CN102788186A - 用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，它包括电磁感应组件和设置在电磁感应组件内并与电磁感应组件滑配合的衔铁组件；它还设置有液压通路，液压通路连通衔铁组件的上端面和下端面并与液压阀的阀芯腔以构成液压回路；衔铁组件的上端面和下端面与液压阀的阀芯腔之间构成液压回路，使得衔铁组件的上端面和下端面与液压阀的阀芯腔液压平衡，有效消除液压扰动，比例电磁铁的输出力平稳输出，有效控制液压阀的阀芯与阀座的位置关系，从而控制液压阀内油液的流速，使得液压系统的执行元件中的油液液压平稳调节，液压设备平稳工作。

Description

用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁

技术领域

本发明涉及一种电磁铁，尤其是涉及一种用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁。

背景技术

注塑机、挖掘机和起重机等大型液压设备需要使用液压系统，液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油组成。液压系统的基本工作原理为：液压油通过动力元件的增压或降压后，流入控制元件，通过控制元件的控制后，平稳有序的输入到执行元件中，执行元件将液压能转换为机械能输出。控制元件通常为比例液压阀，比例液压阀则由液压阀与比例电磁铁组装形成。比例电磁铁是电磁铁的一种，其特性是在额定行程及额定电流范围内，输出力平稳且与电流输入信号成比例。液压系统的具体工作原理为：当液压设备需要提高输出力时，动力元件提升辅助元件中的液压油的液压，同时减小比例电磁铁的输入电流信号，使得比例电磁铁的输出力相应减小，液压阀的开口量即阀芯与阀座之间的夹隙扩大，从而加快液压油在液压阀中的流速，有序提高执行元件中的油液液压，平稳提高执行元件的机械输出力；当液压设备需要减小输出力时，动力元件降低辅助元件中的液压油的液压，同时增大比例电磁铁的输入电流信号，使得比例电磁铁输出力相应增大，液压阀的开口量缩小，从而减慢了液压油在液压阀中的流速，有序降低执行元件中的油液液压，平稳降低执行元件的机械输出力。

现有的比例电磁铁包括壳体、磁靴、导磁导向套、线圈组件、由衔铁和与衔铁固定连接的推杆组成的衔铁组件及设有阶梯孔的端盖组件，导磁导向套和磁靴通过非导磁材料连接，线圈组件安装在由壳体、导磁导向套的下端部和磁靴围成的腔室内，衔铁与导磁导向套和磁靴形成的内腔滑配合，推杆的上端与位于导磁导向套的上端部内腔中的上滑动轴承滑动相连，推杆的下端与位于磁靴上的下滑动轴承滑动相连；端盖组件、上滑动轴承和导磁导向套围成第一空腔，上滑动轴承、导磁导向套和衔铁组件围成第二空腔，衔铁组件、磁靴和下滑动轴承围成第三空腔，衔铁上设置有导通第二空腔和第三空腔的液压阻尼孔，液压阻尼孔靠近第二空腔的上部的孔径大于靠近第三空腔的下部的孔径；导磁导向套的上端部套设在端盖组件的阶梯孔内，导磁导向套与端盖组件密封相连，第一空腔、第二空腔、第三空腔中填充有油液。这种比例电磁铁用于控制液压阀阀芯位置时，由于第二空腔和第三空腔中的油液通过液压阻尼孔相连通，衔铁的上端面与下端面所受到的油液压力平衡，同时由于推杆是实心的，推杆的下端面受到液压阀的阀芯腔中油液压力与推杆的上端面受到第一空腔内的油液压力不同，因此衔铁组件总体受到的油液压力不平衡，从而对衔铁组件形成液压扰动，衔铁组件的输出力受到影响，衔铁组件的输出力不再平稳而是夹杂着扰动，使得液压阀的开口量无序变化，导致油液在液压阀中的流速不平稳，执行元件的油液液压无序变化，执行元件的机械输出力不平稳；从而造成注塑机在注塑时会导致产品的质量不稳定，甚至出现残次品，而挖掘机在挖掘时则状态不稳定，工件容易损坏，起重机则在起重时输出力不平稳，起重物会发生抖动而引发事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁；本比例电磁铁与液压阀配合使用时输出力平稳，液压阀阀芯与阀座之间位置得到平稳控制，油液在液压阀中的流速均衡平稳，执行元件中的油液液压变化平稳，机械输出力变化平稳，液压设备平稳工作。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，它包括电磁感应组件和设置在所述电磁感应组件内并与所述电磁感应组件滑配合的衔铁组件；它还设置有液压通路，所述液压通路连通所述衔铁组件的上端面和下端面并与液压阀的阀芯腔连通以构成液压回路。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在比例电磁铁内设置了液压通路，液压通路连通所述衔铁组件的上端面和下端面并与液压阀的阀芯腔连通构成液压回路，使得衔铁组件的上端面和下端面与液压阀的阀芯腔之间形成液压平衡，有效消除阀芯腔中的油液对于衔铁组件的液压扰动，使得衔铁组件的输出力平稳输出，有序控制液压阀的开口量大小，从而有序控制液压阀内油液的流速，使得执行元件中的油液液压变化平稳，机械输出力变化平稳，液压设备平稳工作。

