CN111005907A - 一种可调控流量增益的电液控制阀 - Google Patents
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- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
Abstract
本发明公开了一种可调控流量增益的电液控制阀,所述的控制阀包括上阀体、下阀体、上压力补偿板、下压力补偿板、阀芯、进油通道、出油通道和回油通道,且所述阀芯的四周分别设有驱动所述的阀芯沿左右方向移动的第一导向约束机构和驱动所述的阀芯沿前后方向移动的第二导向约束机构;当第一导向约束机构和第二导向约束机构在两个自由度方向上推动阀芯做复合运动时,可连续改变阀芯阀口的开口面积梯度,从而改变流量增益,实现对控制阀流量增益的调控。本发明解决了现有技术中的电液控制阀的流量增益被自身机械结构限定或流量增益控制系统体积庞大且控制复杂的技术问题,实现了极大的改善电液控制系统的动态性能的有益效果。
Description
技术领域
本申请属于流体传动及控制领域,尤其涉及一种可调控流量增益的电液控制阀。
背景技术
近几年工业技术的发展迅速,电液控制系统广泛用于工业制造、船舶、冶金和工程机械的各个领域,液压阀作为电液控制系统的核心元件,其流量特性、稳定性和可靠性直接决定整个系统的优劣。随着液压装备种类及应用场合日益增多,其工作过程中常需要多种工况动作特性,因此对电液控制系统输出性能提出了越来越高的要求。从一般的电液控制系统的传递函数中可以发现,电液控制阀(电液比例或伺服阀)流量增益的大小能够直接影响系统的开环增益,从而直接影响系统控制性能。
目前改变流量增益的方式主要有两种:第一种方式,使阀口面积梯度随阀口开度而变化;第二种方式,采用多阀并联控制。第一种方式一般在阀芯或阀套处设半圆形、V字形、倒V字形、梯形或其他组合形状的节流槽口,使得当阀芯在一个自由度上运动时,阀口的最小过流面积随面积梯度的变化而变化。但是,这种方法在阀加工完成后便由阀芯或阀套的机械结构限定,无法在工程应用中实现流量增益可控可调。第二种方式需要多组电液控制阀(电液比例或伺服阀)协同控制同一执行元件,各阀独立控制,实现多级调节,能满足流量增益切换改变的要求,但组合阀体积较大,控制系统复杂。
因此,上述现有技术中电液控制阀至少存在如下技术问题:流量增益被自身机械结构限定或流量增益控制系统体积庞大且控制复杂的技术问题。
申请内容
本申请实施例通过提供一种可调控流量增益的电液控制阀,用以解决现有技术中的电液控制阀的流量增益被自身机械结构限定或流量增益控制系统体积庞大且控制复杂的技术问题。本申请实施例通过设置上下叠放的上压力补偿板、阀芯和下压力补偿板扣合形成进油通道、出油通道和回油通道,且当阀芯发生水平面上的偏移后,连通进油通道和出油通道的阀口面积梯度会发生改变;通过设置可驱动阀芯左右移动的第一导向约束机构和驱动阀芯前后移动的第二导向约束机构在两个自由度方向上推动阀芯做复合运动,连续改变阀芯阀口的开口面积梯度,从而改变流量增益,实现对控制阀流量增益的调控。由于本申请实施例的第一导向约束机构和第二导向约束机构是对单个控制阀基于正常流量或压力控制的基础上对控制阀原本固定的流量增益进行控制和调节,不仅使得控制阀的流量增益不再被自身机械结构限定,同时控制机构结构简单,体积小,实现了极大的改善电液控制系统的动态性能的有益效果,且由于阀口连续曲线流量调节的连续性较好,流量在切换过程中流体无明显瞬态冲击,加之通过压力补偿板在压力补偿的作用下减小了阀芯的上下间隙,进而减少了泄漏,可有效提高控制阀的控制精度。
为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种可调控流量增益的电液控制阀,所述的液压阀包括上下固定相连的上阀体和下阀体,所述的上阀体的下表面上设有凹槽,所述的凹槽内由上至下依次设有均仅能上下移动的上压力补偿板和下压力补偿板;
所述的上压力补偿板和所述的下压力补偿板之间设有阀芯,所述阀芯的四周分别设有驱动所述的阀芯沿左右方向移动的第一导向约束机构和驱动所述的阀芯沿前后方向移动的第二导向约束机构;
所述的第一导向约束机构包括均沿左右方向相对设置的第一电-机械转换器和第一约束器,所述的第一电-机械转换器位于所述上阀体外并固定在所述上阀体的左侧面上;所述的第一电-机械转换器具有水平向右延伸并穿入所述凹槽内的第一驱动杆,且所述的第一驱动杆抵触在所述阀芯的左侧面上,以驱动所述的阀芯沿左右方向移动;所述的第一约束器包括第一挡板和第一弹簧推杆,所述的第一挡板固定在所述上阀体的右侧面上,所述的第一弹簧推杆沿左右方向水平贯穿所述的第一挡板,所述的第一弹簧推杆的右端与所述的第一挡板螺纹连接,所述第一弹簧推杆的左端延伸至所述的凹槽内并通过第一弹簧连接有第一弹簧压头,所述的第一弹簧可沿左右方向伸缩,所述的第一弹簧压头连接有第一压球,且所述的第一压球抵触在所述阀芯的右侧面上;
所述的第二导向约束机构包括均沿前后方向相对设置的第二电-机械转换器和第二约束器,所述的第二电-机械转换器位于所述上阀体外并固定在所述上阀体的前侧面上;所述的第二电-机械转换器具有水平穿入所述凹槽内的第二驱动杆,且所述的第二驱动杆抵触在所述阀芯的前侧面上,以驱动所述的阀芯沿前后方向移动;所述的第二约束器包括第二挡板和第二弹簧推杆,所述的第二挡板固定在所述上阀体的后侧面上,所述的第二弹簧推杆沿前后方向水平贯穿所述的第二挡板,所述的第二弹簧推杆的后端与所述的第二挡板螺纹连接,所述第二弹簧推杆的前端延伸至所述的凹槽内并通过第二弹簧连接有第二弹簧压头,所述的第二弹簧可沿前后方向伸缩,所述的第二弹簧压头连接有第二压球,且所述的第二压球抵触在所述阀芯的右侧面上;
所述的上压力补偿板的下表面上分别设有上进油槽、上出油槽和上低压槽;
所述的下压力补偿板的上表面上分别设有第一下进油槽、第一下出油槽和第一下低压槽;所述的下压力补偿板的下表面上分别设有第二下进油槽、第二下出油槽和第二下低压槽,其中,所述的第二下进油槽与所述的第一下进油槽关于所述的下压力补偿板的中心横截面对称设置,所述的第二下出油槽与所述的第一下出油槽关于所述的下压力补偿板的中心横截面对称设置,所述的第二下低压槽与所述的第一下低压槽关于所述的下压力补偿板的中心横截面对称设置;且所述第二下进油槽与所述的第一下进油槽通过下进油孔连通,所述的第二下出油槽与所述的第一下出油槽通过下出油孔连通,所述的第二下低压槽与所述的第一下低压槽通过下低压孔连通;所述的阀芯上分别设有上下贯通的中进油槽、中出油槽和中低压孔,所述的中出油槽的右侧、所述上进油槽的左侧以及所述第一下进油槽的左侧构成阀口,所述的中出油槽的右侧边在所述的阀芯上的投影是阀口曲线,且所述的阀口曲线是曲线或折线;
