CN113932040B - 控制注塑机开合模的比例阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制注塑机开合模的比例阀，属于液压阀制造领域；本发明包括：阀体、阀芯和两个比例电磁铁；每个所述比例电磁铁具有推杆；所述阀体的两端分别设置有弹簧腔，每个所述弹簧腔内设置有弹簧；所述阀芯可滑动的安装于所述阀体内，且所述阀芯的两端分别通过所述弹簧与所述弹簧腔相接触；所述阀芯的两端分别与两个所述推杆相接触；所述阀芯的端部设置有卡销，所述比例电磁铁上固定设置有滑套；该滑套上开设有条形孔，该条形孔的长度方向与所述阀芯滑动方向相同；所述阀芯滑动，以使所述卡销在所述条形孔内滑动。本发明通过比例阀结构优化，保证比例阀的阀芯在滑动时不发生转动，从而改善了控制性能，满足注塑机开合模的应用要求，具有成本低廉，控制简单，性能可靠的优点。

Description

控制注塑机开合模的比例阀
技术领域
本发明涉及阀门制造技术，尤其涉及一种控制注塑机开合模的比例阀，属于液压设备制造技术领域。
背景技术
注塑机的电脑端都有配置模拟量信号输出端口和比例电流输出端口，模拟量信号输出端口用于控制带放大器的比例阀，如±10V，4-20ma...，而比例电流输出端口用于输出电流直接驱动比例阀的比例电磁铁工作，主机厂为了降低线路承载电流，保证线路安全稳定可靠，以及节能减耗的需求，其注塑机电脑端的比例电流输出端口最大设计为1A左右的电流输出，这样也同时降低了注塑机电脑端的输入功率，延长其工作寿命。
但是现有技术中市面上的比例阀，厂家为了保证和提升比例阀的性能，其比例电磁铁的额定工作电流基本都设计在2A以上，这样注塑机电脑端的比例电流输出端口就不能驱动比例阀工作，如果厂家选用带放大器的比例阀，势必增加成本。
比例阀的比例电磁铁在保证输出力不变的情况下，现有技术中可以通过变更线圈的线径和匝数，使得比例电磁铁的额定工作电流在1A以内，例如线圈的额定电流为0.8A；这样注塑机电脑端的比例电流输出端口就可以直接驱动比例电磁铁工作。但是直接改变线圈的结构并不能实现比例电磁铁的线性控制。
因此，现有技术中亟待一种可与注塑机的比例电流输出端口直接连接控制，且具有良好的控制性能的注塑机开合模专用的比例阀。
发明内容
本发明提供一种新的控制注塑机开合模的比例阀，通过在阀芯上设置防转结构，从而限制阀芯的旋转，以解决现有技术中比例换向阀控制性能差的技术问题。
本发明实施例的控制注塑机开合模的比例阀，包括：阀体、阀芯和两个比例电磁铁；每个所述比例电磁铁具有推杆；
所述阀体的两端分别设置有弹簧腔，每个所述弹簧腔内设置有弹簧；所述阀芯可滑动的安装于所述阀体内，且所述阀芯的两端分别通过所述弹簧与所述弹簧腔相接触；
所述阀芯的两端分别与两个所述推杆相接触；所述阀芯的端部设置有卡销，所述比例电磁铁上固定设置有滑套；该滑套上开设有条形孔，该条形孔的长度方向与所述阀芯滑动方向相同；
所述阀芯滑动，以使所述卡销在所述条形孔内滑动。
如上所述的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述弹簧与所述阀芯之间设置有弹簧受，该弹簧受与该侧的所述比例电磁铁之间具有间隙；
所述间隙的长度等于所述推杆的最大滑动距离。
如上所述的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述弹簧受为垫片式结构，所述弹簧受的一侧设置有限位台阶；
所述比例电磁铁具有壳体，该壳体固定在所述阀体的两侧；所述限位台阶朝向所述壳体，所述限位台阶与所述壳体之间的距离为所述间隙。
