CN110345116B - 手动或电动数字液压旋转伺服阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一个手动或电动数字旋转液压伺服阀，阀体(3)、指挥阀套(4)，和随动阀芯(5)。指挥阀套(4)上沿轴向排列着5个油孔与阀体油环相对应，随动阀芯(5)上有两排4个锥形洞，靠左或者靠右的第一洞与第二洞打通，第三洞与第四洞打通，当指挥阀套(4)上的5个油孔处于随动阀芯(5)两排油孔中间时，油缸的A、B口封闭，活塞杆无动作。当操作者或脉冲电机(1)旋动指挥阀套(4)时，其上的5个油孔中的靠一侧的4个孔会与随动阀芯(5)上的4个油孔相遇，活塞杆伸出，反转时，活塞杆收回，指挥阀套(4)转的越快，活塞杆运动越快，执行工件带动随动阀芯运动，直至关闭旋转阀而停止在人或电机指定的的位置，实现真正的闭环控制。

Description

手动或电动数字液压旋转伺服阀

技术领域

本发明“手动或电动数字旋转液压伺服阀”属于液压技术领域。

背景技术

液压技术说来已有二三百年的历史，真正快速的发展是从上世纪六十年代开始。现在已经在人类活动的各个领域之中大显身手，具有其他技术不可替代的性能，如：传递的功率、力、力矩很大，无机调速、精度高等等；广泛地应用在工业、农业、制造业、军事、交通各个领域之中。目前液压技术急需解决的问题是控制问题。目前液压控制主要有电液伺服系统和数字液压阀系统等；电液伺服系统结构复杂，成本昂贵；近年出现的数字液压阀性能优越，结构简单，为液压技术带来了革命性的变化。目前的数字液压阀走的是脉冲(步进)电机-滑阀-机械反馈机构。这是一条成功的道路，但不是唯一的道路，也就是说还有新的方法和道路。而且，新的方法更简单，功能更强，这就是“手动或电动数字旋转液压伺服阀”。

发明内容

本发明的核心是“三件套式的旋转阀”，主要结构由阀体(3)、指挥阀套(4)、随动阀芯(5)三个零件组成。相对而言，阀体(3)固定，指挥阀套(4)在人力或电机(1)的驱使下可正负无限旋转。正转时，指挥阀套(4)的5个油孔中的靠一端的四个油孔与随动阀芯(5)上一组四个油孔相通，油缸活塞(或者油马达)开始向一个方向移动；反转时，指挥阀套(4)的5个油孔中靠另一端的4个油孔与随动阀芯(5)上的另一组四个油孔相通，A、B油孔中的油流反向，活塞反向运动。活塞杆推动执行机构的工件运动，工件以适宜的各种传动方式与随动阀芯(5)连接起来，使随动阀芯(5)跟随指挥阀套(4)同向旋转，当指挥阀套(4)停止旋转的时候，随动阀芯(5)跟上，关闭油孔。工件停止在指挥阀套(4)停止的位置上。指挥阀套(4)指挥工件运动，谁来指挥“指挥阀套”呢？一个是人，一个是电脑中的程序。人通过手旋动“手轮脉冲发生器”指挥脉冲电机(1)旋转，旋转的反向、速度完全按照人的旨意进行。当本旋转阀作液压转向器使用时，由方向盘控制；作为转向液压助力器使用时，可以将本旋转阀串接在方向机中，或者将本旋转阀以各种传动方式(譬如：齿轮、链条、同步带、软轴等)并联在方向机旁，转向机构的横拉杆与随动阀芯(5)相连接，人操纵方向盘，汽车或工程车按照人的意志行驶。以上是“手动”，实际上是“人动”。

电动，实际上是指脉冲电机，或伺服电机驱动。这两种电机可以将旋转阀实现数字化，精确控制。这两种电机不同，脉冲电机也叫步进电机，属于开环控制；结构简单，价格便宜。而伺服电机内配有码盘检测和反馈装置，实现闭环控制，技高一筹，但是，结构复杂，价格昂贵。恰恰脉冲电机的“开环指挥”在本发明中，由执行机构的工件驱动随动阀芯(5)，跟上了指挥阀套(4)和脉冲电机(1)，实现了闭环控制。在系统中(譬如，执行机构的工件上)设置编码器随时检测工件位置，事先编辑好的程序，随时纠正，随时补偿，随时清零，处处是零位，不存在丢码和累积误差，实现了真正的闭环控制。

附图说明：

图1 手动、电动旋转液压伺服阀(正剖视图)

1、电机，2、电机底座，3、阀体，4、指挥阀套，5、随动阀芯，6、限位螺栓，7、丝堵，8、地脚螺栓，9、回油连通管，10、短丝堵，11、大齿轮，12、轴用挡圈1，13、轴用挡圈2，14、平键1，15、小齿轮，16、平键2，17、回油管接头；

图2 手动、电动旋转液压伺服阀(俯视剖视图)

18、进油管接头，19、油缸回油管口，20、油缸进油口。

图3 阀体(正视和俯视剖视图)

图4 指挥阀套(正剖视图)

图5 随动阀芯(正剖视图和辅助剖视图)(暗管相通)