所述的第一下进油槽和所述的上进油槽上下对称设置,所述的第一下出油槽和所述的上出油槽上下对称设置,所述的第一下低压槽和所述的上低压槽上下对称设置;所述的中出油槽和所述的中进油槽左右间隔设置,且所述的中出油槽沿左右方向的长度大于所述第一下出油槽与所述第一下进油槽之间的距离;
所述的下阀体的下表面上设有进油口、出油口和回油口,所述的下阀体内分别设有进油流道、出油流道和低压流道,所述的第二下进油槽经所述的进油流道与所述的进油口连通,所述的第二下出油槽经所述的出油流道与所述的出油口连通,所述的第二下低压槽经所述低压流道与所述的回油口连通;
所述的第二下进油槽、所述的下进油孔、所述的第一下进油槽、所述的中进油槽和所述的上进油槽上下对准并贯通,以形成高压腔;所述的第二下出油槽、所述的下出油孔、所述的第一下出油槽、所述的中出油槽和所述的上出油槽上下对准并贯通,以形成工作腔;所述的第二下低压槽、所述的下低压通孔、所述的第一下低压槽、所述的中低压孔和所述的上低压槽上下对准并贯通,以形成低压腔;所述的高压腔经所述的进油流道与所述的进油口连通,以构成进油通道;所述的工作腔经所述的出油流道与所述的出油口连通,以构成出油通道;所述的低压腔经所述的低压流道与所述的回油口连通,以构成回油通道;
所述的上压力补偿板内设有若干个上低压孔,所述的上低压孔的底端开口延伸至所述的上低压槽内并与所述的上低压槽连通,所述的上低压孔的顶端开口位于所述的上压力补偿板的上表面上;
所述的控制阀还包括压力补偿装置,所述的压力补偿装置包括开设在所述上阀体下表面上的第一安装槽和第二安装槽,且所述的第一安装槽和所述的上压力补偿板的上表面围合成第一调节腔,所述的第二安装槽和所述的上压力补偿板的上表面围合成第二调节腔;所述的第一调节腔内设有仅可上下移动的第一调节活塞,所述的第二调节腔内设有仅可上下移动的第二调节活塞,且所述第一调节腔的内壁面与所述的第一调节活塞的外周面之间设有第一密封装置,所述第二调节腔的内壁面与所述的第二调节活塞的外周面之间设有第二密封装置;
所述的上阀体上还设有用于向所述第一调节活塞上方输入高压控制油的第一压力调节孔和用于向所述第二调节活塞上方输入工作压控制油的第二压力调节孔;所述的第一压力调节孔的底端与所述的第一安装槽的槽底连通,所述的第一压力调节孔的顶端位于所述阀体的上表面上并与出油口连通,所述的第二压力调节孔的底端与所述第二安装槽的槽底连通,所述的第二压力调节孔的顶端位于所述阀体的上表面上并与进油口连通。
进一步的,所述的第一下出油槽和所述的第一下进油槽均为方形槽,所述的第一下出油槽和所述的第一下进油槽间隔设置且左右对齐,所述的第一下低压槽是环绕在所述第一下进油槽和所述的第一下出油槽周围的第一圆形环槽;
所述的第二下出油槽和所述的第二下进油槽均为方形槽,所述的第二下出油槽和所述的第二下进油槽间隔设置且左右对齐,所述的第二下低压槽是环绕在所述第二下进油槽和所述的第二下出油槽周围的第二圆形环槽;
所述的上进油槽和所述的上出油槽均为方形槽,且所述的上进油槽和所述的上出油槽间隔设置且左右对齐,所述的上低压槽是环绕在所述的上进油槽和所述的上出油槽周围的第三圆形环槽。
进一步的,所述的中进油槽是椭圆形槽或矩形槽。
进一步的,所述的阀口曲线包括依次相连的第一线段、第二线段和第三线段,所述的第二线段位于所述的第一线段和所述的第二线段的右侧;所述的第一线段和所述的第二线段之间具有第一折角,所述的第三线段和所述的第二线段之间具有第二折角,且所述的第一折角和所述的第二折角大小相同。
进一步的,所述的中出油槽包括位于左侧的矩形槽和位于右侧的梯形槽,且所述的矩形槽的右侧与所述的梯形槽的左侧相连通;所述的矩形槽在所述的阀芯的上端面上的投影是矩形,所述的梯形槽在所述的阀芯的上端面上的投影是梯形,所述矩形的右侧边与所述的梯形的下底边共线。
进一步的,所述的中出油槽是由若干个间隔设置的条形槽组合而成,所述的条形槽相互平行,所述的条形槽自左向右水平延伸,所述条形槽的左端相对齐,所述条形槽的长度不相同。
进一步的,所述的上压力补偿板上间隔设有若干个上低压孔,且各所述的上低压孔围绕所述上低压槽排成一圈。
进一步的,所述的中出油槽在所述阀芯下端面上的投影面积大于所述第一下出油槽在所述阀芯下端面上的投影面积;所述的中进油槽在所述阀芯下端面上的投影面积小于所述第一下进油槽在所述阀芯下端面上的投影面积。
进一步的,所述的阀芯上间隔设有若干个中低压孔,且各所述的中低压孔沿所述阀芯排成一圈,且所述的中低压孔与上方的上低压槽和下方的第一下低压槽均贯通。
进一步的,所述的阀芯呈板状,且所述的阀芯的前侧、后侧、左侧和右侧等角度间距分别设有一个竖直平面;其中,所述的第一驱动杆和所述的第二驱动杆分别抵触在左侧和前侧的所述竖直平面上;所述的第一压球与所述阀芯右侧的所述竖直平面点接触,所述的第二压球与所述阀芯后侧的所述竖直平面点接触。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
1)本申请实施例通过设置上下叠放的上压力补偿板、阀芯和下压力补偿板扣合形成进油通道、出油通道和回油通道,且当阀芯发生水平面上的偏移后,连通进油通道和出油通道的阀口面积梯度会发生改变;通过设置可驱动阀芯左右移动的第一导向约束机构和驱动阀芯前后移动的第二导向约束机构在两个自由度方向上推动阀芯做复合运动,连续改变阀芯阀口的开口面积梯度,从而改变流量增益,实现对控制阀流量增益的调控。由于本申请实施例的第一导向约束机构和第二导向约束机构是对单个控制阀基于正常流量或压力控制的基础上对控制阀原本固定的流量增益进行控制和调节,不仅使得控制阀的流量增益不再被自身机械结构限定,同时控制机构结构简单,体积小,克服了现有技术中电液控制阀的流量增益被自身机械结构限定或控制结构体积庞大的技术问题,实现了极大的改善电液控制系统的动态性能的有益效果。且由于阀口连续曲线流量调节的连续性较好,流量在切换过程中流体无明显瞬态冲击,加之通过压力补偿板在压力补偿的作用下减小了阀芯的上下间隙,进而减少了泄漏,可有效提高控制阀的控制精度。
2)通过在浮动的阀芯上下分别设置上压力补偿板和下压力补偿板,并在上压力补偿板上设置压力补偿装置,调节压力补偿装置使上压力补偿板向下运动并压紧阀芯,使得阀芯上下两端面与上压力补偿板和下压力补偿板的间隙减小,从而减少了该间隙的泄漏量,可有效提高所述控制阀的流量控制精度。
