CN103511376A - 一种高频响比例方向阀 - Google Patents

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袁才富
郑晓峰
高建中
朱剑根
瞿东
谷文平
沈至伟
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Abstract

本发明公开了一种高频响比例方向阀，包括阀体、贯穿整个阀体的主阀孔、固定安装于主阀孔内的阀套、设置于阀套内部且可相对于阀套滑动的阀芯、以及分别与阀体两端连接的端盖和比例电磁铁；所述阀芯的一端与比例电磁铁的推杆联动、阀芯的另一端通过弹性装置连接端盖。本发明的有益效果在于：可实现快速的比例方向控制，与传统向阀相比其响应速度快，控制精度高，中位死区小，可用于高频响、高精度的控制系统内。因其结构采用阀体与阀套的镶嵌结构，所以其加工方便、工作可靠，单比例电磁铁的机构也有效的控制了成本。

Description

一种高频响比例方向阀
技术领域
本发明涉及一种高频响比例方向阀。
背景技术
在某些液压系统中，典型的如试验机液压系统，经常用到伺服阀，来控制试验装置油缸的上升与下降速度，以及控制负载压力的大小。采用伺服阀的液压系统原理图见附图1。从油源1’过来的液压油，其压力由溢流阀2’调节限定，压力表3’用于观察油源压力。伺服阀6’用于控制油缸7’的活塞运动方向和活塞油缸腔体内的压力，油缸有杆腔压力用压力表4’观察，油缸无杆腔压力用压力表5’观察。伺服阀6’分左、中、右3个位置，由电器信号控制。中位时，隔开油源与油缸的通路，油缸活塞保持不动；左位时，油缸有杆腔与油箱连通，活塞向右移动，调节输入电信号大小可以调节右移速度和压力；右位时，油缸无杆腔与油源连通，活塞向左移动，调节输入电信号大小可以调节左移速度和压力。
比例方向阀能按输入电信号控制液流方向和流量大小，由于其中位死区大、响应速度较慢，无法用于需要高速控制的场合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高频响比例方向阀，采用比例电磁铁与弹簧的结构，通过阀芯的位移实现比例方向控制功能，克服了传统技术的不足，实现“力——位移”的转换。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种高频响比例方向阀，包括阀体、贯穿整个阀体的主阀孔、固定安装于主阀孔内的阀套、设置于阀套内部且可相对于阀套滑动的阀芯、以及分别与阀体两端连接的端盖和比例电磁铁；所述阀芯的一端与比例电磁铁的推杆联动、阀芯的另一端通过弹性装置连接端盖；
所述阀体设置有进油口、第一工作油口、第二工作油口、第一回油口和第二回油口；所述阀套设置有节流孔、第一通油孔和第二通油孔；
所述第一通油孔分别与第一回油口和第二回油口连通，第二通油孔与进油口连通，节流孔分别与第一工作油口和第二工作油口连通。
在本发明的一个实施例中，所述弹性装置包括与阀芯连接的阀芯弹簧座、安装于端盖上的端盖弹簧座、以及设置于阀芯弹簧座和端盖弹簧座之间的弹簧。
在本发明的一个实施例中，所述第一回油口和第二回油口分别设置于阀体内部的两侧，通过流道在阀体内相通，并在阀体外侧合并为单个回油口。
在本发明的一个实施例中，所述阀套与主阀孔为过盈配合，阀芯与阀套为间隙配合。
在本发明的一个实施例中，所述阀体内设置有定位器，能使阀在不工作时其进油口与第一工作油口连通，第二工作油口与回油口连通。
本发明的有益效果在于：可实现快速的比例方向控制，与传统向阀相比其响应速度快，控制精度高，中位死区小，可用于高频响、高精度的控制系统内。因其结构采用阀体与阀套的镶嵌结构，所以其加工方便、工作可靠，单比例电磁铁的机构也有效的控制了成本。
附图说明
图1为常见的使用比例方向阀的系统原理图。
图2为本发明所述的高频响比例方向阀的结构示意图。
图3为本发明所述的阀套的结构示意图。
图4为本发明所述的阀套的剖面图。
图5为本发明所述的阀芯的结构示意图。
图6为本发明所述的阀芯在阀体右边的结构示意图。
图7为本发明所述的阀芯在阀体中间的结构示意图。
图8为本发明所述的阀芯在阀体左边的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图2所示，本发明所述的一种高频响比例方向阀，包括阀体1、贯穿整个阀体的主阀孔16、固定安装于主阀孔内的阀套3、设置于阀套内部且可相对于阀套滑动的阀芯4、以及分别与阀体两端连接的端盖2和比例电磁铁7；所述阀芯的一端与比例电磁铁的推杆联动、阀芯的另一端通过弹性装置连接端盖。
