CN117307547A - 水基比例减压阀 - Google Patents

水基比例减压阀 Download PDF

Info

Publication number
CN117307547A
CN117307547A CN202311168175.9A CN202311168175A CN117307547A CN 117307547 A CN117307547 A CN 117307547A CN 202311168175 A CN202311168175 A CN 202311168175A CN 117307547 A CN117307547 A CN 117307547A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cavity
pressure reducing
valve
reducing valve
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311168175.9A
Other languages
English (en)
Inventor
周如林
乔子石
王树胜
张阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ccteg Beijing Tianma Intelligent Control Technology Co ltd
Beijing Meike Tianma Automation Technology Co Ltd
Original Assignee
Ccteg Beijing Tianma Intelligent Control Technology Co ltd
Beijing Meike Tianma Automation Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ccteg Beijing Tianma Intelligent Control Technology Co ltd, Beijing Meike Tianma Automation Technology Co Ltd filed Critical Ccteg Beijing Tianma Intelligent Control Technology Co ltd
Priority to CN202311168175.9A priority Critical patent/CN117307547A/zh
Publication of CN117307547A publication Critical patent/CN117307547A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D23/00—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
    • E21D23/16—Hydraulic or pneumatic features, e.g. circuits, arrangement or adaptation of valves, setting or retracting devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D23/00—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
    • E21D23/16—Hydraulic or pneumatic features, e.g. circuits, arrangement or adaptation of valves, setting or retracting devices
    • E21D23/26—Hydraulic or pneumatic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/025—Pressure reducing valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/04—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves
    • F16K27/048—Electromagnetically actuated valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30—Details