3)所述的阀芯上下两端面与上压力补偿板和下压力补偿板的间隙减小,还可以防止油液污染物、颗粒物进入工作间隙,使得阀芯不易被污染物划伤、磨损、卡滞。
4)所述的阀口曲线可以做成连续式也可以做成离散式,连续阀口曲线可实现无级调节流量增益的功能,离散阀口曲线可实现有级调节流量增益的功能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀的剖视图;
图2为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀的结构示意图;
图3为图2中B-B向剖视图;
图4为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀的部分结构爆炸图;
图5为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀的压力计算示意图一;
图6为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀的压力计算示意图二;
图7为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀流量增益调节工作原理图;
图8为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀阀芯离散结构示意图。
附图标记说明:第一电-机械转换器1,上阀体2,下压力补偿板3,上压力补偿板4,第一调节活塞5,第二调节活塞6,阀芯7,第一压球8,第一弹簧压头9,第一弹簧10,第一弹簧推杆11,第一挡板12,下阀体13,第二电-机械转换器14,第二压球15,第二弹簧压头16,第二弹簧17,第二弹簧推杆18,第二挡板19,第一下进油槽p1,中进油槽p2,上进油槽p3,下进油孔p4,第二下进油槽p5,第一下出油槽a1,中出油槽a2,上出油槽a3,下出油孔a4,第二下出油槽a5,第一下低压槽t1,下低压孔t2,上低压槽t3,上低压孔t4,中低压孔t5,第二下低压槽t6,进油口P、出油口A、回油口T,进油流道p、出油流道a,低压流道t,高压腔P1,工作腔A1,低压腔T1,阀口曲线L,第一线段L1、第二线段L2,第三线段L3,条形槽e。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种可调控流量增益的电液控制阀,用以解决现有技术中的电液控制阀的流量增益被自身机械结构限定或流量增益控制系统体积庞大且控制复杂的技术问题。
为了解决上述技术问题,本申请提供的技术方案总体思路如下:通过设置上下叠放的上压力补偿板、阀芯和下压力补偿板扣合形成进油通道、出油通道和回油通道,且当阀芯发生水平面上的偏移后,连通进油通道和出油通道的阀口面积梯度会发生改变;通过设置可驱动阀芯左右移动的第一导向约束机构和驱动阀芯前后移动的第二导向约束机构在两个自由度方向上推动阀芯做复合运动,连续改变阀芯阀口的开口面积梯度,从而改变流量增益,实现对控制阀流量增益的调控。由于本申请实施例的第一导向约束机构和第二导向约束机构是对单个控制阀基于正常流量或压力控制的基础上对控制阀原本固定的流量增益进行控制和调节,不仅使得控制阀的流量增益不再被自身机械结构限定,同时控制机构结构简单,体积小,克服了现有技术中电液控制阀的流量增益被自身机械结构限定或控制系统体积庞大且控制复杂的技术问题,实现了极大的改善电液控制系统的动态性能的有益效果。且由于阀口连续曲线流量调节的连续性较好,流量在切换过程中流体无明显瞬态冲击,加之通过压力补偿板在压力补偿的作用下减小了阀芯的上下间隙,进而减少了泄漏,可有效提高控制阀的控制精度。
下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
图1为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀的剖视图,图2为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀的结构示意图,图3为图2中B-B向剖视图,图4为本发明实施例中一种可调控流量增益的电液控制阀的部分结构爆炸图,如图1、2、3、4所示,所述的液压阀包括上下固定相连的上阀体2和下阀体13,所述的上阀体2的下表面上设有凹槽,所述的凹槽内由上至下依次设有均仅能上下移动的上压力补偿板4和下压力补偿板3。
所述的上压力补偿板4和所述的下压力补偿板3之间设有阀芯7,所述阀芯7的四周分别设有驱动所述的阀芯7沿左右方向移动的第一导向约束机构和驱动所述的阀芯7沿前后方向移动的第二导向约束机构。
具体的,所述的上压力补偿板4和所述的下压力补偿板3与所述的凹槽间隙配合,所述的凹槽内仅留有供所述的上压力补偿板4和下压力补偿板3上下移动的上下空隙即可限定所述的上压力补偿板4和下压力补偿板3仅能上下移动。所述的上压力补偿板4、所述的下压力补偿板3和所述的阀芯7均为高硬度、耐磨、摩擦系数小、且表面光洁度高的材料制作的,例如陶瓷。
需要说明的是,本实施例以面向图1时的上方为上方向,以面向图1的下方为下方向,以面向图1时的左侧为左方向,以面向图1时的右侧为右方向,以图1面向观察者的一面为前,背向观察者的一面为后,且上、下、左、右、前、后方向的限定仅为了描述方便,并非对本发明技术方案的限制。
如图3、4、7所示,所述的第一导向约束机构包括均沿左右方向相对设置的第一电-机械转换器1和第一约束器,所述的第一电-机械转换器1位于所述上阀体2外并固定在所述上阀体2的左侧面上;所述的第一电-机械转换器具有水平向右延伸并穿入所述凹槽内的第一驱动杆,且所述的第一驱动杆抵触在所述阀芯的左侧面上,以驱动所述的阀芯7沿左右方向移动;所述的第一约束器包括第一挡板12和第一弹簧推杆11,所述的第一挡板12固定在所述上阀体2的右侧面上,所述的第一弹簧推杆11沿左右方向水平贯穿所述的第一挡板12,所述的第一弹簧推杆11的右端与所述的第一挡板12螺纹连接,所述第一弹簧推杆11的左端延伸至所述的凹槽内并通过第一弹簧10连接有第一弹簧压头9,所述的第一弹簧10可沿左右方向伸缩,所述的第一弹簧压头9连接有第一压球8,且所述的第一压球8抵触在所述阀芯7的右侧面上;。
