CN112682376B - 一种大流量电液伺服阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型大流量电液伺服阀，解决了现有双喷嘴挡板式两级电液伺服阀的滑阀刚性冲击大、工作稳定性差、调零麻烦和易零偏的技术问题。本发明包括相连的双喷嘴挡板调节器和阀套组件，所述阀套组件包括相互配合的滑阀、阀套和阀体，双喷嘴挡板调节器的反馈杆穿过阀体和阀套与滑阀相连，滑阀为中空结构，阀套内壁设置有导控通道，阀套、阀体、滑阀和双喷嘴挡板调节器之间设置有导控油路和配流油路。本发明阀套的A配流口和B配流口的具有较大的结构特征，适用于大流量的场合，回油油液需要通过滑阀流至回油口，实现大流量的同时保证了稳、准、快的要求。

Description

一种大流量电液伺服阀

技术领域

本发明涉及电液伺服阀的技术领域，特别是指一种大流量电液伺服阀。

背景技术

如图1所示，现有的双喷嘴挡板式两级电液伺服阀的结构包括双喷嘴挡板阀和力反馈对中滑阀，主要包括衔铁100、线圈组件101、挡板102、喷嘴103、反馈杆104、节流孔105、永磁体106、弹簧管107、导磁体108、滑阀109、阀体110等零件。双喷嘴挡板阀经油路与力反馈对中滑阀连接，力反馈对中滑阀经油路分别与高压油、负载腔连接。双喷嘴挡板阀位于阀体的中间位置，其中衔铁100、挡板102和反馈杆104刚性固定连接，并由弹簧管107支撑。液压油从两侧P口流入，一路流过两个固定的节流孔105，再经过喷嘴103和挡板形式的两个可变节流口，最后会流入回油腔O。衔铁挡板组件在电气控制信号的作用下偏转，使挡板102偏转带动滑阀109左右移动，则P口与A口或B口连通。挡板102偏转后，与一侧的喷嘴103间的节流口变小，与另一侧喷嘴103间的节流口变大。滑阀109两侧油液压力形成压力差，从而油液推动滑阀109移动，并通过反馈杆实现滑阀的移动位置。

现有的双喷嘴挡板式两级电液伺服阀，节流孔105与喷嘴103端面的间隙小，节流孔105与喷嘴103的内径小，易被污染物堵塞，从而导致滑阀109失效。而且喷嘴103安装麻烦，造成调零困难，滑阀109易引起零偏和零漂。滑阀109在正常的工作模式下，滑阀109两端面易与端盖产生刚性冲击，工作稳定性较差。对于惯性大、外负载小且负载变动大的电液伺服阀控制系统，提高系统的阻尼是加强系统稳定性的有效方法。

但是任何一个电液伺服阀控制系统均要求能稳、准、快的工作，系统要稳，就要有足够的阻尼；系统要准，就要有足够的速度常数。系统要快，就要右足够宽的穿越频率。实际上在工程实践中，对于同一个系统，这三个条件是相互制约的。要使系统稳定工作，势必牺牲精度，降低速度常量，特别在大惯量低刚度的系统中，由于结构带来的阻尼小，速度常量和固有频率低，使系统的稳定性、控制精度和响应能力的问题都相当尖锐的突出出来。

因此，现有双喷嘴挡板式两级电液伺服阀的滑阀刚性冲击大、工作稳定性差、调零麻烦和易零偏。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种大流量电液伺服阀，解决了现有双喷嘴挡板式两级电液伺服阀的滑阀刚性冲击大、工作稳定性差、调零麻烦和易零偏的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种大流量电液伺服阀，包括相连的双喷嘴挡板调节器和阀套组件，所述阀套组件包括开设有P口、A口、B口和O口的阀体，阀体内设置滑阀，所述阀体与滑阀之间设置有阀套，双喷嘴挡板调节器的反馈杆穿过阀体和阀套与滑阀相连，阀套上设置有分别与P口连通的进油口、与A口适配的A配流口、与B口适配的B配流口及与O口连通的回油口，滑阀的外周间隔设置有分别与A配流口、B配流口相适配的环状凸起，滑阀内设置有滑阀移动时连通B配流口与回油口的回油通道，环状凸起两侧的滑阀上均设置有与回油通道连通的回油孔，滑阀外设置有滑阀移动时连通A配流口与回油口的环状槽，所述滑阀的两端部与阀套之间均设置有导控油腔，阀套内设置有连通P口与导控油腔的导控通道，导控油腔通过阀体与双喷嘴挡板调节器的喷嘴管连通，喷嘴管与回油孔连通。