21、限位槽

图6 随动阀芯(正剖视图和辅助剖视图)(明渠沟通)

实施例

手动、电动数字旋转液压伺服阀具体实施例

实施例1

将本发明“旋转阀”作为装载机方向阀使用时，阀体固定在后轮车体上，指挥阀套(4)经联轴器与转向轴、方向盘相连，随动阀芯(5)经链轮、链条(或者同步带等)与前轮车架中间销轴套相连，转向油缸尾座以销轴铰接在后轮车体上，活塞杆耳环销轴设置在前轮车架上，油缸伸缩时，前轮车架转向，并带动随动阀芯(5)旋转直至关闭A、B孔。

实施例2

用“电动数字旋转液压伺服阀”控制高炉无料钟炉顶料流调节阀，电机选用脉冲电机，由PLC控制，“电动数字旋转液压伺服阀”的指挥阀套(4)与脉冲电机相连，料流调节阀的驱动半轴与“电动数字旋转液压伺服阀”的随动阀芯直接对接，或者经齿轮，或者链轮、链条，或者软轴等间接相连，阀的A、B口接执行油缸的前后油管。根据PLC的指令控制料流调节阀的开度，控制布料速度。

Claims (9)

1.一种手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于：核心部件由三个零件组成：中心是一个圆柱形孔洞的长方形或圆柱形阀体(3)，内表面开有等距离的5道环形油槽；

中间油槽P与油泵来的压力油管相通，其左右两环油槽分别与油缸或油马达的A、B口相通，两端的油槽在阀体内连通(9)，外与液压系统的回油管路T相通；

还有两个零件，一个是指挥阀套(4)，一个是随动阀芯(5)；

指挥阀套(4)是一个管状物，套在随动阀芯(5)上，一起装入阀体(3)之中，并且在轴向用挡圈(12、13)固定；

指挥阀套(4)上沿轴向排列着一行与阀体油环相对应的互不相通的5个油孔，随动阀芯(5)是一根轴，在通过轴线的呈设定夹角的两个平面上各开有相邻的有设定深度的4个锥形洞，一组靠左，与阀体上靠左的4个油槽相对应，靠左的第一洞与第二洞打通，第三洞与第四洞打通，打通的方式有两种，一种是用锥形铣刀将两个洞铣通，即在随动阀芯(5)圆柱面上开槽；

第二种连通的方法是在锥形洞的底部从第一洞侧的轴端面沿轴向将第一洞与第二洞钻通，然后再把端面封堵；从随动阀芯的另一个端面将第三和第四洞钻通，然后再把端面封堵；在另一个平面上，靠右，也开4个相邻的洞，用上面同样的办法处之；

当指挥阀套(4)上的5个油孔处于随动阀芯(5)两排油孔中间时，油缸或油马达的A、B口封闭，活塞杆或油马达无动作；

当手动或电机(1)旋动指挥阀套(4)时，其上的5个油孔中的靠一侧的4个孔会与随动阀芯(5)上的相对应的4个油孔相遇，结果高压P腔会与A或B腔相通，同时回油T腔会与B或A腔相通；指挥阀套4转的越快，油缸活塞杆或油马达就运动的快，执行机构的工件运动也快，反转时，油缸活塞杆或油马达就反向运动；在油缸活塞杆或油马达带动执行机构的工件运动的时候，活塞杆推动执行机构的工件运动，工件以适宜的各种传动方式与随动阀芯(5)连接起来，使随动阀芯(5)跟随指挥阀套(4)同向旋转，当指挥阀套(4)停止旋转的时候，随动阀芯(5)跟上，关闭油孔，实现真正的闭环控制。

2.根据权利要求1所述的手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于，手动是使用手轮脉冲发生器指挥脉冲电机或伺服电机运转，进而带动指挥阀套旋转。

3.根据权利要求1所述的手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于，指挥阀套(4)依靠车辆的方向盘的传动轴以联轴器、齿轮、链轮链条、软轴、钢丝绳驱动。

4.根据权利要求1所述的手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于，电机包括脉冲电机和伺服电机。

5.根据权利要求1所述的手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于，液压驱动的执行机构的工件驱动随动阀芯(5)；工件和随动阀芯采用联轴器、齿轮、链轮链条、同步带、软轴或钢丝绳与随动阀芯(5)相连。

6.根据权利要求1所述的手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于，液压驱动的执行机构的工件的位置反馈方式，可以使用自整角机系统、无线遥控系统、红外遥控系统或网络遥控系统多种方式与随动阀芯(5)相连。

7.根据权利要求1所述的手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于，液压驱动的执行机构的工件的位置反馈，工件的转速与随动阀芯(5)的转速是1∶1同步转动。

8.根据权利要求1所述的手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于，液压驱动的执行机构的工件的位置反馈，工件的转速与随动阀芯(5)的转速不同步，实现比例调节控制。

9.根据权利要求1所述手动或电动数字旋转液压伺服阀，其特征在于，随动阀芯(5)的圆柱面上加工有限位槽(21)，指挥阀套(4)与之相应的位置有固定的限位螺栓(6)。

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