CN110230616A - 旋转式压力伺服阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋转式压力伺服阀，阀体上部装有力矩马达，力矩马达中的喷嘴下面设有接受器构成射流放大器，阀体上部中装有三个反馈活塞，两个恢复压力反馈活塞分别与射流放大器两侧的压力输出油路相连通，一个输出压力反馈活塞安装在右侧的恢复压力反馈活塞下方，并与输出口相连通，阀体下部中装有旋转阀芯，旋转阀芯上固定连接平衡杆，旋转阀芯上对应进油与回油的窗口为圆周封闭结构，并分别形成对进油与回油的窗口的圆柱面密封，平衡杆与三个反馈活塞接触连接，由反馈活塞通过平衡杆推动旋转阀芯旋转形成力矩，恢复压力反馈活塞对旋转阀芯形成驱动力矩，输出压力反馈活塞对旋转阀芯形成阻力力矩，构成力矩反馈，从而对输出压力形成稳定的控制。

Description

旋转式压力伺服阀
技术领域
本发明涉及一种电液伺服阀，尤其是一种旋转式压力伺服阀。
背景技术
目前，电液压力伺服阀原理，如图1所示，电液伺服阀底面有四个油口：马达供油口J1，滑阀供油口J2，回油口H，负载口S。力矩马达21中具有射流管22，射流管22下端具有喷嘴23。当力矩马达21无电流输入时，负载口S与回油口H相通，进油口J2关闭，负载腔的压力等于回油压力。当正控制电流流过力矩马达21时，接受器24两控制腔内形成压差，该压差作用到阀芯25环形面积上，阀芯25右移，压力油从供油口J2进入负载腔输出负载压力S，此压力又作用在阀芯25反馈端面上，直到反馈力与控制力平衡为止。液压伺服阀输出与输入信号成比例的负载压力。
当前几种主流的先导放大级包括喷挡板，射流管阀(包含单孔和双孔接受器)和偏转板阀，其作用均为产生一个正比于电流的压差，利用自带压力平衡功能的阀芯完成对负载腔压力的控制。
常规压力伺服阀的功率级结构如图1所示，其具有两个衬套，一个阀芯，复位弹簧。为了形成反馈比，衬套内外圆和阀芯两端必须为两级同轴，其加工难度大，必然会导致阀芯分别与衬套和阀体的间隙过大来弥补同轴度，降低压力伺服阀的可靠性。
发明内容
本发明是要提供一种旋转式压力伺服阀，用于降低压力伺服阀功率级的加工难度，提升整阀可靠性，并可避免常规压力伺服阀由功率级阀芯工作边旋转造成的气穴式噪声。
本发明的技术方案是：一种旋转式压力伺服阀，包括力矩马达、射流放大器、阀体，所述阀体上部装有力矩马达，力矩马达中的喷嘴下面设有接受器，构成射流放大器，阀体上部中装有三个反馈活塞，其中，两个恢复压力反馈活塞分别对称布置，并分别与射流放大器两侧的压力输出油路相连通，用于分别接受来自接受器喷嘴的反馈压力，一个输出压力反馈活塞安装在右侧的恢复压力反馈活塞下方，并与输出口S相连通，用于接受来自输出压力腔的反馈压力；所述阀体下部中装有旋转阀芯，所述旋转阀芯上固定连接平衡杆，所述旋转阀芯上对应进油与回油的窗口为圆周封闭结构，并分别形成对进油与回油的窗口的圆柱面密封，其中，旋转阀芯左侧圆柱面和右侧圆柱面上分别设有伞形凹槽，左则的伞形凹槽对应回油口H，右侧的伞形凹槽对应供油口J2；所述平衡杆与三个反馈活塞接触连接，由反馈活塞通过平衡杆推动旋转阀芯左右旋转形成力矩，其中恢复压力反馈活塞对旋转阀芯形成驱动力矩，输出压力反馈活塞对旋转阀芯形成阻力力矩，构成力矩反馈，从而对输出压力形成稳定的控制。
