CN113775593A - 一种气液调速系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气液调速系统，包括调速信号输出单元、信号处理单元和调速阀单元，调速阀单元包括至少两路调速阀组，每一路调速阀组都包括串联连接的节流阀和电磁阀，各路调速阀组并联连接，调速信号输出单元用于根据用户的调速操作向信号处理单元发出调速信号，信号处理单元根据调速信号通过电磁阀使相应的一路或多路调速阀组处于打开状态获得用户需要的调速比例或接近用户需要的调速比例的临近调速比例，完成调速。有益效果是：相比传统的组合阀有级调速，通过组合使用各路调速阀组，可以扩增出更多级的调速档位，实现精密调速，而且调速范围大，从而在很多场合可以代替比例阀，使设备成本大幅降低。

Description

一种气液调速系统
技术领域
本发明涉及一种气液调速系统。
背景技术
现有的液压调速大多采用比例阀无级调速和组合阀有级调速，前者调速紧密，但是价格较高，部件精度高寿命较短，后者结构简单，寿命长，价格便宜，维修方便，但调节范围窄，调速档位较少，反应慢，无法满足精密调速的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种气液调速系统，结构简单、调速紧密，很多场合可替代比例阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气液调速系统包括调速信号输出单元、信号处理单元和调速阀单元，调速阀单元包括至少两路调速阀组，每一路调速阀组都包括串联连接的节流阀和电磁阀，节流阀用于使该路调速阀组具有一定的调速比例，电磁阀用于对该路调速阀组进行打开和关闭控制，各路调速阀组并联连接，各路调速阀组的进口用于与气源或液压源连接，调速阀组的出口用于输出气压或液压，调速信号输出单元与信号处理单元连接，信号处理单元与各路调速阀组中电磁阀连接，调速信号输出单元，用于根据用户的调速操作向信号处理单元发出调速信号，信号处理单元根据调速信号通过电磁阀使相应的一路或多路调速阀组处于打开状态获得用户需要的调速比例或接近用户需要的调速比例的临近调速比例，完成调速。
具体地，信号处理单元根据调速信号通过电磁阀使一个或多个相应的调速阀组处于打开状态获得用户需要的调速比例或接近用户需要的调速比例的临近调速比例的具体方法为：通过单独打开和组合打开多路调速阀组方式可以获得调速比例由小到大变化的多级调速档位，将各级调速档位与调速阀组的对应关系作为调档方案预置在信号处理单元内，信号处理单元根据调速信号选择调速档位，并根据调档方案使相应的调速阀组处于打开状态，完成调速。
具体地，调速信号输出单元发出调速信号为脉冲信号或模拟量信号。
更具体地，信号处理单元根据调速信号选择调速档位的具体方法为：将整个调速信号变化区间按照调速档位的级数划分为对应个数的连续的信号区间，将各个信号区间与调速档位的对应关系作为选档方案预置在信号处理单元内，信号处理单元根据调速信号所属信号区间按照选档方案选择调速档位。
具体地，节流阀为可调节节流阀，所述的电磁阀为两位两通电磁阀。
具体地，气液调速系统具有4路调速阀组，分别是调速比例为5％的第一调速阀组，调速比例为15％的第二调速阀组、调速比例为30％的第三调速阀组、调速比例为50％的第四调速阀组，通过单独打开和组合打开多路调速阀组方式可以获得调速比例由小到大变化的14级调速档位，分别是调速比例为5％、15％、20％、30％、35％、45％、50％、55％、65％、70％、80％、85％、95％、100％的14级调速档位。
更具体地，调速信号输出单元为手柄或电位器。
具体地，信号处理单元为单片机。
具体地，调速阀单元为组合阀，该组合阀包括阀体和阀体上对应各路调速阀组的阀路、节流阀芯和电磁阀芯。
本发明的有益效果是：相比传统的组合阀有级调速，通过组合使用各路调速阀组，可以扩增出更多级的调速档位，实现精密调速，而且调速范围大，从而在很多场合可以代替比例阀，使设备成本大幅降低，同时也继承了传统组合阀的运行可靠，维修方便的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1为本发明的液压原理图；
图2为本发明的电气原理图；
图3是本发明的作为调速阀单元的组合阀的结构示意图；
图4是本发明的调速档位、调速比例与调速信号电压之间的对应关系图表；
