CN105757032A - 流量配对阀及采用流量配对阀的电液执行机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种流量配对阀及采用流量配对阀的电液执行机构，流量配对阀的阀体上下两部设有活塞和单向阀芯，单向阀芯上套设有复位弹簧，复位弹簧上设有挡环，阀体上设有五个接油口；所述油泵的一端与A流量配对阀的第一接油口一侧相连，另一端与B流量配对阀的第一接油口一侧相连，所述A流量配对阀的第一接油口另一侧分别与B流量配对阀的第三接油口和第五接油口相连，B流量配对阀的第一接油口另一侧分别与A流量配对阀的第三接油口和第五接油口相连,A流量配对阀和B流量配对阀的第二接油口均与油缸的油口相连，A流量配对阀和B流量配对阀的第四接油口均与油箱相连。本发明的结构简洁、无需电磁阀、依靠控制电机来实现输出的集成一体化系统。

Description

流量配对阀及采用流量配对阀的电液执行机构
技术领域
本发明涉及电液控制装置，具体涉及一种流量配对阀及采用流量配对阀的电液执行机构。
背景技术
目前阀门的电液执行机构中动作最常规的方式是采用电机单向驱动油泵，通过电磁换向阀控制阀门开启和关闭。由于电磁换向阀的需要通电、时滞特性，该方案不适合高频率动作的工况。同时电磁换向阀本身也会成为一个潜在的故障点，需要经常维护。在需要防爆的场合，还必须选用防爆的电磁换向阀，因此该方案成本较高、体积大、可靠性也不足。
发明内容
本发明的目的之一是为了克服现有技术的不足，提供一种流量配对阀，该流量配对阀结构简单、能够应用在电液执行机构中。
本发明的目的之二为了提供一种采用流量配对阀的电液执行机构，该电液执行机构结构简洁、全密闭、无需电磁阀、依靠控制电机来实现输出的集成一体化系统。
本发明的目的之一可以通过以下技术方案实现：
一种流量配对阀，其特征在于：包括阀体，所述阀体的上部和下部均设有用于安装活塞的第一阀腔和用于安装单向阀芯的第二阀腔，所述第一阀腔与第二阀腔之间用于支撑单向阀芯的环形凸台，第一阀腔与第二阀腔相通，两个第二阀腔分别位于阀体的两端，所述两个第二阀腔内均设有单向阀芯，所述单向阀芯上套设有复位弹簧，所述复位弹簧上设有挡环，所述两个第一阀腔内均设有滑动配合的活塞，所述活塞用于向外顶起单向阀芯，所述阀体上设有五个接油口，所述第一接油口位于两个活塞之间，第一接油口左右贯通阀体，并与阀体的两个第一阀腔贯通，所述第二接油口位于阀体的上端，并与上端的挡环贯通，所述第三接油口位于阀体中上部，并与上部的第一阀腔贯通，所述第四接油口位于阀体中下部，并与下部的第一阀腔贯通，第五接油口位于阀体的下端，并与下端的挡环贯通。
所述阀体由上阀体和下阀体构成，所述上阀体和下阀体内均设有用于安装活塞的第一阀腔和用于安装单向阀芯的第二阀腔，上阀体和下阀体的第二阀腔内均设有单向阀芯，上阀体和下阀体的第一阀腔内均设有滑动配合的活塞，所述上阀体和下阀体固定连接，上阀体的活塞和单向阀芯与下阀体的活塞和单向阀芯对称设置。
所述阀体的第三接油口处设有与第一阀腔贯通的第一环形腔，所述阀体的第四接油口设有与第一阀腔贯通的第二环形腔。
所述第一环形腔的剖面呈倒八字形，第二环形腔的剖面呈八字形。
所述挡环与第二阀腔之间设有挡圈，所述活塞与第一阀腔之间设有活塞密封圈。
所述第一阀腔的与第二阀腔连通端设有阶梯槽，所述活塞上延伸有用于抵在单向阀芯上的凸台。
所述单向阀芯采用锥形单向阀芯，所述活塞采用控活塞。
本发明的目的之二可以通过以下技术方案实现：
一种采用流量配对阀的电液执行机构，包括A、B两个权利要求1至7任一所述的流量配对阀，电机、油泵、油箱、油缸，所述油泵与电机电连接，所述油泵的一端通过管道与A流量配对阀的第一接油口一侧相连，另一端通过管道与B流量配对阀的第一接油口一侧相连，所述A流量配对阀的第一接油口另一侧通过管道分别与B流量配对阀的第三接油口和第五接油口相连，B流量配对阀的第一接油口另一侧通过管道分别与A流量配对阀的第三接油口和第五接油口相连,A流量配对阀和B流量配对阀的第二接油口均通过管道与油缸的油口相连，A流量配对阀和B流量配对阀的第四接油口均通过管道与油箱相连。
