CN107339275A - 一种高速数字开关先导阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速数字开关先导阀。该先导阀包括阀体，阀体内部设置有位移传感器，位移传感器周围设置有左上阀、左下阀、右上阀和右下阀共四个高速开关阀，阀体周面设置有总进油口和总出油口，总进油口与左上阀和右上阀的进油口联通，总出油口与左下阀和右下阀的出油口联通，左上阀和右上阀的出油口设置在阀体周面，左下阀和右下阀的进油口设置在阀体周面；位移传感器导杆处设置有第一压力腔，位移传感器导杆在第一压力腔内移动，位移传感器导杆端部设置在阀体周面。本发明采用四个高速开关阀来先导控制比例换向阀，通过位移传感器反馈比例换向阀的工作情况，能够先导控制比例换向阀连续输出稳定的流量。

Description

一种高速数字开关先导阀
技术领域
本发明涉及电液转换控制元件，特别是涉及一种高速数字开关先导阀。
背景技术
高速数字开关阀是20世纪80年代发展起来的一种具有体积小、响应速度快、控制灵活、结构简单、抗污染能力强、可靠性高和价格廉价、与电子电路配合好等特点的电液控制转换元件，是一种非常有前途的数字阀。目前对于高速数字开关阀的研究存在压力等级不高，流量相对较小的问题，现有的高速数字开关阀无法应用到高压力、大流量的液路中，无法通过电子电路快速控制高压力液路的流量和压力。
发明内容
本发明的目的在于将高速开关阀技术与先导电液比例控制技术结合，提供一种能够先导控制比例换向阀连续输出稳定流量的高速数字开关先导阀。
为了实现上述目的，本发明一种高速数字开关先导阀的技术方案是：
一种高速数字开关先导阀，包括阀体，所述阀体内部设置有位移传感器，所述位移传感器周围设置有四个高速开关阀，所述四个高速开关阀分别为左上阀、左下阀、右上阀和右下阀，阀体周面设置有总进油口和总出油口，所述总进油口与左上阀和右上阀的进油口联通，所述总出油口与左下阀和右下阀的出油口联通，所述左上阀和右上阀的出油口设置在阀体周面，所述左下阀和右下阀的进油口设置在阀体周面；所述位移传感器的导杆与阀体间设置有第一压力腔，所述导杆在第一压力腔内移动，所述导杆端部设置在阀体周面。
该高速数字开关先导阀通过左上阀和左下阀分别控制比例换向阀一侧控制腔的进油和出油，通过右上阀和右下阀分别控制比例换向阀另一侧控制腔的进油和出油，通过控制四个高速开关阀的开关来控制比例换向阀主阀芯的位移。同时位移传感器的导杆端部与比例换向阀主阀芯联动，通过位移传感器测量比例换向阀主阀芯的位移，反馈主阀芯的位置，从而连续控制主阀芯位置，输出连续正比于输入信号的流量。
进一步地，所述阀体包括沿着位移传感器轴向依次连接的罩壳、主阀体和后盖体，所述罩壳内部径向设置有电路板，所述电路板设置有控制芯片，所述电路板与四个高速开关阀的电磁线圈和位移传感器线圈相连，所述电路板设置有第一圆孔，所述位移传感器轴向穿过第一圆孔固定在罩壳内表面，所述主阀体和后盖体设置有与第一圆孔对应的第二圆孔，所述位移传感器的导杆穿入第二圆孔与阀体形成第一压力腔，所述导杆端部设置在后盖体周面；所述四个高速开关阀和位移传感器轴线相互平行，所述总进油口、总出油口、左上阀出油口、右上阀出油口、左下阀进油口和右下阀的进油口设置在后盖体周面。
阀体分为三部分，四个高速开关阀和位移传感器轴线相互平行方便安装和拆卸维修；电路板包含控制芯片，接收位移传感器的反馈信号并输出信号控制四个高速开关阀，连续控制比例换向阀，输出连续流量；电路板径向设置，位移传感器穿过电路板，电路板相比现有的安装方式更加的远离主要发热源电磁线圈，减少了电路板受到发热的影响，同时有效的节约了数字控制部分的空间；油口和移动导杆全部设置在后盖体，后盖体直接与比例换向阀连接，方便了先导阀的安装和油路的设置。
进一步地，所述电路板提供CAN信号和模拟信号双输入接口，所述电路板输出四路PWM信号控制高速开关阀。电路板输入方式多样，可以由使用方自行接线，更加多样、方便，由于提供了CAN信号接口，极大方便了网络通讯。
