一种复合磁-电弹簧直动式溢流阀及其压力控制方法技术

本发明专利技术公开了一种复合磁

【技术实现步骤摘要】
一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀及其压力控制方法


[0001]本专利技术属于液压传动
，具体涉及一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀及其压力控制方法。

技术介绍

[0002]在液压系统中，直动式溢流阀是一种压力调控元件，起稳压、系统卸荷和过载安全保护等作用；此外，直动式溢流阀还可作先导式溢流阀的控制元件，直动式溢流阀的性能影响先导式溢流阀的性能，而溢流阀是液压系统中使用最多的元件之一。一般的直动式溢流阀稳压精度低、响应快，先导式溢流阀稳压精度高但是结构复杂易故障、响应慢。（1）采用机械弹簧做为控制元件的直动式溢流阀存在的问题：机械弹簧的响应速度依靠弹簧形变来实现调节，响应速度慢，性能和寿命易受到温度的影响，在低温下会变脆变硬，弹簧的性能和寿命都会下降，存在多种失效模式，如疲劳、氢脆、腐蚀、塑性和永久变形等，这些失效会使溢流阀故障从而导致液压系统失压。（2）采用空气弹簧的直动式溢流阀存在的问题：空气弹簧刚度小，调压范围小，适用性差。（3）采用永磁弹簧的直动式溢流阀存在的问题：永磁弹簧弹簧力通常是固定的，不易调节，控制精度低，调压速度慢，难以实现灵活的调节能力。在一些控制性能要求较高的情况下很难适用。
[0003]已公开的专利“一种直动式溢流阀”，公开号CN113864270A，该装置利用调节手柄调节弹簧预紧力来控制系统的压力，无法实现远程调压，稳压精度差。
[0004]已公开的专利“一种直动式溢流阀”，公开号CN106895037A，该装置的密封活塞、阀芯和阀套之间形成密闭气室，在该密闭气室内填充高压气体作为空气弹簧，再串联机械螺旋弹簧，因空气弹簧刚度小，串联后刚度更小，不能用于中、大压力的液压系统。
[0005]已公开的专利“基于气隙组合的永磁弹簧直动式溢流阀”，公开号CN106895037A，该装置阀芯分别与上、下永磁阀座形成第一、二作用力，它们的合力形成永磁弹簧组件的弹簧力，通过调节螺钉改变阀芯与永磁基座的气隙来调节弹簧力的大小，手动调节导致调压精度不高，并且稳压精度不如先导式溢流阀。
[0006]已公开的专利“一种电磁弹簧控制式先导溢流阀”，公开号CN113446429A，采用电磁弹簧控制溢流阀压力，主阀采用引力永磁弹簧复位。该装置是先导式溢流阀，结构复杂、体积也较大，且无反馈控制，不能自动化调整控制，调压精度和稳定性低。
[0007]现有直动式溢流阀多采用机械螺旋弹簧调压，疲劳失效形式多，溢流阀故障率高，低温下材料性能参数改变，影响弹簧调压性能，严重时甚至发生断裂，因而机械螺旋弹簧无法适用于极端低温环境。使用永磁弹簧、空气弹簧的直动式溢流阀，调压范围小，适用性较差，调压速度慢，调压精度低。此外，现有直动式溢流阀还存在稳压精度低等固有缺陷。针对上述问题，本专利技术提出一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀，以解决直动式溢流阀响应慢、调压范围小、调压速度慢、控制精度及稳压精度低等问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀及其压力控制方法，以解决现有直动式溢流阀调压范围小、调压速度慢、调压精度低、稳压精度低等问题，提高溢流阀的极端低温耐受性。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀，其特征在于，包括：上端盖、阀体、线圈架、电磁线圈、导磁套Ⅰ、导磁铁芯、永磁体Ⅰ、永磁体Ⅱ、磁电弹簧腔、阀芯、阻尼孔Ⅰ、永磁弹簧腔、永磁体Ⅲ、永磁体Ⅳ、下端盖、导磁套Ⅱ、压力传感器Ⅰ、压力运算调节器、压力传感器Ⅱ以及阻尼孔Ⅱ；其中，上端盖与阀体的一端固定连接，在上端盖和阀体之间加设有密封圈；在靠近上端盖的阀体内设有线圈架，电磁线圈缠绕在线圈架上；导磁套Ⅰ设置在线圈架内，与线圈架过渡配合；导磁铁芯设置在导磁套Ⅰ内，其远离上端盖的一端固定设有永磁体Ⅰ，导磁铁芯与永磁体Ⅰ过渡配合；阀芯设置在阀体内部，在其一端固定设有与永磁体Ⅰ对称的永磁体Ⅱ，另一端固定设有永磁体Ⅳ，永磁体Ⅳ与阀体过渡配合；阀芯与阀体间隙配合；永磁体Ⅰ和永磁体Ⅱ之间的空间为磁电弹簧腔；下端盖固定在阀体的另一端，在下端盖和阀体之间加设有密封圈；下端盖靠近阀体的一端设有导磁套Ⅱ，导磁套Ⅱ内设有永磁体Ⅲ，且永磁体Ⅲ与导磁套Ⅱ过渡配合，导磁套Ⅱ与下端盖过渡配合；永磁体Ⅲ与永磁体Ⅳ对称设置；永磁体Ⅲ和永磁体Ⅳ之间的空间为永磁弹簧腔；永磁弹簧腔和磁电弹簧腔通过阻尼孔Ⅰ连通；在阀进油口处设有压力传感器Ⅰ，阀出油口处设有压力传感器Ⅱ；压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ均通过导线与压力运算调节器连接，压力运算调节器固定在阀体外壁上；阀出油口与磁电弹簧腔通过阻尼孔Ⅱ连通。
[0010]较佳地，阀芯为滑阀结构，阀芯大径：25~40mm，阀芯小径14~30mm。
[0011]较佳地，阀芯上开设均压槽用以平衡稳态液动力；均压槽宽度为0.3~0.5mm，深度为0.8~1mm。
[0012]较佳地，电磁线圈为铜线，安匝数为500~2000，电磁线圈与线圈架组成的磁电弹簧的电磁铁结构为E型螺线管电磁铁。
[0013]本专利技术还提供了上述一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀的压力调控方法，该方法分为定值压力调控、定差压力调控和定比压力调控；其中，（1）定值压力调控设定阀出油口压力值为定值，当阀进油口压力增大时，压力传感器Ⅰ将检测到的阀进油口压力反馈至压力运算调节器，压力运算调节器增大励磁线圈电流，励磁线圈产生磁场增强，复合磁电弹簧产生的排斥力增加，溢流阀工作压力变大，达到阀出油口压力为设定值；反之，当阀进油口压力减小时，压力传感器Ⅰ将检测到的阀进油口压力反馈至压力运算调节器，压力运算调节器减小励磁线圈电流，励磁线圈产生磁场减弱，复合磁电弹簧产生的排斥力减小，溢流阀工作压力变小，达到阀出油口压力为设定值；同理，阀出油口压力发生变化时，压力传感器Ⅱ将检测到的阀出油口压力反馈至压力运算调节器，压力运算调节器增大或减小励磁线圈电流，励磁线圈产生磁场增强或减弱，复合磁电弹簧产生的排斥力增大或减小，溢流阀工作压力变大或变小，阀出油口的压力为恒定值；
（2）定差压力调控设定一个阀进油口压力与阀出油口压力的压差定值；当阀进油口压力增大时，压力传感器Ⅰ将检测到的阀进油口压力反馈至压力运算调节器，压力运算调节器减小励磁线圈电流，励磁线圈产生磁场减弱，复合磁电弹簧产生的排斥力减小，溢流阀工作压力变小，阀出油口压力也随之增加，以控制压差等于设定的压差定值；反之，阀进油口压力减小时，压力传感器Ⅰ将检测到的阀进油口压力反馈至压力运算调节器，压力运算调节器增大励磁线圈电流，增大励磁线圈电流，励磁线圈产生磁场增强，复合磁电弹簧产生的排斥力增加，溢流阀工作压力变大，以控制压差等于设定的压差定值；同理，阀出油口压力发生变化时，压力传感器Ⅱ将检测到的阀出油口压力反馈至压力运算调节器，压力运算调节器增大或减小励磁线圈电流，励磁线圈产生磁场增强或减弱，复合磁电弹簧产生的排斥力增大或减小，溢流阀工作压力变大或变小，