进一步地，所述双喷嘴挡板调节器包括与阀体相连的导阀体，导阀体内设置有螺纹孔，喷嘴管通过螺纹孔与导阀体螺纹连接，导阀体内设置有连通导控油腔和喷嘴管的通道。

进一步地，所述喷嘴管的外端部设置有喷嘴螺母。

进一步地，所述阀套的两端设置有导控组件，导控组件包括导控活塞套，导控活塞套内设置有导控活塞，导控活塞的内端部穿过导控活塞套顶压在滑阀的端部，导控活塞的外端部设置有导控弹簧，导控弹簧的外端部设置有导控端盖，导控端盖与导控活塞的外端部构成所述导控油腔，所述导控活塞套上设置有与导控通道相通的导油口。

进一步地，所述导控通道包括阀套内设置的第一轴向通道，第一轴向通道的内端口与P口连通、外端口连接有第一径向通道，阀体的内壁设置有与第一径向通道连通的第二径向通道，第一径向通道的内端口与导油口连通、外端口与第二径向通道连通，阀体内设置有连通第二径向通道与喷嘴管的第二轴向通道。

进一步地，所述导控活塞套为T形，导控活塞套的轴向段与阀套的内壁梯形配合，导控活塞套的径向段扣压在阀套的端部，所述径向段的外部扣压有端盖，端盖与阀体密封连接。

进一步地，所述第一轴向通道和第二轴向通道的外端口分别延伸至阀套和阀体的外端面，第一轴向通道的外端口与导控活塞套的径向段形成端面密封，第二轴向通道的外端口通过堵头密封或与端盖形成端面密封。

进一步地，所述第一轴向通道设置有两条且左右对称设置在阀套内，所述阀体与阀套之间设置有对应的通孔，通孔内设置有衬套，所述反馈杆穿插在衬套内。

进一步地，所述回油孔设置在所述环状槽内，环状槽内设置有环槽，反馈杆的端部插在环槽中。

进一步地，所述导控活塞与导控活塞套穿插配合处设置有均压槽，滑阀包括内部中空的筒状体，筒状体的端部设置有密封板，密封板上设置有内外贯通的水平孔。

本发明阀套的A配流口和B配流口的具有较大的结构特征，适用于大流量的场合，回油油液需要通过滑阀流至回油口，实现大流量的同时保证了稳、准、快的要求。本发明的滑阀采用导控组件的导控活塞端面贴合移动，与传统的液控滑阀移动相比，导控活塞在两侧弹簧的作用下，减小了滑阀动作的刚性冲击，增加了工作的稳定性，降低了滑阀的工作零偏和零漂。通过喷嘴螺母调节喷嘴管的位置来调节喷嘴与挡板之间的间隙，螺母调节并固定喷嘴管的位置，调零方便。当外部供油出现故障时，滑阀在弹簧的作用下对中，即失效归零，从而保护控制油路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有双喷嘴挡板伺服阀的剖视结构示意图；

图2为本发明的剖视；

图3为图2中阀套的结构示意图；

图4为图2中阀体的油口的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种大流量电液伺服阀，如图2-图4所示，包括相连的双喷嘴挡板调节器和阀套组件，所述阀套组件包括开设有P口29、A口30、B口31和O口32的阀体9，阀体9内设置滑阀17，所述阀体9与滑阀17之间设置有阀套15，双喷嘴挡板调节器的反馈杆19穿过阀体9和阀套15与滑阀17相连。双喷嘴挡板调节器未得电时，P口29与A口30、B口31和O口32之间互不连通，系统处于平衡状态。当双喷嘴挡板调节器得电后，其反馈杆19会发生偏转，进而带动滑阀17向一侧移动，则P口29会经过阀套15与A口30或B口31连通，未与P口29连通的A口30或B口31中的油液会依次经过阀套15、滑阀17、阀套15流至O口32。在双喷嘴挡板调节器的反馈杆19偏转后，其两侧与各侧的喷嘴间距发生变化，滑阀17移向的一侧压力变大，另一侧压力变小，在压差的作用下滑阀17逐渐达到平衡，而使连通的油口开度保持不变。