所述的第二导向约束机构包括均沿前后方向相对设置的第二电-机械转换器14和第二约束器,所述的第二电-机械转换器14位于所述上阀体2外并固定在所述上阀体2的前侧面上;所述的第二电-机械转换器14具有水平穿入所述凹槽内的第二驱动杆,且所述的第二驱动杆抵触在所述阀芯7的前侧面上,以驱动所述的阀芯7沿前后方向移动;所述的第二约束器包括第二挡板19和第二弹簧推杆18,所述的第二挡板19固定在所述上阀体2的后侧面上,所述的第二弹簧推杆18沿前后方向水平贯穿所述的第二挡板19,所述的第二弹簧推杆18的后端与所述的第二挡板19螺纹连接,所述第二弹簧推杆18的前端延伸至所述的凹槽内并通过第二弹簧17连接有第二弹簧压头16,所述的第二弹簧17可沿前后方向伸缩,所述的第二弹簧压头16连接有第二压球15,且所述的第二压球15抵触在所述阀芯7的右侧面上。
具体的,所述的阀芯7呈板状,所述的阀芯7的前侧、后侧、左侧和右侧分别设有一个竖直平面(例如,所述的阀芯7在所述下压力补偿板3上的投影是八边形),第一驱动杆和第二驱动杆分别抵触在左侧和前侧的所述竖直平面上;所述的第一压球8和所述的第二压球15均是钢珠,第一压球8与上阀芯7右侧的竖直平面为点接触,第二压球15与所述的阀芯7后侧的竖直平面为点接触。
具体的,通过转动第一弹簧推杆11使第一弹簧推杆11与第一挡板12因螺纹连接的轴向相对运动转化为第一弹簧推杆11的轴向位移,可以调节第一弹簧10的预紧力;同理,通过转动第二弹簧推杆18使第二弹簧推杆18与第二挡板19因螺纹连接的轴向相对运动转化为第二弹簧推杆18的轴向位移,可以调节第二弹簧17的预紧力。
如图4所示,所述的上压力补偿板4的下表面上分别设有上进油槽p3、上出油槽a3和上低压槽t3。
如图、5所示,所述下压力补偿板3的上表面上分别设有第一下进油槽p1、第一下出油槽a1和第一下低压槽t1;所述的下压力补偿板3的下表面上分别设有第二下进油槽p5、第二下出油槽a5和第二下低压槽t6,其中,所述的第二下进油槽p5与所述的第一下进油槽p1关于所述的下压力补偿板3的中心横截面对称设置,所述的第二下出油槽a5与所述的第一下出油槽a1关于所述的下压力补偿板3的中心横截面对称设置,所述的第二下低压槽t6与所述的第一下低压槽t1关于所述的下压力补偿板3的中心横截面对称设置;且所述第二下进油槽p5与所述的第一下进油槽p1通过下进油孔p4连通,所述的第二下出油槽a5与所述的第一下出油槽a1通过下出油孔a4连通,所述的第二下低压槽t6与所述的第一下低压槽t1通过下低压孔t2连通。
具体的,所述的中心横截面指的是所述的下压力补偿板3位于沿上下方向的中间的横截面。
如图4,6所示,所述的阀芯7上分别设有上下贯通的中进油槽p2、中出油槽a2和中低压孔t5,所述的中出油槽a2的右侧、所述上进油槽p3的左侧以及所述第一下进油槽p1的左侧构成阀口,所述的中出油槽a2的右侧边在所述的阀芯7上的投影是阀口曲线L,且所述的阀口曲线L是曲线或折线。
具体的,当所述的中出油槽a2的右侧、所述的上进油槽p3的左侧和所述的第一下进油槽p1的左侧上下贯通时,阀口打开;当所述的中出油槽a2的右侧和所述的上进油槽p3的左侧、所述的第一下进油槽p1的左侧错开时,阀口关闭。此时,所述的阀芯7处于原始位置。如图1、4所示,所述的第一下进油槽p1和所述的上进油槽p3上下对称设置,所述的第一下出油槽a1和所述的上出油槽a3上下对称设置,所述的第一下低压槽t1和所述的上低压槽t3上下对称设置;所述的中出油槽a2和所述的中进油槽p2左右间隔设置,且所述的中出油槽a2沿左右方向的长度大于所述第一下出油槽a1与所述第一下进油槽p1之间的距离(由于所述的第一下出油槽a1与所述的上出油槽a3对称设置,所述的第一下进油槽p1与所述的上进油槽p3对称设置,则所述的中出油槽a2沿左右方向的长度也必然大于所述上出油槽a3与所述上进油槽p3之间的距离);以使所述的中出油槽a2在阀芯7处于开启状态时能同时连通进油通道和出油通道。
具体的,所述的下进油槽p1和所述的上进油槽p3关于所述的阀芯7所在的平面上下对称设置,所述的下出油槽a1和所述的上出油槽a3关于所述的阀芯所在7的平面上下对称设置,所述的第一下低压槽t1和所述的上低压槽t3关于所述的阀芯7所在的平面上下对称设置。
如图1、3所示,所述的下阀体13的下表面上设有进油口P、出油口A和回油口T,所述的下阀体13内分别设有进油流道p、出油流道a和低压流道t,所述的第二下进油槽p5经所述的进油流道p与所述的进油口P连通,所述的第二下出油槽a5经所述的出油流道a与所述的出油口A连通,所述的第二下低压槽t6经所述低压流道t与所述的回油口T连通。
所述的第二下进油槽p5、所述的下进油孔p4、所述的第一下进油槽p1、所述的中进油槽p2、所述的上进油槽p3、p5上下对准并贯通,以形成高压腔P1;所述的第二下出油槽a5、所述的下出油孔a4、所述的第一下出油槽a1、所述的中出油槽a2、所述的上出油槽a3、a5上下对准并贯通,以形成工作腔A1;所述的第二下低压槽t6、所述的下低压通孔t2、所述的第一下低压槽t1、所述的中低压孔t5和所述的上低压槽t3上下对准并贯通,为构成低压腔T1;所述的高压腔P1经所述的进油流道p与所述的进油口P连通,以构成进油通道;所述的工作腔A1经所述的出油流道a与所述的出油口A连通,以构成出油通道;所述的低压腔T1经所述的低压流道t与所述的回油口T连通,以构成回油通道。
如图1、4所示,所述的上压力补偿板4内设有若干个上低压孔t4,所述的上低压孔t4的底端开口延伸至所述的上低压槽t3内,并与所述的上低压槽t3连通,所述的上低压孔t4的顶端开口位于所述的上压力补偿板4的上表面上。
如图1、5所示,所述的控制阀还包括压力补偿装置,所述的压力补偿装置包括开设在所述上阀体2下表面上的第一安装槽和第二安装槽,且所述的第一安装槽和所述的上压力补偿板4的上表面围合成第一调节腔,所述的第二安装槽和所述的上压力补偿板4的上表面围合成第二调节腔;所述的第一调节腔内设有仅可上下移动的第一调节活塞5,所述的第二调节腔内设有仅可上下移动的第二调节活塞6,且所述第一调节腔的内壁面与所述的第一调节活塞5的外周面之间设有第一密封装置,所述第二调节腔的内壁面与所述的第二调节活塞6的外周面之间设有第二密封装置。
所述的上阀体2上还设有用于向所述第一调节活塞5上方输入高压控制油的第一压力调节孔和用于向所述第二调节活塞6上方输入工作压控制油的第二压力调节孔;所述的第一压力调节孔的底端与所述的第一安装槽的槽底连通,所述的第一压力调节孔的顶端位于所述阀体2的上表面上并与出油口A连通,所述的第二压力调节孔的底端与所述第二安装槽的槽底连通,所述的第二压力调节孔的顶端位于所述阀体2的上表面上并与进油口P连通。