    • F16K3/314—Forms or constructions of slides; Attachment of the slide to the spindle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0668—Sliding valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B2013/002—Modular valves, i.e. consisting of an assembly of interchangeable components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

本申请提供了一种水基比例减压阀。该水基比例减压阀，包括：比例电磁铁、主阀体、阀芯组件和传力机构，比例电磁铁包括驱动组件和电磁推杆，驱动组件驱动电磁推杆；主阀体内具有控制腔和安装腔，主阀体的侧面设有进液腔和减压阀出口，进液腔和减压阀出口均连通控制腔；阀芯组件设置于控制腔内；传力机构设置于安装腔，传力机构的第一端由电磁推杆驱动，第二端与阀芯组件的第一端连接，以将电磁推杆的驱动力沿阀芯组件的轴向施加于阀芯组件。本申请可通过调整比例电磁铁的电磁力，线性控制减压阀出口的压力。

Description

水基比例减压阀
技术领域
本申请涉及水基液压技术领域，尤其涉及一种水基比例减压阀。
背景技术
煤矿井下液压支架通过自身的位置推移和姿态调整对顶板进行支撑，并为井下人员和采煤设备提供安全的工作空间。随着煤矿综采智能化水平的提高，对液压支架的位姿调整的精度提出了更高的要求，目前煤矿液压支架采用的是电液开关式换向阀，但是存在以下问题：
电液开关阀不能对压力精确控制导致液压支架的位姿调整精度较差，降低了煤矿生产效率且不利于煤矿的智能化；开关式换向阀在启闭瞬间，会对系统带来巨大的液压冲击，会降低液压系统各元件的寿命，也给井下造成极大的安全隐患。要实现煤矿井下安全高效生产，急需采用新型的电液控制系统及控制元件，实现对水液压压力无级精准的调节。现有的水基比例减压阀的控制精度不能满足需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种水基比例减压阀和比例流量阀，以线性控制减压阀的出口压力。本申请的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种水基比例减压阀，包括：
比例电磁铁，所述比例电磁铁包括驱动组件和电磁推杆，所述驱动组件驱动所述电磁推杆；
主阀体，所述主阀体内具有控制腔和安装腔，所述主阀体的侧面设有进液腔和减压阀出口，所述进液腔和所述减压阀出口均连通所述控制腔；
阀芯组件，所述阀芯组件设置于所述控制腔内，所述阀芯组件受力时沿所述控制腔的轴向移动，以控制所述进液腔和所述减压阀出口之间流道的开度；
传力机构，所述传力机构设置于所述安装腔，所述传力机构的第一端由所述电磁推杆驱动，所述传力机构的第二端与所述阀芯组件的第一端连接，以将所述电磁推杆的驱动力沿所述阀芯组件的轴向施加于所述阀芯组件。
在一些实现方式中，所述传力机构包括：
增力杠杆，所述增力杠杆为L型结构，所述L型结构的第一端由所述电磁推杆驱动；
传力组件，所述传力组件的第一端连接所述L型结构的第二端，所述传力组件的第二端与所述阀芯组件的第一端连接。
在一些实现方式中，所述主阀体包括主阀体本体和防尘盖，所述主阀体本体内形成所述安装腔的第一部分，所述防尘盖内形成所述安装腔的第二部分，所述第一部分与所述第二部分组成形成与所述L型结构配合的L型内腔。
在一些实现方式中，所述传力组件包括：
传力螺钉，所述传力螺钉螺纹连接所述L型结构的第二端，
传力球，所述传力球的第一端与所述传力螺钉接触，所述传力球的第二端与所述阀芯组件的第一端接触。
在一些实现方式中，所述阀芯组件包括依次配合的球座、封堵球和平衡顶杆，所述球座设置于球座套内，所述平衡顶杆设置于过液套和阀芯导向套之间形成的内腔，所述球座的另一端连接复位弹簧，所述复位弹簧通过固定螺套限制在所述控制腔内，所述平衡顶杆的另一端连接所述传力机构的第二端；
所述过液套内设置有连通所述进液腔和所述减压阀出口的出口腔，在所述封堵球与所述过液套挤压接触时，所述出口腔被封堵。
