CN111140667A - 一种电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，具有一减压室，其连接有响导孔信道、传感器信道及排气信道，且减压室内设有主膜片能推动具主进气阀门口与副进气阀门口的直杆进行位移，经侦测该传感器通道，当压力过低时，则主膜片向下推动直杆进行第一段调整，并以排气电磁阀配合调整二次侧压力进行减压的控制，使主进气阀门口达到精密调整二次侧压力的输出量，当主膜片再向下推动直杆进行第二阶段输出压力时，能使副进气阀门口开启进行大量输出压力，而减压室经排气通道至排气电磁阀排气称第一段排气结构，而直杆所设的通气孔连通大气，则为第二段排气结构，通过两段进气与排气让二次侧压力输出能达快速且稳定的目的。

Description

一种电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构

技术领域

本发明涉及电控比例阀技术领域，特别是一种电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构。

背景技术

电控比例阀常被广泛地应用于不同产业中，但气压流体所提供的动力，其稳定性及所得输出的压力是随着其气压大小而变化，因此，为使压力输出得以稳定且受电控系统控制，常见电控比例阀用以控制气压流体压力的技术遂被普遍地采用，以对所使用的气压流体进行控制，来获得稳定且受控制的压力。

常见电控比例阀内一般都会设有减压室、直杆以及膜片，其运作过程大致是由输入端输入流体后，经由流径流通至膜片，并带动直杆向下位移，让电控比例阀内的流体得以通过阀门口流通至输出端进行调整，而前述膜片与直杆通常设于减压室内，且为了容易调整的目的，该减压室的空间高度通常会略大于该膜片的作动行程，让直杆推动位移能够较为流畅；因膜片与减压室的压力差，而有作用力施加于直杆上，使得输入的流体压力保持一定的输出流量，故输入的流体压力无法作精密压力的调整应用，而为使输入的流体得以发挥最佳的应用，故需要一种能进行范围调整压力，且兼具精密调整的结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，其主要技术性目的，是利用具有逆止阀的主膜片配合设置于阀座内构成一减压室，当外部输入的一次侧压力由响导孔通道经进气电磁阀输入减压室时，可使主膜片向下推动直杆打开主进气阀门口，并通过逆止阀将多余压力排至排气通道，且利用传感器侦测二次侧压力流通于传感器信道内的信息后，进而打开减压电磁阀调整减压的反应时间与排气速度，使主进气阀门口达到精密调整二次侧压力的输出量。

而当主膜片再次向下推动直杆进行第二阶段调整时，该主膜片会从前述位置再次向下推移直杆，使副进气阀门口也一并被开启，并通过该副进气阀门口进行大量输出压力，达到加速稳定二次侧压力输出的精密调整目的。

本发明另一次要目的，通过控制节流口流量截面积<进气电磁阀流量截面积，使进入减压室的流体保有稳速增加压力的效果，而位于减压室中央的空间所需的容积，如圆孔面积与圆孔高度，都可减少至最小，使顶阀的高度被有效降低，而让主膜片仍然可以快速平衡该减压室内的压力。

本发明提供了一种电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，包括：具有流径的阀座上方设有进气电磁阀、排气电磁阀及传感器，该流径具有供一次侧压力流入的输入端以及供二次侧压力流出的输出端，该阀座内夹设设有逆止阀的主膜片以构成一减压室，该减压室连结设置有以该进气电磁阀控制连通至输入端的一响导孔通道、设有排气电磁阀控制排除多余压力的一排气通道及以该传感器侦测由输出端连通的一传感器通道，另有一直杆设置于该阀座内部中央，该直杆外侧套接一直杆组件，且将主弹性组件与副弹性组件，分别对应配设于直杆与直杆组件的下方，以构成主进气阀门口与副进气阀门口，使该直杆得以呈两阶段式启闭设计。

当传感器侦测由该传感器通道通过的二次侧压力后，若该输出端压力过低时，该主膜片向下推动该直杆进行第一阶段调整，而该排气电磁阀能通过该逆止阀的开启，调整该二次侧压力进行减压的控制，使该主进气阀门口达到精密调整二次侧压力的输出量，而当主膜片再次向下推动直杆进行第二阶段输出压力时，能使副进气阀门口开启进行大量输出压力，达到加速稳定该二次侧压力输出的目的。

与现有技术相比，本发明电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，利用主膜片、密封垫片配合两阶段推动该直杆上的主进气阀门口与副进气阀门口进行两阶段式进气启闭的调整，且通过大气口和通气孔辅助进行二段式排气，使电控比例阀能在反应时间较短的情形下，使其快速稳压并达成精密调压的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的整体结构的回路示意图。