图中，1.节流阀，2.电磁阀，3.液压油缸，4.第一调速阀组，5.第二调速阀组，6.第三调速阀组，7.第四调速阀组，8.阀体，9.节流阀芯，10.电磁阀芯，11.液压油泵，12.溢流阀，13.换向阀。
具体实施方式
如图1和2所示，一种气液调速系统，包括调速信号输出单元、信号处理单元和调速阀单元，调速阀单元包括至少两路调速阀组，每一路调速阀组都包括串联连接的节流阀1和电磁阀2，节流阀1用于使该路调速阀组具有一定的调速比例，电磁阀2用于对该路调速阀组进行打开和关闭控制，各路调速阀组并联连接，各路调速阀组的进口用于与气源或液压源连接，调速阀组的出口用于输出气压或液压驱动液压油缸3或气缸，调速信号输出单元与信号处理单元连接，信号处理单元与各路调速阀组中电磁阀2连接，调速信号输出单元，用于根据用户的调速操作向信号处理单元发出调速信号，信号处理单元根据调速信号通过电磁阀2使相应的一路或多路调速阀组处于打开状态获得用户需要的调速比例或接近用户需要的调速比例的临近调速比例，完成调速。在调速信号输出单元为无级而调速阀单元为有级的情况下，会存在用户需要的调速比例与调速阀单元可提供的调速比例不一致的情况，信号处理单元以临近调速比例进行代替。当然也不排除调速信号输出单元也为有级的情况。
信号处理单元根据调速信号通过电磁阀2使一个或多个相应的调速阀组处于打开状态获得用户需要的调速比例或接近用户需要的调速比例的临近调速比例的具体方法为：通过单独打开和组合打开多路调速阀组方式可以获得调速比例由小到大变化的多级调速档位，将各级调速档位与调速阀组的对应关系作为调档方案预置在信号处理单元内，信号处理单元根据调速信号选择调速档位，并根据调档方案使相应的调速阀组处于打开状态，完成调速。
调速信号输出单元发出调速信号为脉冲信号或模拟量信号。
信号处理单元根据调速信号选择调速档位的具体方法为：将整个调速信号变化区间按照调速档位的级数划分为对应个数的连续的信号区间，将各个信号区间与调速档位的对应关系作为选档方案预置在信号处理单元内，信号处理单元根据调速信号所属信号区间按照选档方案选择调速档位。
节流阀1为可调节节流阀，所述的电磁阀2为两位两通电磁阀。
调速信号输出单元为手柄或电位器。
信号处理单元为单片机。
下面以液压油缸调速为例，进行进一步说明：
在附图1中的气液调速系统具有4路调速阀组，分别是调速比例为5％的第一调速阀组4，调速比例为15％的第二调速阀组5、调速比例为30％的第三调速阀组6、调速比例为50％的第四调速阀组7，通过单独打开和组合打开多路调速阀组方式可以获得调速比例由小到大变化的14级调速档位，分别是调速比例为5％、15％、20％、30％、35％、45％、50％、55％、65％、70％、80％、85％、95％、100％的14级调速档位。
如图3所示，调速阀单元为组合阀，该组合阀包括阀体8和阀体8上对应各路调速阀组的阀路、节流阀芯9和电磁阀芯10。
附图1所示的具有本气液调速系统的液压油缸驱动系统，包括作为液压源的液压油泵11、溢流阀12、气液调速系统的各路调速阀组、换向阀13和液压油缸3，换向阀13为三位四通换向阀，液压油缸3为双作用油缸，各路调速阀组的出口汇流后连接换向阀，用于驱动液压油缸3，换向阀用于液压油缸3的伸缩换向。
以手柄为调速信号输出单元，手柄发出的电压信号为调速信号，以附图1的4路调速阀组为例，说明本系统的工作过程：
手柄的的调速信号在0V～5V之间连续变化，将0V～5V的调速信号变化区间划分为14个连续的信号区间，每个信号区间对应一个调速档位，0V～0.25V为第一信号区间，对应5％的第一级调速档位，0.25V～0.75V为第二信号区间，对应15％的第二级调速档位，0.75V～1V为第三信号区间，对应20％的第三级调速档位，直至第十四信号区间，4.75V～5V为第十四信号区间，具体见图4。
相应的，调速比例5％的第一级调速档位对应第一调速阀组4，调速比例15％的第二级调速档位对应第二调速阀组5，调速比例20％的第三级调速档位对应第一调速阀组4和第二调速阀组5，直至第十四级调速档位，调速比例100％的第十四级调速档位对应第一调速阀组4、第二调速阀组5、第三调速阀组6和第四调速阀组7。
当用户拨动手柄，手柄会发出调速信号给信号处理单元，信号处理单元根据收到调速信号选择调速档位，并根据调档方案使相应的调速阀组处于打开状态，完成液压调速。