在一些实现方式中，所述过液套的左端面具有用于与封堵球配合的弧形封堵面，所述弧形封堵面的中心处设置有过夜孔，所述过夜孔连通所述出口腔，所述平衡顶杆在受到所述传力机构驱动移动至所述过夜孔时，所述平衡顶杆封堵所述出口腔。
在一些实现方式中，所述平衡顶杆包括直径不同的第一杆段、第二杆段和第三杆段，所述第二杆段的直径大于所述第三杆段的直径，所述第三杆段的直径大于所述第一杆段的直径；所述第一杆段位于所述过液套左端轴向的中心孔内，所述第二杆段与所述过液套右端的内腔间隙配合，所述第三杆段的侧面与所述阀芯导向套的内腔之间形成平衡腔，所述平衡顶杆受挤压时，所述第一杆段的左端面与封堵球接触，所述第三杆段的右端面与所述传力机构接触；所述过夜孔的截面积等于所述第二杆段的端面面积与所述第三杆段的端面面积之差；所述主阀体内还具有力平衡流道，所述主阀体与所述球座套之间设置有高压腔，所述平衡顶杆与所述阀芯导向套之间设置有平衡腔，所述进液腔与所述高压腔连通，所述高压腔通过所述力平衡流道与所述平衡腔连通。
在一些实现方式中，所述主阀体上具有回液腔，所述回液腔连通所述减压阀出口，所述回液腔内配置有阻尼螺塞。
在一些实现方式中，所述主阀体上具有回液腔，所述平衡顶杆的轴心处具有中心通道，所述阀芯导向套内具有连通所述回液腔和所述中心通道的回液通道；所述阀芯组件还包括回液调流帽和回液密封垫，所述回液密封垫和所述回液调流帽依次设置于所述平衡顶杆和所述传力机构之间，通过驱动所述阀芯组件移动，以通过所述回液密封垫和所述回液调流帽调节所述回液通道的流量。
第二方面，本申请实施例提供了一种比例流量阀，包括：
三通主阀，所述三通主阀包括主阀进液阀芯；
位移传感器，所述位移传感器设置于所述三通主阀内，所述位移传感器用于采集所述主阀进液阀芯的位移信号；
第一方面所述的水基比例减压阀，所述水基比例减压阀的减压阀出口与所述三通主阀的控制腔连通；
控制器，所述控制器与所述位移传感器连接，所述控制器用于获取所述位移传感器输出的所述位移信号，并基于所述位移信号，向所述水基比例减压阀发送控制信号，以控制所述水基比例减压阀的比例电磁铁的驱动组件的电流。
本申请实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
将比例电磁铁的电磁推杆的输出力通过传力机构沿阀芯结构的轴向施加于阀芯，可通过调整比例电磁铁的电磁力，线性控制减压阀出口的压力；通过力平衡结构设计可以较低功率进行驱动，提升出口压力调节的精度；本发明以水基液作为传动介质，也可以用纯水介质传动替代，便于井下实现无污染生产。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本申请第一种实施方式的一种水基比例减压阀的结构示意图。
图2是图1所示的水基比例减压阀的局部图。
图3是图1所示的水基比例减压阀的局部图。
图4是图1所示的水基比例减压阀的原理符号。
图5是本申请第二种实施方式的一种水基比例减压阀的结构示意图。
图6是图5所示的水基比例减压阀的局部图。
图7是图5所示的水基比例减压阀的原理符号。
图8是本申请一种实施方式的比例流量阀的结构示意图。
图9是本申请另一种集成的比例流量阀的整体结构布局图。
图中：
01-水基比例减压阀，1-比例电磁铁，2-电磁推杆，3-主阀体，4-防尘盖，5-增力杠杆，6-胀堵，7-传力螺钉，8-防尘帽，9-阻尼螺丝，10-回液腔，11-减压阀出口，12-进液腔，13-阀芯组件，14-力平衡流道，15-环形密封圈，16-传力球，17-平衡顶杆，18-阀芯导向套，19-平衡腔，20-过液套，21-出口腔，22-封堵球，23-球座，24-高压腔，25-复位弹簧，26-固定螺套，S1-球座端面面积，S2-阀芯封堵口面积，S3-平衡顶杆中部面积，S4-平衡顶杆右侧断面面积，91-回液密封垫，92-回液调流帽，27-回液单向阀，28-三通主阀，29-主阀回液阀套，30-主阀进液阀芯，31-主阀复位弹簧，32-比例减压阀组合阀，33-过滤器，34-集成阀体。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
此外，本申请中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”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，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
