CN117869412A - 一种基于软体薄片结构的顺序控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于软体薄片结构的顺序控制阀，包括：进气容腔、软体薄片和出气容腔；所述进气容腔和所述出气容腔嵌合，所述软体薄片置于所述进气容腔和所述出气容腔之间；所述进气容腔具有进气口，所述出气容腔具有多个出气口；所述软体薄片上具有与所述出气口位置对应的预穿孔；气体经软体薄片流入出气容腔内的不同出气口所对应容腔的流速不同。本发明的有益效果是：本发明根据软体薄片各预穿孔位置导通压强阈值不同，导通的顺序不同，可以精确地控制气体的流动，向外接气动元件的输出压力不同，实现精确的顺序控制，从而大大提高生产过程中的自动化程度和效率。

Description

一种基于软体薄片结构的顺序控制阀

技术领域

本发明涉及控制阀技术领域，更确切地说，它涉及一种基于软体薄片结构的顺序控制阀。

背景技术

传统意义上的顺序阀是指在具有两个及以上分支回路的系统中，根据回路的压力等来控制执行元件动作顺序的阀。

在现有的顺序控制阀中，主要采用的是硬体结构，如金属或塑料等材料制成。这种硬体结构的顺序控制阀虽然能够满足基本的使用需求，但是存在一些问题。首先，硬体结构的顺序控制阀的结构复杂，容易发生故障，耐用性差。其次，硬体结构的顺序控制阀在使用过程中，由于材料的硬度较大，容易出现磨损，影响其使用寿命。最后，硬体结构的顺序控制阀在控制气体流动时，由于气体的压力和流速的变化，容易导致阀体的变形，影响其控制精度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种基于软体薄片结构的顺序控制阀。

第一方面，提供了一种基于软体薄片结构的顺序控制阀，包括：进气容腔、软体薄片和出气容腔；

其中，所述进气容腔和所述出气容腔嵌合，所述软体薄片置于所述进气容腔和所述出气容腔之间；所述进气容腔具有进气口，所述出气容腔具有多个出气口；所述软体薄片上具有与所述出气口位置对应的预穿孔；气体经软体薄片流入出气容腔内的不同出气口所对应容腔的流速不同。

作为优选，所述软体薄片为具有多处相同直径或多处不同直径预穿孔的单个软体薄片；或者，所述软体薄片为具有单一预穿孔的多个软体薄片。

作为优选，在所述软体薄片为具有单一预穿孔的多个软体薄片时，多个软体薄片之间的厚度不同。

作为优选，所述软体薄片由硅胶浇筑形成，所述预穿孔由钢针刺透形成。

作为优选，软体薄片上预穿孔位置与各出气口的圆心位置重合。

作为优选，出气容腔内的出气口直径相同或不同。

第二方面，提供了一种采用第一方面任一所述顺序控制阀的控制系统，包括气泵、调压阀、顺序控制阀和外接执行器；

所述气泵连接调压阀的一端，所述调压阀的另一端连接顺序控制阀的进气容腔，顺序控制阀的出气容腔连接所述外接执行器。

作为优选，所述外接执行器包括第一气动执行元件、第二气动执行元件和第三气动执行元件，所述第一气动执行元件、第二气动执行元件和第三气动执行元件分别连接出气容腔中不同出气口对应的容腔。

第三方面，提供了如第二方面所述控制系统的工作方法，包括：

步骤1、气泵将外界气体压缩，经调压阀向顺序控制阀的进气容腔中输入气体；

步骤2、进气容腔内部压强逐渐升高，软体薄片的预穿孔张开，实现导通；

步骤3、根据软体薄片各预穿孔位置的导通压强阈值，气体按不同流速流入出气容腔的不同出气口所对应的容腔；

步骤4、出气容腔的不同出气口所对应的容腔内压强不同，向各外接执行器的输出压力不同，实现顺序控制。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用软体薄片结构，相比传统的硬体结构，其结构简单，易于制造和安装。同时，由于软体薄片具有良好的弹性和韧性，不易发生磨损和损坏，因此本发明的顺序控制阀的故障率较低。

2.本发明根据软体薄片各预穿孔位置导通压强阈值不同，导通的顺序不同，可以精确地控制气体的流动，向外接气动元件的输出压力不同，实现精确的顺序控制，从而大大提高生产过程中的自动化程度和效率。

3.本发明可以根据实际需要，调整软体薄片的预穿孔位置和大小，以适应不同的工作压力和流速，具有较强的适应性。

4.本发明提供的软体薄片材料可重复使用，对环境无污染。

附图说明

图1为本发明提供的一种采用顺序控制阀的控制系统的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种采用顺序控制阀的控制系统的结构示意图；