进一步，所述平衡杆通过螺钉与旋转阀芯固定连接，旋转阀芯内部设有密封圈，并通过密封圈与螺钉密封连连接，保证输出口密封性。
进一步，所述三个反馈活塞与平衡杆的接触面为马鞍面或V形面，可保证平衡杆力臂的稳定性以及对旋转阀芯轴向定位。
进一步，所述旋转阀芯两端设有顶尖，并通过顶尖与阀体连接，顶尖与阀体之间留有间隙，或采用弹性支撑，用于减小摩擦力或运输振动。
进一步，所述旋转阀芯两端及平衡杆所处的腔连通回油腔，用于排出内泄油。
进一步，当力矩马达无电流输入时，所述喷嘴位于右边接受器孔侧，使右侧恢复压力反馈活塞压力高于左侧恢复压力反馈活塞，并且右侧恢复压力反馈活塞处设有复位弹簧，右侧恢复压力反馈活塞在反馈压力和复位弹簧的作用下使旋转阀芯逆时针旋转，从而使输出口S与回油口H相通，形成无控制区域。
进一步，当力矩马达有电流输入时，所述喷嘴向左移动，左侧恢复压力反馈活塞的压力高于右侧恢复压力反馈活塞，形成控制力矩，推动旋转阀芯顺时针旋转，使输出口S与供油口J2相通，输出口S压力升高，同时输出口S压力作用于对应的输出压力反馈活塞，形成力矩反馈，推动旋转阀芯逆时针旋转，当控制力矩与反馈力矩通过平衡杆达到平衡时，形成对输出压力的稳定控制。
本发明的有益效果是：
1)在现有压力伺服阀先导级结构基础上增加一种旋转式功率级，其主要结构包括旋转阀芯、反馈活塞、平衡杆、复位弹簧、密封圈及螺钉。通过反馈活塞与平衡杆使旋转阀芯达到力矩平衡，进而控制输出压力。能填补国内旋转式压力伺服阀的空白。
2)本发明极大降低了压力伺服阀功率级的加工难度，提升整阀可靠性。
3)本发明可避免常规压力伺服阀由功率级阀芯工作边旋转造成的气穴式噪声。
附图说明
图1为常规射流管压力伺服阀的结构原理图；
图2为旋转式压力伺服阀的结构原理图；
图3为图2的左部视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
本发明的旋转式压力伺服阀在现有压力伺服阀先导级结构的基础上提出了新型旋转式功率级，如图2，3所示，主要包括：力矩马达1、射流放大器2、反馈活塞3、复位弹簧4、输出压力反馈活塞5、平衡杆6、滤器7、密封圈8、旋转阀芯9、螺钉10、阀体11、供油口J1和J2、回油口H、输出口S。阀体11上部装有力矩马达1，力矩马达1中的喷嘴下面设有接受器形成射流放大器2，阀体中装有三个反馈活塞，其中两个恢复压力反馈活塞3，其接受的反馈压力来自接受器接收喷嘴的压力；一个输出压力反馈活塞5，接受的反馈压力来自输出压力腔。旋转阀芯9上装有平衡杆6、密封圈8及螺钉9，平衡杆6与三个反馈活塞接触，三个反馈活塞与平衡杆6的接触面为马鞍面或其他类型双“V”形面，目的是既能保证力臂的稳定性，又能对旋转阀芯9轴向定位。平衡杆6通过螺钉10与旋转阀芯9进行固定，旋转阀芯9内部设有密封圈8，保证输出口S密封性。旋转阀芯9两侧及平衡杆6腔需引向回油腔H，排出内泄油。旋转阀芯9上对应进油与回油的窗口为圆周封闭式，即旋转阀芯9轴向非贯穿，分别形成对进油与回油配油窗口的圆柱面密封。旋转阀芯9两侧设有顶尖，与安装面留有间隙，或采用弹性支撑，减小摩擦力或运输振动。
力矩马达1无电流输入时，所述喷嘴位于右边接受器孔侧，右侧恢复压力反馈活塞3压力高于左侧恢复压力反馈活塞3，同时右侧恢复压力反馈活塞3处设有复位弹簧，两者均使旋转阀芯9逆时针旋转，保证输出口S与回油口H相通，形成控制死区。