比例减压阀是一种利用电磁线圈通电变化控制比例电磁铁实现减压阀阀芯开度调节的控制阀。当电磁线圈通电时，电磁力使阀芯开启，流体流经阀腔作用于阀芯表面产生压力，与弹簧力和电磁力形成力平衡，从而控制流体路的压力。比例电磁铁的电磁力与通电电流有关，因此输出压力与电磁力成比例，故可通过电磁力连续无级地控制输出流体的压力。
图1至图4示意了本申请的一种水基比例减压阀的第一种实施方式。参照图1至图3，该水基比例减压阀可以包括比例电磁铁1、主阀体3、阀芯组件13和传力机构。
其中，比例电磁铁1包括驱动组件和电磁推杆2，驱动组件驱动电磁推杆2。由此，可以通过控制器输入比例电磁阀不同的电压信号或者PWM不同的占空比，改变比例电磁铁1的驱动组件的电流，从而线性改变电磁推杆2的输出力。
可选的，比例电磁铁1为低功率比例电磁铁1。
主阀体3内具有控制腔和安装腔，主阀体3的侧面设有进液腔12(P口)和减压阀出口11(A口)，进液腔12和减压阀出口11均连通控制腔。由此，液压油可以进入进液腔12，在控制腔开启时，进液腔12内液压油可以进入控制腔之后从减压阀出口11流出。
阀芯组件13设置于控制腔内，阀芯组件13受力时沿控制腔的轴向移动，以控制进液腔12和减压阀出口11之间流道的开启和关闭。
由此，当电磁推杆2通过传力机构将输出力传递至阀芯组件13时，推动阀芯组件13在控制腔内移动，实现阀芯组件13的开度调节，从而控制进液腔12和减压阀出口11之间流道的开启和闭合。
传力机构设置于安装腔，传力机构的第一端由电磁推杆2驱动，传力机构的第二端与阀芯组件13的第一端连接，以将电磁推杆2的驱动力沿阀芯组件13的轴向施加于阀芯组件13。
由此，通过传力机构将电磁推杆2的输出力沿阀芯组件13的轴向施加于阀芯组件13。
本申请实施例的水基比例减压阀，将比例电磁铁的电磁推杆的输出力通过传力机构沿阀芯结构的轴向施加于阀芯，可通过调整比例电磁铁的电磁力，线性控制减压阀出口的压力，可以应用于各个领域。
在一些实施例中，传力机构包括增力杠杆5和传力组件，增力杠杆5为L型结构，L型结构的第一端由电磁推杆2驱动；传力组件的第一端连接L型结构的第二端，传力组件的第二端与阀芯组件13的第一端连接。
在本实施例中，增力杠杆5可对电磁推杆2的输出力实现7倍以上的倍增。
通过实施本实施例，比例电磁铁借助增力杠杆提高对阀芯组件的推力，以降低比例电磁铁的驱动功率，从而提升水基比例减压阀的调压范围。
在一些实施例中，主阀体3包括主阀体3本体和防尘盖4，主阀体3本体内形成安装腔的第一部分，防尘盖4内形成安装腔的第二部分，第一部分与第二部分组成形成与L型结构配合的L型内腔。
由此，通过安装腔容纳增力杠杆5以及提供增力杠杆5的活动空间。
在一些实施例中，防尘盖4上安装有防尘帽8，防尘帽8与防尘盖4的安装位置处设置有密封圈。
在一些实施例中，传力组件包括传力螺钉7和传力球16，传力螺钉7螺纹连接L型结构的第二端，传力球16的第一端与传力螺钉7接触，传力球16的第二端与阀芯组件13的第一端接触。
由此，由于球体具备自定心的功能，传力螺钉7与传力球16组合成传力组件，将由增力杠杆5数倍增加之后的电磁推杆2输出的线性力水平施加至阀芯组件13。
在一些实施例中，阀芯组件13包括依次配合的球座23、封堵球22和平衡顶杆17，球座23设置于球座23套内，平衡顶杆17设置于过液套20和阀芯导向套18之间形成的内腔，球座23的另一端连接复位弹簧25，复位弹簧25通过固定螺套限制在控制腔内，平衡顶杆17的另一端连接传力机构的第二端；过液套20内设置有连通进液腔12和减压阀出口11的出口腔21，在封堵球22与过液套20挤压接触时，出口腔21被封堵。
如图2所示，过液套20左端面具有用于与封堵球22配合的弧形封堵面，弧形封堵面的左端面中心处设置有过夜孔，过夜孔连通出口腔21，而出口腔21连通减压阀出口11；固定螺套26内靠近过液套20的位置处设有连通高压腔24的流道，该流道的出口延伸至固定螺套26、过液套20、封堵球22以及球座23围成的空间，该空间连通过夜孔。在封堵球22未受挤压将过夜孔封堵时，高压腔24的流体通过过夜孔流入出口腔21。
进一步的，阀芯导向套18的外周面具有环槽，环槽内设置环形密封圈15。通过环形密封圈15实现阀芯导向套18与主阀体3之间的密封。
在本实施例中，阀芯组件使用的封堵球为球阀结构，从而降低加工难度，避免阀芯出现卡滞等问题。
由此，一方面，在电磁推杆2输出线性力时，该线性力通过增力杠杆5倍增之后通过传力组件水平施加至平衡顶杆17上，平衡顶杆17沿轴向向挤压封堵球22，复位弹簧25受力压缩，过液套20上的过夜孔打开，从而使进液腔12中的高压液通过出口腔21流至减压阀出口11。另一方面，在电磁推杆2无力输出时，通过复位弹簧25将封堵球22挤压在过液套20上，以将过液套20上的过夜孔封堵，使进液腔12与减压阀出口11隔断。