图3为本发明的准备状态的动作示意图。

图4为本发明的第3图的局部放大示意图。

图5为本发明的第一阶段调整的动作示意图。

图6为本发明的第5图的局部放大示意图。

图7为本发明的第二阶段调整的动作示意图。

图8为本发明的第7图的局部放大示意图。

图9为本发明的稳压状态的动作示意图。

图10为本发明的第9图的局部放大示意图。

附图标记说明：

(10)...电控比例阀

(20)...阀座

(21)...输入端

(211)...响导孔通道

(22)...输出端

(221)...传感器通道

(222)...排气通道

(23)...减压室

(24)...流径

(30)...顶阀

(40)...主膜片

(401)...逆止阀

(402)...密封垫片

(50)...直杆

(501)...副弹性组件

(502)...副进气阀门口

(51)...直杆组件

(511)...主弹性组件

(512)...主进气阀门口

(60)...通气孔

(70)...第一段排气结构

(80)...第二段排气结构

(P)...控制回路

(PA)...进气电磁阀

(PA1)...节流口

(PB)...排气电磁阀

(PB1)...大气口

(PC)...传感器

(PR)...电源

(PI)...入力讯号

(PO)...出力讯号

(PP)...压力表示

(P1)...一次侧压力

(Pt)...平衡压力。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明为一种电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，其结构包含有：一阀座20，其内部具有一流径24，该流径24具有供一次侧压力P1流入的一输入端21以及供二次侧压力P2流出的一输出端22，且该阀座20上方连结设置有一顶阀30，且该顶阀30内部设有通路，而该阀座20上方还设置有一进气电磁阀PA、一节流口PA1、一排气电磁阀PB及一传感器PC。

一减压室23，详细而言，该减压室23由该顶阀30配合连结阀座20时，将具有一逆止阀401与一密封垫片402的一主膜片40夹设其中而构成，该减压室23的上方设置有该进气电磁阀PA与节流口PA1控制连通至该输入端21的一响导孔通道211、以该排气电磁阀PB控制排除多余压力的一排气通道222及以该传感器PC侦测由输出端22连通的一传感器通道221，且该减压室23的中央空间所需的容积，如圆孔面积与圆孔高度，可减少至最小，使该主膜片40得以快速平衡该减压室23内的压力，更详细而言是关于平衡压力Pt的调整更为迅速，且若再加以限制一次侧压力P1的节流口PA1的进气流量，但仍保有稳速增加压力的效果，则能让该进气电磁阀PA的开启时间更为缩短，所以能更容易控制该主膜片40的位移行程。

一直杆50，设置于该阀座20内部中央处，该直杆50外侧套接一直杆组件51，该直杆50下方配设一主弹性组件501形成一主进气阀门口502，而该直杆组件51则配设一副弹性组件511形成一副进气阀门口512，使直杆50得以呈两阶段式进气的启闭设计。

再请参阅如图1所示，可见位于顶阀30上方连结的一进气电磁阀PA、一排气电磁阀PB以及一传感器PC，其主要通过控制回路P通过电源PR驱动后，设定好入力讯号PI以及出力讯号PO后，通过该控制回路P显示相关压力表示PP，来驱动进气电磁阀PA与排气电磁阀PB，而经由输出端22连接顶阀30至该控制回路P前的路径为一传感器信道221，此传感器PC主要用以侦测二次侧压力P2的流量，当超过或低于设定值时，将信息反馈至控制回路P进行进气电磁阀PA和排气电磁阀PB的间的判别，若二次侧压力P2过高，再进而驱动排气电磁阀PB与逆止阀401，进行二次侧压力P2的排气以及打开位于排气电磁阀PB的大气口PB1来提升排气量；反之，若二次侧压力P2太低，则驱动进气电磁阀PA推动主膜片40，以打开主进气阀门口502、副进气阀门口512来进行增加二次侧压力P2的目的，也请配合参阅如图2所示的整体结构的回路示意图，能更为理解其运作流程。

再请参阅如图3-4所示，当准备状态时，该进气电磁阀PA为关闭状态，而该排气电磁阀PB为开启状态，可见一次侧压力P1由输入端21进入后，被主进气阀门口502、副进气阀门口512所阻隔，且部分一次侧压力P1通过响导孔通道211流通至该进气电磁阀PA后，被阻隔流通至该减压室23内；由此准备状态可看到二次侧压力P2此时系为0，且直杆50下方的通气孔61为开启保持与外部连通状态。

再请参阅如图5-6所示，系为启动后的第一阶段调整状态，该进气电磁阀PA为开启状态，而该排气电磁阀PB为关闭状态，一次侧压力P1通过该进气电磁阀PA的节流口PA1经响导孔通道211流通至该减压室23内，并形成一平衡压力Pt将主膜片40向下推动顶抵该直杆50向下位移，而主进气阀门口502也一并被开启，此时第一段排气结构70与第二段排气结构80都被关闭，而一次侧压力P1也有部分通过该主进气阀门口502形成二次侧压力P2流通至输出端22，而位于输出端22侧的传感器通道221也会使部分二次侧压力P2流向该传感器PC，当传感器PC回传讯号至控制回路P判读相关二次侧压力P2，进行该进气电磁阀PA与排气电磁阀PB的判别后，若二次侧压力P2过高，再输出指令于该排气电磁阀PB进行排气减压的动作；由第一阶段调整状态可看到二次侧压力P2此时大于0，且直杆50下方的通气孔61为关闭状态。

