三通插装式电液比例方向阀制造技术

本实用新型专利技术是三通插装式电液比例方向阀，由双向电流控制调节器，双向耐高压比例电磁铁，阀盖，先导级，双向三通插装式主级及插孔体六个部件组成．它是双臂牵连差动受控单元，它不仅兼容了四边滑阀－－四臂牵连受控单元和以二通插装阀作为单臂受控单元技术方案的优点，而且阀内采用＂位移－－力反馈＂及＂速度－－动压反馈＂的原理，提高了阀的静动态性能．经适当改变，可派生出三通插装式手调，电反馈比例方向阀．（*该技术在1995年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是属于流体控制系统中对流体的方向、流量实现比例控制的装置。传统的四边滑阀——四臂牵连受控的液压阻力基本控制单元，如采用带四个控制边的伺服阀或方向比例阀，见图1，则可实现对双向执行器件的运动或动力比例控制。但是由于液压全桥的四臂液阻置于同一阀芯上，互相刚性牵连，丧失了各臂独立可控性。在工程应用时，失去了对每一受控容腔的压力或流量参数进行独立控制和实现复合控制功能的可能性。由于滑阀的质量和尺寸限制了这类阀的动态响应特性，并且很难做成插装式结构。在七十年代初发展起来的二通插装阀作为单臂控制液压阻力基本控制单元的一种技术方案，是构成任何液压阻力控制系统的最小独立构件。但是采用一个二通插装阀单元组件，并不能满足液压系统中对一个受控容腔的方向和流量等参数完整的控制要求，为提高液压半桥的流量控制增益，二桥臂的控制拟采用同步差动方式，采用一对二通插装阀复合成液压半桥，这不仅增加了二臂同步控制的技术困难，而且结构上也不紧凑，参见图2。本专利技术的技术方案是采用三通插装阀——双臂牵连差动受控的液压半桥基本控制单元，见图3。它兼容了以上二种技术方案的优点，不仅结构紧凑，而且控制增益有所提高。若用它来控制单作用或双作用差动油缸的方向和流量，仅需一个这样的插件。它相对于四边滑阀和二通插装阀更具有原理上和结构上的合理性、新颖性。为此特提出了本专利技术。本专利技术为可在高压流体介质中工作的三通插装式电液比例方向阀(见图4)，它由六个部件组成，即双向电流控制调节器〔1〕；双向耐高压比例电磁铁〔2〕；阀盖〔3〕；滑阀式先导级；双向三通插装式主级；插孔体〔4〕。三通插装式电液比例方向阀作为双臂牵连差动受控的液压半桥控制单元，其主级是一个带有二个控制阀口〔29〕、〔30〕的三通插装式滑阀，主阀芯上腔〔31〕作为先导阀控制的受控容腔。主阀芯〔22〕相对于无信号中位是双向可控的，先导级也是相对干扰无信号中位是双向可控的液压半桥，阀盖〔3〕是先导级与比例电磁铁〔2〕及主级联成一体的连接法兰。作为进一步的描述主阀芯〔22〕与先导阀芯〔11〕同轴布置，其间由反馈弹簧〔15〕连接，主阀芯〔22〕的位移转化为反馈弹簧〔15〕的弹簧力，作用在先导阀芯〔11〕上，与输入的电磁力相平衡。实现阀内部的“位移－力反馈”的闭环控制。使本阀具有较好的稳态控制精度。同时本装置还在主级与先导级之间设置了阻尼器〔32〕，实现了级间“速度——动压反馈”，改善了阀的动态特性。此外三通插装式电液比例方向阀的主阀芯〔22〕采用单弹簧〔20〕实现无信号时的机械对中，取代了传统方向阀的二根弹簧机械对中的结构，从而使本装置更为紧凑。本装置可用一个相应的手调机构〔40〕代替比例电磁铁〔2〕，可以派生出三通插装式手调比例方向阀。(见图5)，而且手调比例方向阀的静动态性能和电液比例方向阀类似。