在一些实施例中，平衡顶杆17包括直径不同的第一杆段、第二杆段和第三杆段，第二杆段的直径大于第三杆段的直径，第三杆段的直径大于第一杆段的直径；第一杆段位于过液套20左端轴向的中心孔内，第二杆段与过液套20右端的内腔间隙配合，第三杆段的侧面与阀芯导向套18的内腔之间形成平衡腔19，平衡顶杆17受挤压时，第一杆段的左端面与封堵球22接触，第三杆段的右端面与传力机构接触；主阀体3内还具有力平衡流道14，主阀体3与球座23套之间设置有高压腔24，平衡顶杆17与阀芯导向套18之间设置有平衡腔19，进液腔12与高压腔24连通，高压腔24通过力平衡流道14与平衡腔19连通。其中，过夜孔的截面积等于第二杆段的端面面积与第三杆段的端面面积之差。
需要说明的是，过夜孔的截面积即封堵球22的封堵口面积，第一杆段的端面面积小于封堵球22的封堵口面积。
进一步的，力平衡流道14位于主阀体3右端面处通过胀堵6封堵。
由此，为消除阀芯组件13液压不平衡力(干扰力)的影响，平衡顶杆17的环形面积与封堵球22的封堵口面积相等，且通过力平衡流道14能够将进液腔12处的高压液(例如31.5MPa)引入平衡腔19中，以实现阀芯组件13的液压力平衡，降低阀芯组件13的驱动阻力。由于阀芯组件13自身液压力平衡，从而可实现以较低的功率对高压液体进行比例减压。
通过实施本实施例，通过增加平衡流道，实现液压平衡式结构，使整个阀芯组件处于液压力平衡状态，提高比例减压阀的压力使用范围。
需要说明的是，本实施例的水基比例减压阀为固定阻尼回液的水基比例减压阀，下面对固定阻尼回液的实现方式进行说明。
在一些实施例中，主阀体3上具有回液腔10(R口)，回液腔10连通减压阀出口11，回液腔10内配置有阻尼螺塞9。
可以理解为，封堵球22与过液套20接触的封堵面，具备一定的正压力才能够将高压腔24与出口腔21隔断，减压阀出口11的压力达到特定值之后，由于阀芯组件13处于力平衡状态封堵力较小，密封效果不好，减压阀出口11的压力会出现缓升的现象。由此，通过在回液腔10配备特定的阻尼螺塞9，保持减压阀出口11与回液腔10接通，进行泄压，保证封堵球22始终处于一个开启状态，从而防止减压阀出口11的出口压力会出现缓升的现象。
下面对本实施例的水基比例减压阀的比例减压原理进行说明。
该比例电磁铁1的输出力FI与电流I之间的关系如下：
FI＝K1I (1)
其中，FI为电磁推杆2的输出力，I为比例电磁铁1的电流(可控输入量)，K1为比例电磁铁1的比例系数(由电磁铁结构决定)。
比例减压阀的阀芯力平衡方程如下：
K2FI＝Pout(S3-S2)+F弹+Pin(S3-S4-S2) (2)
其中：K2为增力杠杆5放大倍数；S3-S2为比例减压阀的反馈面积；F弹为复位弹簧25的压缩力，阀芯组件13的行程较小，为0.1mm，弹簧力基本不变；Pin(S3-S4-S2)为阀芯组件13液压不平衡力(干扰力)，为消除干扰力的影响，平衡顶杆17的环形面积S3-S4，与封堵球的封堵口面积(即阀芯封堵口面积)S2相等，则Pin(S3-S4-S2)＝0。
由此，比例减压阀的阀芯力平衡方程(2)简化如下：
K2FI＝Pout(S3-S2)+F弹 (3)
由上述公式(1)、(3)，得到减压阀出口11的压力Pout与比例电磁铁1的电流I的关系式如下：
由公式(4)可见，减压阀出口11的压力Pout与比例电磁铁1的电流I成线性比例。由于减压阀阀芯自身液压力平衡，本申请实施例的水基比例减压阀可实现以较低的功率对31.5MPa以上的高压进行比例减压。
给定比例电磁铁1一个特定的电流I，控制电磁推杆2特定的推力FI，经过增力杠杆5将推力放大后变为K2FI，依靠传力螺钉7与传力球16，将推力K2FI水平施加给平衡顶杆17，通过平衡顶杆17推动封堵球22克服复位弹簧25的弹簧力，并依靠固定的反馈面积S3-S2，实现对减压阀出口11的压力的线性控制。
由于减压阀出口11的压力与比例电磁的电流成线性关系，提高比例电磁铁1的电流值可以提升减压阀出口11的压力。当比例电磁铁1的电流值降低，减压阀出口11多余的高压液通过阻尼螺塞9泄出，实现减压阀出口11的压力的调低；在减压阀出口11的压力达到期望值之后，由于阻尼螺塞9接通回液腔10的泄压作用，封堵球22保持开启状态，保证减压阀出口11的压力稳定，避免减压阀出口11出现压力缓升的现象。
通过实施本实施例，通过阻尼螺塞实现固定阻尼孔，将出口腔与回液腔连通，保证减压阀出口的压力稳定，不出现压力缓升现象，并实现减压阀出口的泄压。
