CN111442128A - 电控大容量比例阀 - Google Patents

Abstract

一种电控大容量比例阀，内部具有一减压室，其连接有响导孔信道、传感器信道及排气信道，该减压室内设有具逆止阀的一主膜片，能用以推动一主轴件及一次轴件进行位移动作，侦测该传感器通道，当压力过低时，则主膜片向下推动该主轴件顶抵该次轴件，该次轴件让阀门口能进行两阶段位移距离的调整，控制阀门口打开后的流体流量，此时一次侧压力进入阀底座输出端来提高二次侧压力，使其具备精密调整二次侧压力的输出量，且能利用设于该主轴件内的通气孔以及设于排气室内的气流孔，进行两阶段排气，使整体结构能借两阶段进气与排气，达到快速调整与精密稳压，并适用于大容量比例阀的目的。

Description

电控大容量比例阀

技术领域

本发明涉及比例阀技术领域，尤其是一种电控大容量比例阀。

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随着其气压大小而变化，因此，为使压力输出稳定且受电控系统控制，现有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，据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。

现有电控比例阀内一般都会设置减压室、直杆以及膜片，其运作过程大致为输入端输入流体后，经内部流径流通至膜片，并驱动直杆向下位移，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，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差，而有作用力施加于该直杆上，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，且若需在更大容量的电控比例阀上应用的话，其机构上的设计又会变得更为复杂，因此，为使输入的流体得以在大容量结构的电控比例阀上发挥最佳应用，故需要一种能进行工作压力范围内调整压力，且兼具精密调整的结构。

发明内容

本创作公开了一种电控大容量比例阀，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通过响导孔通道与开启进气电磁阀流入减压室推动该主膜片时，能推顶主轴件与次轴件进行位移动作，使阀门口得以进行启闭，以控制二次侧压力的输出量。

本发明公开了一种电控大容量比例阀，其包含：一阀座，上至下依序由一顶阀、一中阀、一阀底座连接构成，该阀座具有供一次侧压力输入的一输入端及供二次侧压力输出的一输出端，该输入端至该输出端由一流径连通，该顶阀与该中阀之间夹设具一逆止阀的一主膜片形成一减压室，该顶阀连接设置有以该进气电磁阀控制连通至该输入端的一响导孔通道、以一排气电磁阀控制排除多余压力的一排气通道及以一传感器侦测由该输出端连通的一传感器通道，且该中阀内设有连通至该阀底座的一稳流孔，由该稳流孔连通至该响导孔通道的一中阀逆止阀以及直通外部的一气流孔；其中，具有一通气孔的一主轴件安装于该中阀的一排气室内，且该主轴件的下方设置有具一弹性组件的一次轴件，该主膜片顶抵该主轴件，进而位移驱动该次轴件配合该弹性组件的弹力形成一阀门口；当该输出端压力过低时，该主膜片向下推动该主轴件与该次轴件进行两阶段式进气调整，该排气电磁阀由该主膜片的该逆止阀与该通气孔调整该二次侧压力进行第一阶段排气减压的控制，以使该阀门口调整该二次侧压力的输出量；当进行大量排气需求时，该主轴件的顶端完全进入该排气室内，该排气室面积减去主轴件面积后的环状面积相等于该阀门口面积，由该气流孔加速输出大量压力直通该阀座外部进行第二阶段大量排气减压，以稳定该二次侧压力输出。