具体地，所述双喷嘴挡板调节器包括上导磁体2和下导磁体8、衔铁5、永久磁体3、线圈组件4、挡板6、反馈杆19、导阀体21、喷嘴管22、喷嘴螺母23、弹簧管7。所述导阀体21通过螺栓固定在阀体9上，导阀体21上设置下导磁体8和上导磁体2，永久磁体3将上下两个导磁体分开，并通过螺栓将上下极靴和左右线圈组件4组件固定，下导磁体8内侧设置所述弹簧管7。线圈组件4由聚酰亚胺漆包圆铜线缠绕线圈组件4骨架构成，衔铁5穿过线圈组件4的线圈组件4骨架内圈。挡板6的一端穿过衔铁5上的中心孔，并与衔铁5压和连接，挡板6的另一端穿过弹簧管7和导阀体21与反馈杆19连接。外壳1通过螺钉将双喷嘴挡板器罩住并固定在阀体9上，阀体9与阀套15之间设置有对应的通孔，通孔内设置有衬套18，所述反馈杆19穿插在衬套18内。

所述导阀体21内设置有螺纹孔，喷嘴管22通过螺纹孔与导阀体21螺纹连接，导阀体（21）内设置有连通导控油腔和喷嘴管22的内腔的倾斜通道，喷嘴管22的外端部设置有喷嘴螺母23。通过喷嘴螺母23调节喷嘴管22的位置，来调节喷嘴管22的喷口与挡板6之间的间隙，喷嘴螺母23调节并固定喷嘴管22的位置，调零方便。

所述阀套15上设置有分别与P口29连通的进油口43、与P口29连通的导控口25、与A口30适配的A配流口26、与B口31适配的B配流口27及与O口32连通的回油口28，阀套15的外壁上间隔设置有多个环形槽，回油口28、A配流口26、导控口25、B配流口27依次设置在阀套15的各个环形槽中且相互隔离，其中A配流口26、B配流口27及回油口28贯穿阀套15的内壁和外壁而连通至滑阀17的外壁。

所述导控口25间隔设置有两个，两个导控口25分别连通有对称设置在阀套15内的第一轴向通道36，第一轴向通道36一端与导控口25连通、另一端延伸至阀套15的端部，延伸至阀套15端部的第一轴向通道36连接有第一径向通道37。阀体9的内壁设置有与第一径向通道37连通的第二径向通道38，阀体9内设置有连通第二径向通道38与喷嘴管22的第二轴向通道39，第二轴向通道39通过导阀体21内设置的倾斜通道与喷嘴管22的内腔连通。

所述滑阀17的外周间隔设置有分别与A配流口26、B配流口27相适配的环状凸起33，当滑阀17处于中位时，环状凸起33与A配流口26、B配流口27正对而对其进行封堵，当滑阀17移动时A配流口26和B配流口27逐渐打开。所述滑阀17包括内部中空的筒状体，环状凸起33设置在筒状体的外壁上，两个环状凸起33之间的环槽构成A配流口26和B配流口27与进油口43连通的导流腔，随着滑阀17的移动，导流腔能够将A配流口26或B配流口27与进油口43导通。

所述滑阀17的左右两端部的筒状体外壁上设置环状槽40，环状槽40内设置有与筒状体内腔连通的回油孔41，通过回油孔41可以使得两个环状槽40通过筒状体的内腔连通。在滑阀17向左移动时，进油口43通过导流腔直接与A配流口26连通，B配流口27依次通过右侧的环状槽40内的回油孔41、筒状体内腔、左侧的环状槽40内额回油孔41与回油口28连通。在滑阀17向右移动时，进油口43通过导流腔直接与B配流口27连通，A配流口26通过右侧的环状槽40直接与回油口28连通。所述滑阀17左端部的环状槽40与所述衬套18相对应，即双喷嘴挡板调节器的喷嘴管22喷出的油液能够通过环状槽40流至筒状体的内腔和回油口28。

所述阀套15的两端设置有导控组件，通过导控组件实现对滑阀17的复位控制。导控组件包括导控活塞套11，导控活塞套11为T形，导控活塞套11的轴向段与阀套15的内壁梯形配合，导控活塞套11的径向段扣压在阀套15的端部，所述径向段的外部扣压有端盖10，端盖10与阀体9密封连接。导控活塞套11的轴向段内设置有导控活塞14，导控活塞14的内端部穿过导控活塞套11顶压在滑阀17的端部，导控活塞14的外端部设置有导控弹簧12，导控弹簧12的外端部设置有导控端盖13，导控端盖13与导控活塞14的外端部构成导控油腔。

