CN104989689A - 模拟电压调整型液压组合调压阀 - Google Patents

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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/026—Pressure compensating valves

Abstract

本发明公开了一种模拟电压调整型液压组合调压阀，适用于液压控制单元对液压压力的调整，尤其适用于液压控制回路中自动根据压力变化值进行实时线性调整。应用中通过组合在阀体中的压力传感器单元进行实时压力监测，根据设置值进行压力的动态调整，完全自主式调节控制油路压力，实现数字化智能控制。也可以通过外设的压力传感器元件进行执行端元件的更精确的压力监测，监测结果通过0-5V的模拟电压加载到本发明所述的模拟电压调整型液压组合调压阀模拟电压接收端，通过组合阀特有的内外部模拟电压选择模块进行采样方式选择，实现全实时智能压力调整。

Description

模拟电压调整型液压组合调压阀
技术领域
本发明涉及的是一种模拟电压调整型液压组合调压阀，特别是一种智能化在线实时自动调整压力、流量的组合调节阀，属于液压系统中平衡阀元件领域，尤其适用于自动化液压平衡回路、无人值守液压系统压力平衡领域。
背景技术
溢流调压阀是一种具有溢流和调压阀双重功能的组合式压力阀，在结构上和溢流阀、调压阀、顺序阀一样，也有直动式和先导式两种形式。其作用主要是正向流通时起到减压作用，反向流通时起到溢流作用。由压力与流量特性曲线可以看出：设定规律是减压时（P到A，也就是下压的压力）随着通过减压阀的流量的增大，减压阀主阀开口越大，压降会变小，所以减压阀的输出压力会有所变小（相对于设定值）；当负载升高时，减压阀开口变小，压降变大，当负载端0流量输出，减压输出为真正的设定值。当负载端出现外部干扰，突然增大时，该减压阀主阀芯会进一步移动，由P至A变成A至T，此时出现溢流回油，随着流量的增大，溢流压力会有所提高。
系统中的压力不是由阀自己决定的，减压阀的实际输出压力是由负载决定的，负载变小，系统中其它回路存在的溢流流量或节流流量变小，流入本回路的流量自然增大，所以设定值会比实际压力大；负载变大，系统中其它回路存在的溢流流量或节流流量变大，流入本回路的流量自然变小。同样的道理，由于溢流阀是本回路直接回，负载变大时，本回路溢流流量直接变大，压降变大，所以调定的压力实际上会增大。目前，常规溢流调压阀在实际液压系统中得到了广泛的应用，应用方式仍然是基于人为调整溢流阀手柄的开度，在自动化系统中越来越呈现出自动控制方面的不足。
随着国外液压控制系统取得的技术进步，尤其是与电子技术、计算机技术的紧密结合，电液比例控制系统取得了非常大的技术进步，但涉及到单元化的个体元件，国外液压伺服系统的高成本局限了常规液压系统向智能化发展的方向。
发明内容
为了解决背景技术中涉及的常规液压系统受经济成本制约的不足，提高常规液压系统的控制自动化程度，减少系统控制方面对人工参与的依赖，实现液压系统的实时调整功能，提高液压设备的自动化控制程度，本发明提供了一种模拟电压调整型液压组合调压阀。
本发明主要应用于液压系统中对溢流、调压方面的自动控制环节。本发明由二个方面组成：一是先导式溢流调压阀本体，通过设置的两路压力监测传感器对液压回路进行实时监测，监测压力数据通过阀体内安装的芯片模块进行高速换算，反馈给调整数字模块来输出模拟电压，通过pwm方式控制的阀内舵机来驱动阀体调节螺杆，实时调整压力及流量。二是智能的内嵌式计算机芯片模块，通过内部或者是外部的液压回路压力传感器模拟数据来自动调整，作业过程实现无人干预。
本发明的有益效果：在应用中完全根据阀体内部或者外部的液压压力进行溢流压力的实时调整，达到对液压系统工作压力的智能控制，特别适用在系统输出动力受外部阻力影响情况下的自动调整补偿，起到保护液压系统、保护动力机构。对常规液压系统搭建智能化控制的实时性、智能性方面起到了非常明显的促进。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的自动调整控制组成框图。
具体实施方式
图1为本发明的总体结构示意图，图1中：模拟电压调整型液压组合调压阀主要由溢流调压阀体(1)、压力监测传感器芯（2）、AD转换模块（3）、内外部参考模拟量选择模块（4）、PWM驱动模块（5）、PWM舵机执行元件（6）、螺旋齿轮副（7）组成。溢流调压阀体（1）由压力传递口（10）、溢流口（11）、先导阀芯（8）、溢流阀芯（9）组成，其中，压力监测传感器芯（2）安装在压力传递口（10）和溢流口（11）内部，并至少安装在压力传递口（10）内部，PWM舵机执行元件（6）安装在溢流调压阀体（1）上，通过螺旋齿轮副（7）与先导阀芯（8）连接，PWM舵机执行元件（6）输出旋转角度及转数来驱动螺旋齿轮副（7）并带动先导阀芯（8）移动，来改变溢流阀芯（9）的弹簧保持力，实现压力的调整。
实施例中，在压力传递口（10）与溢流口（11）中安装有压力监测传感器芯（2）进行实时的管路压力监测，并与设置压力值进行对比，根据对比的结果来驱动PWM舵机元件（6），带动螺旋齿轮副（7）运动，将先导阀芯（8）的位置进行变化，从而改变溢流压力及流量。实现对管路压力的即时调整。
图2为本发明的自动调整控制组成框图，图2中：安装有二组压力传感器，即内部压力传感器和溢流压力传感器，通过将二组压力传感器进行对比计算的数据作为模拟电压调整型液压组合调压阀的标准数据，并命名为本体传感器。同时，实施例中也可以外接更高精度的压力传感器来实现调整阀的标准数据采集，把外接的传感器命名为外接传感器。在工作时本体传感器或者外接传感器的测得压力数据与设置值进行对比计算，通过模拟电压调整型液压组合调压阀集成的芯片来分析和数模转化，把０－５Ｖ，也可以是０－１０Ｖ模拟电压输出给模拟电压转ＰＷＭ动态输出模块，模拟电压转ＰＷＭ动态输出模块输出的ＰＷＭ脉冲信号来驱动舵机，舵机安装在模拟电压调整型液压组合调压阀中，通过改变舵机的转动圈数来对液压流量模块进行溢流量大小调整，从而改变管路的输出压力。
通过以上实施例的具体说明，基本再现了本发明的机械结构，通过模拟电压调整型液压组合调压阀本体与内部集成控制系统的交互配合，可以实现本发明的功能需要。应用模拟电压驱动PWM舵机结合螺旋齿轮进行先导阀芯移动调整的实施方式不仅限于溢流调压阀，应用在溢流阀、降压阀、调速阀、平衡阀实施例中与本发明所描述的单一实施例基本相同。
 应用中通过组合在阀体中的压力传感器单元进行实时压力监测，根据设置值进行压力的动态调整，完全自主式调节控制油路压力，实现数字化智能控制。也可以通过外设的压力传感器元件进行执行端元件的更精确的压力监测，监测结果通过0-5V的模拟电压加载到本发明所述的模拟电压调整型液压组合调压阀模拟电压接收端，通过组合阀特有的内外部模拟电压选择模块进行采样方式选择，实现全实时智能压力调整。