具体的,当第一电-机械转换器1、第二电-机械转换器14无动作时,所述的阀芯7处于原始位置,所述的阀芯7的阀口关闭,所述的高压腔P1与所述的工作腔A1不连通,即所述的进油口P与所述的出油口A不连通。所述的阀芯7在其上端面、下端面相等压力油膜的作用下处于悬浮状态。下压力补偿板3上下端面受到相同压力油膜作用,处于平衡悬浮状态。
本申请实施例通过设置上下叠放的上压力补偿板4、阀芯7和下压力补偿板3扣合形成进油通道、出油通道和回油通道,且当阀芯7发生水平面上的偏移后,连通进油通道和出油通道的阀口面积梯度会发生改变;通过设置可驱动阀芯7左右移动的第一导向约束机构和驱动阀芯前后移动的第二导向约束机构在两个自由度方向上推动阀芯7做复合运动,连续改变阀芯7阀口的开口面积梯度,从而改变流量增益,实现对控制阀流量增益的调控。由于本申请实施例的第一导向约束机构和第二导向约束机构是对单个控制阀基于正常流量或压力控制的基础上对控制阀原本固定的流量增益进行控制和调节,不仅使得控制阀的流量增益不再被自身机械结构限定,同时控制机构结构简单,体积小,克服了现有技术中电液控制阀的流量增益被自身机械结构限定或控制系统体积庞大且控制复杂的技术问题,实现了极大的改善电液控制系统的动态性能的有益效果。
另外,由于阀口连续曲线流量调节的连续性较好,流量在切换过程中流体无明显瞬态冲击,加之通过压力补偿板在压力补偿的作用下减小了阀芯的上下间隙,进而减少了泄漏,可有效提高控制阀的控制精度。
其次,通过在浮动的阀芯7上下分别设置上压力补偿板4和下压力补偿板3,并在上压力补偿板4上设置压力补偿装置,调节压力补偿装置使上压力补偿板4向下运动并压紧阀芯7,使得阀芯7上下两端面与上压力补偿板4下端面和下压力补偿板3的上端面的间隙减小,从而减少了通过该间隙的泄漏量,可有效提高所述控制阀的流量控制精度。
最后,阀芯7上下两端面与上压力补偿板4和下压力补偿板3的间隙减小,还可以防止油液污染物、颗粒物进入工作间隙,使得阀芯7不易被污染物划伤、磨损、卡滞。
具体的,当本发明所述的控制阀是电液比例阀时,所述的第一电-机械转换器1和所述的第二电-机械转换器14均是比例电-机械转换器;当本发明所述的控制阀是电液伺服阀时,所述的第一电-机械转换器1和所述的第二电-机械转换器14均是伺服电-机械转换器。所述的比例电-机械转换器和所述的伺服电-机械转换器提供动力驱动所述的阀芯7移动,且还可以设置控制器,控制所述的比例电-机械转换器或所述的伺服电-机械转换器按需动作。
进一步的,所述的上压力补偿板4和所述的下压力补偿板3与所述的凹槽间隙配合。
进一步的,所述的第一下出油槽a1和所述的第一下进油槽p1均为方形槽,所述的第一下出油槽a1和所述的第一下进油槽p1间隔设置且左右对齐,所述的第一下低压槽t1是环绕在所述第一下进油槽p1和所述的第一下出油槽a1周围的第一圆形环槽;所述的第二下出油槽a5和所述的第二下进油槽p5均为方形槽,所述的第二下出油槽a5和所述的第二下进油槽p5间隔设置且左右对齐,所述的第二下低压槽t6是环绕在所述第二下进油槽p5和所述的第二下出油槽a5周围的第二圆形环槽;所述的上进油槽p3和所述的上出油槽a3均为方形槽,且所述的上进油槽p3和所述的上出油槽a3间隔设置且左右对齐,所述的上低压槽t3是环绕在所述的上进油槽p3和所述的上出油槽a3周围的第三圆形环槽。
进一步的,所述的下压力补偿板3上间隔设有若干个下低压孔t2,且各所述的下低压孔t2沿所述第一下低压槽t1排成一圈。进一步的,所述的上压力补偿板4上间隔设有若干个上低压孔t4,且各所述的上低压孔t4沿所述上低压槽t3排成一圈。进一步的,所述的阀芯7上间隔设有若干个中低压孔t5,且各所述的中低压孔t5沿所述阀芯7排成一圈,且所述的中低压孔t5与上方的上低压槽t3和下方的第一下低压槽t1均贯通。进一步的,所述的中进油槽p2是椭圆形槽或矩形槽。
进一步的,所述的阀口曲线L包括依次相连的第一线段L1、第二线段L2和第三线段L3,所述的第二线段L2位于所述的第一线段L1和所述的第二线段L3的右侧,且所述的第一线段L1和所述的第二线段L2之间具有第一折角,所述的第三线段L3和所述的第二线段L2之间具有第二折角,且所述的第一折角和所述的第二折角大小相同。
进一步的,所述的中出油槽a2包括位于左侧的矩形槽和位于右侧的梯形槽,且所述的矩形槽的右侧与所述的梯形槽的左侧相连通;所述的矩形槽在所述的阀芯7的上端面上的投影是矩形,所述的梯形槽在所述的阀芯7的上端面上的投影是梯形,所述矩形的右侧边与所述的梯形的下底边共线。
进一步的,如图8所示,所述的中出油槽a2在所述阀芯7下端面上的投影面积大于所述第一下出油槽a1在所述阀芯7下端面上的投影面积;所述的中进油槽p2在所述阀芯7下端面上的投影面积小于所述第一下进油槽p1在所述阀芯7下端面上的投影面积。
或者,所述的中出油槽a2可为不连续的离散形式,即所述的中出油槽a2是由若干个间隔设置的条形槽e组合而成,所述的条形槽e相互平行,所述的条形槽e自左向右水平延伸,所述条形槽e的左端相对齐,所述条形槽e的长度不相同,如图8所示,位于正中间的条形槽e的长度最长,前后两侧的条形槽e的长度递减。
具体的,所述的阀口曲线L做成连续式也可以做成离散式,连续阀口曲线L可实现无级调节流量增益的功能,离散阀口曲线L可实现有级调节流量增益的功能。
进一步的,所述的第一密封装置和所述的第二密封装置均为密封圈。
具体的,所述的第一调节活塞5和所述的第二调节活塞6上的密封圈用于隔离第一调节活塞5或所述的第二调节活塞6上下两端面的油液。
进一步的,所述的上压力补偿板4和所述的下压力补偿板3均为圆柱体状,且所述的上压力补偿板4、所述的下压力补偿板3在周向上为销轴、工作平面等定位方式,保证所述的上压力补偿板4、所述的下压力补偿板3只能垂直方向浮动,不能转动。阀芯7在第一电-机械转换器1和第二电-机械转换器14的作用下,只能左右、前后滑动,不能转动,从而保证构成阀口的阀芯7的中出油槽a2右侧上下两边分别与上进油槽p3的左侧边和下进油槽p1的左侧边在原始状态下能重合,使得在原始状态下阀口关闭。
本实施例所述的液压阀的工作原理如下:
所述的高压腔P1中的高压油经过阀芯7与上压力补偿板4、阀芯7与下压力补偿板3之间的间隙流入所述的低压腔T1内,在阀芯7上下两端面分别形成相同的压力油膜;同理,所述的工作腔A1中的油液经过阀芯7与上压力补偿板4、阀芯7与下压力补偿板3之间的间隙流入到所述的低压腔T1中,在阀芯7上下两端面分别形成相同的压力油膜。
所述的下压力补偿板3的上、下端面结构特征完全一直,所以上、下端面所受压力相等,下压力补偿板3处于压力平衡状态,从而使得所述的下压力补偿板3悬浮。
所述的压力油膜使得所述的阀芯7的上下两端面的间隙压力相等,从而使得所述的阀芯7悬浮。
所述的上压力补偿板4的下端面与所述的阀芯7的上端面之间形成压力油膜。对于所述的上压力补偿板4的上端面,一方面,所述的低压腔T1内的油液通过所述上压力补偿板4上的上低压孔t4覆盖所述的上压力补偿板4的上端面并形成低压油膜;另一方面,所述的第二压力调节孔引入高压控制油作用在第二调节活塞6上,所述的第一压力调节孔引入工作压控制油作用在第一调节活塞5上,第一调节活塞5、第二调节活塞6均作用在所述的上压力补偿板4的上端面上,形成压力补偿。所述的上压力补偿板4的下端面受到压力油膜垂直向上的作用力,所述的上压力补偿板4的上端面受到第一调节活塞5、第二调节活塞6垂直向下的压力和回油口T作用在下端面上的压力的合力F,合力F的方向垂直向下,此处保证所述的上压力补偿板4的上下端面作用力合力F表达式:
F=M·S4+N·S3-P2·S2-A2·S1>0
上式中,M为进油口压力,N为出油口压力,P2为高压腔P1至低压腔T1阀芯7端面间隙压力油膜分布的等效压力,A2为工作腔A1至低压腔T1阀芯7端面间隙压力油膜分布的等效压力;S4为第二调节活塞6的端面面积,S3为第一调节活塞5的端面面积,S2为高压腔P1至低压腔T1阀芯7端面间隙压力油膜的等效面积,S1为工作腔A1至低压腔T1阀芯7端面间隙压力油膜的等效面积,如图5、6所示。
当F>0时,所述的上压力补偿板4的上端面压力大于下端面压力,所述的上压力补偿板4垂直向下运动,压紧所述的阀芯7和所述的下压力补偿板3,且其压紧力为F。
假定进油口P与出油口A压力不变,控制压力变量P2、A2和面积变量S4、S3、S2、S1可以得到需要的合力F,即上压力补偿板4对阀芯7的压紧力,从而可以调节阀芯7的上端面与上压力补偿板4下端面、阀芯7的下端面与下压力补偿板3的上端面的间隙,间隙减小,可减少泄漏对控制流量的影响,提高所述控制阀的流量控制精度。
当第一电-机械转换器动作时,推动阀芯7向右移动,与此同时,第二电-机械转换器14动作时,推动阀芯7前后运动,阀芯7在阀芯中心平面内两个自由度方向发生组合往复运动,阀芯7往复运动规律为第一电-机械转换器1、第一电-机械转换器14控制器复合设定曲线;阀芯阀口按照工况特性需要设定阀口曲线L,在第一电-机械转换器1、第二电-机械转换器14设计运动规律下打开阀芯7的阀口,高压腔P1与工作腔A1沟通,即进油通道与出油通道沟通,阀芯7、上压力补偿板4和下压力补偿板3在上压力补偿板4所受合力F的作用下压紧,此时阀芯7的上端面与上压力补偿板4下端面之间、阀芯7的下端面与下压力补偿板3的上端面之间的间隙减小,从而减少泄漏,提高所述控制阀的流量控制精度。阀芯7、上压力补偿板4、下压力补偿板3均为高硬度、耐磨、摩擦系数小、表面光洁度高的陶瓷等材料,端面摩擦系数较小,阀芯7开启滑动需要克服的摩擦力、剪切力较小,需要的第一电-机械转换器1、第二电-机械转换器14推力较小。
当第一电-机械转换器1、第二电-机械转换器14均回原位时,阀芯7在第一弹簧10、第二弹簧17复合作用下滑动回原位,阀口按照阀芯7预设计运动规律关闭。高压腔P1与工作腔A1不沟通,进油通道与出油通道不沟通,完成一次工作循环。
本发明第一电-机械转换器1作用在阀芯7左侧平面的等效集中力与左侧第一约束器的第一钢珠8作用在阀芯右侧平面的作用力相等,作用力矩大小相等、方向相反;同理,第二电-机械转换器作用在阀芯前侧平面的等效集中力与后侧第二约束器的第二钢珠15作用在阀芯后侧平面的作用力相等,作用力矩大小相等、方向相反;第一约束器的第一驱动杆、第二约束器的第二驱动杆分别与阀芯7接触的平面具有导向和约束功能,阀芯7在运动过程中,受力与力矩平衡,不会发生转动,只能在阀芯7中心平面左右、前后两个自由度滑动。
本发明中在浮动的阀芯7上所设置压力补偿装置,通过压力补偿装置调节上压力补偿板4所受合力的大小和方向,促使上压力补偿板4垂直向下运动并压紧阀芯7和下压力补偿板3,以使阀芯7与上压力补偿板4、阀芯7与下压力补偿板3之间的间隙减小,减少泄漏对控制流量的影响,提高该阀的流量控制精度。
本发明的平板式阀芯7的阀口曲线L可以按照工况要求设计成函数曲线、复合曲线、异形曲线、经验曲线等各种连续曲线,同时,第一电-机械转换器1、第二电-机械转换器2可在阀芯7中心平面的左右、前后两个自由度方向按照控制策略针对不同的工况设计不同运动规律推动阀芯7做复合运动,连续改变阀芯阀口开口面积梯度,实现无级调节电液比例/伺服阀流量增益,提高了电液比例/伺服阀控制性能。
本发明的板式阀芯7的阀口曲线L也可以做成离散式,如图8所示。离散式的阀口曲线L仍与图6、7所示的阀芯阀口曲线L一致,各离散阀口之间沟通,避免压力油将各阀口间的隔板压溃,合理布局各个离散阀口间距,可实现有级调节流量增益的功能。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
1)本申请实施例通过设置上下叠放的上压力补偿板4、阀芯7和下压力补偿板3扣合形成进油通道、出油通道和回油通道,且当阀芯7发生水平面上的偏移后,连通进油通道和出油通道的阀口面积梯度会发生改变;通过设置可驱动阀芯7左右移动的第一导向约束机构和驱动阀芯前后移动的第二导向约束机构在两个自由度方向上推动阀芯7做复合运动,连续改变阀芯7阀口的开口面积梯度,从而改变流量增益,实现对控制阀流量增益的调控。由于本申请实施例的第一导向约束机构和第二导向约束机构是对单个控制阀基于正常流量或压力控制的基础上对控制阀原本固定的流量增益进行控制和调节,不仅使得控制阀的流量增益不再被自身机械结构限定,同时控制机构结构简单,体积小,克服了现有技术中电液控制阀的流量增益被自身机械结构限定或控制系统体积庞大且控制复杂的技术问题,实现了极大的改善电液控制系统的动态性能的有益效果,且由于阀口连续曲线流量调节的连续性较好,流量在切换过程中流体无明显瞬态冲击,加之通过压力补偿板在压力补偿的作用下减小了阀芯的上下间隙,可有效提高控制阀的控制精度。
2)通过在浮动的阀芯7上下分别设置上压力补偿板4和下压力补偿板3,并在上压力补偿板4上设置压力补偿装置,调节压力补偿装置使上压力补偿板4向下运动并压紧阀芯7,使得阀芯7与上压力补偿板4和下压力补偿板3之间的间隙减小,从而减少了通过该间隙的泄漏量,可有效提高所述控制阀的流量控制精度。
3)所述的阀芯7上下两端面与上压力补偿板4和下压力补偿板3的间隙减小,还可以防止油液污染物、颗粒物进入工作间隙,使得阀芯7不易被污染物划伤、磨损、卡滞。
4)所述的阀口曲线L可以做成连续式也可以做成离散式,连续阀口曲线L可实现无级调节流量增益的功能,离散阀口曲线L可实现有级调节流量增益的功能。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的液压阀包括上下固定相连的上阀体(2)和下阀体(13),所述的上阀体(2)的下表面上设有凹槽,所述的凹槽内由上至下依次设有均仅能上下移动的上压力补偿板(4)和下压力补偿板(3);
所述的上压力补偿板(4)和所述的下压力补偿板(3)之间设有阀芯(7),所述阀芯(7)的四周分别设有驱动所述的阀芯(7)沿左右方向移动的第一导向约束机构和驱动所述的阀芯(7)沿前后方向移动的第二导向约束机构;
所述的第一导向约束机构包括均沿左右方向相对设置的第一电-机械转换器(1)和第一约束器,所述的第一电-机械转换器(1)位于所述上阀体(2)外并固定在所述上阀体(2)的左侧面上;所述的第一电-机械转换器(1)具有水平向右延伸并穿入所述凹槽内的第一驱动杆,且所述的第一驱动杆抵触在所述阀芯(7)的左侧面上,以驱动所述的阀芯(7)沿左右方向移动;所述的第一约束器包括第一挡板(12)和第一弹簧推杆(11),所述的第一挡板(12)固定在所述上阀体(2)的右侧面上,所述的第一弹簧推杆(11)沿左右方向水平贯穿所述的第一挡板(12),所述的第一弹簧推杆(11)的右端与所述的第一挡板(12)螺纹连接,所述第一弹簧推杆(11)的左端延伸至所述的凹槽内并通过第一弹簧(10)连接有第一弹簧压头(9),所述的第一弹簧(10)可沿左右方向伸缩,所述的第一弹簧压头(9)连接有第一压球(8),且所述的第一压球(8)抵触在所述阀芯(7)的右侧面上;
所述的第二导向约束机构包括均沿前后方向相对设置的第二电-机械转换器(14)和第二约束器,所述的第二电-机械转换器(14)位于所述上阀体(2)外并固定在所述上阀体(2)的前侧面上;所述的第二电-机械转换器(14)具有水平穿入所述凹槽内的第二驱动杆,且所述的第二驱动杆抵触在所述阀芯(7)的前侧面上,以驱动所述的阀芯(7)沿前后方向移动;所述的第二约束器包括第二挡板(19)和第二弹簧推杆(18),所述的第二挡板(19)固定在所述上阀体(2)的后侧面上,所述的第二弹簧推杆(18)沿前后方向水平贯穿所述的第二挡板(19),所述的第二弹簧推杆(18)的后端与所述的第二挡板(19)螺纹连接,所述第二弹簧推杆(18)的前端延伸至所述的凹槽内并通过第二弹簧(17)连接有第二弹簧压头(16),所述的第二弹簧(17)可沿前后方向伸缩,所述的第二弹簧压头(16)连接有第二压球(15),且所述的第二压球(15)抵触在所述阀芯(7)的右侧面上;
所述的上压力补偿板(4)的下表面上分别设有上进油槽(p3)、上出油槽(a3)和上低压槽(t3);
所述的下压力补偿板(3)的上表面上分别设有第一下进油槽(p1)、第一下出油槽(a1)和第一下低压槽(t1);所述的下压力补偿板(3)的下表面上分别设有第二下进油槽(p5)、第二下出油槽(a5)和第二下低压槽(t6),其中,所述的第二下进油槽(p5)与所述的第一下进油槽(p1)关于所述的下压力补偿板(3)的中心横截面对称设置,所述的第二下出油槽(a5)与所述的第一下出油槽(a1)关于所述的下压力补偿板(3)的中心横截面对称设置,所述的第二下低压槽(t6)与所述的第一下低压槽(t1)关于所述的下压力补偿板(3)的中心横截面对称设置;且所述第二下进油槽(p5)与所述的第一下进油槽(p1)通过下进油孔(p4)连通,所述的第二下出油槽(a5)与所述的第一下出油槽(a1)通过下出油孔(a4)连通,所述的第二下低压槽(t6)与所述的第一下低压槽(t1)通过下低压孔(t2)连通;所述的阀芯(7)上分别设有上下贯通的中进油槽(p2)、中出油槽(a2)和中低压孔(t5),所述的中出油槽(a2)的右侧、所述上进油槽(p3)的左侧以及所述第一下进油槽(p1)的左侧构成阀口,所述的中出油槽(a2)的右侧边在所述的阀芯(7)上的投影是阀口曲线(L),且所述的阀口曲线(L)是曲线或折线;
所述的第一下进油槽(p1)和所述的上进油槽(p3)上下对称设置,所述的第一下出油槽(a1)和所述的上出油槽(a3)上下对称设置,所述的第一下低压槽(t1)和所述的上低压槽(t3)上下对称设置;所述的中出油槽(a2)和所述的中进油槽(p2)左右间隔设置,且所述的中出油槽(a2)沿左右方向的长度大于所述第一下出油槽(a1)与所述第一下进油槽(p1)之间的距离;
所述的下阀体(13)的下表面上设有进油口(P)、出油口(A)和回油口(T),所述的下阀体(13)内分别设有进油流道(p)、出油流道(a)和低压流道(t),所述的第二下进油槽(p5)经所述的进油流道(p)与所述的进油口(P)连通,所述的第二下出油槽(a5)经所述的出油流道(a)与所述的出油口(A)连通,所述的第二下低压槽(t6)经所述低压流道(t)与所述的回油口(T)连通;
所述的第二下进油槽(p5)、所述的下进油孔(p4)、所述的第一下进油槽(p1)、所述的中进油槽(p2)和所述的上进油槽(p3)上下对准并贯通,以形成高压腔(P1);所述的第二下出油槽(a5)、所述的下出油孔(a4)、所述的第一下出油槽(a1)、所述的中出油槽(a2)和所述的上出油槽(a3)上下对准并贯通,以形成工作腔(A1);所述的第二下低压槽(t6)、所述的下低压通孔(t2)、所述的第一下低压槽(t1)、所述的中低压孔(t5)和所述的上低压槽(t3)上下对准并贯通,以形成低压腔(T1);所述的高压腔(P1)经所述的进油流道(p)与所述的进油口(P)连通,以构成进油通道;所述的工作腔(A1)经所述的出油流道(a)与所述的出油口(A)连通,以构成出油通道;所述的低压腔(T1)经所述的低压流道(t)与所述的回油口(T)连通,以构成回油通道;
所述的上压力补偿板(4)内设有若干个上低压孔(t4),所述的上低压孔(t4)的底端开口延伸至所述的上低压槽(t3)内并与所述的上低压槽(t3)连通,所述的上低压孔(t4)的顶端开口位于所述的上压力补偿板(4)的上表面上;
