CN103047426A

CN103047426A - 气动比例压力阀

Info

Publication number: CN103047426A
Application number: CN2013100103677A
Authority: CN
Inventors: 王维锐; 葛正; 韩萍; 林超
Original assignee: Research Institute of Zhejiang University Taizhou
Current assignee: Research Institute of Zhejiang University Taizhou
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: CN103047426B

Abstract

本发明公开了一种气动比例压力阀，包括上壳体、下壳体，上壳体的内孔设置有主阀芯，主阀芯的右端连接上阀芯的左端；上阀芯的右端连接比例电磁铁；主阀芯的左端固定设置有阀口组件，主阀芯的阀口组件通过主阀芯复位弹簧连接主阀芯弹簧座，主阀芯弹簧座通过孔用弹性挡圈固定连接上壳体；下壳体内设置有皮碗，皮碗的右侧与上壳体的左侧之间形成气压控制腔；位于皮碗左侧的下壳体上开有工作孔、排气孔和溢流孔；溢流孔分别与排气孔和工作孔连通；工作孔与负载直接相通，排气孔直接通大气，溢流孔中设置有溢流阀组件。本发明结构简单，精度稳定，响应快，线性度好，滞环小，具备良好的制造和装配工艺性。

Description

气动比例压力阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，具体涉及一种气动比例压力阀。

背景技术

气动比例阀通过比例电磁铁的输出力来控制阀芯的运动，从而控制气压执行机构的流量与压力。比例阀的响应速度及精度是影响产品使用的主要性能指标，现有的比例阀的响应速度及精度无法满足用户的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种气动比例压力阀，它可以提高比例阀的响应速度及精度。

为解决上述技术问题，本发明气动比例压力阀的技术解决方案为：

包括上壳体2、下壳体4，上壳体2的上部设置有进气孔，作为气体流入阀体内腔的入口；上壳体2的内孔设置有中空的主阀芯9，主阀芯9的右端连接上阀芯6的左端；主阀芯9与上阀芯6之间设置有上阀芯复位弹簧7；上阀芯6的右端连接比例电磁铁1；主阀芯9在上壳体2的内孔中滑动，并通过密封元件8与上壳体2之间实现动态密封；上壳体2在主阀芯9与上阀芯6的接触处设置有小腔，该小腔穿过上壳体2与大气连通；主阀芯9的左端固定设置有阀口组件10，主阀芯9的阀口组件10通过主阀芯复位弹簧11连接设有孔洞的主阀芯弹簧座12，主阀芯弹簧座12通过孔用弹性挡圈13固定连接上壳体2；下壳体4内设置有皮碗3，皮碗3的右侧与上壳体2的左侧之间形成气压控制腔；位于皮碗3左侧的下壳体4上开有工作孔16、排气孔15和溢流孔14；溢流孔14分别与排气孔15和工作孔16连通；

工作孔16与负载直接相通，排气孔15直接通大气，溢流孔14中设置有溢流阀组件，溢流阀组件根据负载压力隔断或连通排气孔15和工作孔16，用于卸载负载内过高的工作压力。

所述溢流阀组件包括顶针17、溢流弹簧18、调定螺栓19，顶针17设置于溢流孔14中，顶针17的尾端通过溢流弹簧18连接调定螺栓19。

通过所述调定螺栓19 调节溢流弹簧18的预压缩量，设定溢流压力值，以防止比例压力阀输出压力过高；顶针17在弹簧力的作用下隔断排气孔15和工作孔16。

所述上壳体2设置有挡圈槽，孔用弹性挡圈13卡在上壳体2的挡圈槽内。

所述比例电磁铁1接收来自控制器的输入电流信号，转化为输出力；当输入电流增加时，比例电磁铁1的输出力增大，克服主阀芯复位弹簧11和上阀芯复位弹簧7的弹簧力，推动主阀芯9和上阀芯6一起向左移动，使得阀口打开；气体从进气孔进入控制腔，令其压力升高，推动皮碗3向左移动；皮碗3封住下壳体4中间的排气孔15，同时控制腔压力迫使皮碗3的唇口打开，气体经下壳体4内的环槽经过工作孔16进入外设负载；随着外设负载内气压增大，主阀芯9和上阀芯6在控制腔压力、复位弹簧力、电磁铁推力等力的作用下达到平衡时，控制腔以及负载压力即保持稳定，不再上升。

当输入电流减小时，比例电磁铁1输出力减小，所述上阀芯6被上阀芯复位弹簧7顶推先向右移，与主阀芯9分离，将控制腔中气体经所述上壳体2的小腔排入大气，而由于力的减小，主阀芯9的阀口开度变小，节流效应加强，使得控制腔压力下降，而皮碗3左侧压力保持为电流减小前压力值，使得两侧存在压力差，推动皮碗3向右移动，皮碗3不再密封出气孔；由于皮碗3的单向作用，在向右移动的过程中，唇口在左侧压力的作用一直处于涨紧状态，隔绝控制腔与工作孔16，而由于皮碗3右移，使得排气孔15和工作孔16连通，负载中气体快速排向大气；当负载孔的气体压力下降到一定值时，皮碗3左右两侧即负载与工作腔气体压力重新达到平衡，皮碗3回到初始位置，排气孔15与工作孔16不再连通，气体不再排出。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明可根据输入电流精确控制气体压力，结构简单，精度稳定，响应快，线性度好，滞环小，具备良好的制造和装配工艺性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明气动比例压力阀的示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是图1的俯视图；