当信号处理单元在收到0V～0.25V之间的调速信号时，信号处理单元都会选择第一级调速档位，并通过第一调速阀组4的电磁阀2使第一调速阀组4处于打开状态，而其他调速阀组处于关闭状态，调速阀单元输出5％调速比例的液压，驱动液压油缸以5％的速度动作。
当信号处理单元在收到0.25V～0.75V之间的调速信号时，信号处理单元都会选择第二级调速档位，并通过第二调速阀组5的电磁阀2使第二调速阀组5处于打开状态，而其他调速阀组处于关闭状态，调速阀单元输出15％调速比例的液压，驱动液压油缸以15％的速度动作。
当信号处理单元在收到0.75V～1V之间的调速信号时，信号处理单元都会选择第三级调速档位，并通过第一调速阀组4和第二调速阀组5的电磁阀2使第一调速阀组4和第二调速阀组5都处于打开状态，而其他调速阀组处于关闭状态，调速阀单元输出20％调速比例的液压，驱动液压油缸以20％的速度动作。
当信号处理单元在收到4.75V～5V之间的调速信号时，信号处理单元都会选择第十四级调速档位，并通过第一调速阀组4、第二调速阀组5、第三调速阀组6和第四调速阀组7的电磁阀2使第一调速阀组4、第二调速阀组5、第三调速阀组6和第四调速阀组7都处于打开状态，而其他调速阀组处于关闭状态，调速阀单元输出100％调速比例的液压，驱动液压油缸以100％的速度动作。

Claims (9)

1.一种气液调速系统，其特征是：包括调速信号输出单元、信号处理单元和调速阀单元，调速阀单元包括至少两路调速阀组，
每一路调速阀组都包括串联连接的节流阀(1)和电磁阀(2)，节流阀(1)用于使该路调速阀组具有一定的调速比例，电磁阀(2)用于对该路调速阀组进行打开和关闭控制，
各路调速阀组并联连接，各路调速阀组的进口用于与气源或液压源连接，调速阀组的出口用于输出气压或液压，
调速信号输出单元与信号处理单元连接，信号处理单元与各路调速阀组中电磁阀(2)连接，
调速信号输出单元，用于根据用户的调速操作向信号处理单元发出调速信号，
信号处理单元根据调速信号通过电磁阀(2)使相应的一路或多路调速阀组处于打开状态获得用户需要的调速比例或接近用户需要的调速比例的临近调速比例，完成调速。
2.根据权利要求1所述的气液调速系统，其特征是：所述的信号处理单元根据调速信号通过电磁阀(2)使一个或多个相应的调速阀组处于打开状态获得用户需要的调速比例或接近用户需要的调速比例的临近调速比例的具体方法为：
通过单独打开和组合打开多路调速阀组方式可以获得调速比例由小到大变化的多级调速档位，将各级调速档位与调速阀组的对应关系作为调档方案预置在信号处理单元内，信号处理单元根据调速信号选择调速档位，并根据调档方案使相应的调速阀组处于打开状态，完成调速。
3.根据权利要求1或2所述的气液调速系统，其特征是：所述的调速信号输出单元发出调速信号为脉冲信号或模拟量信号。
4.根据权利要求3所述的气液调速系统，其特征是：所述的信号处理单元根据调速信号选择调速档位的具体方法为：将整个调速信号变化区间按照调速档位的级数划分为对应个数的连续的信号区间，将各个信号区间与调速档位的对应关系作为选档方案预置在信号处理单元内，信号处理单元根据调速信号所属信号区间按照选档方案选择调速档位。
5.根据权利要求1所述的气液调速系统，其特征是：所述的节流阀(1)为可调节节流阀，所述的电磁阀(2)为两位两通电磁阀。
6.根据权利要求1所述的气液调速系统，其特征是：具有4路调速阀组，分别是调速比例为5％的第一调速阀组(4)，调速比例为15％的第二调速阀组(5)、调速比例为30％的第三调速阀组(6)、调速比例为50％的第四调速阀组(7)，
通过单独打开和组合打开多路调速阀组方式可以获得调速比例由小到大变化的14级调速档位，分别是调速比例为5％、15％、20％、30％、35％、45％、50％、55％、65％、70％、80％、85％、95％、100％的14级调速档位。
7.根据权利要求3所述的气液调速系统，其特征是：所述的调速信号输出单元为手柄或电位器。
8.根据权利要求1所述的气液调速系统，其特征是：所述的信号处理单元为单片机。
9.根据权利要求1所述的气液调速系统，其特征是：所述的调速阀单元为组合阀，该组合阀包括阀体(8)和阀体(8)上对应各路调速阀组的阀路、节流阀芯(9)和电磁阀芯(10)。
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