CN108843638B - 一种内嵌式双阀芯导控机构以及流体控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内嵌式双阀芯导控机构以及流体控制阀，该导控机构包括阀体、功率级阀芯及先导级阀芯；其中，功率级阀芯滑动设置于阀体内，功率级阀芯与阀体之间形成有左回油腔、左控制腔、右控制腔及右回油腔，功率级阀芯上设置有进油孔；先导级阀芯滑动设置于功率级阀芯内，先导级阀芯与功率级阀芯之间形成有左、右流道；先导级阀芯相对于功率级阀芯向左移动时，左控制腔与左回油腔之间及右控制腔与进油孔之间通流面积增大，左控制腔与进油孔之间及右控制腔与右回油腔之间的通流面积减小；先导级阀芯相对于功率级阀芯向右移动时，原理相同；上述导控机构结构简单，体积小、重量轻，成本低，先导级阀芯截面小，不易受液动力的影响，可靠性高。

Description

一种内嵌式双阀芯导控机构以及流体控制阀

本申请要求于2017年5月19日提交中国专利局，申请号为201710355857.9、发明名称为“一种内嵌式双阀芯导控机构以及流体控制阀”的中国专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，特别涉及一种内嵌式双阀芯导控机构以及流体控制阀。

背景技术

流体控制阀特别是液压阀起到控制流量、压力和切换油路的作用，是液压系统中不可或缺的组成部分，按照控制精度的不同可以分为电磁开关阀、比例阀、伺服阀；按照通流能力的大小分为；单级阀(直动阀)、两级阀。

现有技术中，请参阅图1，图1为现有技术中单级直动阀的结构示意图，在电磁铁012a和012b都不得电时，阀芯013被左右两根弹簧014共同作用。阀芯013处于零位位置(阀体011正中间位置)；当左侧电磁铁012a通电时，左侧铁芯016a磁化，推动左侧推杆015a作用在阀芯013上，阀芯013向右运动，此时阻碍阀芯013运动的力为阀芯013右侧弹簧的弹簧力以及液压油流动产生的液动力。当阀芯013两侧受力相同时，阀芯013停止运动；右侧电磁铁012b通电时与上述工作流程相同，右侧铁芯016b磁化，推动右侧推杆015b作用在阀芯013上，阀芯013向左运动，此时阻碍阀芯013运动的力为阀芯013左侧弹簧的弹簧力以及液压油流动产生的液动力。当阀芯013两侧受力相同时，阀芯013停止运动；上述过程中，可通过控制输入电磁铁的电流大小控制阀芯的行程，从而控制阀体011上各油口开启程度，实现比例控制，当给电磁铁直接通入额定最大电流时，流体控制阀就会工作在全关闭或者全开启状态变为电磁开关阀。

上述结构的控制阀为克服阀芯013开启时流体流动对阀芯013造成的液动力，必须加大电磁推力，现有技术中，依靠使用大尺寸的电磁铁并且增加输入的电流来实现电磁推力的提高，这样一来，导致整阀的体积和重量大幅提高，成本也随之上升，且这种控制阀受所控制流量和压力的影响较大，应用在不同的流量和压力下阀的性能变化大，不稳定，特别是应用于高压、中大流量的系统时，流体流动对阀芯产生的液动力会进一步的加大，此时，仅仅通过加大电磁推力的方式会导致控制阀的可靠性急速降低，使用寿命大幅下降，因此，在高压、中大流量的系统中，目前主要依靠两级阀来进行控制，先导级阀叠加在功率级阀上，先导级阀用于控制功率级阀的功率级阀芯的位移，功率级阀芯再去控制主油路。

请参阅图2，图2为现有技术中两级比例阀的结构示意图，高压油由功率级阀的阀体024上的P口经过减压阀023减压后进入先导级阀的阀体021的内腔中，先导级阀左右两边的电磁铁推动先导级阀的阀芯运动，进而控制由减压阀023来的高压油进入功率级阀芯025的左右两腔，依靠液压力控制功率级阀芯025在功率级阀体024中的相对位置，从而实现对中大流量流体压力和流量的比例控制；对于两级比例阀由于采用两个阀叠加在一起的结构，整阀的体积和重量较大，结构复杂，其成本也是两个阀的成本之和，并且为了提高控制精度必须增加位移传感器026并通过电路系统来对功率级阀芯025做位置闭环控制，进一步增加了阀的复杂程度，降低了阀的可靠性，同时成本也大大增加。

因此，如何提供一种液压阀，使其结构简单，体积小，重量轻，成本低，可靠性高，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种内嵌式双阀芯导控机构以及流体控制阀，以达到使其使其结构简单，体积小，重量轻，成本低，可靠性高的目的。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：

一种内嵌式双阀芯导控机构，包括：

阀体；

可滑动地设置于所述阀体内的功率级阀芯，所述功率级阀芯与所述阀体之间从左到右依次形成有左回油腔、左控制腔、右控制腔以及右回油腔，所述功率级阀芯上设置有进油孔；

可滑动地设置于所述功率级阀芯内的先导级阀芯，所述先导级阀芯与所述功率级阀芯之间形成有左流道以及右流道；

所述先导级阀芯相对于所述功率级阀芯向左移动时，所述左控制腔与所述左回油腔之间通流面积增大，所述左控制腔与所述进油孔之间的通流面积减小，所述右控制腔与所述进油孔之间的通流面积增大，所述右控制腔与所述右回油腔之间的通流面积减小；

所述先导级阀芯相对于所述功率级阀芯向右移动时，所述左控制腔与所述进油孔之间的通流面积增大，所述左控制腔与所述左回油腔之间的通流面积减小，所述右控制腔与所述右回油腔之间的通流面积增大，所述右控制腔与所述进油孔之间的通流面积减小。

优选地，所述功率级阀芯上从左到右依次设置有与所述功率级阀芯的内腔连通的左回油孔、左控制油孔、右控制油孔以及右回油孔，所述进油孔设置于所述左控制油孔与所述右控制油孔之间，所述左回油孔与所述左回油腔连通，所述左控制油孔将所述左控制腔与所述左流道连通，所述右回油孔与所述右回油腔连通，所述右控制油孔将所述右控制腔与所述右流道连通。

优选地，所述先导级阀芯包括主体以及从左到右依次设置于所述主体上的左台肩、中间台肩以及右台肩，所述左台肩与所述中间台肩之间形成所述左流道，所述右台肩与所述中间台肩之间形成所述右流道；

所述先导级阀芯处于中位时，所述中间台肩使所述进油孔两侧通流面积相等，同时左流道与左回油孔之间的通流面积等于右流道与右回油孔之间的通流面积；

所述先导级阀芯处于左位时，所述左台肩使所述左回油孔与所述左流道之间的通流面积增大，所述中间台肩使所述右流道与所述进油孔之间的通流面积增大，所述左流道与所述进油孔之间的通流面积减小，所述右台肩使所述右回油孔与所述右流道之间的通流面积减小；

所述先导级阀芯处于右位时，所述左台肩使所述左回油孔与所述左流道之间的通流面积减小，所述中间台肩使所述进油孔与所述左流道之间的通流面积增大、所述进油孔与所述右流道之间的通流面积减小，所述右台肩使所述右回油孔与所述右流道之间的通流面积增大。

优选地，所述左回油腔与所述右回油腔导通。

优选地，所述功率级阀芯与所述阀体之间还形成有位于所述左控制腔与所述右控制腔之间的工作油腔，所述阀体上设置有与所述工作油腔导通的进油口、回油口、第一工作油口以及第二工作油口；

所述功率级阀芯处于左位时，所述进油口与所述第一工作油口之间的通流面积增大，所述第二工作油口与所述回油口之间的通流面积增大；

所述功率级阀芯处于右位时，所述进油口与所述第二工作油口之间的通流面积增大，所述第一工作油口与所述回油口之间的通流面积增大。

优选地，所述左回油腔以及所述右回油腔均与所述回油口导通。

一种流体控制阀，包括：

如上任一项所述的内嵌式双阀芯导控机构；

驱动装置，用于驱动所述内嵌式双阀芯导控机构中的先导级阀芯动作。

优选地，所述驱动装置为电磁驱动装置；

或者直线电机；

或者活塞缸；

或者旋转电机与传动机构配合的结构；

或者以上四种驱动形式中的任意两种的组合。

优选地，所述驱动装置包括两个分设于所述内嵌式双阀芯导控机构两端的电磁驱动装置，所述电磁驱动装置包括电磁铁以及推杆，所述推杆设置于所述电磁铁与所述先导级阀芯之间，所述内嵌式双阀芯导控机构与所述电磁驱动装置之间设置有用于使所述功率级阀芯复位的第一复位装置以及用于所述先导级阀芯复位的第二复位装置。

优选地，所述第一复位装置包括第一弹簧以及分设于所述第一弹簧两端的第一挡圈与第二挡圈，所述第一挡圈抵触于所述阀体，所述第二挡圈抵触于所述电磁铁，所述功率级阀芯抵触于所述第一挡圈。

优选地，所述第二复位装置包括第二弹簧以及第三挡圈，所述第二弹簧一端抵触于所述电磁铁，另一端将所述第三挡圈抵触于所述第二挡圈，所述先导级阀芯的端部穿过所述第一挡圈、所述第一弹簧以及所述第二挡圈抵触于所述第三挡圈。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的内嵌式双阀芯导控机构，包括阀体、功率级阀芯以及先导级阀芯；其中，阀体内形成有用于容纳功率级阀芯的腔体，起到支撑及保护其内部件并沟通内部油路的作用；功率级阀芯可滑动地设置于阀体内，功率级阀芯与阀体之间从左到右依次形成有左回油腔、左控制腔、右控制腔以及右回油腔，功率级阀芯上设置有进油孔；先导级阀芯可滑动地设置于功率级阀芯内，先导级阀芯与功率级阀芯之间形成有左流道以及右流道；先导级阀芯相对于功率级阀芯向左移动时，左控制腔与左回油腔之间通流面积增大，左控制腔与进油孔之间的通流面积减小，右控制腔与进油孔之间的通流面积增大，右控制腔与右回油腔之间的通流面积减小；先导级阀芯相对于功率级阀芯向右移动时，左控制腔与进油孔之间的通流面积增大，左控制腔与左回油腔之间的通流面积减小，右控制腔与右回油腔之间的通流面积增大，右控制腔与进油孔之间的通流面积减小；

本发明还提供了一种流体控制阀，包括如上任一项的内嵌式双阀芯导控机构以及驱动装置；驱动装置用于驱动内嵌式双阀芯导控机构中的先导级阀芯动作；

在初始状态下，先导级阀芯与功率级阀芯相对静止，先导级阀芯处于功率级阀芯内的中间位置，即零位，此时，先导级阀芯使功率级阀芯上的进油孔左右两侧通流面积相等，同时左控制腔与左回油腔之间的通流面积等于右控制腔与右回油腔之间的通流面积，左控制腔与右控制腔内压力相同，功率级阀芯处于力平衡状态，静止于中位；若要将该阀控制的油路导通，需要使功率级阀芯向左或向右移动，以使功率级阀芯向左移动为例，首先需要控制先导级阀芯相对于功率级阀芯向左移动，在先导级阀芯的作用下，进油孔与右控制腔之间的通流面积增大，相应的，进油孔与左控制腔之间的通流面积减小，左控制腔与左回油腔之间通流面积增大，右控制腔与右回油腔之间的通流面积减小，因此，右控制腔内的压力升高，左控制腔内的压力降低，功率级阀芯的力平衡被打破。从而液压力推动功率级阀芯向左移动并压缩左控制腔，左右两控制腔的体积此消彼长，形成类似于活塞缸的结构。直到先导级阀芯与功率级阀芯之间的相对位置恢复到初始状态，这时，进油孔左右两侧的通流面积一致，左控制腔与左回油腔之间的通流面积等于右控制腔与右回油腔之间的通流面积，左右控制腔压力再次平衡，功率级阀芯停止运动。这样就实现了先导级阀芯对功率级阀芯的位置反馈比例控制；功率级阀芯向右移动的方式与上述向左移动的方式相同，在此不再进行详细的描述；

由此可见，上述的内嵌式双阀芯导控机构以及流体控制阀，将先导级阀芯内嵌于功率级阀芯中，功率级阀芯的驱动力来源于功率级阀芯左右两控制腔的液压力，而不是直接通过驱动装置施加。驱动装置只需要驱动超小尺寸的先导级阀芯，即可实现先导级阀芯对功率级阀芯的随动控制。因此只需克服极小的液动力，并且通过控制先导级阀芯的行程就能够实现对于功率级阀芯行程的精确控制，从而实现阀的比例控制。上述的内嵌式双阀芯导控机构结构简单，相对于现有的单级直动阀来说，体积和重量并不会发生明显的变化，而且降低了在大流量的应用环境下对于驱动装置的要求，大大减小整个流体控制阀的重量和安装尺寸，减小整阀所需的控制功率，提高整阀抗外部扰动的能力，性能更稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中单级直动阀的结构示意图；

图2为现有技术中两级比例阀的结构示意图；

图3为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图；

图4为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构中功率级阀芯的结构示意图；

图5为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构中先导级阀芯的结构示意图；

图6为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构中先导级阀芯处于左位时的结构示意图；

图7为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构中功率级阀芯处于左位时的结构示意图；

图8为本发明第二种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图；

图9为本发明第三种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图；

图10为本发明第四种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图；

图11为本发明第五种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图；

图12为图11中左台肩处的局部放大结构示意图；

图13为本发明第六种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图；

图14为图13中中间台肩处的局部放大结构示意图；

图15为本发明实施例提供的流体控制阀的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种内嵌式双阀芯导控机构以及流体控制阀，以达到使其结构简单，体积小，重量轻，成本低，可靠性高的目的。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图3，图3为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图。

本发明提供的一种内嵌式双阀芯导控机构，包括阀体1、功率级阀芯7以及先导级阀芯14。

其中，阀体1内形成有用于容纳功率级阀芯7的腔体，起到支撑、保护其内部件并沟通内部油路的作用；功率级阀芯7可滑动地设置于阀体1内，功率级阀芯7与阀体1之间从左到右依次形成有左回油腔11、左控制腔9、右控制腔3以及右回油腔2，功率级阀芯7上设置有进油孔5；先导级阀芯14可滑动地设置于功率级阀芯7内，先导级阀芯14与功率级阀芯7之间形成有左流道6以及右流道4；先导级阀芯14相对于功率级阀芯7向左移动时，左控制腔9与左回油腔11之间通流面积增大，左控制腔9与进油孔5之间的通流面积减小，右控制腔3与进油孔5之间的通流面积增大，右控制腔3与右回油腔2之间的通流面积减小；先导级阀芯14相对于功率级阀芯7向右移动时，左控制腔9与进油孔5之间的通流面积增大，左控制腔9与左回油腔11之间的通流面积减小，右控制腔3与右回油腔2之间的通流面积增大，右控制腔3与进油孔5之间的通流面积减小。

与现有技术相比，本发明提供的内嵌式双阀芯导控机构，在初始状态下，先导级阀芯14与功率级阀芯7相对静止，先导级阀芯14处于功率级阀芯7内的中间位置，即零位，此时，先导级阀芯14使功率级阀芯7上的进油孔5左右两侧的通流面积相同，同时左控制腔9与左回油腔11之间的通流面积等于右控制腔3与右回油腔2之间的通流面积。此时，左控制腔9与右控制腔3压力相等，功率级阀芯7处于力平衡状态，静止于中位；若要将该阀控制的油路导通，需要使功率级阀芯7向左或向右移动，以使功率级阀芯7向左移动为例，首先需要控制先导级阀芯14相对于功率级阀芯7向左移动，在先导级阀芯14的作用下，进油孔5与右控制腔3之间的通流面积增大(液阻降低)，相应的，进油孔5与左控制腔9之间的通流面积减小(液阻增加)，左控制腔9与左回油腔11之间通流面积增大(液阻降低)，右控制腔3与右回油腔2之间的通流面积减小(液阻增加)，因此，右控制腔3内的压力升高，左控制腔9内的压力降低，功率级阀芯7的力平衡被打破。从而液压力推动功率级阀芯7向左移动并压缩左控制腔9，左右两控制腔的体积此消彼长，形成类似于活塞缸的结构。直到先导级阀芯14与功率级阀芯7之间的相对位置恢复到初始状态，这时，进油孔5两侧的通流面积重新趋于一致、左控制腔9与左回油腔11之间的通流面积重新等于右控制腔3与右回油腔2之间的通流面积。左控制腔9与右控制腔3压力相等，功率级阀芯7回到力平衡状态，停止运动；功率级阀芯7向右移动的方式与上述向左移动的方式相同，在此不再进行详细的描述；

由此可见，上述的内嵌式双阀芯导控机构，将先导级阀芯14内嵌于功率级阀芯7中，功率级阀芯7的驱动力来源于功率级阀芯7左右两控制腔的液压力，而不是直接通过驱动装置施加。驱动装置只需要驱动超小尺寸的先导级阀芯14，因此只需克服极小的液动力，即可实现功率级阀芯7的随动控制，并且通过控制先导级阀芯14的行程就能够实现对于功率级阀芯7行程的精确控制，从而实现阀的比例控制，上述的内嵌式双阀芯导控机构结构简单，相对于现有的单级直动阀来说，体积和重量并不会发生明显的变化，而且降低了在大流量的应用环境下对于驱动装置的要求，大大减小整个流体控制阀的重量和安装尺寸，减小整阀所需的控制功率，提高整阀抗外部扰动的能力，性能更稳定。

如图4所示，图4为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构中功率级阀芯的结构示意图，在本发明实施例中，功率级阀芯7上从左到右依次设置有与功率级阀芯7的内腔连通的左回油孔12、左控制油孔13、右控制油孔19以及右回油孔20，进油孔5设置于左控制油孔13与右控制油孔19之间，结合图3可以看出，当上述的功率级阀芯7装配至阀体1上时，左回油孔12与左回油腔11连通，左控制油孔13将左控制腔9与左流道6连通，右控制油孔19将右控制腔3与右流道4连通，右回油孔20与右回油腔2连通。

为便于左控制腔9与右控制腔3的形成，在功率级阀芯7外壁上的左控制油孔13与右控制油孔19靠近进油孔5的一侧均设置有环形凸台21，与之配合的，阀体1内腔的两端均设置有塞环10，塞环10与功率级阀芯7的外壁面配合并与环形凸台21之间形成控制腔，塞环10远离环形凸台21的一侧形成回油腔；上述的塞环10既可与阀体1为一体结构也可为分体结构。

除了上述作用外，塞环10还可以起到对功率级阀芯7进行限位的作用，以控制功率级阀芯的行程。

当然，除了上述的结构外，功率级阀芯7上还应当设置有用于调整阀体1上的工作油口的通流面积的调节机构，本领域技术人员可根据需要对调节机构的设置位置、具体结构进行设计，使功率级阀芯7与阀体1配合实现不同的功能，在此对于功率级阀芯7的外部结构不做限定。

先导级阀芯14既要能够在功率级阀芯7内沿轴向自由滑动，又要形成流道并起到相应的调整通流面积的作用，同时还要使其受力面尽可能的小，为达到上述目的，在本发明实施例中，请参阅图5，图5为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构中先导级阀芯的结构示意图，先导级阀芯14包括主体以及从左到右依次设置于主体上的左台肩22、中间台肩23以及右台肩24，左台肩22与中间台肩23之间形成左流道6，右台肩24与中间台肩23之间形成右流道4；先导级阀芯14处于中位时，中间台肩23使进油孔5两侧的通流面积相等(液阻相等)，同时左流道6与左回油孔12之间的通流面积等于右流道4与右回油孔20之间的通流面积(液阻相等)；先导级阀芯14处于左位时，左台肩22使左回油孔12与左流道6之间的通流面积增大(液阻减小)，中间台肩23使右流道4与进油孔5之间的通流面积增大(液阻减小)，左流道6与进油孔5之间的通流面积减小(液阻增大)，右台肩24使右回油孔20与右流道4之间的通流面积减小(液阻增大)；先导级阀芯14处于右位时，左台肩22使左回油孔12与左流道6之间的通流面积减小(液阻增大)，中间台肩23使进油孔5与左控制油孔13之间的通流面积增大(液阻减小)，进油孔5与右流道4之间的通流面积减小(液阻增大)，右台肩24使右回油孔20与右流道4之间的通流面积增大(液阻减小)。

各台肩与主体之间形成的台阶面即为先导级阀芯14的受力面，从图中可以看出，该先导阀芯14端面尺寸极小，其控制的先导流量也极小。因此先导级阀芯14在移动过程中只需克服极小的液动力，使整个导控机构易于驱动。

还是以先导级阀芯14向左移动为例，请参阅图6，图6为本发明第一种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构中先导级阀芯处于左位时的结构示意图，当先导级阀芯14向左移动时，中间台肩23使进油孔5与右流道4之间的通流面积增大，压力油经右节流口流入右控制腔3，此时，右台肩24阻止压力油进入右回油腔2，左台肩22使左回油孔12与左流道6之间的通流面积增加，在这种情况下，压力油不断进入右控制腔3，推动功率级阀芯7向左移动，功率级阀芯7压缩左控制腔9，左控制腔9中的压力油经左控制油孔13、左流道6以及左回油孔12流入左回油腔11，直到中间台肩23重新使进油孔5左右两侧同流面积相等(液阻相等)，同时左流道6与左回油孔12之间的通流面积等于右流道4与右回油孔20之间的通流面积(液阻相等)。如图7所示。

上述先导级阀芯14处于中位时，左流道6与左回油孔12之间的通流面积等于右流道4与右回油孔20的通流面积只是最理想状态下的一种情况，大多数时候，由于加工误差的存在，左流道6与左回油孔12之间的通流面积以及右流道4与右回油孔20的通流面积往往不同，在这种状态下，功率级阀芯7的中位位置也会相应的发生改变，比如，若左流道6与左回油孔12之间的通流面积稍大于右流道4与右回油孔20的通流面积，那么功率级阀芯7的中位位置应当向左稍移动一点，以增加进油孔5与左流道6之间的通流面积，减小进油孔5与左流道4之间的通流面积，从而来保证功率级阀芯7两侧的压力平衡。

图3、图6和图7所示的先导级阀芯14为理想状态下的结构，左台肩22的直径或宽度与左回油孔12的直径或宽度相等(零遮盖)，中间台肩23的直径或宽度与进油孔5的直径或宽度相等(零遮盖)，右台肩24的直径或宽度与右回油孔20的直径或宽度相等(零遮盖)，但是在实际制造过程中，不可能实现零误差，并且也不是仅有上述的结构能够实现本方案，本发明还提供了其他的可行方案，首先请参阅图8，图8为本发明第二种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图，从图中可以看出，左台肩22、中间台肩23以及右台肩24的直径或宽度均大于与之相对应的孔的直径或宽度(正遮盖)，在这种结构下，功率级阀芯7不会立即随先导级阀芯14的动作而动作，会存在一定时间的延迟(即存在死区)。

接下来请参阅图9，图9为本发明第三种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图，图中，左台肩22、中间台肩23以及右台肩24的直径或宽度均小于与之相对应的孔的直径或宽度(负遮盖)，这种结构能够提高内嵌式双阀芯导控机构的灵敏度，先导级阀芯14只要动作一点就能够影响到功率级阀芯14两侧的力平衡，因此响应速度快，灵敏度高。

还有图10，图10为本发明第四种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图，图中，中间台肩23的直径或宽度大于对应孔的直径或宽度(正遮盖)，左台肩22与右台肩24的直径或宽度均小于对应孔的直径或宽度(负遮盖)。

此四处节流边：图中所示的左台肩22的右边、中间台肩23的左右两边、右台肩24的左边可以是任意正遮盖、负遮盖以及零遮盖的组合，此处不一一列举。

请参阅图11和图12，图11为本发明第五种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图，图12为图11中左台肩处的局部放大结构示意图，在本发明的第五种实施例中，对内嵌式双阀芯导控机构的结构进行了精简，如图11和图12所示，在该实施例中，中间台肩23与前面几个实施例中的中间台肩保持基本一致，其跟对应的进油孔的直径或者宽度也可以是正遮盖、负遮盖、零遮盖的形式，而左台肩22和右台肩24在自身径向上的尺寸有所减小(也可以是左台肩22和右台肩24自身直径不变，而左台肩22和右台肩24与功率级阀芯7的对应段的中心孔直径增大)，目的是使得左台肩22及右台肩24与功率级阀芯7的中心孔内壁之间形成微小间隙(固定液阻)，利用该间隙使左、右控制腔分别与左、右回油腔连通，因此，功率级阀芯7上无需再开设左、右回油孔。在实际使用过程中，当先导级阀芯14向左或者右运动时，自进油孔5流入的高压油会有一部分经左台肩22及右台肩24中的一个与功率级阀芯7的中心孔之间的间隙流入相应的回油腔，其余部分还是会流入相应的控制腔内，而另一侧的控制腔内的液压油被挤出后会经左台肩22及右台肩24中的另一个与功率级阀芯7的内壁之间的间隙流入相应的回油腔，以此来实现推动功率级阀芯7运动，由此可见，本发明提供的第五种实施例，减少了打孔的数量，使得内嵌式双阀芯导控机构更加简单，便于制作。

更进一步地，请参阅图13和图14，图13为本发明第六种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的结构示意图，图14为图13中中间台肩处的局部放大结构示意图，本发明第六种实施例是在第五种实施例的基础上做出的进一步改进，减小了中间台肩23的径向尺寸，使之与进油孔5之间的间隙变大，如图14所示，与上述的第五种实施例类似的，中间台肩的左右两边形成两个可变液阻(通流面积随先导级阀芯14的左右运动而增大或者减小)；左台肩22和右台肩24与功率级阀芯7之间形成两个固定液阻(通流面积不随先导阀芯的左右运动而变化)，本发明第六种实施例提供的内嵌式双阀芯导控机构的工作方式与第五种实施例的工作方式基本相同，在此不再赘述。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，左回油腔11与右回油腔2导通，更进一步地，左回油腔11与右回油腔2导通后可与阀体1上的回油口18导通。当然，左回油腔11与右回油腔2也可以分别单独回油，在此不做限定。

