通对应端的进流口与第一环形凸肩和第二环形凸肩之间的空腔，第二环形凸肩和第三环形凸肩之间的空腔连通挡板安置腔内端与卸流口，另一个进流通道连通对应端的进流口与第三环形凸肩和第四环形凸肩之间的空腔，第二环形凸肩和第三环形凸肩分别设置在两个控制流口处；两个节流口分别连通对应端进流口与对应端节流通道的一端以及阀芯安置腔的对应端端口；所述的前置级喷嘴挡板装置包括挡板、喷嘴和反馈杆；两个喷嘴分别连通对应端节流通道的另一端与挡板安置腔侧壁；所述的挡板内端设置在挡板安置腔内；所述的反馈杆尾部固定在挡板内端端面，头部的球体嵌入阀芯侧壁开设的凹槽内；挡板安置腔外端与挡板之间密封设置；所述的挡板整体呈圆柱形，但挡板内端为与双圆头平键形状一致的柱体，两个喷嘴对称设置在挡板内端柱体两侧，且柱体的平面侧面与喷嘴的射流流向垂直；所述的力矩马达包括壳体、衔铁和线圈；所述的壳体固定在阀体上；壳体内固定有永磁铁和两块导磁体；衔铁设置在两块导磁体相对端的空间内，并与挡板支撑块固定；挡板支撑块与挡板外端固定，且挡板外端套置在弹簧管内；弹簧管固定在壳体上；衔铁套置在线圈内；所述喷嘴的中心处开设主流道，主流道外沿开设周向均布的2～8个辅流道。...

【技术特征摘要】
1.抑制前置级气穴的喷嘴挡板伺服阀，包括阀体、力矩马达、前置级喷嘴挡板装置和阀芯，其特征在于：所述的阀体开设有对称设置的两个进流口、对称设置的两个控制流口、对称设置的两个进流通道、对称设置的两个节流通道、对称设置的两个节流口，以及阀芯安置腔、挡板安置腔和卸流口；所述的阀芯设有一体成型的第一环形凸肩、第二环形凸肩、第三环形凸肩和第四环形凸肩；第一环形凸肩和第四环形凸肩对称设置在阀芯两端，第二环形凸肩和第三环形凸肩对称设置在阀芯中部；阀芯设置在阀芯安置腔内，第一环形凸肩、第二环形凸肩、第三环形凸肩和第四环形凸肩均与阀芯安置腔的壁面构成滑动副；其中一个进流通道连通对应端的进流口与第一环形凸肩和第二环形凸肩之间的空腔，第二环形凸肩和第三环形凸肩之间的空腔连通挡板安置腔内端与卸流口，另一个进流通道连通对应端的进流口与第三环形凸肩和第四环形凸肩之间的空腔，第二环形凸肩和第三环形凸肩分别设置在两个控制流口处；两个节流口分别连通对应端进流口与对应端节流通道的一端以及阀芯安置腔的对应端端口；所述的前置级喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贺，王文，卢科青，时光，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33