图3为本发明提供的不同种软体薄片在不同压强状况下的压力-流量曲线示意图；

图4为本发明提供的软体薄片预穿孔位置俯视图；

图5为具有多个相同直径预穿孔的软体薄片俯视图；

图6为具有多个不同直径预穿孔的软体薄片俯视图；

图7a为软体薄片结构示意图；

图7b为钢针结构示意图；

图8为进气容腔俯视图；

图9为进气容腔的三视图；

图10为出气容腔的三视图；

图11为于进气容腔与软体容腔之间的四个厚度不同的软体薄膜结构示意图；

图12为实施例1提供的实验装置示意图；

图13为实施例2提供的实验装置示意图；

图14为实施例3提供的实验装置示意图；

图15为实施例4提供的实验装置示意图；

图16为出气口直径不同的出气容腔剖视图；

图17为进气容腔剖视图；

图18为出气口直径不同的出气容腔与进气容腔嵌入相接后的三视图；

图19为出气容腔与进气容腔嵌合结构的剖视图；

附图标记说明：气泵1、调压阀2、进气容腔3、软体薄片4、出气容腔5、第一气动执行元件6、第二气动执行元件7、第三气动执行元件8。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例1：

本申请实施例1提供了一种基于软体薄片结构的顺序控制阀，如图2所示，包括：进气容腔3、软体薄片4和出气容腔5；

其中，所述进气容腔3和所述出气容腔5嵌合，所述软体薄片4置于所述进气容腔3和所述出气容腔5之间；所述进气容腔3具有进气口，所述出气容腔5具有多个出气口；所述软体薄片4上具有与所述出气口位置对应的预穿孔；气体经软体薄片4流入出气容腔5内的不同出气口所对应容腔的流速不同。

实验测得不同种软体薄片在逐渐升压和逐渐降压情况下的压强-流量曲线，如图3所示，图中1g-600-1.5mm表示软体薄片质量为1g，所用硅胶型号为E600，所用钢针直径为1.5mm；可以发现各软体薄片导通所需的压强阈值与流量变化曲线有较大差别。

本申请实施例考虑采用多个不同流量特性的软体薄片，通过控制压强来实现顺序控制。当初始压强过小时，软体薄片4预穿孔保持关闭，气体不导通；随着压力升高，软体薄片4变形量增大，预穿孔打开，实现导通。故本发明通过控制进气速度控制容腔内部压强来控制不同种软体薄片的流通情况，从而实现顺序控制的目标。

具体的，软体薄片4采用多个不同厚度(质量)的薄片，且每个软体薄片只由相同直径的钢针进行一处预穿孔的结构(如图4所示)，各软体薄片直径相同且略大于各出气容腔直径。进气容腔3和出气容腔5的结构如图9和图10所示，出气容腔5采用出气口直径相同的结构。如图11所示为将四个软体薄片4放置于进气容腔3与出气容腔5之间后稳定的结构示意图。如图12所示，当气体进入进气容腔3后，容腔内压强逐渐增大，3个厚度不同的软体薄片(H₁<H₂<H₃)的导通顺序不同；根据实验数据测得的软体薄片压强-流量特性曲线，软体薄片的质量越大(厚度越厚)，越难导通；气体经各软体薄片进入出气容腔，作用于外接气动执行器6、7、8。实现顺序控制的目标。

综上所述，实施例1通过控制不同软体薄膜的厚度(质量)实现了顺序控制的目的。

实施例2：

在实施例1的基础上，本申请实施例2提供了另一种基于软体薄片结构的顺序控制阀。该顺序控制阀的进气腔3和出气腔5的结构与实施例1相同，区别在于，本申请实施例2的软体薄片4采用不同直径的钢针进行多处预穿孔的结构，如图6所示，d₁<d₂<d₃；其中软体薄片4与各出气口对应的位置只进行一次预穿孔。软体薄片4由硅胶浇筑而成。如图7a所示，软体薄片厚度为H，直径为D。软体薄片4的预穿孔由钢针完全穿过所刺透，如图7b所示，钢针直径为d_n。如图8所示，软体薄片4直径D与进气容腔3结构参数关系为d₂<D<d₃，使软体薄片4能在进气容腔3与出气容腔5间稳定的同时，不影响两容腔嵌入。

如图18所示，当气体被压缩后经调压阀2进入进气容腔3时，容腔3内压强逐渐升高。由于软体薄片4上各处预穿孔由直径不同的钢针穿透，各预穿孔所能导通的压强阈值不同；根据实验数据测得，同种软体薄片，预穿孔所用钢针直径越大越易导通。当进气容腔2内压强逐渐升高时，软体薄片3上的预穿孔会有不同的导通顺序：d₃处预穿孔最先实现导通，d₁处预穿孔最后导通，经出气口作用于外接气动执行器6、7、8，实现顺序控制的目标。