力矩马达1有电流输入时，喷嘴向左移动，跃过死区后，左侧恢复压力反馈活塞3的压力高于右侧恢复压力反馈活塞3，形成控制力矩，推动旋转阀芯9顺时针旋转，使输出口S与供油口J2相通，输出口S压力升高，同时输出口的压力作用于对应的输出压力反馈活塞5，形成力矩反馈，推动旋转阀芯9逆时针旋转，当控制力矩与反馈力矩通过平衡杆6达到平衡时，形成了对输出压力的稳定控制。旋转式压力伺服阀输出与输入信号成比例的负载压力。

Claims (7)

1.一种旋转式压力伺服阀，包括力矩马达、射流放大器、阀体，其特征在于：所述阀体上部装有力矩马达，力矩马达中的喷嘴下面设有接受器，构成射流放大器，阀体上部中装有三个反馈活塞，其中，两个恢复压力反馈活塞分别对称布置，并分别与射流放大器两侧的压力输出油路相连通，用于分别来自接受器的反馈压力，一个输出压力反馈活塞安装在右侧的恢复压力反馈活塞下方，并与输出口S相连通，用于接受来自输出压力腔的反馈压力；所述阀体下部中装有旋转阀芯，所述旋转阀芯上固定连接平衡杆，所述旋转阀芯上对应进油与回油的窗口为圆周封闭结构，并分别形成对进油与回油的窗口的圆柱面密封，其中，旋转阀芯左侧圆柱面和右侧圆柱面上分别设有伞形凹槽，左则的伞形凹槽对应回油口H，右侧的伞形凹槽对应供油口J2；所述平衡杆与三个反馈活塞接触连接，由反馈活塞通过平衡杆推动旋转阀芯左右旋转形成力矩，其中恢复压力反馈活塞对旋转阀芯形成驱动力矩，输出压力反馈活塞对旋转阀芯形成阻力力矩，构成力矩反馈，从而对输出压力形成稳定的控制。
2.根据权利要求1所述的旋转式压力伺服阀，其特征在于：所述平衡杆通过螺钉与旋转阀芯固定连接，旋转阀芯内部设有密封圈，通过密封圈与螺钉密封连连接，保证输出口密封性。
3.根据权利要求1所述的旋转式压力伺服阀，其特征在于：所述三个反馈活塞与平衡杆的接触面为马鞍面或V形面，可保证平衡杆力臂的稳定性以及对旋转阀芯轴向定位。
4.根据权利要求1所述的旋转式压力伺服阀，其特征在于：所述旋转阀芯两端设有顶尖，并通过顶尖与阀体连接，顶尖与阀体之间留有间隙，或采用弹性支撑，用于减小摩擦力或运输振动。
5.根据权利要求1所述的旋转式压力伺服阀，其特征在于：所述旋转阀芯两端及平衡杆所处的腔连通回油腔，用于排出内泄油。
6.根据权利要求1所述的旋转式压力伺服阀，其特征在于：当力矩马达无电流输入时，所述喷嘴位于右边接受器孔侧，使右侧恢复压力反馈活塞压力高于左侧恢复压力反馈活塞，并且右侧恢复压力反馈活塞处设有复位弹簧，右侧恢复压力反馈活塞在反馈压力和复位弹簧的作用下使旋转阀芯逆时针旋转，从而使输出口S与回油口H相通，形成无控制区域。
7.根据权利要求1所述的旋转式压力伺服阀，其特征在于：当力矩马达有电流输入时，所述喷嘴向左移动，左侧恢复压力反馈活塞的压力高于右侧恢复压力反馈活塞，形成控制力矩，推动旋转阀芯顺时针旋转，使输出口S与供油口J2相通，输出口S压力升高，同时输出口S压力作用于对应的输出压力反馈活塞，形成力矩反馈，推动旋转阀芯逆时针旋转，当控制力矩与反馈力矩通过平衡杆达到平衡时，形成对输出压力的稳定控制。
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