如上所述的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述壳体内设置有滑动容腔，所述推杆可滑动的安装于所述滑动容腔内。
如上所述的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述阀体内设置有高压油口和多个出油口；所述阀芯向左或向右滑动，以使所述高压油口与其中一个所述出油口相连。
如上所述的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述弹簧套设于所述推杆的一端，且不与所述推杆相接触；
所述弹簧的一端抵靠在所述弹簧受上，另一端抵靠在所述壳体上。
如上所述的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述阀体内还设置有两个回油腔，两个所述回油腔分别位于两个所述工作油口的外侧；
所述阀芯滑动，以使其中一个所述工作油口与所述回油腔相连。
如上所述的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述限位台阶为环状凸起结构，该限位台阶套设于所述弹簧上，且所述限位台阶的内侧与所述弹簧相接触。
本发明的比例阀，其比例电磁铁采用小电流驱动设计，可与注塑机的比例电流输出端口直接连接控制，同时通过比例阀结构优化，采用防止阀芯转动的结构，保证比例阀的控制性能，满足注塑机开合模的应用要求，具有成本低廉，控制简单，性能可靠，节能减耗的优点。
附图说明
图1为本发明实施例的控制注塑机开合模的比例阀的侧剖结构示意图；
图2为图1中M处的局部放大图；
图3为图1中N-N截面的局部放大图；
图4为比例电磁铁的位移-力曲线；
图5为现有技术比例电磁铁的位移-电流曲线；
图6为本实施例的比例电磁铁的位移-电流曲线。
具体实施方式
本发明所述的控制注塑机开合模的比例阀可以采用以下材料制成，且不限于如下材料，例如：减压阀、比例阀、电控阀等常用组件。
图1为本发明实施例的控制注塑机开合模的比例阀的侧剖结构示意图；结合图2和图3。
本发明实施例的控制注塑机开合模的比例阀，包括：阀体1、阀芯2和两个比例电磁铁5；每个所述比例电磁铁5具有推杆4；推杆4一般包括用于和阀芯2相接触的驱动杆40。
所述阀体1的两端分别设置有弹簧腔，每个所述弹簧腔内设置有弹簧3；所述阀芯2可滑动的安装于所述阀体1内，且所述阀芯2的两端分别通过所述弹簧3与所述弹簧腔相接触；弹簧腔和弹簧的设计，能够保证在比例电磁铁不工作的状态下，阀芯自动回复至中位状态。
本实施例的比例阀，所述阀体1内设置有两个高压油口(A和B)和多个出油口；所述阀芯2向左或向右滑动，以使一个所述工作油口与其中一个出油口相连。阀芯向左，则一个出油口与高压油口B相连通。
如图2所示，所述阀芯2的两端分别与两个所述推杆4相接触；所述阀芯2的端部设置有卡销20，所述比例电磁铁5上固定设置有滑套41；该滑套41上开设有条形孔，该条形孔的长度方向与所述阀芯2滑动方向相同；
所述阀芯2滑动，以使所述卡销20在所述条形孔内滑动。
实际工作过程中，当给定比例电磁铁5控制电流时，比例电磁铁的线圈产生电磁力通过导套作用在推杆(也称为衔铁)4上，推杆4通过驱动杆40推动阀芯2并克服弹簧3的弹簧力往左移动；当继续给定比例电磁铁5较大的电流时，线圈产生的电磁力也变大，阀芯2往左移动的距离也变长；当给定比例电磁铁5较小的电流时，阀芯2移动的距离变短；这样当控制给定比例电磁铁5的电流大小时，可实现阀芯2的连续位移控制，实现比例阀的开口连续变化，从而实现流量的连续比例控制；右侧的比例电磁铁工作同之。