本装置也可用耐高压位移传感器来检测主阀芯的位移信号，然后将此位移信号转换为电压信号，反馈到双向电流控制调节器〔1〕上，与输入阀的电压信号相比较，实现阀内“位移——电反馈”的闭环控制。其静态性能优于电液比例方向阀。下面是本专利技术的三种实施例，通过实施例的描述和附图给出了本专利技术的细节。附图4是本专利技术的第一个实施例的构造示意图。称谓三通插装式电液比例方向阀，下面简称电液比例方向阀。图中部件〔1〕是双向电流控制调节器，它提供给比例电磁铁〔2〕以双向控制电信号。部件〔2〕是双向耐高压比例电磁铁，它给先导阀芯〔11〕输入双向电磁力，部件〔2〕具有以下二个特性输出电磁力与输入电信号成比例；当信号不变时，它的输出电磁力与衔铁〔7〕位移无关。阀盖〔3〕做成中空的，其上部装有滑阀式先导级部件。其内开有径向和轴向的先导控制流道〔10〕、〔14〕、〔35〕。阀盖〔3〕的上端面与比例电磁铁〔2〕由螺钉〔6〕联接。阀盖〔3〕与插孔体〔4〕由螺钉〔8〕相连接。滑阀式先导级部件它包括装在先导阀套〔12〕中的垫块〔9〕和先导阀芯〔11〕，先导阀芯〔11〕上端与垫块〔9〕连接，下端与反馈弹簧〔15〕连接，主级与先导级间设置了并与流道〔10〕沟通的阻尼器〔32〕，先导阀套〔12〕上的阀口〔33〕，〔34〕可根据不同的要求做成矩形或圆形。先导阀芯〔11〕是双控制边滑阀。垫块〔9〕可以调整比例电磁铁〔2〕的衔铁〔7〕和先导阀芯〔11〕的无信号中位。双向三通插装式主级部件它包括装在主阀套〔23〕中的主阀芯〔22〕，通过与主阀芯连接的拉杆〔24〕，依次套入装在主阀套〔23〕中的下弹簧座〔21〕，主弹簧〔20〕，上弹簧座〔19〕，与调整螺母〔18〕连接，并用锁紧螺母〔16〕，〔17〕固定。主阀芯〔22〕是二级同心圆柱双向控制滑阀。主阀套〔23〕上的主阀口〔30〕、〔29〕可根据不同要求可以是矩形或圆形的。主阀套〔23〕的上端装入阀盖〔3〕的下端。调整螺母〔18〕可以调整主弹簧的预压缩量。由锁紧螺母〔16〕、〔17〕、调整螺母〔18〕、上弹簧座〔19〕、主弹簧〔20〕、下弹簧〔21〕、拉杆〔24〕等另件组合，执行主阀芯〔22〕的机械对中功能，主阀口〔29〕、〔30〕可以对系统流体的方向和流量进行控制。插孔体〔4〕做成中空的，内装三通插装式主级部件，还开有控制流道〔28〕和对外连接油孔P口〔27〕，A口〔26〕，O口〔25〕，P口的压力设为P1，容腔〔31〕的压力设为P3。P口〔27〕是轴向布置，A口〔26〕和O口〔25〕是径向布置，P口〔27〕与O口〔25〕也可以对换设置，但先导控制流道要作相应的改变。其工作原理是当比例电磁铁〔2〕无输入电信号时，先导阀芯〔11〕在调零弹簧〔5〕与反馈弹簧〔15〕的作用下处于中间位置，先导油液从P口〔27〕经流道〔28〕、〔35〕通过阀口〔34〕，容腔〔13〕流经阀口〔33〕、流道〔14〕流至O口〔25〕。稳态时，受控腔〔31〕的压力与容腔〔13〕的压力相等。〔31〕与〔36〕二腔的压力相等。由于主阀芯〔22〕上下二端的液压力及主弹簧〔20〕的预压缩力，使主阀芯〔22〕处于中间位置，没有流量通过主阀口〔29〕和〔30〕，无论进口压力P1如何高，阀处于可靠的关闭状态，保护了负载。当输入一正电流时，先导阀芯〔11〕首先向＋Y方向运动，阀口〔34〕关小，阀口〔33〕增大，受控容腔〔31〕的压力P3降低，主阀芯〔22〕在P1－P3的压力差作用下，克服摩擦力、弹簧力、液动力向＋Z方向移动，得到了与输入电信号成比例的位移Z。