上述实施例的水基比例减压阀为固定阻尼回液的水基比例减压阀，水基比例减压阀还有另一种实现方式，为变阻尼回液的水基比例减压阀，下面对变阻尼回液的水基比例减压阀的实现方式进行说明。
图5至图7示意了本申请的一种水基比例减压阀的第二种实施方式。参照图5和图6，该水基比例减压阀与图1所示的水基比例减压阀的主要不同之处在于，主阀体3上具有回液腔10，平衡顶杆17的轴心处具有中心通道，阀芯导向套18内具有连通回液腔10和中心通道的回液通道；阀芯组件13还包括回液调流帽92和回液密封垫91，回液密封垫91和回液调流帽92依次设置于平衡顶杆17和传力机构之间，通过驱动阀芯组件13移动，以通过回液密封垫91和回液调流帽92调节回液通道的开度。
由图5和图6所示的结构可见，本实施例的水基比例减压阀的结构与图1-图3所示的水基比例减压阀的结构原理基本不变，给定比例电磁铁1一个特定的电流I，控制电磁推杆2特定的推力FI，经过增力杠杆5将该推力放大后变为K2FI，依靠传力螺钉7与传力球16，将推力K2FI水平施加给平衡顶杆17，推动封堵球22克服复位弹簧25的弹簧力，并依靠固定的反馈面积S3-S2,实现对减压阀出口11的压力的线性控制。
本实施例通过回液调流帽92代替上述实施例的阻尼螺塞，在减压阀出口11的压力增压时，提高比例电磁铁1的电流值，回液密封垫91与平衡顶杆17的中心通道的端部的细孔压紧，线性控制减压阀出口11的压力的提升；在减压阀出口11的压力减小时，降低比例电磁铁1的电流值，回液密封垫与平衡顶杆17的中心通道的端部的细孔密封松动，实现减压阀出口11的压力的线性降压。
通过实施本实施例，通过回液密封垫和回液调流帽实现可变阻尼孔，将出口腔与回液腔连通，保证减压阀出口的压力稳定，并实现减压阀出口的泄压。
由于上述实施例的水基比例减压阀是通过电信号控制电流大小，从而线性调整减压阀出口11的压力，能够将该水基比例减压阀集成到多路阀、煤矿液压支架的主阀集成块上，用于调节主阀的开度，从而实现主阀的远距离控制及智能控制。
本申请实施例的水基比例减压阀，能够根据需要实时改变减压阀出口的压力，且减压阀出口的压力稳定，从而满足水液压系统高精度控制场景的需求。同时，具有加工装配难度低的优点。
在上述任一实施例的基础上，图8是根据一示例性实施例示出的一种比例流量阀的结构示意图。参照图8，该比例流量阀，可以包括三通主阀28、位移传感器、水基比例减压阀01和控制器。
其中，三通主阀28包括主阀进液阀芯30。
位移传感器设置于三通主阀28内，位移传感器用于采集主阀进液阀芯30的位移信号；
在本实施例中，水基比例减压阀01的减压阀出口与三通主阀28的控制腔A连通。
可选的，水基比例减压阀01为上述任一实施例所示的水基比例减压阀。
控制器与位移传感器连接，控制器用于获取位移传感器输出的位移信号，并基于位移信号，向水基比例减压阀01发送控制信号，以控制水基比例减压阀01的比例电磁铁的驱动组件的电流。
在一些实施例中，三通主阀28包括控制腔A和依次配合在控制腔A内的主阀回液阀套29、主阀进液阀芯30和主阀复位弹簧31，主阀进液阀芯30的左端与主阀回液阀套29内腔间隙配合，主阀进液阀芯30的中部具有径向凸起，径向凸起的右端面抵接主阀复位弹簧31的左端。
本实施例中，三通主阀28为两位三通式结构，主阀进液阀芯30在主阀复位弹簧31的弹簧力的作用下处于常闭状态，主阀回液阀套29处于打开的状态，水基比例减压阀01的出口与三通主阀28的控制腔A接通。
在此，对比例流量阀的工作方式进行说明。
三通主阀28的开度调节：当控制器给水基比例减压阀01输入控制信号时，控制主阀回液阀套29首先关闭，由于主阀复位弹簧31的复位弹簧力的存在，此时三通主阀28的控制腔A的压力未达到主阀进液阀芯30的开启压力，随着控制腔A的压力不断上升，主阀进液阀芯30向右移动，水基比例减压阀01的P口与三通主阀28的B口接通，同时位移传感器将主阀进液阀芯30的位移信号传给控制器，进而闭环控制主阀进液阀芯30的开度，实现了三通主阀28的阀芯开度的精确调节。
三通主阀28进行回液：水基比例减压阀01的控制信号为0，三通主阀28的控制腔A的压力与水基比例减压阀01的R口接通，主阀进液阀芯30和主阀回液阀套29同时复位，此时B口与R口接通，三通主阀28处于回液状态。
上述比例流量阀在使用时，如图9所示，基于图8所示的单水基比例减压阀01控制单个三通主阀28的原理，将两个水基比例减压阀01合并成一个组合式的比例减压阀组合阀32。将多个比例减压阀组合阀32和多个三通主阀28安装于集成阀体34上，实现多个比例流量阀，集成阀体34上还设置有用于过滤各比例流量阀流通的流体的过滤器33和用于连各比例流量阀的回液流体的回液单向阀27。
