CN102927349A

CN102927349A - 数字比例控制阀

Info

Publication number: CN102927349A
Application number: CN2012104424704A
Authority: CN
Inventors: 陈国永
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明涉及到一种数字比例控制阀，包括阀体和设置在所述阀体的阀腔内的阀杆，该阀杆与驱动机构相连接，其特征在于所述驱动机构包括设置在所述阀体外的管状外套，该外套的内周壁上间隔设有多对内凸的电磁绕组，直径方向上的两个电磁绕组构成一对电磁绕组，每对电磁绕组分别连接各自对应的脉冲电流发送装置，且这些脉冲电流发送装置所发送的脉冲电流沿圆周方向依次具有相差；所述外套的管腔内设有能相对于所述外套转动的管状结构的永磁体和丝母，所述永磁体能在所述电磁绕组所产生的电磁场作用下相对于所述外套转动，所述丝母随所述永磁体一起转动，并且所述丝母的内腔与所述的阀腔密封连通，所述丝母内设有丝杆，该丝杆驱动连接所述的阀杆；所述永磁体位于所述阀腔外。与现有技术相比，本发明密封性好、运行稳定且控制精度高。

Description

数字比例控制阀

技术领域

本发明涉及到控制阀门，具体指一种数字比例控制阀。

背景技术

在流体控制领域，常常通过方向阀和比例阀来控制流体是否通过或通过的量多少，即利用方向阀和比例阀来控制流体是否通过或通过的流速，从而控制执行器例如油缸的移动停止或执行速度。所述方向阀和比例阀即为通过控制阀芯的位置来控制阀体上流体是否通过或通过的开口的大小，从而控制流体是否进入或流出阀体或出入阀体的量，以达到控制执行单元动作速度或停止动作的目的。

现有的方向阀只能提供油路的开关功能，但不能对其油路开关的中间过程进行控制，所以油路中的执行件中动作过程中会有震动，动作重复性差的问题。

现有的比例阀有手动调节型和电液比例型。其中，手动调节型比例控制阀自动化程度低，仅能满足一般液压设备的使用要求。电液比例型自动化程度较高，能够满足流量参数的连续和远程控制，但是存在滞环大、重复精度低等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种可以连续控制且制造成本低、运行精度好的数字比例控制阀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该数字比例控制阀，包括阀体和设置在所述阀体的阀腔内的阀杆，该阀杆与驱动机构相连接，其特征在于所述驱动机构包括设置在所述阀体外的管状外套，该外套的内周壁上间隔设有多对内凸的电磁绕组，直径方向上的两个电磁绕组构成一对电磁绕组，每对电磁绕组分别连接各自对应的脉冲电流发送装置，且这些脉冲电流发送装置所发送的脉冲电流沿圆周方向依次具有相差；所述外套的管腔内设有能相对于所述外套转动的管状结构的永磁体和丝母，所述永磁体能在所述电磁绕组所产生的电磁场作用下相对于所述外套转动，所述丝母随所述永磁体一起转动，并且所述丝母的内腔与所述的阀腔密封连通，所述丝母内设有丝杆，该丝杆驱动连接所述的阀杆；所述永磁体位于所述阀腔外。

为了方便丝母的转动并能有效延长该数字比例控制阀的使用寿命，可以在所述阀体内设有轴承，所述丝母的一端插设在所述阀体内并与该轴承相连接。

较好的，所述外套和所述永磁体的一端面连接在所述阀体的外端面上，所述外套和所述永磁体的另一端面上连接有向各所述电磁绕组提供具有相差的脉冲电流的控制线路板，该控制线路板连接机器的控制模块。该结构自动化程度高，控制精确。

为了防止相邻电磁绕组之间的干扰，可以在所述管状电磁线圈外套内填充有绝缘层，该绝缘层与所述永磁体间隔有间隙。

作为上述各方案的改进，该数字比例控制阀还包括磁传感器，所述永磁体位于该磁传感器的感应范围内，并且该磁传感器的输出端连接所述的控制线路板。通过磁传感器的设置，能够实时监控和传递永磁体的转动角度，控制线路板可根据实时监测到的数据及时调整脉冲电流的发送，从而使控制更精确。

与现有技术相比，本发明采用丝母丝杆驱动方式，将丝杆与阀杆在阀体和管状电磁线圈外套内的密封空间内连接，阀杆的位置（即流体通过阀体的开口大小）可以通过丝母的旋转来实现，大大提高了阀杆的位置（即流体通过阀体的开口大小）的控制精度，通过适当的传感器更实现了阀杆位置的数字化控制；同时密封性好，不会漏油，运行稳定。

附图说明

图1为本发明装配结构的剖视图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图。

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和图2所示，该数字比例控制阀包括：

阀体1，在阀体的第一端面15沿阀体的轴线方向上开设有阀腔11，阀体的侧壁上设有与阀腔11相连通的流体入口12和流体出口13，阀体内设有回流通道14，回流通道的两端均连通阀腔11。阀腔11靠近外端口的位置在阀腔11的内周壁上设有轴承8。

阀杆2，设置在阀腔11内，其周壁上设有与流体入口12和流体出口13相对应的凹槽21，移动阀杆可改变凹槽与上述各通道之间的相对位置以改变各通道的开口度，从而改变所经过的压力介质的流量。

丝杆3，本实施例中丝杆一般采用耐磨的碳钢材料制备。丝杆3与阀杆2固定连接在一起，即阀杆2随丝杆3可以做轴向位移。

丝母4，丝杆3的配套部件，丝母4的内端穿入阀腔11内并设置在轴承8内。丝母4的其余部分外露于阀腔，这部分丝母上套设有管状结构的永磁体5。

永磁体5，套设在丝母4外，永磁体5的一端密封连接阀体的第一端面15上。

也可以将永磁体与丝杆相连接，丝母与阀杆相连接，旋转磁场驱动永磁体与丝杆转动，从而带动丝母与阀杆在轴向移动。该结构也能实现本发明的目的。

外套6，管状结构，本实施例中的外套采用工程塑料材料制备。外套6套设在永磁体外，并且外套的内周壁上均匀设置有六个电磁极61，这些电磁极上均绕有励磁绕组62；各电磁极与其所对应的励磁绕组构成本实施例中的电磁绕组；直径方向上的两个电磁绕组构成一对电磁绕组，本实施例共三对，每对电磁绕组的两个电磁绕组同时通电产生磁场。电磁绕组的数量还可以根据需要设计为其它数量，例如设计为五对、N对等。各磁极上绕有，两个相对的磁极组成一相。各绕组连接脉冲电流发送装置（图中未示出）。

外套的内腔内填充有绝缘层9，本实施例中采用塑料或橡胶材质的绝缘层。填充绝缘层的目的是固定电磁绕组，使得电磁绕组间相对位置不变。

磁传感器7，其输出端与控制线路板相连，永磁体5位于该磁传感器的感应范围内。本实施例将磁传感器7设置在外套6的外端面上。磁传感器7通过感应磁通量的变化来判断永磁体的旋转角度，将有关数据反馈给控制线路板，使得控制线路板根据磁传感器感知的实际数据来实时控制脉冲电流向各自对应的电磁绕组的送电情况，从而调整永磁体的旋转角度，从而最终达成间接的精确的控制阀的流体通道的开口大小。

该数字流量控制阀的工作原理描述如下：

机器上的PLC发出指令给控制线路板，控制线路板将PLC的指令进行运算和放大将不同相位的电流送给多极电磁线圈的每一对电磁线圈组，从而产生旋转的磁场。该旋转的磁场驱动永磁体作旋转运动，永磁体带动丝母一起转动，使与之螺纹连接的丝杆产生轴向位移，改变与阀杆在上各通道之间的相对位置，即控制各通道开口的大小，从而控制进出阀体的压力介质的流量。

该数字比例控制阀控制数字化，流体的流动控制精确，运行稳定好；并且由于采用外套或环套的方式和阀腔的密封连通，不仅降低了加工难度和精度，阀体机构紧凑，而且密封性好不会漏油，成本低。

Claims

1.一种数字比例控制阀，包括阀体和设置在所述阀体的阀腔内的阀杆，该阀杆与驱动机构相连接，其特征在于所述驱动机构包括设置在所述阀体外的管状外套，该外套的内周壁上间隔设有多对内凸的电磁绕组，直径方向上的两个电磁绕组构成一对电磁绕组，每对电磁绕组分别连接各自对应的脉冲电流发送装置，且这些脉冲电流发送装置所发送的脉冲电流沿圆周方向依次具有相差；所述外套的管腔内设有能相对于所述外套转动的管状结构的永磁体和丝母，所述永磁体能在所述电磁绕组所产生的电磁场作用下相对于所述外套转动，所述丝母随所述永磁体一起转动，并且所述丝母的内腔与所述的阀腔密封连通，所述丝母内设有丝杆，该丝杆驱动连接所述的阀杆；所述永磁体位于所述阀腔外。

2.根据权利要求1所述的数字比例控制阀，其特征在于所述阀腔内设有轴承，所述丝母的一端插设在所述阀腔内并与该轴承相连接。

3.根据权利要求2所述的数字比例控制阀，其特征在于所述管状外套和所述永磁体的一端面连接在所述阀体的外端面上，所述外套和所述永磁体的另一端面上连接有向各所述电磁绕组提供具有相差的脉冲电流的控制线路板，该控制线路板连接机器的控制模块。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的数字比例控制阀，其特征在于所述管状外套的内腔内填充有绝缘层，该绝缘层与所述永磁体间隔有间隙。

5.根据权利要求4所述的数字比例控制阀，其特征在于该数字比例控制阀还包括磁传感器，所述永磁体位于该磁传感器的感应范围内，并且该磁传感器的输出端连接所述的控制线路板。