CN113969913A - 一种高频大流量电液伺服阀 - Google Patents

Abstract

一种高频大流量电液伺服阀，包括伺服阀阀体，所述伺服阀阀体的内部安装有阀芯套，所述阀芯套与伺服阀阀体之间为转动连接关系，所述阀芯套的内部加工成空心结构，所述阀芯套的内侧设置有阀芯，所述阀芯滑动连接在阀芯套的内侧。本发明结构简单可靠，降低了成本，提高了可靠性，通过新的结构设计以及去掉控制油路的控制机构，令电液伺服阀的控制力量提高，减小了主阀芯的质量，使得电液伺服阀的响应速度更快，区别于传统的喷流挡板和射流管控制电液伺服阀的控制油路，提高了电液伺服阀的抗污染能力，增加了电液伺服阀的可靠性，减轻了阀套和阀芯的的质量，使产品达到轻量化设计。

Description

一种高频大流量电液伺服阀

技术领域

本发明属于伺服阀领域，具体公开了一种高频大流量电液伺服阀。

背景技术

电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件，它是一种接受模拟电信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。液压伺服阀是构建液压伺服控制系统的核心元件，因此液压控制系统书籍会包含电液伺服阀内容。

随着电液技术的发展，高频大流量重载的研发技术成为电液伺服阀发展方向之一，传统的电液伺服阀的响应速度比较低而且流量不大，越来越满足不了应用需求，传统的电液伺服阀的控制油路主要是喷嘴挡板和射流管这两种形式。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了解决背景技术中存在的缺点，而提出一种高频大流量电液伺服阀，以解决现有技术中所存在的问题。

为达到以上目的，本发明提供了一种高频大流量电液伺服阀，包括伺服阀阀体，所述伺服阀阀体的内部安装有阀芯套，所述阀芯套与伺服阀阀体之间为转动连接关系，所述阀芯套的内部加工成空心结构，所述阀芯套的内侧设置有阀芯，所述阀芯滑动连接在阀芯套的内侧，所述阀芯的内部开设有主阀芯控制油道，所述主阀芯控制油道的数量为两组，两组所述孔道之间呈中心对称关系。

在上述技术方案中，优选的，所述阀芯上套接有弹簧，所述弹簧的数量为两组，两组所述弹簧分别活动安装在阀芯的外侧靠近两侧位置。

优选的，所述伺服阀阀体的下端靠近两侧位置开设有两组控制腔，两组所述控制腔的内部贯穿设置有堵头，所述堵头活动安装在通孔的内部，所述堵头的上端设置有阻尼，所述阻尼的下端于堵头的上端之间固定连接。

优选的，所述阀芯套的外侧套接有伺服电机定子铁芯线圈，所述伺服电机定子铁芯线圈固定安装在阀芯套外侧，所述伺服电机定子铁芯线圈位于伺服阀阀体与阀芯套之间形成的区域之内，所述伺服电机定子铁芯线圈的外侧套接有伺服电机定子铁芯，所述伺服电机定子铁芯固定安装在伺服电机定子铁芯线圈的外侧。

优选的，所述阀芯套的外侧开设有沟槽，所述沟槽为闭合的环状结构，所述沟槽的内部镶嵌有第一密封圈，所述第一密封圈位于阀芯套上开设的沟槽与伺服阀阀体的内壁之间。

优选的，所述伺服阀阀体的一端贴合设置有左盖板，所述左盖板与伺服阀阀体之间设置有第二密封圈，所述左盖板与伺服阀阀体的内部贯穿设置有四组第二安装螺钉，所述左盖板与伺服阀阀体之间通过四组第二安装螺钉固定连接，所述阀芯的一端设置有LVDT推杆，所述LVDT推杆与阀芯的一端之间固定连接，所述LVDT推杆的外侧设置有LVDT推杆罩子，所述LVDT推杆罩子的一端与左盖板的一端之间紧密贴合，所述LVDT推杆罩子的一端与左盖板的一端之前固定连接，所述LVDT推杆罩子笼罩在LVDT推杆的另一端外侧。

优选的，所述LVDT推杆罩子的外侧套接有LVDT线圈，所述LVDT 线圈与LVDT推杆罩子之间固定连接，所述LVDT推杆与LVDT推杆罩子的交汇处均开设有固定槽，所述LVDT推杆罩子上开设的为竖向固定槽，所述LVDT推杆上开设的为横向固定槽，所述竖向固定槽的内部嵌入有限位销，所述限位销的下端由竖向固定槽的内部延伸至横向固定槽的内部。