通过实施例本实施例，将多个水基比例减压阀和多个三通主阀集成在一起，通过多个水基比例减压阀控制多个三通主阀的油路切换和开度变化，从而实现对多个液压支架的控制，集成结构设计合理，便于维护。
本申请实施例的比例流量阀，通过水基比例减压阀的比例电磁铁线性控制主阀的控制腔的压力，从而实现主阀的开度的精确调节，可以应用于包括煤矿液压支架的各个领域。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种水基比例减压阀，其特征在于，包括：
比例电磁铁，所述比例电磁铁包括驱动组件和电磁推杆，所述驱动组件驱动所述电磁推杆；
主阀体，所述主阀体内具有控制腔和安装腔，所述主阀体的侧面设有进液腔和减压阀出口，所述进液腔和所述减压阀出口均连通所述控制腔；
阀芯组件，所述阀芯组件设置于所述控制腔内，所述阀芯组件受力时沿所述控制腔的轴向移动，以控制所述进液腔和所述减压阀出口之间流道的开度；
传力机构，所述传力机构设置于所述安装腔，所述传力机构的第一端由所述电磁推杆驱动，所述传力机构的第二端与所述阀芯组件的第一端连接，以将所述电磁推杆的驱动力沿所述阀芯组件的轴向施加于所述阀芯组件。
2.根据权利要求1所述的水基比例减压阀，其特征在于，所述传力机构包括：
增力杠杆，所述增力杠杆为L型结构，所述L型结构的第一端由所述电磁推杆驱动；
传力组件，所述传力组件的第一端连接所述L型结构的第二端，所述传力组件的第二端与所述阀芯组件的第一端连接。
3.根据权利要求2所述的水基比例减压阀，其特征在于，所述主阀体包括主阀体本体和防尘盖，所述主阀体本体内形成所述安装腔的第一部分，所述防尘盖内形成所述安装腔的第二部分，所述第一部分与所述第二部分组成形成与所述L型结构配合的L型内腔。
4.根据权利要求2所述的水基比例减压阀，其特征在于，所述传力组件包括：
传力螺钉，所述传力螺钉螺纹连接所述L型结构的第二端，
传力球，所述传力球的第一端与所述传力螺钉接触，所述传力球的第二端与所述阀芯组件的第一端接触。
5.根据权利要求1所述的水基比例减压阀，其特征在于，所述阀芯组件包括依次配合的球座、封堵球和平衡顶杆，所述球座设置于球座套内，所述平衡顶杆设置于过液套和阀芯导向套之间形成的内腔，所述球座的另一端连接复位弹簧，所述复位弹簧通过固定螺套限制在所述控制腔内，所述平衡顶杆的另一端连接所述传力机构的第二端；
所述过液套内设置有连通所述进液腔和所述减压阀出口的出口腔，在所述封堵球与所述过液套挤压接触时，所述出口腔被封堵。
6.根据权利要求5所述的水基比例减压阀，其特征在于，所述过液套的左端面具有用于与封堵球配合的弧形封堵面，所述弧形封堵面的中心处设置有过夜孔，所述过夜孔连通所述出口腔，所述平衡顶杆在受到所述传力机构驱动移动至所述过夜孔时，所述平衡顶杆封堵所述出口腔。
7.根据权利要求6所述的水基比例减压阀，其特征在于，所述平衡顶杆包括直径不同的第一杆段、第二杆段和第三杆段，所述第二杆段的直径大于所述第三杆段的直径，所述第三杆段的直径大于所述第一杆段的直径；所述第一杆段位于所述过液套左端轴向的中心孔内，所述第二杆段与所述过液套右端的内腔间隙配合，所述第三杆段的侧面与所述阀芯导向套的内腔之间形成平衡腔，所述第三杆段的右端面与所述传力机构接触；所述过夜孔的截面积等于所述第二杆段的端面面积与所述第三杆段的端面面积之差；
所述主阀体内还具有力平衡流道，所述主阀体与所述球座套之间设置有高压腔，所述第三杆段与所述阀芯导向套之间设置有平衡腔，所述进液腔与所述高压腔连通，所述高压腔通过所述力平衡流道与所述平衡腔连通。
8.根据权利要求1所述的水基比例减压阀，其特征在于，所述主阀体上具有回液腔，所述回液腔连通所述减压阀出口，所述回液腔内配置有阻尼螺塞。
9.根据权利要求5所述的水基比例减压阀，其特征在于，所述主阀体上具有回液腔，所述平衡顶杆的轴心处具有中心通道，所述阀芯导向套内具有连通所述回液腔和所述中心通道的回液通道；所述阀芯组件还包括回液调流帽和回液密封垫，所述回液密封垫和所述回液调流帽依次设置于所述平衡顶杆和所述传力机构之间，通过驱动所述阀芯组件移动，以通过所述回液密封垫和所述回液调流帽调节所述回液通道的流量。
10.一种比例流量阀，其特征在于，包括：
三通主阀，所述三通主阀包括主阀进液阀芯；
位移传感器，所述位移传感器设置于所述三通主阀内，所述位移传感器用于采集所述主阀进液阀芯的位移信号；