请参阅图3，功率级阀芯7与阀体1之间还形成有位于左控制腔9与右控制腔3之间的工作油腔，阀体1上设置有与工作油腔导通的进油口16、回油口18、第一工作油口15以及第二工作油口17；功率级阀芯7处于左位时，进油口16与第一工作油口15通流面积增大，第二工作油口17与回油口18通流面积增大；功率级阀芯7处于右位时，进油口16与第二工作油口17通流面积增大，第一工作油口15与回油口18通流面积增大。在本发明实施例中，如图3所示，回油口18设置有两个，阀体1上设置有将两个回油口18导通的回油通道8。

本发明实施例还提供了一种使用上述内嵌式双阀芯导控机构的流体控制阀，请参阅图15，图15为本发明实施例提供的流体控制阀的结构示意图，该控制阀包括如上任一项所述的内嵌式双阀芯导控机构以及驱动装置，驱动装置用于驱动内嵌式双阀芯导控机构中的先导级阀芯14动作。

驱动装置可以采用多种结构，比如，驱动装置可以为电磁驱动装置，利用电磁推力驱动先导级阀芯14动作；或者驱动装置可以为直线电机，将直线电机与先导级阀芯14固连，利用直线电机的往复运动实现先导级阀芯14的运动；或者驱动装置也可以为活塞缸，如气缸、液压缸等；或者还可以是旋转电机与传动机构配合的结构，其中传动机构主要用于将旋转电机的旋转运动转化为直线往复运动，比如，传动装置可以丝杆滑块机构、凸轮连杆机构、蜗轮蜗杆机构等等；当然，驱动装置除了可采用上述单一结构外，还可以采用以上四种驱动形式中的任意两种的组合，比如，先导级阀芯14的一端设置电磁驱动装置，另一端为直线电机，本领域技术人员可根据需要自行组合，在此不再一一列举。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，驱动装置为本领域较为常用的电磁驱动装置，如图15中所示，驱动装置包括两个分设于内嵌式双阀芯导控机构两端的电磁驱动装置，电磁驱动装置既可以采用吸的方式也可以采用推的方式实现对于先导级阀芯14的驱动，而在本发明实施例中，电磁驱动装置采用推的方式驱动先导级阀芯14，从图15中可以看出，电磁驱动装置包括电磁铁25以及推杆26，推杆26设置于电磁铁25与先导级阀芯14之间，内嵌式双阀芯导控机构与电磁驱动装置之间设置有用于使功率级阀芯7复位的第一复位装置以及用于先导级阀芯14复位的第二复位装置，电磁铁25通电后，首先将推杆26推出，利用推杆26推动先导级阀芯14运动，从而实现对于整个阀芯的驱动，电磁铁25断电后，推杆26失去动力，先导级阀芯14在复位装置的驱动下复位，整个阀芯恢复到初始状态。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，第一复位装置包括第一弹簧30以及分设于第一弹簧30两端的第一挡圈31与第二挡圈29，第一挡圈31抵触于阀体1，第二挡圈29抵触于电磁铁25，功率级阀芯7抵触于第一挡圈31。

与之相配合的，第二复位装置包括第二弹簧27以及第三挡圈28，第二弹簧27一端抵触于电磁铁25，另一端将第三挡圈28抵触于第二挡圈29，先导级阀芯14的端部穿过第一挡圈31、第一弹簧30以及第二挡圈29抵触于第三挡圈28。

通过上述结构，先导级阀芯14以及功率级阀芯7向左移动时，只会压缩左侧的复位装置，向右移动时，只会压缩右侧的复位装置，因此，在流体控制阀的工作过程中，只有一侧的复位装置会受到压缩，阀芯受到的阻力更小，更加便于驱动，同时复位装置的使用周期更长，能够减少阀的维护及更换次数，降低使用成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种内嵌式双阀芯导控机构，其特征在于，包括：

阀体；

可滑动地设置于所述阀体内的功率级阀芯，所述功率级阀芯与所述阀体之间从左到右依次形成有左回油腔、左控制腔、右控制腔以及右回油腔，所述功率级阀芯上设置有进油孔；

可滑动地设置于所述功率级阀芯内的先导级阀芯，所述先导级阀芯与所述功率级阀芯之间形成有左流道以及右流道；

所述先导级阀芯相对于所述功率级阀芯向左移动时，所述左控制腔与所述左回油腔之间通流面积增大，所述左控制腔与所述进油孔之间的通流面积减小，所述右控制腔与所述进油孔之间的通流面积增大，所述右控制腔与所述右回油腔之间的通流面积减小；

