CN108194694A - 一种用于精确控制活动杆位移的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于精确控制活动杆位移的控制装置。解决了现有阀芯位移位置不能精确控制，从而使得产品精度差的问题。它包括动作元件和控制阀，所述的动作元件和控制阀之间设有先导阀，所述的动作元件上设有先导控制孔、控制腔、活动杆，所述的先导阀上设有阀块、阀芯、进油口、回油口和弹簧腔，所述阀块上的进油口通过先导控制孔与控制腔相连通，所述的阀芯具有使得进油口与弹簧腔相连通并隔断弹簧腔与回油口的第一状态、受控制阀驱动滑移使得弹簧腔与回油口相连通的第二状态、受活动杆驱动使得进油口与弹簧腔相连通并连通弹簧腔与回油口的第三状态。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长，精度高，加工成本低等优点。

Description

一种用于精确控制活动杆位移的控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于精确控制活动杆位移的控制装置。

背景技术

多路阀阀芯活动杆的驱动方式目前主要是:1、通过手柄连杆推动的机械式；2、通过定值减压阀的液压驱动形式；3、电磁力直接驱动形式；4、通过电磁比例减压阀的驱动形式。对于大流量、活动杆直径大的高端多路阀的精确控制，目前基本是通过电磁比例减压阀的驱动形式，图1包含电比例减压阀和多路阀两部分。当输入不同电流时，对应不同先导压力，作用在活动杆上克服弹簧力推动活动杆移动，不同的位移对应不同的弹簧力，进而输入电流和活动杆位移有一一对应关系。但是此控制方式位移不准确，主要有如下几种因素难以克服：1、活动杆和阀体的加工误差导致的不同卡紧力及摩檫力；2、液动力对活动杆的影；3、端盖粗弹簧的力的控制精度难以控制，控制难度特别高。因此目前有几家国外先进厂家把位置传感器加到阀芯上就可以实现位移的闭环精确控制。但是通过位移传感器虽然可以实现高精度的位移控制，但是位移传感器的成本昂贵，每个国产的位移传感器均在2千元以上，使得产品成本大大提供，且每一联必须有一件，这对于位移精度要求要而价格相对敏感的地方就无法大规模普及。

发明内容

为解决背景技术中现有阀芯位移位置不能精确控制，从而使得产品精度差的问题，本发明提供一种用于精确控制活动杆位移的控制装置。

本发明的技术方案是：一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，包括动作元件和控制阀，所述的动作元件和控制阀之间设有先导阀，所述的动作元件上设有先导控制孔和控制腔，所述的动作元件内设有与动作元件滑移配合的活动杆，所述的先导阀上设有阀块和阀芯，所述的阀块上设有进油口、回油口和弹簧腔，所述阀块上的进油口通过先导控制孔与控制腔相连通，所述的控制腔与阀块上的弹簧腔设于动作元件活动杆的两端，所述的阀芯一端与控制阀相抵，另一端与活动杆相抵，所述的阀芯具有使得进油口与弹簧腔相连通并隔断弹簧腔与回油口的第一状态、受控制阀驱动滑移使得弹簧腔与回油口相连通的第二状态、受活动杆驱动使得进油口与弹簧腔相连通并连通弹簧腔与回油口的第三状态。

作为本发明的一种改进，所述的弹簧腔内设有第一弹性件和座体，所述的座体套设于阀块内并与阀块滑移配合，所述第一弹性件的一端与阀芯相抵，另一端与座体相抵，所述的座体与活动杆相抵，所述的第一弹性件在阀芯处于第二状态时具有驱动阀芯趋于第一状态的运动趋势。

作为本发明的进一步改进，所述的弹簧腔内设有第二弹性件，所述的第二弹性件一端与座体相抵，另一端与阀块相抵，所述的第二弹性件在阀芯处于第三状态时具有驱动座体复位的运动趋势。