再请参阅如图7-8所示，为启动后的第二阶段调整状态，该进气电磁阀PA为开启状态，而该排气电磁阀PB为关闭状态，当输入的一次侧压力P1持续增加时，将会使该主膜片40向下力量增加，并推动该直杆50再次向下，此时第一段排气结构70与第二段排气结构80仍被关闭，于此同时也会开启该副进气阀门口512加快流体流通的速率与加大流量；由第二阶段调整状态可看到二次侧压力P2此时大于0，且直杆50下方的通气孔61为关闭状态。

再请参阅如图9-10所示，为稳压状态，该进气电磁阀PA为关闭状态，而该排气电磁阀PB为开启状态，当需要稳定压力时，则会通过该排气电磁阀PB打开主膜片40、密封垫片402与逆止阀401，经由排气信道222来驱动大气口PB1，使平衡压力Pt部分流通至外部，直到该电控比例阀10预设的工作压力值，且此时的主进气阀门口502与副进气阀门口512呈关闭状态；由稳压状态可看到二次侧压力P2此时大于0，但不再流通至输出端22，且直杆50下方的通气孔61为关闭状态，更详细而言，此时由减压室23经排气通道222至排气电磁阀PB的运作称为第一段排气结构70，打开第一段排气结构70时，排气电磁阀PB能完全百分之一百控制减压的排气速度快慢与反应时间长短，此时控制回路P也完全主导减压的结果来达到精密的二次侧压力P2输出，而后续当压力完成调整后，回到如图3-4所示的准备状态时，可见该主膜片40、密封垫片402与因减压室23内部压力平衡而向上位移，此阀座20内的二次侧压力P2将会经由直杆50上方延伸至下方的通气孔60排出，此时减压的速度快、反应时间也更为快速，而此阶段运作则称之为第二段排气结构80。

综上所述，本发明电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，利用主膜片40、密封垫片402配合两阶段推动该直杆50上的主进气阀门口502与副进气阀门口512进行两阶段式进气启闭的调整，且通过大气口PB1和通气孔60辅助进行二段式排气，使电控比例阀10能在反应时间较短的情形下，使其快速稳压并达成精密调压的目的。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，其特征在于，包含：

一阀座(20)，其内部具有一流径(24)，所述流径(24)具有供一次侧压力(P1)流入的一输入端(21)及供二次侧压力(P2)流出一输出端(22)，且所述阀座(20)上方设有一进气电磁阀(PA)、一排气电磁阀(PB)、一节流口(PA1)及一传感器(PC)；

一减压室(23)，所述减压室(23)由设有一逆止阀(401)与一密封垫片(402)的一主膜片(40)配合所述阀座(40)夹设构成，且所述减压室(23)连接设置有以所述进气电磁阀(PA)控制连通至所述输入端(21)的一响导孔通道(211)、以所述排气电磁阀(PB)控制排除多余压力的一排气通道(222)及以所述传感器(PC)侦测由所述输出端(22)连通的一传感器通道(221)；

一直杆(50)，设置于所述阀座(20)内部中央，所述直杆(50)外侧套接一直杆组件(51)，所述直杆(50)下方配设一主弹性组件(501)形成一主进气阀门口(502)，而所述直杆组件(51)则配设一副弹性组件(511)形成一副进气阀门口(512)，使所述直杆(50)得以呈两阶段式进气的启闭设计；

通过所述传感器(PC)侦测由所述传感器通道(221)通过的二次侧压力(P2)后，若所述输出端(21)压力过低时，所述主膜片(40)向下推动所述直杆(50)进行第一阶段调整，所述排气电磁阀(PA)能通过所述逆止阀(401)调整所述二次侧压力(P2)进行减压的控制，使所述主进气阀门口(502)达到精密调整所述二次侧压力(P2)的输出量，而当所述主膜片(22)再次向下推动所述直杆(50)进行第二阶段输出压力时，能使所述副进气阀门口(512)开启进行大量输出压力，达到加速稳定所述二次侧压力(P2)输出的目的。

2.根据权利要求1所述的电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，其特征在于：所述节流口(PA1)的流量截面积小于所述进气电磁阀(PB)的流量截面积，使进入所述减压室(23)中的所述一次侧压力(P1)能稳速增压给所述平衡压力(Pt)，也使所述主膜片(40)另一面的所述二次侧压力(P2)也得以快速平衡所述减压室(23)内的所述平衡压力(Pt)。

3.根据权利要求1所述的电控比例阀的二段式进气与二段式排气结构，其特征在于，更包含有：一第一段排气结构(70)，其由所述减压室(23)经所述排气通道(222)至所述排气电磁阀(PB)连接构成，所述排气电磁阀(PB)能完全控制减压的排气速度快慢与反应时间长短，使所述二次侧压力(P2)能达到精密输出；一第二段排气结构(80)，其由所述直杆(50)上方延伸至下方的一通气孔(60)所构成，而所述第二段排气结构(80)减压的速度快于所述第一段排气结构(70)，所以能通过所述第一段排气结构(70)与所述第二段排气结构(80)让减压的反应时间更为快速，且能达到排气稳压的目的。

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