如权利要求1至9中任一项所述的水基比例减压阀，所述水基比例减压阀的减压阀出口与所述三通主阀的控制腔连通；
控制器，所述控制器与所述位移传感器连接，所述控制器用于获取所述位移传感器输出的所述位移信号，并基于所述位移信号，向所述水基比例减压阀发送控制信号，以控制所述水基比例减压阀的比例电磁铁的驱动组件的电流。
CN202311168175.9A 2023-09-11 2023-09-11 水基比例减压阀 Pending CN117307547A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311168175.9A CN117307547A (zh) 2023-09-11 2023-09-11 水基比例减压阀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311168175.9A CN117307547A (zh) 2023-09-11 2023-09-11 水基比例减压阀

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117307547A true CN117307547A (zh) 2023-12-29

Family

ID=89285713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311168175.9A Pending CN117307547A (zh) 2023-09-11 2023-09-11 水基比例减压阀

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117307547A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3837672B2 (ja) 電気油圧比例減圧−リリーフ弁
EP4224045A1 (en) Pilot-operated electric proportional high-pressure relief valve
US4491153A (en) Pressure reducing valve
DE69111628T2 (de) Druckregler für Fluide.
US5921279A (en) Solenoid operated dual spool control valve
CA2340565A1 (en) Bidirectional pilot operated control valve
CN111271486B (zh) 一种减压阀
WO2012128797A2 (en) Electro-proportional pilot operated poppet valve with pressure compensation
CN102428304A (zh) 比例节流阀
US4813447A (en) Flow control valve apparatus
US6786236B2 (en) Electrohydraulic servo valve
US10584801B2 (en) Valve, in particular proportional pressure regulating valve
CN101815639A (zh) 用于陆地车辆的电液制动单元
CN108533763B (zh) 一种启闭速度可控的截止阀
KR102530260B1 (ko) 전자 비례 밸브
CN108692037B (zh) 一种先导式液控截止阀
WO2000073665A1 (fr) Dispositif de soupape et dispositif de commande d'actionneur hydraulique
CN117307547A (zh) 水基比例减压阀
CN117386604A (zh) 一种小流量双出口电磁柱塞泵
CN214578002U (zh) 一种插装式二通比例调速阀
CN108561357B (zh) 一种插装式比例溢流阀
CN107575428B (zh) 一种无冲击型电液控单向阀
CN108506522B (zh) 泄漏流量减小的压力调节伺服阀
CN115614509A (zh) 双向电磁保压卸荷阀
CN101387311A (zh) 带有压力平衡式提升阀的先导操作阀

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination