CN109357026A - 先导式小锥度阀芯调压阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种先导式小锥度阀芯调压阀，属于液压控制技术领域。包括具有阀腔的缸体、小锥度阀芯、活塞、活塞杆、调压驱动组件及控制单元，阀腔的内壁上环周设有小锥度阀座，小锥度阀座与活塞将阀腔依次分为第一腔体、第二腔体和第三腔体，第一腔体上设有进油口，第二腔体上设有出油口，第一腔体和第三腔体通过管路连通，管路上设有压力传感器，第三腔体与第二腔体隔离，调压驱动组件设置在缸体的外部，通过活塞杆驱动小锥度阀芯沿轴向移动，小锥度阀芯与小锥度阀座配合以调节进油口的油液压力；本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀，制造成本低，控制精度高且控制简单，适宜在液压控制领域内广泛推广。

Description

先导式小锥度阀芯调压阀

技术领域

本发明属于液压控制技术领域，更具体地说，是涉及一种先导式小锥度阀芯调压阀。

背景技术

液压加载因具有加载范围大、易于实现自动控制等诸多优点而得到广泛应用。液压加载系统通常采用减压阀或伺服阀实现管路的压力控制。减压阀成本低廉，但是精度较低，无法满足精密液压加载系统的使用需求，伺服阀的调压精度高，但是成本高、控制难度大。

发明内容

本发明提供了一种先导式小锥度阀芯调压阀，旨在解决现有技术中精密液压加载系统制造成本高和控制难度大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种先导式小锥度阀芯调压阀，包括具有阀腔的缸体，所述缸体固定在底板上，沿所述缸体的轴线方向依次设有小锥度阀芯、活塞、活塞杆及调压驱动组件；

所述阀腔的内壁上环周设有小锥度阀座，所述小锥度阀座与所述活塞将所述阀腔依次分为第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述活塞与所述阀腔之间设有第一密封件，以使得所述第三腔体与所述第二腔体隔离，所述第三腔体和所述第一腔体通过管路连通，所述管路上设有压力传感器，所述第一腔体上设有进油口，所述第二腔体上设有出油口；

所述小锥度阀芯沿轴向可调节的设置在所述阀腔的第一端，用于与所述小锥度阀座配合以调节所述第一腔体的油液压力；

所述调压驱动组件设置在所述缸体的外部，通过所述活塞杆驱动所述小锥度阀芯沿轴向移动；及

控制单元，用于接收所述压力传感器的压力信号，并根据所述压力信号驱动所述调压驱动组件。

进一步地，所述小锥度阀芯的外圆锥面的锥角与所述小锥度阀座内圆锥面的锥角相等。

进一步地，所述小锥度阀芯的轴向长度不小于其最大直径的3倍。

进一步地，所述缸体的两端分别设有缸盖，两个所述缸盖与所述缸体之间均设有第二密封件。

进一步地，所述第一腔体上还设有备用进油口，所述备用进油口位于靠近所述第一腔体的所述缸盖上。

进一步地，所述调压驱动组件包括：

伺服电机，通过行星减速器固定安装在所述底板上；

滚珠丝杠，用于在行星减速器驱动下旋转；及

丝杠螺母，安装在所述活塞杆的第一端，与所述滚珠丝杠螺纹配合并与所述活塞杆一起沿所述滚珠丝杠移动。

进一步地，所述活塞杆第一端设有用于容置所述滚珠丝杠的容置腔。

进一步地，所述先导式小锥度阀芯调压阀还包括：

导向机构，安装在所述底板上并与所述丝杠螺母固定连接，用于对所述丝杠螺母的移动进行导向。

进一步地，所述导向机构包括：

导轨，固定在所述底板上，所述导轨上设有沿所述丝杠螺母移动方向的导向槽；及

导向块，安装在所述丝杠螺母上，嵌入所述导向槽用于与所述导轨滑动配合。

进一步地，所述导向槽为矩形槽。

本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀有益效果在于，通过沿缸体的轴线方向依次设置的小锥度阀芯、活塞杆、调压驱动组件及小锥度阀座实现了进油口油液压力的调节；实际应用中，小锥度阀芯在调压驱动组件的驱动下靠近小锥度阀座，两者之间的间隙及第一腔体的容积逐渐减少，第一腔体的压力逐渐增大，小锥度阀芯与小锥度阀座接触时，阀口关闭，此时调压阀处于关闭状态，小锥度阀芯远离小锥度阀座时，两者之间的间隙及第一腔体中的容积逐渐增大，第一腔体的压力逐渐降低，通过小锥度阀芯与小锥度阀座的配合实现了第一腔体的油液压力的调节，即实现了进油口压力的调节，本方案对油液清洁度要求远低于精密伺服阀系统；且通过压力传感器，可以实时将第一腔体的油液压力信号反馈至控制单元，控制单元接收该压力信号并控制调压驱动单元驱动小锥度阀芯移动，实现了油液压力的闭环自动调节，自动化程度高，压力控制精度不低于高精密伺服阀，但成本仅为精密伺服阀系统的1/2～1/3，极大的降低了精密液压加载系统的制造成本；本方案中，通过管道将第一腔体与第三腔体连通，第一腔体和第三腔体的压力相同，此时调压驱动组件的驱动阻力大大降低，调节方便，控制简单。本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀，制造成本低，控制精度高且控制简单，适宜在液压控制领域内广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明实施例提供的先导式小锥度阀芯调压阀的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是本发明实施例提供的小锥度阀芯结构示意图。

其中，各附图标记：

1、缸体；11、管路；12、第一腔体；13、第二腔体；14、第三腔体；15进油口；16、出油口；17、备用进油口；18、缸盖；19、第二密封件；2、小锥度阀芯；3、活塞杆；31、容置腔；4、调压驱动组件；41、伺服电机；42、行星减速器；43、滚珠丝杠；44、丝杠螺母；5、小锥度阀座；6、第一密封件；7、活塞；8、压力传感器；9、底板；10、导向机构；101、导轨；102、导向块；103；导向槽。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀进行说明。先导式小锥度阀芯调压阀包括具有阀腔的缸体1，缸体1固定在底板9上，沿缸体1的轴线方向依次设有小锥度阀芯2、活塞7、活塞杆3及调压驱动组件4；

阀腔的内壁上环周设有小锥度阀座5，小锥度阀座5与活塞7将阀腔依次分为第一腔体12、第二腔体13和第三腔体14，第一腔体12上设有进油口15，第二腔体13上设有出油口16，第一腔体12和第三腔体13通过管路11连通，管路11上设有压力传感器8，活塞7与阀腔之间设有第一密封件6，以使得第三腔体14与第二腔体13隔离；

小锥度阀芯2沿轴向可调节的设置在阀腔的第一端，用于与小锥度阀座6配合以调节第一腔体12的油液压力，即进油口15的油压压力，调压驱动组件4设置在缸体1的外部，通过活塞杆3驱动小锥度阀芯5沿轴向移动；先导式小锥度阀芯调压阀还包括控制单元，控制单元接收压力传感器8的压力信号，并根据该压力信号调节调压驱动组件4。

小锥度阀座5与阀腔的第一端之间为第一腔体12，小锥度阀座5与活塞7之间为第二腔体13，活塞7、活塞杆3及阀腔的第二端构成了第三腔体14，第一腔体12与第二腔体13可连通，连通口即为小锥度阀芯2与小锥度阀座5之间的间隙。调压驱动组件4用于驱动小锥度阀芯2沿缸体1的轴向直线运动，进而调节小锥度阀芯2与小锥度阀座5之间的间隙及第一腔体12的容积。可选地，调压驱动组件4可以为电动推杆、滚珠丝杠副或者驱动缸等。