图4是图3中A-A剖面图。

图中附图标记说明：

1为比例电磁铁， 2为上壳体，

3为皮碗， 4为下壳体，

5为密封元件， 6为上阀芯，

7为上阀芯复位弹簧， 8为密封元件，

9为主阀芯， 10为阀口组件，

11为主阀芯复位弹簧， 12为主阀芯弹簧座，

13为孔用弹性挡圈， 14为溢流孔，

15为排气孔， 16为工作孔，

17为顶针， 18为溢流弹簧，

19为调定螺栓。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明气动比例压力阀，包括上壳体2、下壳体4，上壳体2的上部设置有进气孔，作为气体流入阀体内腔的入口；

上壳体2的内孔设置有中空的主阀芯9，主阀芯9的右端连接上阀芯6的左端；主阀芯9与上阀芯6之间设置有上阀芯复位弹簧7；上阀芯6的右端连接比例电磁铁1；比例电磁铁1的左端通过密封元件5实现与上壳体2之间的密封；主阀芯9在上壳体2的内孔中滑动，并通过密封元件8与上壳体2之间实现动态密封；

上壳体2在主阀芯9与上阀芯6的接触处设置有小腔，该小腔穿过上壳体2与大气连通；

主阀芯9的左端固定设置有阀口组件10，主阀芯9的阀口组件10通过主阀芯复位弹簧11连接设有孔洞的主阀芯弹簧座12，主阀芯弹簧座12通过孔用弹性挡圈13固定连接上壳体2；上壳体2设置有挡圈槽，孔用弹性挡圈13卡在上壳体2的挡圈槽内；

下壳体4内设置有皮碗3，皮碗3的右侧与上壳体2的左侧之间形成气压控制腔；

位于皮碗3左侧的下壳体4上开有工作孔16、排气孔15和溢流孔14；溢流孔14分别与排气孔15和工作孔16连通，排气孔15和工作孔16通过溢流阀组件中的顶针17隔离；

工作孔16与负载直接相通，排气孔15直接通大气，溢流孔14中设置有溢流阀组件，溢流阀组件根据负载压力隔断或连通排气孔和工作孔，用于卸载负载内过高的工作压力；

溢流阀组件包括顶针17、溢流弹簧18、调定螺栓19，顶针17设置于溢流孔14中，顶针17的尾端通过溢流弹簧18连接调定螺栓19；

通过调定螺栓19 调节溢流弹簧18的预压缩量，设定溢流压力值，以防止比例压力阀输出压力过高；顶针17在弹簧力的作用下隔断排气孔15和工作孔16；由于溢流孔14与工作孔16连通，当负载压力超过调定的溢流压力时，顶针17在压力作用下向上克服溢流弹簧18的推力，使得工作孔16与排气孔15连通，工作孔16中的部分气体直接排入大气，压力下降，当压力降为设定调定溢流值时，顶针17两边压力达到平衡状态，不再溢流。

本发明的工作原理如下：

比例电磁铁1接收来自控制器的输入电流信号，转化为输出力；当输入电流增加时，比例电磁铁1的输出力增大，克服主阀芯复位弹簧11和上阀芯复位弹簧7的弹簧力，推动主阀芯9和上阀芯6一起向左移动，使得阀口打开；气体从进气孔进入控制腔，令其压力升高，推动皮碗3向左移动；

皮碗3封住下壳体4中间的排气孔15，同时控制腔压力迫使皮碗3的唇口打开，气体经下壳体4内的环槽经过工作孔16进入外设负载；

随着外设负载内气压增大，主阀芯9和上阀芯6在控制腔压力、复位弹簧力、电磁铁推力等力的作用下达到平衡时，控制腔以及负载压力即保持稳定，不再上升。

当输入电流减小时，比例电磁铁1输出力减小，所述上阀芯6被上阀芯复位弹簧7顶推先向右移，与主阀芯9分离，将控制腔中气体经所述上壳体2的小腔排入大气，而由于力的减小，主阀芯9的阀口开度变小，节流效应加强，使得控制腔压力下降，而皮碗3左侧压力保持为电流减小前压力值，使得两侧存在压力差，推动皮碗3向右移动，皮碗3不再密封出气孔；由于皮碗3的单向作用，在向右移动的过程中，唇口在左侧压力的作用一直处于涨紧状态，隔绝控制腔与工作孔16，而由于皮碗3右移，使得排气孔15和工作孔16连通，负载中气体快速排向大气；当负载孔的气体压力下降到一定值时，皮碗3左右两侧即负载与工作腔气体压力重新达到平衡，皮碗3回到初始位置，排气孔15与工作孔16不再连通，气体不再排出。由此，根据输入电流即可精确控制工作孔输出的气体压力。