作为改进，所述电磁感应组件包括导磁管和磁靴，所述导磁管和所述磁靴通过非导磁材料固定连接，所述导磁管和所述磁靴配合形成内腔；所述衔铁组件由衔铁和与所述衔铁固定连接的推杆组成，所述衔铁与所述内腔滑配合，所述推杆的上端与下端部套设在所述导磁管内的上滑动轴承滑动相连，所述推杆的下端与设置在所述磁靴内的下滑动轴承滑动相连。

作为优选，所述的液压通路包括依次相连通的第一通孔、第一空腔、通槽、第二空腔、第二通孔、第三空腔和第三通孔；所述第一通孔设置在所述推杆上，所述通槽设置在所述上滑动轴承的轴承座上，所述第二通孔设置在所述衔铁上，所述第三通孔设置在所述下滑动轴承的轴承座上；所述第一通孔和所述第三通孔通过所述液压阀的阀芯腔相连通。

作为优选，所述第二通孔为液压阻尼孔；可有效消减衔铁在内腔中位移时比例电磁铁内油液流动形成的液压扰动，进一步确保推杆的输出力平稳输出。

作为优选，所述的第二通孔有两个，所述的第二通孔对称的设置在所述的衔铁上；衔铁组件滑动更平稳。

作为优选，所述的通槽有4个，所述通槽均与分布在上滑动轴承的轴承座的外周壁上；在外周壁上划槽，工艺简单。

作为优选，所述的通槽的两槽壁间的夹角为4°~ 60°；需要的划槽工具的强度要求低，节省费用。

作为优选，所述的第三通孔为液压阻尼孔；进一步提高本发明的抗液压扰动性。

作为优选，所述的第三通孔有两个，所述的第三通孔对称的设置在所述的下滑动轴承的轴承座上；油液的流动更有序，减少液压扰动。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明的导磁管和磁靴的整体剖视图。