进一步地，所述位移传感器为LVDT位移传感器。
进一步地，所述四个高速开关阀以位移传感器的轴心为基准中心对称布置。四个高速开关阀相对位移传感器对称，精确地控制比例换向阀阀芯两侧腔的油的容积，从而精确控制主阀芯的位移。
进一步地，所述罩壳设置有用于反应工作状态的指示灯，指示灯与电路板连接。指示灯可以以不同频率反应整个高速数字开关阀的工作状态或常见故障。
进一步地，所述罩壳为金属罩壳，所述主阀体为金属主阀体。金属材料提高了电磁屏蔽、阀的防爆性能以及恶劣环境的适用性。
进一步地，所述四个高速开关阀的电磁线圈为细线多匝数线圈。通过细线多匝数方式，可以使用小电流来获得足够的电磁力，减少电路板的电流负载，有利于电路板的小型化。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种高速数字开关先导阀采用四个高速开关阀来先导控制比例换向阀，同时使用位移传感器反馈比例换向阀的工作情况，能够连续稳定输出不同的流量，适用于电流比例换向阀的先导级。
附图说明
图1是本发明一种高速数字开关先导阀的结构示意图。
图2是本发明一种高速数字开关先导阀的主视图。
图3是本发明一种高速数字开关先导阀的右视图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是图3的B-B剖视图。
图中所示：1、罩壳；2、主阀体；3、后盖体；301、总进油口；302、总出油口；303、左上阀出油口；304、左下阀进油口； 306、右上阀出油口；307、右下阀进油口；4、电路板；401、第一圆孔；5、LVDT位移传感器；501、导杆；502、导杆端部；6、左上阀；7、左下阀；8、右上阀；9、右下阀；10、第二圆孔；11、第一压力腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1至图5所示，一种高速开关先导阀包括罩壳1，主阀体2，后盖体3。罩壳1，主阀体2，后盖体3依次固定连接。罩壳1和主阀体2采用金属材料，增强电子屏蔽、防爆性能以及抗高温环境的适用性
罩壳1内部径向设置有电路板4，电路板4上设置有控制芯片。罩壳1设置有指示灯101，指示灯101与电路板4连接，可以以不同频率反应整个高速数字开关先导阀的工作状态或常见故障。电路板4开有第一圆孔401，LVDT位移传感器5穿过第一圆孔401固定在罩壳1内表面。电路板4径向设置，位移传感器穿过电路板，电路板相比现有的安装方式更加的远离主要发热源电磁线圈，减少了电路板4受到发热的影响，同时有效的节约了数字控制部分的空间。
主阀体2和后盖体3开有与第一圆孔401对应的第二圆孔10，LVDT位移传感器的导杆501穿入第二圆孔10形成第一压力腔11，导杆501在第一压力腔11内移动，导杆端部502设置在后盖体3周面。导杆端部502与比例换向阀的主阀芯端部连接。
LVDT位移传感器5周围相对LVDT位移传感器5轴线对称设置有四个高速开关阀，分别为：左上阀6、左下阀7、右上阀8和右下阀9。这四个高速开关阀的电磁线圈采用0.2mm、1300匝的漆包线，可以使用小电流来获得足够的电磁力，减少线圈发热，并且减少了电路板的电流输出量。左上阀6和右上阀8通过后盖体3表面的总进油口301进油，左上阀6通过后盖体3表面的左上阀出油口306出油，右上阀8通过后盖体3表面的右上阀出油口306出油；左下阀7和右下阀9通过后盖体3表面的总出油口302出油，左下阀7通过后盖体3表面的左下阀进油口304进油，右下阀9通过后盖体3表面的右下阀进油口307进油。
电路板4与四个高速开关阀的电磁线圈和LVDT位移传感器5的线圈相连。电路板4提供CAN信号和模拟信号双输入接口，可以由使用方自行选择连线，使得输入方式更加多样。电路板4输出输出四路PWM信号控制高速开关阀。由于提供了CAN信号接口，极大方便了网络通讯。