可选地，该次轴件还包含有：一嵌槽，设于该次轴件的上方中央，该嵌槽能供该主轴件置设其中，以控制该通气孔的启闭。

可选地，该稳流孔还包含有：一中阀逆止阀，设于该稳流孔内的一侧，用以连通该稳流孔至该响导孔通道，使该二次侧压力配合该一次侧压力的降低，以让该二次侧压力减压及平衡。

可选地，该稳流孔，以该中阀的中心轴线为基准，以偶数个排列成环状对称设置而成。本创作是一种电控大容量比例阀，其是由：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，该流径设有能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，该阀座内夹设有具逆止阀的主膜片构成一减压室，而减压室连接设置有以进气电磁阀控制通连至该输入端的一响导孔通道、设有排气电磁阀控制通连至输出端的一排气通道以及该传感器侦测由输出端通连的一传感器通道，另具有通气孔的一主轴件安装于该中阀的一排气室内，且该主轴件的下方设置有弹性组件的一次轴件，该主膜片顶抵该主轴件，进而位移驱动次轴件，该次轴件配合该弹性组件之弹力形成一阀门口，当输出端压力过低时，该主膜片向下推动主轴件顶抵该次轴件，该次轴件让阀门口能进行两阶段位移距离的调整，控制阀门口打开后的流体流量，此时一次侧压力进入阀座的输出端来提高二次侧压力；若压力过高时，该排气电磁阀能藉逆止阀调整该二次侧压力进行减压的控制，使阀门口达到精密调整二次侧压力的输出量，而当进行大量排气需求时，主轴件的顶端完全进入排气室内，因该排气室面积减去主轴件面积后的环状面积相等于该阀门口面积，所以能藉该排气孔大尺寸的结构特征加速输出大量压力直通该阀座外部，以加速稳定二次侧压力输出的目的。本创作电控大容量比例阀，由主轴件与次轴件组合式的分阶段驱动，能得到次轴件的两阶段进气的调整设计，并配合同样设于该主轴件中的通气孔进行第一阶段排气以及位设于该排气室内的气流孔进行第二阶段排气，使本创作能在大容量的电控比例阀领域中，以短时间迅速地进行二次侧压力稳压及达成精密调压的目的。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本创作的结构示意图。

图2为本创作的结构的回路示意图。

图3为本创作于准备状态的动作示意图。

图4为本创作于启动状态的动作示意图。

图5为本创作于启动状态进行微升压力的动作示意图。

图6为本创作于启动状态进行微降压力的动作示意图。

图7为本创作于待机状态的动作示意图。

图8为本创作于工作状态的动作示意图。

附图标记说明：

(10)...阀座

(101)...主膜片

(1011)...逆止阀

(102)...减压室

(11)...顶阀

(111)...响导孔通道

(112)...排气通道

(113)...传感器通道

(12)...中阀

(121)...稳流孔

(122)...中阀逆止阀

(123)...气流孔

(124)...排气室

(13)...阀底座

(131)...输入端

(132)...输出端

(133)...流径

(134)...弹性组件

(14)...主轴件

(141)...通气孔

(15)...次轴件

(151)...嵌槽

(152)...阀门口

(PA)...进气电磁阀

(PA1)...节流口

(PB)...排气电磁阀

(PB1)...大气口

(PC)...传感器

(P)...控制回路

(PR)...电源

(PI)...入力讯号

(PP)...压力表示

(PO)...出力讯号

(P1)...一次侧压力

(P2)...二次侧压力

(PT)...平衡压力

具体实施方式

通常根据本创作，该最佳的可行实施例，并配合图1～8详细说明后，以增加对本创作的了解。

本创作为一种电控大容量比例阀，其结构包含有：一阀座10，由上至下依序是以一顶阀11、一中阀12、一阀底座13连接构成，该阀座10具有供一次侧压力P1输入的一输入端131及供二次侧压力P2输出的一输出端 132，该输入端131至该输出端132系藉由一流径133连通，该顶阀11与该中阀12之间夹设具一逆止阀1011的一主膜片101形成一减压室102，且该减压室102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101得以快速平衡该减压室102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101的位移行程。

前述减压室102连接设置具有以一进气电磁阀PA控制连通至该输入端131的一响导孔通道111、以该排气电磁阀PB控制排除多余压力的一排气通道112及以一传感器PC侦测由该输出端132连通的一传感器通道113，且该中阀12内设有连通至该阀底座13的一稳流孔121，由该稳流孔121 连通至该响导孔通道111的一中阀逆止阀122以及直通外部的一气流孔123。

另有具一通气孔141的一主轴件14安装于该中阀12的一排气室124 内，且该主轴件14的下方设置有具一弹性组件134的一次轴件15，该主膜片101顶底该主轴件14，进而位移驱动该次轴件15配合该弹性组件134 之弹力形成一阀门口152，当该输出端132压力过低时，该主膜片101向下推动主轴件50与次轴件15，而该次轴件15进行两阶段进气调整，该排气电磁阀PA能通过该逆止阀1011调整该二次侧压力P2的输出量，而当进行大量排气需求时，主轴件14的顶端完全进入排气室124内，因该排气室124面积减去主轴件14面积后的环状面积相等于该阀门口152面积，所以能藉通过该气流孔123加速输出大量压力直通该阀座10外部，藉以加速稳定该二次侧压力P2输出的目的。

再请参阅图1所示，可见顶阀11连接有一进气电磁阀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经电源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，以驱动进气电磁阀PA与排气电磁阀PB，而经由输出端132连接顶阀11至该控制回路P前的路径为传感器信道113，此传感器PC主要系用以侦测二次侧压力P2的压力，当超过或低于二次侧压力P2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之间的判别，若二次侧压力P2过高，再进而驱动排气电磁阀PB与逆止阀1011，进行二次侧压力P2的第一阶段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，而当进行大量排气需求时，主轴件14的顶端完全进入排气室 124内，因该排气室124面积减去主轴件14面积后的环状面积相等于该阀门口152)面积，所以能由该气流孔123加速输出大量压力直通该阀座10) 外部，此为第二阶段排气；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101)，使该主轴件14)继续向下位移推动该次轴件143)，使二次侧压力P2)能继续增加达到预定值，也请配合参阅如图2所示的整体结构的回路示意图，能更为清楚的理解相关运作流程。

再请参阅如图3的准备状态，可见进气电磁阀PA为关闭、排气电磁阀PB为开启，一次侧压力P1由输入端131进入后，因阀门口152关闭而阻隔，其部份一次侧压力P1通过响导孔通道111流通至该进气电磁阀PA 后，被阻隔流通至该减压室102，此时的二次侧压力P2为0。

再请参阅如图4的启动状态，该进气电磁阀PA为开启、排气电磁阀 PB为关闭，一次侧压力P1通过响导孔通道111经进气电磁阀PA的节流口PA1流通至该减压室102内位于主膜片101的上方处，同时也形成一平衡压力PT将主膜片101向下推动至最下方处，并驱动顶抵该主轴件14向下位移，更驱动该次轴件15一并向下位移，进而开启阀门口152；通过该阀门口152的一次侧压力P1则转为二次侧压力P2，进而流向输出端132、中阀12以及传感器通道113，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；前述二次侧压力P2能经由稳流孔121流通至该中阀12内，该稳流孔121 主要系以该中阀12的中心轴线为基准，以偶数个排列成环状对称设置而成，使该主膜片101位移的稳定性增加。

此设计能有效帮助该主膜片101位移时的稳定性增加；而此时的阀门口152是以第一阶段进气与第二阶段进气同时进行的状态下，此阶段为完全开启该阀门口152的状态。

再请参阅如图5的启动状态，为调整二次侧压力P2上升，该进气电磁阀PA为关闭、排气电磁阀PB为开启，由排气电磁阀PB控制来减少流入减压室102内位于该主膜片101上方的流体，进而降低平衡压力PT，而平衡压力PT与该减压室102内位于该主膜片101下方的二次侧压力P2平衡后，其产生的作用力施加于主膜片101上，使主膜片101由图4最下方处向上位移，主轴件14以及次轴件15都一并受弹性组件134而向上复位，此时的阀门口152系为第一阶段进气的状态下，一次侧压力P1通过次轴件 15与阀门口152的间隙流向输出端132，二次侧压力P2就不会急速上升，进气电磁阀PA就可以完全百分之一百控制二次侧压力P2上升的时间与速度。

再请参阅如图6的启动状态，其为调整压力下降，该进气电磁阀PA 为关闭、排气电磁阀PB为开启，此时的阀门口152则会呈关闭状态，使一次侧压力P1无法通过该阀门口152流通，且位于该主轴件14内的通气孔 141也让二次侧压力P2流通至该减压室102内，此流通是于本创作内称为第一阶段排气，通过排气电磁阀PB排出流体的时间与速度，而完全百分之一百控制二次侧压力P2减低的时间与速度达成预定的目标值。

再请参阅如图7的待机状态，该进气电磁阀PA为关闭、排气电磁阀 PB为关闭、阀门口152为关闭，此状态下的输出端132也呈关闭，二次侧压力P2可保持在稳定的状态下。