图3为本发明的衔铁组件的剖视图。

图4为图1的区域A的放大图。

图5为本发明的上滑动轴承的剖视图。

图6为本发明的上滑动轴承的俯视图。

图7为本发明的下滑动轴承的剖视图。

图中所示：1、壳体，1.1、鞍座，2、导磁管，2.1、非导磁材料，3、磁靴，4、线圈组件，5、衔铁组件，5.1、衔铁，5.1.1、第二通孔，5.2、推杆，5.2.1、第一通孔，6、上滑动轴承，6.1、上滑动轴承的轴承座，6.1.1、通槽，7、下滑动轴承，7.1、下滑动轴承的轴承座，7.1.1、第三通孔，8、端盖组件，8.1、端盖，8.2、手动调节螺母，8.3、排气螺钉，9、第一空腔，10、第二空腔，11、第三空腔，12、隔磁片，13、波形叠圈，14、方型插头座，15、橡皮叠。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，它包括电磁感应组件和衔铁组件5，作为改进，电磁感应组件包括壳体1、导磁管2、磁靴3、线圈组件4和设置有阶梯孔的端盖组件8；如图2所示，导磁管2和磁靴3通过非导磁材料2.1焊接成一整体，导磁管2和磁靴3配合形成内腔，使得内腔有足够的耐压强度；壳体1、导磁管2和磁靴3围成一个腔室，线圈组件4设置在腔室内，腔室内填充有包裹线圈组件4的塑封材料；端盖组件8包括端盖8.1、设置在端盖8.1顶端的手动调节螺母8.2和设置在端盖8.1侧壁上的排气螺钉8.3；导磁管2的上端部套设在端盖8.1的阶梯孔内，导磁管2与端盖8.1之间通过密封圈密封，端盖8.1与壳体1通过螺钉固定。如图3所示，衔铁组件5由衔铁5.1和与衔铁5.1固定相连的推杆5.2组成；衔铁5.1与导磁管2和磁靴3配合形成的内腔滑配合，推杆5.2的上端与下端部套设在的导磁管2内的上滑动轴承6滑动相连，推杆5.2的下端与固定套设在磁靴3内的下滑动轴承7滑动相连；上滑动轴承6的轴承座6.1的上端部设置有凸缘，凸缘的底面与导磁管2的上端面相抵，凸缘的上端面与端盖8.1的阶梯孔的的台阶面之间设置有波形叠圈13。其中，非导磁材料2.1为焊接在一起的铜管和铜环。

它还设置有液压通路，该液压通路包括依次相连通的第一通孔5.2.1、第一空腔9、通槽6.1.1、第二空腔10、轴向设置在衔铁5.1上第二通孔5.1.1、第三空腔11和第三通孔7.1.1；第一通孔5.2.1同轴轴向设置在推杆5.2上，通槽6.1.1设置在上滑动轴承6的轴承座6.1上，第三通孔7.1.1设置在下滑动轴承7的轴承座7.1上；第一通孔5.2.1和第三通孔7.1.1通过液压阀的阀芯腔相连通。液压通路与液压阀的阀芯腔构成液压回路。第一空腔9由端盖组件8、上滑动轴承6和导磁管2围成；第二空腔10由上滑动轴承6、导磁管2和衔铁组件5围成；如图4所示，第三空腔11由衔铁组件5、磁靴3和下滑动轴承7围成。

具体工作原理为：当液压系统中的油液的液压通过动力元件提升后，首先，液压系统中的油液会对阀芯造成冲击，造成液压阀开口量的扩大，进入液压阀的阀芯腔的油液的流速加快，并使得阀芯腔内的油液的液压高于比例电磁铁内的油液的液压，接着，阀芯腔内的油液的其中一路从第一通孔5.2.1流入第一空腔9中，第一空腔9内的油液的液压升高，增大了对推杆5.2上端面的向下推力，然后，第一空腔9内的油液通过通槽6.1.1流入第二空腔10，第二空腔10内的油液的液压升高，增大了对衔铁5.1上端面的向下推力，再接着，第二空腔10内的油液通过第二通孔5.1.1流入第三空腔11；最终，与另一路从第三通孔7.1.1流入第三空腔11的油液交汇对冲；从而使得比例电磁铁内的油液的液压与阀芯腔内的油液的液压相持平，同时增大了衔铁组件5的向下推力，使得液压阀的开口量缩小，液压阀内的液压略有降低；当液压阀内的油液的液压与液压系统中的油液的液压相等时，就消除了油液对衔铁组件的液压扰动。相对应的，液压系统中的油液的液压降低后，造成液压阀开口量的缩小，进入液压阀的阀芯腔的油液的流速减缓，并使得阀芯腔内的油液的液压低于比例电磁铁内的油液的液压，使得比例电磁铁中的油液流向液压阀的阀芯腔，当液压阀内的油液的液压与液压系统中的油液的液压相等时，就消除了油液对衔铁组件的液压扰动。

作为优选，第二通孔5.1.1为液压阻尼孔，更优的是第二通孔5.1.1有两个，对称的设置在衔铁5.1上。

作为优选，如图5所示，通槽6.1.1有4个，通槽6.1.1均匀分布在上滑动轴承6的轴承座6.1的外周壁上。

作为优选，如图6所示，通槽6.1.1的两槽壁间的夹角 α 为4°~ 60°。

作为优选，如图7所示，第三通孔7.1.1为液压阻尼孔，更优的是第三通孔7.1.1有两个，对称的设置在下滑动轴承7的轴承座7.1上。

在本实施例中，第一通孔的孔径为 2.0 ~ 2.6 mm，第二通孔的大孔孔径为 2.0 ~ 2.8 mm，第二通孔的小孔孔径为 0.6 ~ 1.2 mm，第三通孔的大孔孔径为 1.4 ~ 1.8 mm，第三通孔的小孔孔径为 0.6 ~ 1.2 mm。

另外，磁靴3的上端台阶面上固定设置有隔磁片12，减除衔铁5.1与磁靴3靠近时输出力的急剧变化部分，使得本比例电磁铁的输出力基本处于平稳状态。与排气螺钉8.3相配合的螺钉孔与第一空腔9相连通，用于排除气体和废油。壳体1的外侧设置有鞍座1.1，鞍座1.1上设置有与线圈组件4电连接的方型插头座14，方型插头座14通过十字槽盘头螺钉与鞍座1.1固定，方型插头座14和鞍座1.1之间设置有橡皮叠15；清洗比例电磁铁时，橡皮叠15可防止水流入方型插头座14中。

本实施例仅为本发明的优选实施例，其中，电磁感应组件也可以用现有技术中其他形式的组装配合；通槽6.1.1也可以替换为设置在上滑动轴承6的轴承座6.1上的通孔。

Claims (9)

1.一种用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，它包括电磁感应组件和设置在所述电磁感应组件内并与所述电磁感应组件滑配合的衔铁组件(5)，其特征在于：它还设置有液压通路，所述液压通路连通所述衔铁组件(5)的上端面和下端面并与液压阀的阀芯腔连通以构成液压回路。

2.根据权利要求1所述的用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，其特征在于：所述电磁感应组件包括导磁管(2)和磁靴(3)，所述导磁管(2)和所述磁靴(3)通过非导磁材料(2.1)固定连接，所述导磁管(2)和所述磁靴(3)配合形成内腔；

所述衔铁组件(5)由衔铁(5.1)和与所述衔铁(5.1)固定连接的推杆(5.2)组成，所述衔铁(5.1)与所述内腔滑配合，所述推杆(5.2)的上端与下端部套设在所述导磁管(2)内的上滑动轴承(6)滑动相连，所述推杆(5.2)的下端与套设在所述磁靴(3)内的下滑动轴承(7)滑动相连。

3.根据权利要求2所述的用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，其特征在于：所述的液压通路包括依次相连通的第一通孔(5.2.1)、第一空腔(9)、通槽(6.1.1)、第二空腔(10)、第二通孔(5.1.1)、第三空腔(11)和第三通孔(7.1.1)；所述第一通孔(5.2.1)设置在所述推杆(5.2)上，所述通槽(6.1.1)设置在所述上滑动轴承(6)的轴承座(6.1)上，所述第二通孔(5.1.1)设置在所述衔铁(5.1)上，所述第三通孔(7.1.1)设置在所述下滑动轴承(7)的轴承座(7.1)的；所述第一通孔(5.2.1)和所述第三通孔(7.1.1)通过所述液压阀的阀芯腔相连通。

4.根据权利要求3所述的用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，其特征在于：所述第二通孔(5.1.1)为液压阻尼孔。

5.根据权利要求4所述的用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，其特征在于：所述的第二通孔(5.1.1)有两个，所述的第二通孔(5.1.1)对称的设置在所述的衔铁(5.1)上。

6.根据权利要求3所述的用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，其特征在于：所述的通槽(6.1.1)有4个，所述通槽(6.1.1)均与分布在所述上滑动轴承(6)的轴承座(6.1)的外周壁上。

7.根据权利要求6所述的用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，其特征在于：所述的通槽(6.1.1)的两槽壁间的夹角为4°~ 60°。

8.根据权利要求3所述的用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，其特征在于：所述的第三通孔(7.1.1)为液压阻尼孔。

9.根据权利要求8所述的用于控制液压阀阀芯位置的比例电磁铁，其特征在于：所述的第三通孔(7.1.1)有两个，所述的第三通孔(7.1.1)对称的设置在所述的下滑动轴承(7)的轴承座(7.1)上。

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