优选的，左盖板一端靠近LVDT推杆罩子的外侧设置有LVDT保护罩，所述LVDT保护罩与左盖板之间相互贴合，所述LVDT保护罩与左盖板之间固定连接，所述伺服阀阀体的另一端紧密贴合有右盖板，所述右盖板与伺服阀阀体之间贯穿设置有第一安装螺钉，所述右盖板通过第一安装螺钉与伺服阀阀体的另一端之间固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明结构简化：结构简单可靠，降低了成本，提高了可靠性。

2、本发明减少了控制油路的压力损失：通过新的结构设计以及去掉控制油路的控制机构，令电液伺服阀的控制力量提高，减小了主阀芯的质量，使得电液伺服阀的响应速度更快。

3、本发明提高抗污染能力：区别于传统的喷流挡板和射流管控制电液伺服阀的控制油路，提高了电液伺服阀的抗污染能力，增加了电液伺服阀的可靠性。

4、本发明轻量化设计：减轻了阀套和阀芯的的质量，使产品达到轻量化设计。

附图说明

图1为本发明的整体剖切结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的伺服阀阀体的结构示意图；

图5为本发明的阀芯的剖视图；

图6为本发明的阀芯套的剖视图。

图中：1、伺服阀阀体；2、阀芯套；3、阀芯；4、右盖板；5、弹簧；6、阻尼；7、第一安装螺钉；8、堵头；9、伺服电机定子铁芯线圈；10、第一密封圈；11、伺服电机定子铁芯；12、左盖板；13、 LVDT线圈；14、LVDT推杆；15、LVDT推杆罩子；16、限位销；17、 LVDT保护罩；18、第二密封圈；19、第二安装螺钉。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图5所示的一种高频大流量电液伺服阀，包括伺服阀阀体1，伺服阀阀体1的内部安装有阀芯套2，阀芯套2与伺服阀阀体 1之间为转动连接关系，阀芯套2的内部加工成空心结构，阀芯套2 的内侧设置有阀芯3，阀芯3滑动连接在阀芯套2的内侧，阀芯3的内部开设有主阀芯控制油道，主阀芯控制油道的数量为两组，两组孔道之间呈中心对称关系。

阀芯3上套接有弹簧5，弹簧5的数量为两组，两组弹簧5分别活动安装在阀芯3的外侧靠近两侧位置，伺服阀阀体1的下端靠近两侧位置开设有两组控制腔，两组控制腔的内部贯穿设置有堵头8，堵头8活动安装在通孔的内部，堵头8的上端设置有阻尼6，阻尼6的下端于堵头8的上端之间固定连接，阀芯套2的外侧套接有伺服电机定子铁芯线圈9，伺服电机定子铁芯线圈9固定安装在阀芯套2外侧，伺服电机定子铁芯线圈9位于伺服阀阀体1与阀芯套2之间形成的区域之内，伺服电机定子铁芯线圈9的外侧套接有伺服电机定子铁芯 11，伺服电机定子铁芯11固定安装在伺服电机定子铁芯线圈9的外侧，阀芯套2的外侧开设有沟槽，沟槽为闭合的环状结构，沟槽的内部镶嵌有第一密封圈10，第一密封圈10位于阀芯套2上开设的沟槽与伺服阀阀体1的内壁之间。

伺服阀阀体1的一端贴合设置有左盖板12，左盖板12与伺服阀阀体1之间设置有第二密封圈18，左盖板12与伺服阀阀体1的内部贯穿设置有四组第二安装螺钉19，左盖板12与伺服阀阀体1之间通过四组第二安装螺钉19固定连接，阀芯3的一端设置有LVDT推杆14，LVDT推杆14与阀芯3的一端之间固定连接，LVDT推杆14的外侧设置有LVDT推杆罩子15，LVDT推杆罩子15的一端与左盖板12的一端之间紧密贴合，LVDT推杆罩子15的一端与左盖板12的一端之前固定连接，LVDT推杆罩子15笼罩在LVDT推杆14的另一端外侧， LVDT推杆罩子15的外侧套接有LVDT线圈13，LVDT线圈13与LVDT 推杆罩子15之间固定连接，LVDT推杆14与LVDT推杆罩子15的交汇处均开设有固定槽，LVDT推杆罩子15上开设的为竖向固定槽，LVDT 推杆14上开设的为横向固定槽，竖向固定槽的内部嵌入有限位销16，限位销16的下端由竖向固定槽的内部延伸至横向固定槽的内部，当伺服电机定子铁芯线圈9正向得电，阀芯3上面的阀芯套2逆时针转动，由于LVDT推杆14连接阀芯3上，限位销16的圆头插入LVDT推杆14的横向固定槽里，限制了阀芯3的旋转，保证了阀芯3的左右移动，此时油口通过阀芯套2上的孔道和阀芯3两个小孔道将控制油液引入阀芯3左右两主阀芯控制油道，主阀芯控制油道的油液经过阻尼阻尼6孔连通回油孔道，与此同时，LVDT线圈13监测阀芯3的移动时产生的电信号，信号反馈至控制器，使之调节以便控制阀芯3运动，反之，阀芯3向右移动。