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀，其特征在于，包括：上端盖（1）、阀体（2）、线圈架（3）、电磁线圈（4）、导磁套Ⅰ（5）、导磁铁芯（6）、永磁体Ⅰ（7）、永磁体Ⅱ（8）、磁电弹簧腔（9）、阀芯（10）、阻尼孔Ⅰ（11）、永磁弹簧腔（12）、永磁体Ⅲ（13）、永磁体Ⅳ（14）、下端盖（15）、导磁套Ⅱ（16）、压力传感器Ⅰ（17）、压力运算调节器（18）、压力传感器Ⅱ（19）以及阻尼孔Ⅱ（20）；其中，上端盖（1）与阀体（2）的一端固定连接，在上端盖（1）和阀体（2）之间加设有密封圈；在靠近上端盖（1）的阀体（2）内设有线圈架（3），电磁线圈（4）缠绕在线圈架（3）上；导磁套Ⅰ（5）设置在线圈架（3）内，与线圈架（3）过渡配合；导磁铁芯（6）设置在导磁套Ⅰ（5）内，其远离上端盖（1）的一端固定设有永体Ⅰ（7），导磁铁芯（6）与永磁体Ⅰ（7）过渡配合；阀芯（10）设置在阀体（2）内部，在其一端固定设有与永磁体Ⅰ（7）对称的永磁体Ⅱ（8），另一端固定设有永磁体Ⅳ（14），永磁体Ⅳ（14）与阀体（2）过渡配合；阀芯（10）与阀体（2）间隙配合；永磁体Ⅰ（7）和永磁体Ⅱ（8）之间的空间为磁电弹簧腔（9）；下端盖（15）固定在阀体（2）的另一端，在下端盖（15）和阀体（2）之间加设有密封圈；下端盖（15）靠近阀体（2）的一端设有导磁套Ⅱ（16），导磁套Ⅱ（16）内设有永磁体Ⅲ（13），且永磁体Ⅲ（13）与导磁套Ⅱ（16）过渡配合，导磁套Ⅱ（16）与下端盖（15）过渡配合；永磁体Ⅲ（13）与永磁体Ⅳ（14）对称设置；永磁体Ⅲ（13）和永磁体Ⅳ（14）之间的空间为永磁弹簧腔（12）；永磁弹簧腔（12）和磁电弹簧腔（9）通过阻尼孔Ⅰ（11）连通；在阀进油口（P1）处设有压力传感器Ⅰ（17），阀出油口（P2）处设有压力传感器Ⅱ（19）；压力传感器Ⅰ（17）和压力传感器Ⅱ（19）均通过导线与压力运算调节器（18）连接，压力运算调节器（18）固定在阀体（2）外壁上；阀出油口（P2）与磁电弹簧腔（9）通过阻尼孔Ⅱ（20）连通。2.根据权利要求1所述的一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀，其特征在于，阀芯（10）为滑阀结构，阀芯大径：25~40mm，阀芯小径14~30mm。3.根据权利要求2所述的一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀，其特征在于，阀芯（10）上开设均压槽用以平衡稳态液动力；均压槽宽度为0.3~0.5mm，深度为0.8~1mm。4.根据权利要求1所述的一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀，其特征在于，电磁线圈（4）为铜线，安匝数为500~2000，电磁线圈（4）与线圈架（3）组成的磁电弹簧的电磁铁结构为E型螺线管电磁铁。5.如权利要求1或2或3或4所述的一种复合磁
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电弹簧直动式溢流阀的压力调控方法，其特征在于，该方法分为定值压力调控、定差压力调控和定比压力调控；其中，（1）定值压力调控设定阀出油口（P2）压力值为定值，当阀进油口（P1）压力增大时，压力传感器Ⅰ（17）将检测到的阀进油口（P1）压力反馈至压力运算调节器（18）...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴张永，严誉乾，叶淳健，叶少波，覃罗媛，莫子勇，朱启晨，蒋佳骏，
申请(专利权)人：云南兴长江实业有限公司，
类型：发明
国别省市：