再请参阅如图8的工作状态，该进气电磁阀PA为开启、排气电磁阀 PB为关闭、阀门口152为第一阶段与第二阶段进气完全开启，而二次侧压力P2则由该输出端132大量输出。

其上述由图3～8所示，当中仅有准备状态与工作状态的二次侧压力 P2系为可正常输出流体，其它状态的二次侧压力P2则不由该输出端132 输出；而另外位于该中阀12内所设的气流孔123则仅有在准备状态或输出端132逆流流体的压力过大时，才能开启第二阶段排气，以加速完成大容量排气的目的，其它状态则为不开启；而同样位于该中阀12内的中阀逆止阀122，进一步详细而言：是设于该稳流孔121与响导孔通道111之间进行连通，当一次侧压力P1低于二次侧压力P2时，能让二次侧压力P2藉以流通配合一次侧压力P1，而迅速地进行二次侧压力P2的减压及平衡。

综上所述，本创作电控大容量比例阀，由主轴件14与次轴件15组合式的分阶段驱动，能得到次轴件15的两阶段进气的调整设计，并配合同样设于该主轴件14中的通气孔141进行第一阶段排气以及位设于该排气室 124内的气流孔123进行第二阶段排气，使本创作能在大容量的电控比例阀领域中，以短时间迅速地进行二次侧压力P2稳压及达成精密调压的目的。

Claims (4)

1.一种电控大容量比例阀，其包含：一阀座(10)，上至下依序由一顶阀(11)、一中阀(12)、一阀底座(13)连接构成，该阀座(10)具有供一次侧压力(P1)输入的一输入端(131)及供二次侧压力(P2)输出的一输出端(132)，该输入端(131)至该输出端(132)由一流径(133)连通，该顶阀(11)与该中阀(12)之间夹设具一逆止阀(1011)的一主膜片(101)形成一减压室(102)，该顶阀(11)连接设置有以该进气电磁阀(PA)控制连通至该输入端(131)的一响导孔通道(111)、以一排气电磁阀(PB)控制排除多余压力的一排气通道(112)及以一传感器(PC)侦测由该输出端(132)连通的一传感器通道(113)，且该中阀(12)内设有连通至该阀底座(13)的一稳流孔(121)，由该稳流孔(121)连通至该响导孔通道(111)的一中阀逆止阀(122)以及直通外部的一气流孔(123)；其特征在于：具有一通气孔(141)的一主轴件(14)安装于该中阀(12)的一排气室(124)内，且该主轴件(141)的下方设置有具一弹性组件(134)的一次轴件(15)，该主膜片(101)顶抵该主轴件(14)，进而位移驱动该次轴件(15)配合该弹性组件(134)的弹力形成一阀门口(152)；当该输出端(132)压力过低时，该主膜片(101)向下推动该主轴件(14)与该次轴件(15)进行两阶段式进气调整，该排气电磁阀(PA)由该主膜片(101)的该逆止阀(1011)与该通气孔(141)调整该二次侧压力(P2)进行第一阶段排气减压的控制，以使该阀门口(152)调整该二次侧压力(P2)的输出量；当进行大量排气需求时，该主轴件(141)的顶端完全进入该排气室(124)内，该排气室(124)面积减去主轴件(141)面积后的环状面积相等于该阀门口(152)面积，由该气流孔(123)加速输出大量压力直通该阀座(10)外部进行第二阶段大量排气减压，以稳定该二次侧压力(P2)输出。

2.根据权利要求1所述的电控大容量比例阀，其特征在于，该次轴件(15)还包含有：一嵌槽(151)，设于该次轴件(15)的上方中央，该嵌槽(151)能供该主轴件(14)置设其中，以控制该通气孔(141)的启闭。

3.根据权利要求1所述的电控大容量比例阀，其特征在于，该稳流孔(121)还包含有：一中阀逆止阀(122)，设于该稳流孔(121)内的一侧，用以连通该稳流孔(121)至该响导孔通道(111)，使该二次侧压力(P2)配合该一次侧压力(P1)的降低，以让该二次侧压力(P2)减压及平衡。

4.根据权利要求1所述的电控大容量比例阀，其特征在于，该稳流孔(121)，以该中阀(12)的中心轴线为基准，以偶数个排列成环状对称设置而成。

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