作为本发明的进一步改进，所述的第一弹性件在阀芯处于第三状态时受到阀芯处的顶压力等于控制腔与弹簧腔的压差通过活动杆作用于座体上的顶压力。

作为本发明的进一步改进，所述座体的内表面上设有凹槽，所述的第一弹性件套设于凹槽内并与座体相抵。

作为本发明的进一步改进，所述的座体上设有挡肩，所述的第二弹性件在挡肩处与座体相抵。

作为本发明的进一步改进，所述的阀块内壁上设有用于座体滑移限位的垫块。

作为本发明的进一步改进，所述的阀芯上设有通腔，所述的通腔与弹簧腔相连通，所述的通腔在阀芯处于第三状态时分别与进油口、回油口相连通。

作为本发明的进一步改进，所述的动作元件的两端均设有控制阀及先导阀。

作为本发明的进一步改进，包括动作元件和控制阀，所述的动作元件和控制阀之间设有先导阀，所述的动作元件上设有控制腔，所述的动作元件内设有与动作元件滑移配合的活动杆，所述的先导阀上设有阀块和阀芯，所述的阀块上设有进油口、回油口和弹簧腔，所述的控制腔内设有与活动杆相抵的控制弹簧，所述的控制腔与阀块上的弹簧腔设于动作元件活动杆的两端，所述的阀芯一端与控制阀相抵，另一端与活动杆相抵，所述的阀芯具有使得进油口与弹簧腔相连通并隔断弹簧腔与回油口的第一状态、受控制阀驱动滑移使得弹簧腔与回油口相连通的第二状态、受活动杆驱动使得进油口与弹簧腔相连通并连通弹簧腔与回油口的第三状态。

本发明的有益效果是，设置了控制阀和先导阀，使得动作元件的活动杆位移通过先导阀的阀芯进行精确控制，并使得先导阀的阀芯与电磁力做平衡，进而确定的活动杆的位置，活动杆及动作元件的加工误差导致的液压卡紧力、摩檫力及液动力不会对活动杆的位移产生影响，在不需要增加位移传感器的前提下精确控制活动杆的位移，保证动作元件的可靠输出。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长，精度高，加工成本低等优点。

附图说明

附图1为现有活动杆的控制液压原理图。

附图2为本发明实施例一的液压原理示意图。

附图3为本发明实施例一阀芯处于第一状态时的结构示意图。

附图4为本发明实施例一阀芯处于第二状态时的结构示意图。

附图5为本发明实施例一阀芯处于第三状态时的结构示意图。

附图6为本发明实施例一阀芯处于第一状态时的结构示意图。

图中，1、动作元件；11、先导控制孔；12、控制腔；13、活动杆；14、控制弹簧；2、控制阀；3、先导阀；31、阀块；32、阀芯；321、通腔；33、进油口；34、回油口；35、弹簧腔；36、第一弹性件；37、座体；371、凹槽；372、挡肩；38、第二弹性件；39、垫块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

实施例一：由图2结合图3、4、5所示，一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，包括动作元件1和控制阀2，所述的动作元件1和控制阀2之间设有先导阀3，所述的动作元件1上设有先导控制孔11和控制腔12，所述的动作元件1内设有与动作元件1滑移配合的活动杆13，所述的先导阀3上设有阀块31和阀芯32，所述的阀块31上设有进油口33、回油口34和弹簧腔35，所述阀块31上的进油口33通过先导控制孔11与控制腔12相连通，所述的控制腔12与阀块31上的弹簧腔35设于动作元件1活动杆13的两端，所述的阀芯32一端与控制阀2相抵，另一端与活动杆13相抵，所述的阀芯32具有使得进油口33与弹簧腔35相连通并隔断弹簧腔35与回油口34的第一状态、受控制阀2驱动滑移使得弹簧腔35与回油口34相连通的第二状态、受活动杆13驱动使得进油口33与弹簧腔35相连通并连通弹簧腔35与回油口34的第三状态。所述的控制阀2为电比例位移控制阀（电比例位移控制阀的概念与电比例减压阀的概念类似，普通的电磁比例减压阀就是一个电流对应一个输出压力，而电比例位移控制阀则是一个电流对应一个位移输出）。具体的说，所述的控制阀2为电磁比例位移控制阀。本发明的有益效果是，设置了控制阀和先导阀，使得动作元件的活动杆位移通过先导阀的阀芯进行精确控制，并使得先导阀的阀芯与电磁力做平衡，进而确定的活动杆的位置，活动杆及动作元件的加工误差导致的液压卡紧力、摩檫力及液动力不会对活动杆的位移产生影响，在不需要增加位移传感器的前提下精确控制活动杆的位移，保证动作元件的可靠输出。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长，精度高，加工成本低等优点。具体的说，本实施例中的动作元件可以为阀，如换向阀或其他需要驱动活动杆运动位移的阀，该活动杆可以为阀杆。当然在实际工作过程中，先导压力油也可以从先导阀的进油口33通过先导控制孔11进入控制腔。

当阀芯处于第一状态即初始位置时，电磁铁失电，先导阀阀芯在第一弹性件的预压缩下处于最左端的位置，此刻弹簧腔与先导控制油道的进油口连通，弹簧腔与回油口封闭，动作元件活动杆两端压力都是进油口处的压力油，在第二弹性件的预压缩力下处于中位；当阀芯处于第二状态时，即处于调整状态时，比例电磁铁输入一定的电流时，输出对应的电磁力。此电磁力推动先导阀阀芯向右(参看图3，下同)运动，使得弹簧腔与回油口逐渐连接，弹簧腔与进油口封住；弹簧腔的压力会逐渐降低，导致活动杆向左移动。当阀芯处于第三状态时，即处于稳定状态时，当动作元件活动杆向左移动时，带动座体向左移动，进而推动第一弹性件压缩，这样电磁力与第一弹性件的弹力保持平衡，使得动作元件活动杆保持在一个固定位置。动作元件活动杆通过第一弹簧把力传递到先导阀阀芯上，与控制阀的电磁力做平衡，进而确定的活动杆的位置。因为是通过先导阀阀芯确认位移，所以活动杆及阀体加工误差导致的液压卡紧力、摩檫力及液动力不会对动作元件活动杆的位移产生影响。而第二弹性件只起到活动杆复位的作用，不参与活动杆位移的控制。因此第二弹性件精度不需要很高要求，并且对活动杆的位移控制没有影响。动作元件活动杆初始移动的临界电流可以通过微调第一弹性件的预压缩值来保持一致，而第一弹性件刚度的一致性精度很高，因此可以实现位移的精确控制。

所述的弹簧腔35内设有第一弹性件36和座体37，所述的座体37套设于阀块31内并与阀块31滑移配合，所述第一弹性件36的一端与阀芯32相抵，另一端与座体37相抵，所述的座体37与活动杆13相抵，所述的第一弹性件36在阀芯32处于第二状态时具有驱动阀芯32趋于第一状态的运动趋势。这样的结构使得阀芯和活动杆运动平稳可靠，便于产品精确控制。

所述的弹簧腔35内设有第二弹性件38，所述的第二弹性件38一端与座体37相抵，另一端与阀块31相抵，所述的第二弹性件38在阀芯32处于第三状态时具有驱动座体37复位的运动趋势。这样的结构使得阀芯和活动杆运动平稳可靠，便于产品精确控制。

所述的第一弹性件36在阀芯32处于第三状态时受到阀芯32处的顶压力等于控制腔12与弹簧腔35的压差通过活动杆13作用于座体37上的顶压力。这样的结构使得产品通过阀芯确认活动杆的位置，从而使得产品能精确控制产品移动。

所述座体37的内表面上设有凹槽371，所述的第一弹性件36套设于凹槽371内并与座体37相抵。具体的说，所述的座体37上设有挡肩372，所述的第二弹性件38在挡肩372处与座体37相抵。这样的结构使得阀芯和活动杆运动精确，便于活动杆的精确控制，且不受第二弹性件的影响，第一弹性件的刚度好，可以大大减少弹性误差造成的影响，使得产品运动精确。

所述的阀块31内壁上设有用于座体37滑移限位的垫块。这样的结构使得座体运动可靠，避免座体运动损伤活动杆。

所述的阀芯32上设有通腔321，所述的通腔321与弹簧腔35相连通，所述的通腔321在阀芯32处于第三状态时分别与进油口33、回油口34相连通。这样的结构便于阀芯连接及控制，结构简单，控制方便。