本发明一种高速数字开关先导阀的具体工作原理如下：
本高速数字开关先导阀设置有电路板4、LVDT位移传感器5和四个高速开关阀。其中左上阀6用于控制比例换向阀的一侧压力腔的进油，左上阀出油口303与该压力腔相连；左下阀7用于控制该压力腔的出油，左下阀进油口304与该压力腔相连。当左上阀6开启，左下阀7关闭时，该侧压力腔只进油、不出油，推动比例换向阀的主阀芯向另一侧移动。依次类推，控制左上阀6和左下阀7的开关，可以控制比例换向阀该侧压力腔的油容积。
右上阀8用于控制比例换向阀的另一侧压力腔的进油，右上阀出油口306与该压力腔相连；右下阀9用于控制该压力腔的出油，右下阀进油口307与该压力腔相连。当右上阀8开启，右下阀9关闭时，该侧压力腔只进油、不出油，推动比例换向阀的主阀芯向另一侧移动。依次类推，控制右上阀8和右下阀9的开关，可以控制比例换向阀该侧压力腔的油容积。
具体工作时，从总进油口301进油，油经过左上阀6到达比例换向阀的一侧压力腔，再从该侧压力腔到达左下阀进油口304，经过左下阀7，最后从总出油口302出油；从总进油口301进油，油经过右上阀8到达比例换向阀的另一侧压力腔，再从该侧压力腔到达右下阀进油口307，经过右下阀9，最后从总出油口302出油。
LVDT位移传感器5的导杆501与比例换向阀的主阀芯联动。当主阀芯移动时，LVDT位移传感器5的导杆501会作出相同位移，并将位移转换为电信号，反馈给电路板4的控制芯片。
主阀芯的位移被LVDT位移传感器5转移为电信号，反馈给电路板4的控制芯片，控制芯片比较计算输出四路PWM来控制四个高速开关阀，进而改变比例换向阀两侧压力腔的油容积，控制比例换向阀中主阀芯的位移，达到连续输出正比与输入信号的流量。

Claims (8)

1.一种高速数字开关先导阀，其特征在于：包括阀体，所述阀体内部设置有位移传感器，所述位移传感器周围设置有四个高速开关阀，所述四个高速开关阀分别为左上阀、左下阀、右上阀和右下阀，阀体周面设置有总进油口和总出油口，所述总进油口与左上阀和右上阀的进油口联通，所述总出油口与左下阀和右下阀的出油口联通，所述左上阀和右上阀的出油口设置在阀体周面，所述左下阀和右下阀的进油口设置在阀体周面；所述位移传感器的导杆与阀体间设置有第一压力腔，所述导杆在第一压力腔内移动，所述导杆端部设置在阀体周面。
2.根据权利要求1所述的一种高速数字开关先导阀，其特征在于：所述阀体包括沿着位移传感器轴向依次连接的罩壳、主阀体和后盖体，所述罩壳内部径向设置有电路板，所述电路板设置有控制芯片，所述电路板与四个高速开关阀的电磁线圈和位移传感器线圈相连，所述电路板设置有第一圆孔，所述位移传感器轴向穿过第一圆孔固定在罩壳内表面，所述主阀体和后盖体设置有与第一圆孔对应的第二圆孔，所述位移传感器的导杆穿入第二圆孔与阀体形成第一压力腔，所述导杆端部设置在后盖体周面；所述四个高速开关阀和位移传感器轴线相互平行，所述总进油口、总出油口、左上阀出油口、右上阀出油口、左下阀进油口和右下阀的进油口设置在后盖体周面。
3.根据权利要求2所述的一种高速数字开关先导阀，其特征在于：所述电路板提供CAN信号和模拟信号双输入接口，所述电路板输出四路PWM信号控制高速开关阀。
4.根据权利要求1所述的一种高速数字开关先导阀，其特征在于：所述位移传感器为LVDT位移传感器。
5.根据权利要求1所述的一种高速数字开关先导阀，其特征在于：所述四个高速开关阀以位移传感器的轴心为基准中心对称布置。
6.根据权利要求2所述的一种高速数字开关先导阀，其特征在于：所述罩壳设置有用于反应工作状态的指示灯LED，指示灯与电路板连接。
7.根据权利要求2所述的一种高速数字开关先导阀，其特征在于：所述罩壳为金属罩壳，所述主阀体为金属主阀体。
8.根据权利要求1所述的一种高速数字开关先导阀，其特征在于：所述四个高速开关阀的电磁线圈为细线多匝数线圈。
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