所述导控活塞套11上设置有连通导控油腔与第一径向通道37的导油口35，从P口29进入的油液一路依次通过导控口25、第一轴向通道36、第一径向通道37、导油口35流入导控油腔，另一路依次通通过导控口25、第一轴向通道36、第一径向通道37、第二径向通道38、第二轴向通道39、导阀体21内的倾斜通道、喷嘴管22的内腔流至挡板6，当挡板6发生偏转后，挡板两侧产生压差，滑阀17两侧的导控油腔产生压差，在压差的作用下一侧的导控活塞14伸出、另一侧的导控活塞14收回，实现对滑阀17的反向推移，最终使反馈力矩与电磁力矩平衡。

进一步地，所述导控活塞14与导控活塞套11穿插配合处设置有均压槽，防止导控活塞14在工作时的液压卡紧力。所述筒状体的端部设置有密封板16，密封板16上设置有内外贯通的水平孔42，可以使导控油腔内的油液从水平孔42流入筒状体内，最终通过回油口28流至O口32。

进一步地，所述第一轴向通道36和第二轴向通道39的外端口分别延伸至阀套15和阀体9的外端面，便于加工制造。第一轴向通道36的外端口与导控活塞套11的径向段形成端面密封，第二轴向通道39的外端口通过堵头20密封或与端盖10形成端面密封。

本发明的具体工作过程如下。双喷嘴挡板调节器中的上导磁体2和下导磁体8被夹在中间的永久磁铁3磁化，在周围形成固定的磁通。控制回路的供电电源电压为24VDC，供电电源采用稳压电源并串联保险丝，控制信号采用范围为±10VDC。当左侧线圈组件4通电时，线圈组件4在电流的作用下产生控制磁通。线圈组件4得电形成的控制磁通与导磁体磁化形成的固定磁通相互作用，导致衔铁5与左侧线圈组件4之间的磁通增大，衔铁5与右侧线圈组件4之间的磁通减小，衔铁5带动挡板6顺时针转动，带动滑阀17向左移动。根据输入控制信号电压不同，挡板6的顺时针转动量不同。此时滑阀17和阀套15间的A配流口26和B配流口27打开并逐渐增大，油液从P口通过导流腔流入A口，B口31油液从滑阀17内部进入O口32，控制油液从两个喷嘴射出经滑阀17回流进入O口32。挡板6的偏移使左侧的喷嘴管22和挡板6间的可变节流口减小，使左侧控制流道中的压力升高，左侧的导控活塞14和导控端盖13间的压力升高，推动滑阀17向右移动，反馈杆19随滑阀17同步移动。反馈杆19的移动带动挡板6反向偏转，使左侧挡板喷嘴间的可变节流口增大，右侧减小。当反馈力矩逐渐等于电磁力矩时，滑阀17保持位置不变。

所述滑阀17的位置与输入控制电压的大小成正比，即通过线圈组件4的控制电压越大，使衔铁5偏转的转矩、挡板6的挠曲变形、滑阀17两端的压力差以及滑阀17的位移量越大，伺服阀输出的流量也就越大。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大流量电液伺服阀，包括相连的双喷嘴挡板调节器和阀套组件，所述阀套组件包括开设有P口（29）、A口（30）、B口（31）和O口（32）的阀体（9），阀体（9）内设置滑阀（17），其特征在于：所述阀体（9）与滑阀（17）之间设置有阀套（15），双喷嘴挡板调节器的反馈杆（19）穿过阀体（9）和阀套（15）与滑阀（17）相连，阀套（15）上设置有分别与P口（29）连通的进油口（43）、与A口（30）适配的A配流口（26）、与B口（31）适配的B配流口（27）及与O口（32）连通的回油口（28），滑阀（17）的外周间隔设置有分别与A配流口（26）、B配流口（27）相适配的环状凸起（33），滑阀（17）内设置有滑阀（17）移动时连通B配流口（27）与回油口（28）的回油通道（34），滑阀（17）的两端部均设置有与回油通道（34）连通的回油孔（41），滑阀（17）外设置有滑阀（17）移动时连通A配流口（26）与回油口（28）的环状槽（40），所述滑阀（17）的两端部与阀套（15）之间均设置有导控油腔，阀套（15）内设置有连通P口（29）与导控油腔的导控通道，导控油腔通过阀体（9）与双喷嘴挡板调节器的喷嘴管（22）连通，喷嘴管（22）与回油孔（41）连通；