如上所述，电磁阀所控负载的气体压强与比例电磁铁1的推力成正比，而由于比例电磁铁1的推力与输入电流成正比，因此通过改变输入电流即可控制控制阀所控外设负载的气体压强。

Claims

1.一种气动比例压力阀，其特征在于：包括上壳体（2）、下壳体（4），上壳体（2）的上部设置有进气孔，作为气体流入阀体内腔的入口；上壳体（2）的内孔设置有中空的主阀芯（9），主阀芯（9）的右端连接上阀芯（6）的左端；主阀芯（9）与上阀芯（6）之间设置有上阀芯复位弹簧（7）；上阀芯（6）的右端连接比例电磁铁（1）；主阀芯（9）在上壳体（2）的内孔中滑动，并通过密封元件（8）与上壳体（2）之间实现动态密封；

上壳体（2）在主阀芯（9）与上阀芯（6）的接触处设置有小腔，该小腔穿过上壳体（2）与大气连通；

主阀芯（9）的左端固定设置有阀口组件（10），主阀芯（9）的阀口组件（10）通过主阀芯复位弹簧（11）连接设有孔洞的主阀芯弹簧座（12），主阀芯弹簧座（12）通过孔用弹性挡圈（13）固定连接上壳体（2）；

下壳体（4）内设置有皮碗（3），皮碗（3）的右侧与上壳体（2）的左侧之间形成气压控制腔；

位于皮碗（3）左侧的下壳体（4）上开有工作孔（16）、排气孔（15）和溢流孔（14）；溢流孔（14）分别与排气孔（15）和工作孔（16）连通；

工作孔（16）与负载直接相通，排气孔（15）直接通大气，溢流孔（14）中设置有溢流阀组件，溢流阀组件根据负载压力隔断或连通排气孔（15）和工作孔（16），用于卸载负载内过高的工作压力。

2.根据权利要求1所述的气动比例压力阀，其特征在于：所述溢流阀组件包括顶针（17）、溢流弹簧（18）、调定螺栓（19），顶针（17）设置于溢流孔（14）中，顶针（17）的尾端通过溢流弹簧（18）连接调定螺栓（19）。

3.根据权利要求2所述的气动比例压力阀，其特征在于：通过所述调定螺栓（19）调节溢流弹簧（18）的预压缩量，设定溢流压力值，以防止比例压力阀输出压力过高；顶针（17）在弹簧力的作用下隔断排气孔（15）和工作孔（16）。

4.根据权利要求1所述的气动比例压力阀，其特征在于：所述上壳体（2）设置有挡圈槽，孔用弹性挡圈（13）卡在上壳体（2）的挡圈槽内。

5.根据权利要求1所述的气动比例压力阀，其特征在于：所述比例电磁铁（1）接收来自控制器的输入电流信号，转化为输出力；当输入电流增加时，比例电磁铁（1）的输出力增大，克服主阀芯复位弹簧（11）和上阀芯复位弹簧（7）的弹簧力，推动主阀芯（9）和上阀芯（6）一起向左移动，使得阀口打开；气体从进气孔进入控制腔，令其压力升高，推动皮碗（3）向左移动；

皮碗（3）封住下壳体（4）中间的排气孔（15），同时控制腔压力迫使皮碗（3）的唇口打开，气体经下壳体（4）内的环槽经过工作孔（16）进入外设负载；

随着外设负载内气压增大，主阀芯（9）和上阀芯（6）在控制腔压力、复位弹簧力、电磁铁推力等力的作用下达到平衡时，控制腔以及负载压力即保持稳定，不再上升。

6.根据权利要求1所述的气动比例压力阀，其特征在于：当输入电流减小时，比例电磁铁（1）输出力减小，所述上阀芯（6）被上阀芯复位弹簧（7）顶推先向右移，与主阀芯（9）分离，将控制腔中气体经所述上壳体（2）的小腔排入大气，而由于力的减小，主阀芯（9）的阀口开度变小，节流效应加强，使得控制腔压力下降，而皮碗（3）左侧压力保持为电流减小前压力值，使得两侧存在压力差，推动皮碗（3）向右移动，皮碗（3）不再密封出气孔；由于皮碗（3）的单向作用，在向右移动的过程中，唇口在左侧压力的作用一直处于涨紧状态，隔绝控制腔与工作孔（16），而由于皮碗（3）右移，使得排气孔（15）和工作孔（16）连通，负载中气体快速排向大气；当负载孔的气体压力下降到一定值时，皮碗（3）左右两侧即负载与工作腔气体压力重新达到平衡，皮碗（3）回到初始位置，排气孔（15）与工作孔（16）不再连通，气体不再排出。