所述弹性装置包括与阀芯连接的阀芯弹簧座11、安装于端盖上的端盖弹簧座9、以及设置于阀芯弹簧座和端盖弹簧座之间的弹簧10，端盖弹簧座用于固定弹簧，阀芯弹簧座用于将弹簧产生的弹簧力传递给阀芯。
阀体1包含了主阀孔16、平衡流道14、进油口P、第一工作油口A、第二工作油口B、第一回油口和第二回油口。所述第一回油口和第二回油口设置于阀体内部左右两侧，通过铸造流道在阀体内相通，在阀体外侧合并为单个回油口T。
如图3和图4所示，阀套3内外圆采用车加工，第一通油口17与第二通油孔19采用钻加工，节流孔18采用线切割。通油口17分别与阀体1内的第一回油口和第二回油口相通，通油口19与阀体1内的进油口P相通，节流孔18分别与阀体1内的第一工作油口A和第二工作油口B相通。
压力油从进油口P进入，从第一工作油口A或第二工作油口B流出，两个工作油口一般接执行元件，如液压油缸或液压马达，回油口T口流出的油液回油箱。阀体为浇铸件，其余部件为机加工件。
如图5所示，阀芯4采用车加工，与阀套3为间隙配合，在弹簧10及比例电磁铁推杆13的力作用下可左右灵活移动，与阀套3的相对移动可控制节流孔开口量20的大小，从而控制液体流动的方向及大小。
主阀孔16与阀套3为过盈配合，安装阀套3时需要液态氮冷却收缩，然后再压入主阀孔16中，待恢复至常温后阀套3膨胀，可靠固定在主阀孔16内。
平衡流道14使阀芯4两端面受到的压力相同，减少了阀芯4在阀套3内的液阻力，提高了频响速度。
端盖2与比例电磁铁7通过螺钉8安装固定在阀体1上。
定位器5使比例电磁铁在无信号输入时，阀芯4处在附图5所示状态。
如图8、图7和图8所示，本发明在比例电磁铁7无信号输入时阀芯4处在阀体1右边位置，此时为进油口P与第一工作油口A相通、第二工作油口B与回油口T相通（见附图5）。
当比例电磁铁7有电信号输入时，比例电磁铁7产生的力通过比例电磁铁推杆13作用在阀芯4、阀芯弹簧座11上，并通过弹簧10将此力转化为阀芯4向左移动的距离。
随着比例电磁铁7的输入电信号增大，比例电磁铁推杆13输出的力也越大，阀芯4越往左侧移动，此时进油口P与第一工作油口A以及第二工作油口B与回油口T之间的节流孔开口量20越小，连接在第一工作油口A、第二工作油口B口的执行原件动作越慢，直至进油口P、第一工作油口A、第二工作油口B、回油口T互不相通（见附图6）。
若比例电磁铁7的输入信号继续增大，则阀芯4继续往左侧移动，此时进油口P与第二工作油口B相通、第一工作油口A与回油口T相通（见附图7），进油口P与第二工作油口B以及第一工作油口A与回油口T之间的节流孔开口量随着输入电信号的增大而增大，连接在第一工作油口A、第二工作油口B的执行原件动作也越快，直至弹簧座11被弹簧座9限制在左侧极限位置。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种高频响比例方向阀，其特征在于，包括阀体、贯穿整个阀体的主阀孔、固定安装于主阀孔内的阀套、设置于阀套内部且可相对于阀套滑动的阀芯、以及分别与阀体两端连接的端盖和比例电磁铁；所述阀芯的一端与比例电磁铁的推杆联动、阀芯的另一端通过弹性装置连接端盖；
所述阀体设置有进油口、第一工作油口、第二工作油口、第一回油口和第二回油口；所述阀套设置有节流孔、第一通油孔和第二通油孔；
所述第一通油孔分别与第一回油口和第二回油口连通，第二通油孔与进油口连通，节流孔分别与第一工作油口和第二工作油口连通。
2.根据权利要求1所述的一种高频响比例方向阀，其特征在于，所述弹性装置包括与阀芯连接的阀芯弹簧座、安装于端盖上的端盖弹簧座、以及设置于阀芯弹簧座和端盖弹簧座之间的弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种高频响比例方向阀，其特征在于，所述第一回油口和第二回油口分别设置于阀体内部的两侧，通过流道在阀体内相通，并在阀体外侧合并为单个回油口。
4.根据权利要求1所述的一种高频响比例方向阀，其特征在于，所述阀套与主阀孔为过盈配合，阀芯与阀套为间隙配合。
5.根据权利要求1所述的一种高频响比例方向阀，其特征在于，所述阀体内设置有定位器，能使阀不工作时其进油口与第一工作油口连通，第二工作油口与回油口连通。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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