本实施例的控制注塑机开合模的比例阀，如图2，所述弹簧3与所述阀芯2之间设置有弹簧受30，该弹簧受30与该侧的所述比例电磁铁5之间具有间隙(S1-S2)；所述间隙的长度等于所述推杆4的最大滑动距离。
一般情况下，所述弹簧受30为垫片式结构，所述弹簧受30的一侧设置有限位台阶300；
所述比例电磁铁5具有壳体50，该壳体50固定在所述阀体1的两侧；所述限位台阶300朝向所述壳体50，所述限位台阶300与所述壳体50之间的距离为所述间隙。壳体50具有台阶面500，台阶面500与限位台阶300为间隙(S1-S2)。
进一步的，所述壳体50内设置有滑动容腔，所述推杆4可滑动的安装于所述滑动容腔内。
本实施例的控制注塑机开合模的比例阀，进一步的，所述限位台阶300为环状凸起结构，该限位台阶300套设于所述弹簧3上，且所述限位台阶300的内侧与所述弹簧3相接触。
图4为比例电磁铁5的位移-力曲线(S-F曲线)，即给定比例电磁铁5一个恒定的控制电流I时，比例电磁铁5的推杆4在不同位置时的输出力的曲线图；横坐标为推杆4的位移S，纵坐标为推杆4的输出力F；横坐标的0位置为推杆4往左移动到底的位置，曲线a为推杆4往左移动时的输出力变化情况，曲线b为推杆4往回退时的输出力变化情况，曲线a与曲线b不重合是由于推杆4往左移动和往回移动时由于摩擦力等因素造成的迟滞。
现有的比例电磁铁其额定工作电流都比较大，虽然响应会快，但是输出力的峰值比较高,如图4的虚线部分X为现有比例电磁铁位移-力曲线；当比例电磁铁的工作电流较低时，其输出力的峰值比较低。
根据本发明比例电磁铁的位移-力曲线E(如图4)，0到S2区间为比例电磁铁5的工作行程，当推杆4在S1到S2的位置区间移动时，推杆4的输出力基本不随推杆4的位置变化而变化，当推杆4在0到S1的位置区间移动时，推杆4发生很小的位移变化就会使得输出力发生很大的变化；而比例阀的弹簧3遵循胡克定律，为线性变化。
当比例电磁铁5驱动阀芯2换向时，随着比例电磁铁5的控制电流增大，阀芯2的移动距离也变化，当推杆4在S1和S2区间移动时，阀芯2的位移大小与控制电流大小呈正比关系；当继续增大控制电流，推杆4在0-S1区间移动时，阀芯2的位移与控制电流不再呈比例关系，此时控制电流还未到达额定电流时，阀芯就会提前运行至最大位置，这样会使得比例阀的控制分辨率降低，可控区间小；当控制电流由最大逐渐降小时，由于比例电磁铁5的迟滞关系，电流要降到很低时(降低到30％的额定电流)，弹簧3才能推动阀芯2往回退，这样比例阀的可控区间太小。如图5所示，横坐标为比例电磁铁1的控制电流I，纵坐标为阀芯2的移动行程S。
本发明的比例阀，如图6，通过调整弹簧3的刚度和比例电磁铁5的工作行程，使得比例电磁铁5在零到额定电流区间工作时，其推杆4的工作行程控制在S1和S2区间，工作行程与变更前保持一致(如变更前工作行程0～S2为4mm,变更后的工作行程S1～S2为4mm)。
为了保证比例阀的批量一致性，弹簧受30增加一个限位台阶300，当推杆4运行到S1位置时，弹簧受30的限位台阶300与比例电磁铁5的台阶面500接触，这样可避免由于弹簧3、比例电磁铁5的制造误差，导致推杆4运行到0-S1区间；这样比例阀在0到额定电流下实现连续、比例可控，提高了比例阀的控制分辨率和可控区间，如图5和图6所示。