左盖板12一端靠近LVDT推杆罩子15的外侧设置有LVDT保护罩 17，LVDT保护罩17与左盖板12之间相互贴合，LVDT保护罩17与左盖板12之间固定连接，伺服阀阀体1的另一端紧密贴合有右盖板4，右盖板4与伺服阀阀体1之间贯穿设置有第一安装螺钉7，右盖板4 通过第一安装螺钉7与伺服阀阀体1的另一端之间固定连接。

工作原理：

当伺服电机定子铁芯线圈9正向得电，阀芯3上面的阀芯套2逆时针转动，由于LVDT推杆14连接阀芯3上，限位销16的圆头插入 LVDT推杆14的横向固定槽里，限制了阀芯3的旋转，保证了阀芯3 的左右移动，此时油口通过阀芯套2上的孔道和阀芯3两个小孔道将控制油液引入阀芯3左右两主阀芯控制油道，主阀芯控制油道的油液经过阻尼阻尼6孔连通回油孔道，与此同时，LVDT线圈13监测阀芯 3的移动时产生的电信号，信号反馈至控制器，使之调节以便控制阀芯3运动，反之，阀芯3向右移动。

主要采用了伺服电机来控制阀芯3的旋转，形成可变节流口，阀芯3内部加工出孔道，并安装阻尼，这样就和可变节流口组成B型半桥，主要是为了电液伺服阀的响应速度和通过的流量，并且结构设计简单明了的同时降低了主阀芯的质量，并提高了电液伺服阀的抗污染能力。

本次发明的电液伺服阀区别于传统的电液伺服阀以及2D伺服阀，本次设计目的主要是为了提高电液伺服阀的响应速度和通过的流量，使阀芯3在结构设上简单明了的同时减少阀芯3质量，并且提高了电液伺服阀的抗污染能力，通过设计阀芯3上的内部主阀芯控制油道，可以达到阀芯套2质量减小的目的同时，也可以达到减少此伺服阀控制油液的压力损失。本次发明的电液伺服阀主要采用了伺服电机来控制阀芯套2的旋转，阀芯套2上的孔与阀芯3上的孔道在旋转时形成可变节流口，阀芯3内部加工出主阀芯控制油道，并安装阻尼，这样就和可变节流口组成了B型半桥，伺服电机的伺服电机定子铁芯线圈9放在阀芯套2上，阀芯套2里面加工成空心，以便放入阀芯3，在主阀芯两端的两个控制腔的回油孔道里面各放入一个阻尼 6，使压力油通入阀芯3两端的控制腔流回回油口，阀芯3的两端各有一个弹簧5，使阀芯3处于对中位置，减少了阀芯3在中位时的泄漏，伺服阀阀芯3的右端采用LVDT位移传感器来反馈主阀芯的移动位移。当伺服电机工作时，由于阀芯套2内部有孔道，会降低质量，此伺服阀的固有频率会比较高，此伺服阀采用弹簧5对中式设计，以保证此伺服阀不工作时，阀芯3仍处于中位机能，其因供油温度和供油压力变化而产生的零漂小零位工作点的变动范围小，阀芯3此时所受的液动力和液压力也是平衡的。

此伺服阀通过设计阀芯3和阀芯套2，压力油口P的油液通过阀芯3内部油路流到阀芯3的左右控制油道，控制阀芯3的左右移动。本发明设计采用伺服电机来代替传统的力矩马达，使阀芯套2前后转动的同时，把压力油口的油液通过阀芯3内部油路直接流到阀芯 3的左右控制油道，控制阀阀芯3的左右移动，达到电液伺服阀换向的目的。