所述油缸上设有用于检测活塞位置的阀位传感器。
所述油箱采用闭式油箱。
本发明的有益效果：本发明的流量配对阀包括阀体，阀体的上部和下部均设有单向阀芯和活塞，单向阀芯采用锥形单向阀芯，通过圆锥形密封，有利于提高流通能力和保压性能，两个活塞呈背对背布置，阀体上均设有五个接油口，当阀体上部的液控活塞向外顶起锥形单向阀芯时，第二接油口与第三接油口相通，当阀体下部的液控活塞向外顶起锥形单向阀芯时，第四接油口与第五接油口相通。结构简单，其中第一接油口、第二接油口与第三接油口构成动力阀部件，第一接油口、第四接油口、第五接油口构成吸油阀部件。当压力油经过第一接油口时，压力油将推动动力阀部件和吸油阀部件的液控活塞动作，同时将其打开。
所述阀体由上阀体和下阀体构成，便于安装。
所述阀体的第三接油口处设有与第一阀腔贯通的第一环形腔，阀体的第四接油口设有与第一阀腔贯通的第二环形腔。第一环形腔和第二环形腔扩大了进口面积，提高了进油速度。
所述第一环形腔的剖面呈倒八字形，第一环形腔呈倒八字形，便于液压油进入第一阀腔；第二环形腔的剖面呈八字形，第二环形腔的剖面呈八字形，便于回油。
所述挡环与第二阀腔之间设有挡圈，挡环防止了第二阀腔泄露。所述活塞与第一阀腔之间设有活塞密封圈，提高了活塞密封圈的密封性。
所述第一阀腔的与第二阀腔连通端设有阶梯槽，对活塞形成机械限位，所述活塞上延伸有用于抵在单向阀芯上的凸台，便于将单向阀芯顶起。
一种采用流量配对阀的电液执行机构，包括AB两个流量配对阀，所述油泵的一端与A流量配对阀的第一接油口一侧相连，另一端与B流量配对阀的第一接油口一侧相连，A流量配对阀的第一接油口另一侧分别与B流量配对阀的第三接油口和第五接油口相连，B流量配对阀的第一接油口另一侧分别与A流量配对阀的第三接油口和第五接油口相连,所述A、B流量配对A流量配对阀和B流量配对阀的第二接油口均与油缸的油口相连，A流量配对阀和B流量配对阀的第四接油口均与油箱相连。通过电机的正转带动油泵工作，在A流量配对阀的第一接油口形成负压，通过活塞向上顶起单向阀芯，将第三接油口与第二接油口连通，并将压力油送入B流量配合阀的第一接油口，经第一接油口依次流入A流量配对阀的第三接油口、第二接油口，最终流向油缸，推动油缸内的活塞向前伸。同时B流量配合阀的第三接油口与第二接油口连通，第四接油口与第五接油口连通，油缸内的回油通过B流量配合阀回到油箱。A、B流量配对阀相互配合，各自互为吸油和压油的配对关系，自适应电机的转速和转向控制，电机正转和反转决定油缸的伸出与退回动作。当到达目标位置后，电机停止工作，流量配对阀保证执行机构处于保位状态。当遇到正向负载时，本发明电液执行机构输出力与负载力方向相反，伺服电机自适应出力大小，产品可稳定克服负载力，压力腔与回油腔流量平衡，实现闭环控制；
当遇到反向负载时，本发明电液执行机构输出力与负载力方向相同，伺服电机自适应出力大小，实现精确定位。但是油缸的压力腔与回油腔流量可能会出现不平衡的情况，此时，多余的油液将通过第四接油口直接回到油箱，实现系统的流量平衡。整个系统左右完全对称，系统流量完全配对，由于不需要电磁换向阀进行换向，因此可以适应较高动作频率的工况，适用于环境恶劣、无需维护、快速响应、并精确调节的工况。
所述油缸上设有用于检测活塞位置的阀位传感器，实时监测活塞位置并反馈阀门位置。
所述电机采用伺服电机，伺服电机精确控制转速，当接近目标位置时，采取减速控制，最终实现闭环快速精确定位。
所述油箱采用闭式油箱。因为系统内部流量完全平衡，闭式油箱没有呼吸装置，系统油液不会与大气接触，既防止了外部污染，也大大减缓了老化速率，延长了产品换油周期和使用寿命。
附图说明
图1是本发明流量配对阀的结构示意图
图2是本发明电液执行机构的原理框图。