所述的动作元件1的两端均设有控制阀2及先导阀3。动作元件两端都可以采用上述控制，也可以只控制动作元件的一端。

实施例二：参看附图6，一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，包括动作元件1和控制阀2，所述的动作元件1和控制阀2之间设有先导阀3，所述的动作元件1上设有控制腔12，所述的动作元件1内设有与动作元件1滑移配合的活动杆13，所述的先导阀3上设有阀块31和阀芯32，所述的阀块31上设有进油口33、回油口34和弹簧腔35，所述的控制腔12内设有与活动杆13相抵的控制弹簧14，所述的控制腔12与阀块31上的弹簧腔35设于动作元件1活动杆13的两端，所述的阀芯32一端与控制阀2相抵，另一端与活动杆13相抵，所述的阀芯32具有使得进油口33与弹簧腔35相连通并隔断弹簧腔35与回油口34的第一状态、受控制阀2驱动滑移使得弹簧腔35与回油口34相连通的第二状态、受活动杆13驱动使得进油口33与弹簧腔35相连通并连通弹簧腔35与回油口34的第三状态。本发明的有益效果是，设置了控制阀和先导阀，使得动作元件的活动杆位移通过先导阀的阀芯进行精确控制，并使得先导阀的阀芯与电磁力做平衡，进而确定的活动杆的位置，活动杆及动作元件的加工误差导致的液压卡紧力、摩檫力及液动力不会对活动杆的位移产生影响，在不需要增加位移传感器的前提下精确控制活动杆的位移，保证动作元件的可靠输出。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长，精度高，加工成本低等优点。具体的说，本实施例中的动作元件可以为油泵等，该阀杆可以为活塞。更具体的说，实施例二与实施例一的区别在于控制腔处对活动杆的控制不同。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于:包括动作元件（1）和控制阀（2），所述的动作元件（1）和控制阀（2）之间设有先导阀（3），所述的动作元件（1）上设有先导控制孔（11）和控制腔（12），所述的动作元件（1）内设有与动作元件（1）滑移配合的活动杆（13），所述的先导阀（3）上设有阀块（31）和阀芯（32），所述的阀块（31）上设有进油口（33）、回油口（34）和弹簧腔（35），所述阀块（31）上的进油口（33）通过先导控制孔（11）与控制腔（12）相连通，所述的控制腔（12）与阀块（31）上的弹簧腔（35）设于动作元件（1）活动杆（13）的两端，所述的阀芯（32）一端与控制阀（2）相抵，另一端与活动杆（13）相抵，所述的阀芯（32）具有使得进油口（33）与弹簧腔（35）相连通并隔断弹簧腔（35）与回油口（34）的第一状态、受控制阀（2）驱动滑移使得弹簧腔（35）与回油口（34）相连通的第二状态、受活动杆（13）驱动使得进油口（33）与弹簧腔（35）相连通并连通弹簧腔（35）与回油口（34）的第三状态。

2.根据权利要求1所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于所述的弹簧腔（35）内设有第一弹性件（36）和座体（37），所述的座体（37）套设于阀块（31）内并与阀块（31）滑移配合，所述第一弹性件（36）的一端与阀芯（32）相抵，另一端与座体（37）相抵，所述的座体（37）与活动杆（13）相抵，所述的第一弹性件（36）在阀芯（32）处于第二状态时具有驱动阀芯（32）趋于第一状态的运动趋势。

3.根据权利要求2所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于所述的弹簧腔（35）内设有第二弹性件（38），所述的第二弹性件（38）一端与座体（37）相抵，另一端与阀块（31）相抵，所述的第二弹性件（38）在阀芯（32）处于第三状态时具有驱动座体（37）复位的运动趋势。

4.根据权利要求2所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于所述的第一弹性件（36）在阀芯（32）处于第三状态时受到阀芯（32）处的顶压力等于控制腔（12）与弹簧腔（35）的压差通过活动杆（13）作用于座体（37）上的顶压力。

5.根据权利要求2所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于所述座体（37）的内表面上设有凹槽（371），所述的第一弹性件（36）套设于凹槽（371）内并与座体（37）相抵。

6.根据权利要求3所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于所述的座体（37）上设有挡肩（372），所述的第二弹性件（38）在挡肩（372）处与座体（37）相抵。

7.根据权利要求2所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于所述的阀块（31）内壁上设有用于座体（37）滑移限位的垫块（）。

8.根据权利要求1所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于所述的阀芯（32）上设有通腔（321），所述的通腔（321）与弹簧腔（35）相连通，所述的通腔（321）在阀芯（32）处于第三状态时分别与进油口（33）、回油口（34）相连通。

9.根据权利要求1所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于所述的动作元件（1）的两端均设有控制阀（2）及先导阀（3）。

10.根据权利要求1所述的一种用于精确控制活动杆位移的控制装置，其特征在于包括动作元件（1）和控制阀（2），所述的动作元件（1）和控制阀（2）之间设有先导阀（3），所述的动作元件（1）上设有控制腔（12），所述的动作元件（1）内设有与动作元件（1）滑移配合的活动杆（13），所述的先导阀（3）上设有阀块（31）和阀芯（32），所述的阀块（31）上设有进油口（33）、回油口（34）和弹簧腔（35），所述的控制腔（12）内设有与活动杆（13）相抵的控制弹簧（14），所述的控制腔（12）与阀块（31）上的弹簧腔（35）设于动作元件（1）活动杆（13）的两端，所述的阀芯（32）一端与控制阀（2）相抵，另一端与活动杆（13）相抵，所述的阀芯（32）具有使得进油口（33）与弹簧腔（35）相连通并隔断弹簧腔（35）与回油口（34）的第一状态、受控制阀（2）驱动滑移使得弹簧腔（35）与回油口（34）相连通的第二状态、受活动杆（13）驱动使得进油口（33）与弹簧腔（35）相连通并连通弹簧腔（35）与回油口（34）的第三状态。