所述的控制阀还包括压力补偿装置,所述的压力补偿装置包括开设在所述上阀体(2)下表面上的第一安装槽和第二安装槽,且所述的第一安装槽和所述的上压力补偿板(4)的上表面围合成第一调节腔,所述的第二安装槽和所述的上压力补偿板(4)的上表面围合成第二调节腔;所述的第一调节腔内设有仅可上下移动的第一调节活塞(5),所述的第二调节腔内设有仅可上下移动的第二调节活塞(6),且所述第一调节腔的内壁面与所述的第一调节活塞(5)的外周面之间设有第一密封装置,所述第二调节腔的内壁面与所述的第二调节活塞(6)的外周面之间设有第二密封装置;
所述的上阀体(2)上还设有用于向所述第一调节活塞(5)上方输入高压控制油的第一压力调节孔和用于向所述第二调节活塞(6)上方输入工作压控制油的第二压力调节孔;所述的第一压力调节孔的底端与所述的第一安装槽的槽底连通,所述的第一压力调节孔的顶端位于所述阀体(2)的上表面上并与出油口(A)连通,所述的第二压力调节孔的底端与所述第二安装槽的槽底连通,所述的第二压力调节孔的顶端位于所述阀体(2)的上表面上并与进油口(P)连通。
2.如权利要求1所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的第一下出油槽(a1)和所述的第一下进油槽(p1)均为方形槽,所述的第一下出油槽(a1)和所述的第一下进油槽(p1)间隔设置且左右对齐,所述的第一下低压槽(t1)是环绕在所述第一下进油槽(p1)和所述的第一下出油槽(a1)周围的第一圆形环槽;
所述的第二下出油槽(a5)和所述的第二下进油槽(p5)均为方形槽,所述的第二下出油槽(a5)和所述的第二下进油槽(p5)间隔设置且左右对齐,所述的第二下低压槽(t6)是环绕在所述第二下进油槽(p5)和所述的第二下出油槽(a5)周围的第二圆形环槽;
所述的上进油槽(p3)和所述的上出油槽(a3)均为方形槽,且所述的上进油槽(p3)和所述的上出油槽(a3)间隔设置且左右对齐,所述的上低压槽(t3)是环绕在所述的上进油槽(p3)和所述的上出油槽(a3)周围的第三圆形环槽。
3.如权利要求1所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的中进油槽(p2)是椭圆形槽或矩形槽。
4.如权利要求1所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的阀口曲线(L)包括依次相连的第一线段(L1)、第二线段(L2)和第三线段(L3),所述的第二线段(L2)位于所述的第一线段(L1)和所述的第二线段(L3)的右侧;所述的第一线段(L1)和所述的第二线段(L2)之间具有第一折角,所述的第三线段(L3)和所述的第二线段(L2)之间具有第二折角,且所述的第一折角和所述的第二折角大小相同。
5.如权利要求4所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的中出油槽(a2)包括位于左侧的矩形槽和位于右侧的梯形槽,且所述的矩形槽的右侧与所述的梯形槽的左侧相连通;所述的矩形槽在所述的阀芯(7)的上端面上的投影是矩形,所述的梯形槽在所述的阀芯(7)的上端面上的投影是梯形,所述矩形的右侧边与所述的梯形的下底边共线。
6.如权利要求4所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的中出油槽(a2)是由若干个间隔设置的条形槽(e)组合而成,所述的条形槽(e)相互平行,所述的条形槽(e)自左向右水平延伸,所述条形槽(e)的左端相对齐,所述条形槽(e)的长度不相同。
7.如权利要求1所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的上压力补偿板(4)上间隔设有若干个上低压孔(t4),且各所述的上低压孔(t4)围绕所述上低压槽(t3)排成一圈。
8.如权利要求1所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的中出油槽(a2)在所述阀芯(7)下端面上的投影面积大于所述第一下出油槽(a1)在所述阀芯(7)下端面上的投影面积;所述的中进油槽(p2)在所述阀芯(7)下端面上的投影面积小于所述第一下进油槽(p1)在所述阀芯(7)下端面上的投影面积。
9.如权利要求1所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的阀芯(7)上间隔设有若干个中低压孔(t5),且各所述的中低压孔(t5)沿所述阀芯(7)排成一圈,且所述的中低压孔(t5)与上方的上低压槽(t3)和下方的第一下低压槽(t1)均贯通。
10.如权利要求1所述的一种可调控流量增益的电液控制阀,其特征在于:所述的阀芯(7)呈板状,且所述的阀芯(7)的前侧、后侧、左侧和右侧等角度间距分别设有一个竖直平面;其中,所述的第一驱动杆和所述的第二驱动杆分别抵触在左侧和前侧的所述竖直平面上;所述的第一压球(8)与所述阀芯(7)右侧的所述竖直平面点接触,所述的第二压球(15)与所述阀芯(7)后侧的所述竖直平面点接触。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111622996A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-09-04 | 江苏科技大学 | 异构多阀并联驱动电液伺服系统及控制方法 |
CN114185368A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-15 | 贵州航天朝阳科技有限责任公司 | 一种高精度流量比例控制阀 |
CN117590876A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 深圳市前海能源科技发展有限公司 | 并联阀门组的运行优化方法、系统、电子设备及存储介质 |
CN114185368B (zh) * | 2021-12-01 | 2024-05-03 | 贵州航天朝阳科技有限责任公司 | 一种高精度流量比例控制阀 |
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2020
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