附图中：1为流量配对阀、2为双向柱塞泵、3为电机、4为管道、5为油箱、6为油缸、7为阀位传感器、1.1为挡圈、1.2为挡环、1.3为复位弹簧、1.4为锥形单向阀芯、1.5为液控活塞、1.8为活塞密封圈、1.6为上阀体、1.7为下阀体、1.9为第一接油口、1.10为第二接油口、1.11为第三接油口、1.12为第四接油口、1.13为第五接油口、1.14为第一环形腔、1.15为第二环形腔、1.16为环形凸台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明。
参见图1所示，一种流量配对阀，包括阀体，所述阀体的上部和下部均设有用于安装活塞的第一阀腔和用于安装单向阀芯的第二阀腔，所述第一阀腔与第二阀腔之间用于支撑单向阀芯的环形凸台1.16，第一阀腔与第二阀腔相通，两个第二阀腔分别位于阀体的两端，所述两个第二阀腔内均设有单向阀芯，单向阀芯采用锥形单向阀芯1.4，所述锥形单向阀芯1.4由锥形圆柱和圆柱两部分构成，圆柱内设有弹簧安装孔，锥形柱上设有与弹簧安装孔相通的油孔，锥形单向阀芯1.4的密封形式保证系统极低的内泄露，可以忽略不计。复位弹簧1.3安装在锥形单向阀芯的弹簧安装孔内，所述复位弹簧上设有挡环1.2，挡环1.2的中部设有阶梯通孔，复位弹簧一端抵在锥形单向阀芯上，另一端抵在挡环的阶梯口上，所述挡环1.2与第二阀腔之间设有挡圈1.1。所述两个第一阀腔内均设有滑动配合的活塞，所述活塞采用液控活塞1.5，所述液控活塞1.5用于向外顶起锥形单向阀芯1.4，所述第一阀腔的与第二阀腔连通端设有阶梯槽，所述液控活塞上延伸有用于抵在锥形单向阀芯上的凸台。所述液控活塞与第一阀腔之间设有活塞密封圈1.8。所述的阀体上均设有五个接油口，所述第一接油口1.9位于两个液控活塞1.5之间，第一接油口1.9左右贯通阀体，并与阀体的两个第一阀腔贯通，所述第二接油口1.10位于阀体的上端，并与上端的挡环1.2阶梯通孔贯通，所述第三接油口1.11位于阀体中上部，并与上部的第一阀腔贯通，所述第四接油口1.12位于阀体中下部，并与下部的第一阀腔贯通，第五接油口1.13位于阀体的下端，并与下端的挡环阶梯通孔贯通。所述阀体的第三接油口1.11处设有与第一阀腔贯通的第一环形腔1.14，所述第一环形腔1.14的剖面呈倒八字形，阀体的第四接油口1.12设有与第一阀腔贯通的第二环形腔1.15，第二环形腔1.15的剖面呈八字形。
本实施例中，所述阀体由上阀体1.6和下阀体1.7构成，所述上阀体1.6和下阀体1.7内均设有用于安装液控活塞的第一阀腔和用于安装锥形单向阀芯的第二阀腔，上阀体1.6和下阀体1.7的第二阀腔内均设有锥形单向阀芯，上阀体和下阀体的第一阀腔内均设有滑动配合的液控活塞，所述上阀体和下阀体采用螺纹固定连接，上阀体的液控活塞和锥形单向阀芯与下阀体的液控活塞和锥形单向阀芯对称设置，所述第一接油口位于上阀体和下阀体的液控活塞之间，并与第一阀腔贯通，所述第一接油口位设置在上阀体的下端，所述第二接油口位于上阀体的上端，并与上阀体的挡环贯通，所述第三接油口位于上阀体，并与上阀体的第一阀腔贯通，所述第四接油口位于下阀体，并与下阀体的第一阀腔贯通，第五接油口位于下阀体的下端，并与下阀体的挡环贯通。
参见图2所示。一种采用流量配对阀的电液执行机构，包括A、B两个流量配对阀1、油泵、电机3、油箱5、油缸6，所述油泵采用双向柱塞泵2，所述电机3采用伺服电机，所述油箱采用闭式油箱。
所述双向柱塞泵2与电机3电连接，所述双向柱塞泵2的一端通过管道4与A流量配对阀的第一接油口1.9一侧相连，另一端通过管道4与B流量配对阀的第一接油口1.9一侧相连，所述A流量配对阀的第一接油口1.9另一侧通过管道分别与B流量配对阀的第三接油口1.11和第五接油口1.13相连，B流量配对阀的第一接油口1.9另一侧通过管道分别与A流量配对阀的第三接油口1.11和第五接油口1.13相连,A流量配对阀和B流量配对阀的第二接油口1.10均通过管道4与油缸6的油口相连，A流量配对阀和B流量配对阀的第四接油口1.12均通过管道4与油箱相连。所述油缸6上设有用于检测活塞位置的阀位传感器7。