Claims (4)

1.一种模拟电压调整型液压组合调压阀，其中，模拟电压调整型液压组合调压阀主要由溢流调压阀体(1)、压力监测传感器芯（2）、AD转换模块（3）、内外部参考模拟量选择模块（4）、PWM驱动模块（5）、PWM舵机执行元件（6）、螺旋齿轮副（7）组成，其特征在于：溢流调压阀体（1）由压力传递口（10）、溢流口（11）、先导阀芯（8）、溢流阀芯（9）组成，其中，压力监测传感器芯（2）安装在压力传递口（10）和溢流口（11）内部，并至少安装在压力传递口（10）内部，PWM舵机执行元件（6）安装在溢流调压阀体（1）上，通过螺旋齿轮副（7）与先导阀芯（8）连接，PWM舵机执行元件（6）输出旋转角度及转数来驱动螺旋齿轮副（7）并带动先导阀芯（8）移动，来改变溢流阀芯（9）的弹簧保持力，实现压力的调整。
2.一种模拟电压调整型液压组合调压阀，其中，模拟电压调整型液压组合调压阀的模拟电压控制由压力监测传感器芯（2）、AD转换模块（3）、内外部参考模拟量选择模块（4）、PWM驱动模块（5）组成，其特征在于：安装在阀体内部的压力监测传感器芯（2）监测管路压力变化并输出数字信号，数字信号通过AD转换模块（3）转换为模拟量电压，并由PWM驱动模块（5）对应生成PWM脉冲，来实现PWM舵机执行元件（6）的动作，同时，先导阀芯（8）通过螺旋齿轮副（7）的旋转改变为直线移动。
3.根据权利要求2所述的模拟电压调整型液压组合调压阀，其特征在于：内外部参考模拟量选择模块（4）安装在溢流调压阀体（1）中，通过选择可以满足其他外部压力传感器的模拟0-5V电压与溢流调压阀体（1）中自带的压力监测传感器（2）的任意驱动。
4.根据权利要求1所述的模拟电压调整型液压组合调压阀，其特征在于：应用模拟电压驱动PWM舵机结合螺旋齿轮进行先导阀芯移动调整的实施方式不仅限于溢流调压阀，应用在溢流阀、降压阀、调速阀、平衡阀实施仍然包含在本权力要求范围。
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