主流量从P口〔27〕流向A口〔26〕。同理，当输入负电流时，受控腔压力P3升高，得到了与输入电信号成比例的主阀芯位移－Z。主流量从A口〔26〕流向O口〔25〕。当系统受到外界干扰时，例如系统压力P1突然降低，而输入正电流信号为某一调定值，主阀芯位移Z有减少的趋势，反馈弹簧〔15〕变形量减少，由于电磁力不变，则先导阀芯〔11〕将向＋Y方向移动一距离，阀口〔34〕关小，阀口〔33〕增大，于是受控腔〔31〕的压力P3降低，主阀芯〔22〕向＋Z方向的位移恢复到或接近于原来的平衡位置。这就是阀内“位移——力反馈”的原理。这一内反馈的存在限制了阀特性的压力及温度漂移。电液比例方向阀具有输出主阀芯双向位移±Z与输入电信号成比例的特性。它输出的双向流量不仅与主阀口〔30〕或〔29〕的过流面积有关，而且还与主阀口的工作压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三通插装式电液比例方向阀，它包括双向电流控制调节器〔１〕，双向耐高压比例电磁铁〔２〕，本实用新型的特征是，它还包括阀盖〔３〕，滑阀式先导级部件，通过反馈弹簧〔１５〕连接的双向三通插装式主级部件，插孔体〔４〕，上述的滑阀式先导级部件，它包括装在先导阀套〔１２〕中的垫块〔９〕和先导阀芯〔１１〕，先导阀芯〔１１〕上端与垫块〔９〕连接，下端与反馈弹簧〔１５〕连接，主级与先导级间设置了并与流道〔１０〕沟通的阻尼器〔３２〕，上述的双向三通插装式主级部件，它包括装在主阀套〔２３〕中的主阀芯〔２２〕，通过与主阀芯〔２２〕连接的拉杆〔２４〕，依次套入装在主阀套〔２３〕中的下弹簧〔２１〕，主弹簧〔２０〕，上弹簧座〔１９〕，与调整螺母〔１８〕连接，并用锁紧螺母〔１６〕，〔１７〕固定。

【技术特征摘要】
1.一种三通插装式电液比例方向阀，它包括双向电流控制调节器[1]，双向耐高压比例电磁铁[2]，本实用新型的特征是，它还包括阀盖[3]，滑阀式先导级部件，通过反馈弹簧[15]连接的双向三通插装式主级部件，插孔体[4]，上述的滑阀式先导级部件，它包括装在先导阀套[12]中的垫块[9]和先导阀芯[11]，先导阀芯[11]上端与垫块[9]连接，下端与反馈弹簧[15]连接，主级与先导级间设置了并与流道[10]沟通的阻尼器[32]，上述的双向三通插装式主级部件，它包括装在主阀套[23]中的主阀芯[22]，通过与主阀芯[22]连接的拉杆[24]，依次套入装在主阀套[23]中的下弹簧座[21]，主弹簧[20]，上弹簧座[19]，与调整螺母[18]连接，并用锁紧螺母[16]，[17]固定。2.根据权利要求1所述的电液比例方向阀，其特征是，上述阀盖〔3〕，插孔体〔4〕均做成中空的，分别开有先导控制流道〔10〕、〔14〕、〔35〕和控制流道〔28〕，其中间的上部安置滑阀式先导级部件，下部安置双向三通插装式主级部件。阀盖〔3〕上端面与双向耐高压比例电磁铁〔2〕由螺钉〔6〕联接。主阀套〔23〕上端装入阀盖〔3〕的下端，阀盖〔3〕与插孔体〔4〕由螺钉〔8〕联接。3.根据权利要求1所述的电液比例方向阀，其特征是，上述先导阀芯〔11〕是双边控制滑阀，主阀芯〔22〕是二级同心的圆柱滑阀，主阀为三通插装式结构。4.根据权利要求1所述的三通...

【专利技术属性】
技术研发人员：路甬祥，邱敏秀，吴根茂，黄永才，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]