可选地，控制单元可以为工业计算机，可编程逻辑控制器或者为单片机，采用通用系统控制就能满足要求。

可选地，第一密封件6为环形密封圈，应理解的是，活塞杆3与阀腔之间也设有第一密封件6，保障第三腔体14为密封环境。

可选地，管路11为高压油管。

实际应用中，小锥度阀芯2、活塞7及活塞杆3固联成一整体，活塞杆3与调压驱动组件4驱动小锥度阀芯2向阀腔的第一端移动，此时小锥度阀芯2与小锥度阀座5之间的间隙减少，第一腔体12的容积逐渐减少，故第一腔体12的压力增大，反之，第一腔体12内的压力减少。应理解的是，第一腔体12和第三腔体14为高压腔，且压力相等，第二腔体13为低压腔。

上述方案中，通过沿缸体的轴线方向依次设置的小锥度阀芯、活塞杆、调压驱动组件及小锥度阀座实现了进油口油液压力的调节；实际应用中，小锥度阀芯在调压驱动组件的驱动下靠近小锥度阀座，两者之间的间隙及第一腔体的容积逐渐减少，第一腔体的压力逐渐增大，小锥度阀芯与小锥度阀座接触时，阀口关闭，此时调压阀处于关闭状态，小锥度阀芯远离小锥度阀座时，两者之间的间隙及第一腔体中的容积逐渐增大，第一腔体的压力逐渐降低，通过小锥度阀芯与小锥度阀座的配合实现了第一腔体的油液压力的调节，即实现了进油口压力的调节，本方案对油液清洁度要求远低于精密伺服阀系统；且通过压力传感器，可以实时将第一腔体的油液压力信号反馈至控制单元，控制单元接收该压力信号并控制调压驱动单元驱动小锥度阀芯移动，实现了油液压力的闭环自动调节，自动化程度高，压力控制精度不低于高精密伺服阀，但成本仅为精密伺服阀系统的1/2～1/3，极大的降低了精密液压加载系统的制造成本；本方案中，通过管道将第一腔体与第三腔体连通，第一腔体和第三腔体的压力相同，此时调压驱动组件的驱动阻力大大降低，调节方便，控制简单。本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀，制造成本低，控制精度高且控制简单，适宜在液压控制领域内广泛推广。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图1，小锥度阀芯2的外圆锥面的锥角与小锥度阀座5内圆锥面的锥角相等。本方案中，小锥度阀芯2移动过程中，两者之间的间隙为线性调节，使得压力的控制更加简单，且控制精度较高；小锥度阀芯2与小锥度阀座5重合时为面接触，此时连通口完全关闭，安全可靠。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图1和图3，小锥度阀芯2的轴向长度L不小于其最大直径d的3倍。应理解是，小锥度阀芯2的轴向长度越大，即小锥度阀芯2的外圆锥面的锥角越小，本调压阀的调节精度越高。优选地，小锥度阀芯2外圆锥面的锥角θ为2°～5°。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图1，缸体1的两端分别设有缸盖18，两个缸盖18与缸体1之间均设有第二密封件19。通过第二密封件19的设置，可以有效的避免漏液，提高控制精度，可选地，第二密封件19为环形密封圈。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图1，第一腔体12上还设有备用进油口17，备用进油口17位于靠近第一腔体12的缸盖18上。通过备用进油口17的设置，提高了本调压阀的可靠性。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图1，调压驱动组件4包括伺服电机41、滚珠丝杠43、及丝杠螺母44，伺服电机41通过行星减速器42固定安装在底板9上，滚珠丝杠43用于在行星减速器42驱动下旋转，丝杠螺母44安装在活塞杆3的第二端，与滚珠丝杠42螺纹配合并与活塞杆3一起沿滚珠丝杠43移动。通过伺服电机41及滚珠丝杠副的设计，可以实现小锥度阀芯2移动距离的精确控制，通过伺服电机41的正反转的调节实现小锥度阀芯2移动方向的改变。