在本发明中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，若出现术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种高频大流量电液伺服阀，包括伺服阀阀体(1)，其特征在于，所述伺服阀阀体(1)的内部安装有阀芯套(2)，所述阀芯套(2)与伺服阀阀体(1)之间为转动连接关系，所述阀芯套(2)的内部加工成空心结构，所述阀芯套(2)的内侧设置有阀芯(3)，所述阀芯(3)滑动连接在阀芯套(2)的内侧，所述阀芯(3)的内部开设有主阀芯控制油道，所述主阀芯控制油道的数量为两组，两组所述孔道之间呈中心对称关系。

2.根据权利要求1所述的一种高频大流量电液伺服阀，其特征在于，所述阀芯(3)上套接有弹簧(5)，所述弹簧(5)的数量为两组，两组所述弹簧(5)分别活动安装在阀芯(3)的外侧靠近两侧位置。

3.根据权利要求1所述的一种高频大流量电液伺服阀，其特征在于，所述伺服阀阀体(1)的下端靠近两侧位置开设有两组控制腔，两组所述控制腔的内部贯穿设置有堵头(8)，所述堵头(8)活动安装在通孔的内部，所述堵头(8)的上端设置有阻尼(6)，所述阻尼(6)的下端于堵头(8)的上端之间固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种高频大流量电液伺服阀，其特征在于，所述阀芯套(2)的外侧套接有伺服电机定子铁芯线圈(9)，所述伺服电机定子铁芯线圈(9)固定安装在阀芯套(2)外侧，所述伺服电机定子铁芯线圈(9)位于伺服阀阀体(1)与阀芯套(2)之间形成的区域之内，所述伺服电机定子铁芯线圈(9)的外侧套接有伺服电机定子铁芯(11)，所述伺服电机定子铁芯(11)固定安装在伺服电机定子铁芯线圈(9)的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种高频大流量电液伺服阀，其特征在于，所述阀芯套(2)的外侧开设有沟槽，所述沟槽为闭合的环状结构，所述沟槽的内部镶嵌有第一密封圈(10)，所述第一密封圈(10)位于阀芯套(2)上开设的沟槽与伺服阀阀体(1)的内壁之间。

6.根据权利要求1所述的一种高频大流量电液伺服阀，其特征在于，所述伺服阀阀体(1)的一端贴合设置有左盖板(12)，所述左盖板(12)与伺服阀阀体(1)之间设置有第二密封圈(18)，所述左盖板(12)与伺服阀阀体(1)的内部贯穿设置有四组第二安装螺钉(19)，所述左盖板(12)与伺服阀阀体(1)之间通过四组第二安装螺钉(19)固定连接，所述阀芯(3)的一端设置有LVDT推杆(14)，所述LVDT推杆(14)与阀芯(3)的一端之间固定连接，所述LVDT推杆(14)的外侧设置有LVDT推杆罩子(15)，所述LVDT推杆罩子(15)的一端与左盖板(12)的一端之间紧密贴合，所述LVDT推杆罩子(15)的一端与左盖板(12)的一端之前固定连接，所述LVDT推杆罩子(15)笼罩在LVDT推杆(14)的另一端外侧。

7.根据权利要求6所述的一种高频大流量电液伺服阀，其特征在于，所述LVDT推杆罩子(15)的外侧套接有LVDT线圈(13)，所述LVDT线圈(13)与LVDT推杆罩子(15)之间固定连接，所述LVDT推杆(14)与LVDT推杆罩子(15)的交汇处均开设有固定槽，所述LVDT推杆罩子(15)上开设的为竖向固定槽，所述LVDT推杆(14)上开设的为横向固定槽，所述竖向固定槽的内部嵌入有限位销(16)，所述限位销(16)的下端由竖向固定槽的内部延伸至横向固定槽的内部。

8.根据权利要求6所述的一种高频大流量电液伺服阀，其特征在于，左盖板(12)一端靠近LVDT推杆罩子(15)的外侧设置有LVDT保护罩(17)，所述LVDT保护罩(17)与左盖板(12)之间相互贴合，所述LVDT保护罩(17)与左盖板(12)之间固定连接，所述伺服阀阀体(1)的另一端紧密贴合有右盖板(4)，所述右盖板(4)与伺服阀阀体(1)之间贯穿设置有第一安装螺钉(7)，所述右盖板(4)通过第一安装螺钉(7)与伺服阀阀体(1)的另一端之间固定连接。

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