所述双喷嘴挡板调节器包括与阀体（9）相连的导阀体（21），导阀体（21）内设置有螺纹孔，喷嘴管（22）通过螺纹孔与导阀体（21）螺纹连接，导阀体（21）内设置有连通导控油腔和喷嘴管（22）的通道；

所述喷嘴管（22）的外端部设置有喷嘴螺母（23）；

所述阀套（15）的两端设置有导控组件，导控组件包括导控活塞套（11），导控活塞套（11）内设置有导控活塞（14），导控活塞（14）的内端部穿过导控活塞套（11）顶压在滑阀（17）的端部，导控活塞（14）的外端部设置有导控弹簧（12），导控弹簧（12）的外端部设置有导控端盖（13），导控端盖（13）与导控活塞（14）的外端部构成所述导控油腔，所述导控活塞套（11）上设置有与导控通道相通的导油口（35）；

所述导控通道包括阀套（15）内设置的第一轴向通道（36），第一轴向通道（36）的内端口与P口（29）连通、外端口连接有第一径向通道（37），阀体（9）的内壁设置有与第一径向通道（37）连通的第二径向通道（38），第一径向通道（37）的内端口与导油口（35）连通、外端口与第二径向通道（38）连通，阀体（9）内设置有连通第二径向通道（38）与喷嘴管（22）的第二轴向通道（39）；

所述第一轴向通道（36）设置有两条且左右对称设置在阀套（15）内，所述阀体（9）与阀套（15）之间设置有对应的通孔，通孔内设置有衬套（18），所述反馈杆（19）穿插在衬套（18）内；

所述导控活塞（14）与导控活塞套（11）穿插配合处设置有均压槽，滑阀（17）包括内部中空的筒状体，筒状体的端部设置有密封板（16），密封板（16）上设置有内外贯通的水平孔（42）；

当左侧线圈组件（4）通电时，衔铁（5）与左侧线圈组件（4）之间的磁通增大，衔铁（5）与右侧线圈组件（4）之间的磁通减小，衔铁（5）带动挡板（6）顺时针转动，带动滑阀（17）向左移动，根据输入控制信号电压不同，挡板（6）的顺时针转动量不同，此时滑阀（17）和阀套（15）间的A配流口（26）和B配流口（27）打开并逐渐增大，油液从P口（29）通过导流腔流入A口（30），B口（31）油液从滑阀（17）内部进入O口（32），控制油液从两个喷嘴射出经滑阀（17）回流进入O口（32），挡板（6）的偏移使左侧的喷嘴管（22）和挡板（6）间的可变节流口减小，使左侧控制流道中的压力升高，左侧的导控活塞（14）和导控端盖（13）间的压力升高，推动滑阀（17）向右移动，反馈杆（19）随滑阀（17）同步移动，反馈杆（19）的移动带动挡板（6）反向偏转，使左侧挡板喷嘴间的可变节流口增大，右侧挡板喷嘴间的可变节流口减小，当反馈力矩逐渐等于电磁力矩时，滑阀（17）保持位置不变；所述滑阀（17）的位置与输入控制电压的大小成正比，通过线圈组件（4）的控制电压越大，衔铁（5）偏转的转矩、挡板（6）的挠曲变形、滑阀（17）两端的压力差以及滑阀（17）的位移量越大，伺服阀输出的流量越大。

2.根据权利要求1所述的大流量电液伺服阀，其特征在于：所述导控活塞套（11）为T形，导控活塞套（11）的轴向段与阀套（15）的内壁梯形配合，导控活塞套（11）的径向段扣压在阀套（15）的端部，所述径向段的外部扣压有端盖（10），端盖（10）与阀体（9）密封连接。

3.根据权利要求1或2所述的大流量电液伺服阀，其特征在于：所述第一轴向通道（36）和第二轴向通道（39）的外端口分别延伸至阀套（15）和阀体（9）的外端面，第一轴向通道（36）的外端口与导控活塞套（11）的径向段形成端面密封，第二轴向通道（39）的外端口通过堵头（20）密封或与端盖（10）形成端面密封。

4.根据权利要求3所述的大流量电液伺服阀，其特征在于：所述回油孔（41）设置在所述环状槽（40）内，环状槽（40）内设置有环槽，反馈杆（19）的端部插在环槽中。

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