实际应用中，控制单元通过压力传感器8实时获取第一腔体12的压力值，即进油口15的压力值，当该压力值小于目标调节压力时，控制单元控制伺服电机41正转，驱动小锥度阀芯2靠近小锥度阀座5，使得第一腔体12的压力增大；反之，当压力值大于目标调节压力时，控制单元控制伺服电机41反转，驱动小锥度阀芯2远离小锥度阀座5，使得第一腔体12的压力减少，可实时进行第一腔体12内部的压力调节。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图1，活塞杆3的第二端设有用于容置滚珠丝杠43的容置腔31。减少了本调压阀的长度尺寸，集成度高。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图1和图2，先导式小锥度阀芯调压阀还包括导向机构10，安装在底板9上并与丝杠螺母44固定连接，用于对丝杠螺母44的移动进行导向。丝杠螺母44移动过程中，小锥度阀芯2及活塞杆3承受来自油液的压力，通过导向机构10的设计，提高了丝杠螺母44移动的直线度，降低了活塞杆3受力扭曲、密封不牢的可能性，提高了本调压阀的使用寿命。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图2，导向机构10包括固定在底板9的导轨101和导向块102，导轨101上设有沿丝杠螺母44移动方向的导向槽103，导向块102安装在丝杠螺母44上，嵌入导向槽103用于与导轨101滑动配合。实际应用中，导向块102通过连接杆固定在丝杠螺母44上，与丝杠螺母44一起移动。

作为本发明提供的先导式小锥度阀芯调压阀的一种具体实施方式，请参阅图2，导向槽103为矩形槽。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.先导式小锥度阀芯调压阀，包括具有阀腔的缸体，所述缸体固定在底板上，其特征在于，沿所述缸体的轴线方向依次设有小锥度阀芯、活塞、活塞杆及调压驱动组件；

所述阀腔的内壁上环周设有小锥度阀座，所述小锥度阀座与所述活塞将所述阀腔依次分为第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述活塞与所述阀腔之间设有第一密封件，以使得所述第三腔体与所述第二腔体隔离，所述第三腔体和所述第一腔体通过管路连通，所述管路上设有压力传感器，所述第一腔体上设有进油口，所述第二腔体上设有出油口；

所述小锥度阀芯沿轴向可调节的设置在所述阀腔的第一端，用于与所述小锥度阀座配合以调节所述第一腔体的油液压力；

所述调压驱动组件设置在所述缸体的外部，通过所述活塞杆驱动所述小锥度阀芯沿轴向移动；及

控制单元，用于接收所述压力传感器的压力信号，并根据所述压力信号驱动所述调压驱动组件。

2.如权利要求1所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述小锥度阀芯的外圆锥面的锥角与所述小锥度阀座内圆锥面的锥角相等。

3.如权利要求2所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述小锥度阀芯的轴向长度不小于其最大直径的3倍。

4.如权利要求1所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述缸体的两端分别设有缸盖，两个所述缸盖与所述缸体之间均设有第二密封件。

5.如权利要求4所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述第一腔体上还设有备用进油口，所述备用进油口位于靠近所述第一腔体的所述缸盖上。

6.如权利要求1-5任一项所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述调压驱动组件包括：

伺服电机，通过行星减速器固定安装在所述底板上；

滚珠丝杠，用于在行星减速器驱动下旋转；及

丝杠螺母，安装在所述活塞杆的第一端，与所述滚珠丝杠螺纹配合并与所述活塞杆一起沿所述滚珠丝杠移动。

7.如权利要求6所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述活塞杆第一端设有用于容置所述滚珠丝杠的容置腔。

8.如权利要求6所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述先导式小锥度阀芯调压阀还包括：

导向机构，安装在所述底板上并与所述丝杠螺母固定连接，用于对所述丝杠螺母的移动进行导向。

9.如权利要求8所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述导向机构包括：

导轨，固定在所述底板上，所述导轨上设有沿所述丝杠螺母移动方向的导向槽；及

导向块，安装在所述丝杠螺母上，嵌入所述导向槽用于与所述导轨滑动配合。

10.如权利要求9所述的先导式小锥度阀芯调压阀，其特征在于，所述导向槽为矩形槽。