本发明的工作原理：
本发明采用一泵两阀一油缸的形式，结构简单，左右完全对称，伺服电机1的正转和反转决定油缸6的伸出与退回动作。当伺服电机正转时，压力油从油泵右侧输出，直接经过B流量配对阀的第一接油口通道，进入A流量配对阀的第三接油口1.11和第五接油口1.13。此时进入A流量配对阀的第三接油口1.11的压力油经过第二接油口1.10通过管道4最终进入油缸6的左侧，油缸的活塞伸出；与此同时B流量配对阀的第二接油口1.10与第三接油口1.11相通，第四接油口1.12与第五接油口1.13相通，油缸左侧的回油通过管道4经B流量配对阀的第二接油口1.10、第三接油口1.11和A流量配对阀的第一接油口1.9顺利地回到双向柱塞泵2的吸油口处，多余的回油通过B流量配对阀的第五接油口1.13和第四接油口1.12回到油箱。这样便实现了系统流量自适应配对。

Claims (10)

1.一种流量配对阀，其特征在于：包括阀体，所述阀体的上部和下部均设有用于安装活塞的第一阀腔和用于安装单向阀芯的第二阀腔，所述第一阀腔与第二阀腔之间用于支撑单向阀芯的环形凸台，第一阀腔与第二阀腔相通，两个第二阀腔分别位于阀体的两端，所述两个第二阀腔内均设有单向阀芯，所述单向阀芯上套设有复位弹簧，所述复位弹簧上设有挡环，所述两个第一阀腔内均设有滑动配合的活塞，所述活塞用于向外顶起单向阀芯，所述阀体上设有五个接油口，所述第一接油口位于两个活塞之间，第一接油口左右贯通阀体，并与阀体的两个第一阀腔贯通，所述第二接油口位于阀体的上端，并与上端的挡环贯通，所述第三接油口位于阀体中上部，并与上部的第一阀腔贯通，所述第四接油口位于阀体中下部，并与下部的第一阀腔贯通，第五接油口位于阀体的下端，并与下端的挡环贯通。
2.根据权利要求1所述的流量配对阀，其特征在于：所述阀体由上阀体和下阀体构成，所述上阀体和下阀体内均设有用于安装活塞的第一阀腔和用于安装单向阀芯的第二阀腔，上阀体和下阀体的第二阀腔内均设有单向阀芯，上阀体和下阀体的第一阀腔内均设有滑动配合的活塞，所述上阀体和下阀体固定连接，上阀体的活塞和单向阀芯与下阀体的活塞和单向阀芯对称设置。
3.根据权利要求1所述的流量配对阀，其特征在于：所述阀体的第三接油口处设有与第一阀腔贯通的第一环形腔，所述阀体的第四接油口设有与第一阀腔贯通的第二环形腔。
4.根据权利要求3所述的流量配对阀，其特征在于：所述第一环形腔的剖面呈倒八字形，第二环形腔的剖面呈八字形。
5.根据权利要求1所述的流量配对阀，其特征在于：所述挡环与第二阀腔之间设有挡圈，所述活塞与第一阀腔之间设有活塞密封圈。
6.根据权利要求1所述的流量配对阀，其特征在于：所述第一阀腔的与第二阀腔连通端设有阶梯槽，所述活塞上延伸有用于抵在单向阀芯上的凸台。
7.根据权利要求1所述的流量配对阀，其特征在于：所述单向阀芯采用锥形单向阀芯，所述活塞采用控活塞。
8.一种采用流量配对阀的电液执行机构，其特征在于：包括A、B两个权利要求1至7任一所述的流量配对阀，电机、油泵、油箱、油缸，所述油泵与电机电连接，所述油泵的一端通过管道与A流量配对阀的第一接油口一侧相连，另一端通过管道与B流量配对阀的第一接油口一侧相连，所述A流量配对阀的第一接油口另一侧通过管道分别与B流量配对阀的第三接油口和第五接油口相连，B流量配对阀的第一接油口另一侧通过管道分别与A流量配对阀的第三接油口和第五接油口相连,A流量配对阀和B流量配对阀的第二接油口均通过管道与油缸的油口相连，A流量配对阀和B流量配对阀的第四接油口均通过管道与油箱相连。
9.根据权利要求8所述的采用流量配对阀的电液执行机构，其特征在于：所述油缸上设有用于检测活塞位置的阀位传感器。
10.根据权利要求8所述的采用流量配对阀的电液执行机构，其特征在于：所述油箱采用闭式油箱。
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