比例阀的阀芯2的位移一般呈连续变化，当阀芯2在小开口时，如果通过较大流量和压力，阀芯2会发生旋转的可能；本发明的比例阀，其比例电磁铁5的滑套41的前端轴向有设计一个中空状的条形孔，比例电磁铁5的推杆4在条形孔内移动；阀芯2最外侧的圆柱台阶上，其外圆面的径向安装一个卡销20，卡销20也在条形孔内移动；当阀芯2左右移动时，阀芯2上的卡销20刚好卡在条形孔内，这样可以限制阀芯2旋转，使得阀芯2只能轴向移动，保证了比例阀的控制性能，提高了比例阀的寿命。
本实施例的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述弹簧3套设于所述推杆4的一端，且不与所述推杆4相接触；弹簧3一般套设在驱动杆40的外侧。
所述弹簧3的一端抵靠在所述弹簧受30上，另一端抵靠在所述壳体50上。
本实施例的控制注塑机开合模的比例阀，其中，所述阀体内还设置有两个回油腔，两个所述回油腔分别位于两个所述工作油口的外侧；所述阀芯滑动，以使其中一个所述工作油口与所述回油腔相连。
本发明的比例阀，其比例电磁铁采用小电流驱动设计，可与注塑机的比例电流输出端口直接连接控制，同时通过比例阀结构优化，采用防止阀芯转动的结构，保证比例阀的控制性能，满足注塑机开合模的应用要求，具有成本低廉，控制简单，性能可靠，节能减耗的优点。
另外，本发明的控制注塑机开合模的比例阀制作成本不高，与现有控制板结合能力好，结构设计紧凑，构造巧妙，启动停止稳定，使用维护方便，适用于各种类型的液压系统的精准比例调节。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体的作用和结构，并配合本发明各个实施例所述的结构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种控制注塑机开合模的比例阀，其特征在于，包括：阀体、阀芯和两个比例电磁铁；每个所述比例电磁铁具有推杆；
所述阀体的两端分别设置有弹簧腔，每个所述弹簧腔内设置有弹簧；所述阀芯可滑动的安装于所述阀体内，且所述阀芯的两端分别通过所述弹簧与所述弹簧腔相接触；
所述阀芯的两端分别与两个所述推杆相接触；所述阀芯的端部设置有卡销，所述比例电磁铁上固定设置有滑套；该滑套上开设有条形孔，该条形孔的长度方向与所述阀芯滑动方向相同；
所述阀芯滑动，以使所述卡销在所述条形孔内滑动；
所述弹簧与所述阀芯之间设置有弹簧受，该弹簧受与该侧的所述比例电磁铁之间具有间隙；所述间隙的长度等于所述推杆的最大滑动距离；
所述弹簧受为垫片式结构，所述弹簧受的一侧设置有限位台阶；所述比例电磁铁具有壳体，该壳体固定在所述阀体的两侧；所述限位台阶朝向所述壳体，所述限位台阶与所述壳体之间的距离为所述间隙；
所述壳体内设置有滑动容腔，所述推杆可滑动的安装于所述滑动容腔内；
所述弹簧套设于所述推杆的一端，且不与所述推杆相接触；所述弹簧的一端抵靠在所述弹簧受上，另一端抵靠在所述壳体上
所述推杆包括：用于和所述阀芯相接触的驱动杆；所述弹簧套设在所述驱动杆的外侧。
2.根据权利要求1所述的控制注塑机开合模的比例阀，其特征在于，所述阀体内设置有高压油口和多个出油口；所述阀芯向左或向右滑动，以使所述高压油口与其中一个所述出油口相连。
3.根据权利要求2所述的控制注塑机开合模的比例阀，其特征在于，所述阀体内还设置有两个回油腔，两个所述回油腔分别位于两个所述出油口的外侧；
所述阀芯滑动，以使其中一个所述出油口与所述回油腔相连。
4.根据权利要求1所述的控制注塑机开合模的比例阀，其特征在于，所述限位台阶为环状凸起结构，该限位台阶套设于所述弹簧上，且所述限位台阶的内侧与所述弹簧相接触。
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