所述先导级阀芯相对于所述功率级阀芯向右移动时，所述左控制腔与所述进油孔之间的通流面积增大，所述左控制腔与所述左回油腔之间的通流面积减小，所述右控制腔与所述右回油腔之间的通流面积增大，所述右控制腔与所述进油孔之间的通流面积减小；

所述功率级阀芯上从左到右依次设置有与所述功率级阀芯的内腔连通的左回油孔、左控制油孔、右控制油孔以及右回油孔，所述进油孔设置于所述左控制油孔与所述右控制油孔之间，所述左回油孔与所述左回油腔连通，所述左控制油孔将所述左控制腔与所述左流道连通，所述右回油孔与所述右回油腔连通，所述右控制油孔将所述右控制腔与所述右流道连通；

所述先导级阀芯包括主体以及从左到右依次设置于所述主体上的左台肩、中间台肩以及右台肩，所述左台肩与所述中间台肩之间形成所述左流道，所述右台肩与所述中间台肩之间形成所述右流道；

所述先导级阀芯处于中位时，所述中间台肩使所述进油孔两侧通流面积相等，同时左流道与左回油孔之间的通流面积等于右流道与右回油孔之间的通流面积；

所述先导级阀芯处于左位时，所述左台肩使所述左回油孔与所述左流道之间的通流面积增大，所述中间台肩使所述右流道与所述进油孔之间的通流面积增大，所述左流道与所述进油孔之间的通流面积减小，所述右台肩使所述右回油孔与所述右流道之间的通流面积减小；

所述先导级阀芯处于右位时，所述左台肩使所述左回油孔与所述左流道之间的通流面积减小，所述中间台肩使所述进油孔与所述左流道之间的通流面积增大、所述进油孔与所述右流道之间的通流面积减小，所述右台肩使所述右回油孔与所述右流道之间的通流面积增大。

2.根据权利要求1所述的内嵌式双阀芯导控机构，其特征在于，所述左回油腔与所述右回油腔导通。

3.根据权利要求1所述的内嵌式双阀芯导控机构，其特征在于，所述功率级阀芯与所述阀体之间还形成有位于所述左控制腔与所述右控制腔之间的工作油腔，所述阀体上设置有与所述工作油腔导通的进油口、回油口、第一工作油口以及第二工作油口；

所述功率级阀芯处于左位时，所述进油口与所述第一工作油口之间的通流面积增大，所述第二工作油口与所述回油口之间的通流面积增大；

所述功率级阀芯处于右位时，所述进油口与所述第二工作油口之间的通流面积增大，所述第一工作油口与所述回油口之间的通流面积增大。

4.根据权利要求3所述的内嵌式双阀芯导控机构，其特征在于，所述左回油腔以及所述右回油腔均与所述回油口导通。

5.一种流体控制阀，其特征在于，包括：

如权利要求1-4任一项所述的内嵌式双阀芯导控机构；

驱动装置，用于驱动所述内嵌式双阀芯导控机构中的先导级阀芯动作。

6.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于，所述驱动装置为电磁驱动装置；

或者直线电机；

或者活塞缸；

或者旋转电机与传动机构配合的结构；

或者以上四种驱动形式中的任意两种的组合。

7.根据权利要求6所述的流体控制阀，其特征在于，所述驱动装置包括两个分设于所述内嵌式双阀芯导控机构两端的电磁驱动装置，所述电磁驱动装置包括电磁铁以及推杆，所述推杆设置于所述电磁铁与所述先导级阀芯之间，所述内嵌式双阀芯导控机构与所述电磁驱动装置之间设置有用于使所述功率级阀芯复位的第一复位装置以及用于所述先导级阀芯复位的第二复位装置。

8.根据权利要求7所述的流体控制阀，其特征在于，所述第一复位装置包括第一弹簧以及分设于所述第一弹簧两端的第一挡圈与第二挡圈，所述第一挡圈抵触于所述阀体，所述第二挡圈抵触于所述电磁铁，所述功率级阀芯抵触于所述第一挡圈。

9.根据权利要求8所述的流体控制阀，其特征在于，所述第二复位装置包括第二弹簧以及第三挡圈，所述第二弹簧一端抵触于所述电磁铁，另一端将所述第三挡圈抵触于所述第二挡圈，所述先导级阀芯的端部穿过所述第一挡圈、所述第一弹簧以及所述第二挡圈抵触于所述第三挡圈。

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