综上所述，实施例2通过控制软体薄片预穿孔所用钢针直径，实现了顺序控制的目的。

需要说明的，本实施例中与实施例1相同或相似的部分可相互参考，在本申请中不再赘述。

实施例3：

在实施例1的基础上，本申请实施例3提供了另一种基于软体薄片结构的顺序控制阀。该顺序控制阀的进气腔3和出气腔5的结构与实施例1相同，软体薄片4同样采用相同直径的钢针进行多个预穿孔的结构，区别在于，软体薄片4与各出气口对应的位置进行的预穿孔数量不同。

如图14所示，当气体经调压阀进入进气容腔3时，容腔3内压强逐渐升高。由于软体薄片4上对应出气口位置的预穿孔数量不同，使各出气口所对应预穿孔位置导通顺序也不同。实验测得，同种软体薄片，预穿孔数量越多，越易导通。当进气容腔3内压强逐渐升高时，软体薄片4上预穿孔的导通顺序不同，与出气容腔对应位置预穿孔数量最多的位置最先实现导通，经出气口作用于外接气动执行器6、7、8，实现顺序控制的目标。

综上所述，实施例3通过控制软体薄片4上出气容腔所对应位置的预穿孔数量，实现了顺序控制的目的。

需要说明的，本实施例中与实施例1相同或相似的部分可相互参考，在本申请中不再赘述。

实施例4：

在实施例1的基础上，本申请实施例3提供了另一种基于软体薄片结构的顺序控制阀。

该顺序控制阀的进气腔3的结构与实施例1相同，区别在于，软体薄片4采用相同直径的钢针进行预穿孔，且与各出气口对应的位置只进行一次预穿孔，并且出气容腔5采用出气口直径不同的结构，如图15所示，d₁<d₂<d₃<d₄，当气体被压缩经调压阀2进入进气容腔3时，由于出气容腔直径不同，软体薄片发生形变的膨胀程度不同，实验测得导通后气体经软体薄膜预穿孔后流速不同，使出气容腔5各容腔内压强不同，作用于外接气动执行元件，实现顺序控制。

综上所述，实施例4通过控制出气容腔5各容腔的直径，实现顺序控制的目的。

需要说明的，本实施例中与实施例1相同或相似的部分可相互参考，在本申请中不再赘述。

实施例5：

在实施例1-4的基础上，本申请实施例提供了一种采用顺序控制阀的控制系统，如图1、2所示，包括气泵1、调压阀2、顺序控制阀和外接执行器；

所述气泵1连接调压阀2的一端，所述调压阀2的另一端连接顺序控制阀的进气容腔3，顺序控制阀的出气容腔5连接所述外接执行器。

具体的，所述外接执行器包括第一气动执行元件6、第二气动执行元件7和第三气动执行元件8，所述第一气动执行元件6、第二气动执行元件7和第三气动执行元件8分别连接出气容腔5中不同出气口对应的容腔。

此外，控制系统的工作方法，包括：

步骤1、气泵1将外界气体压缩，经调压阀2向顺序控制阀的进气容腔3中输入气体；

步骤2、进气容腔3内部压强逐渐升高，软体薄片4的预穿孔张开，实现导通；

步骤3、根据软体薄片4各预穿孔位置的导通压强阈值，气体按不同流速流入出气容腔5的不同出气口所对应的容腔；

步骤4、出气容腔5的不同出气口所对应的容腔内压强不同，向各外接执行器的输出压力不同，实现顺序控制。

需要说明的，本实施例中与实施例1-4相同或相似的部分可相互参考，在本申请中不再赘述。

Claims (9)

1.一种基于软体薄片结构的顺序控制阀，其特征在于，包括：进气容腔(3)、软体薄片(4)和出气容腔(5)；

其中，所述进气容腔(3)和所述出气容腔(5)嵌合，所述软体薄片(4)置于所述进气容腔(3)和所述出气容腔(5)之间；所述进气容腔(3)具有进气口，所述出气容腔(5)具有多个出气口；所述软体薄片(4)上具有与所述出气口位置对应的预穿孔；气体经软体薄片(4)流入出气容腔(5)内的不同出气口所对应容腔的流速不同。

2.根据权利要求1所述的基于软体薄片结构的顺序控制阀，其特征在于，所述软体薄片(4)为具有多处相同直径或多处不同直径预穿孔的单个软体薄片；或者，所述软体薄片(4)为具有单一预穿孔的多个软体薄片。

3.根据权利要求2所述的基于软体薄片结构的顺序控制阀，其特征在于，在所述软体薄片(4)为具有单一预穿孔的多个软体薄片时，多个软体薄片之间的厚度不同。

4.根据权利要求3所述的基于软体薄片结构的顺序控制阀，其特征在于，所述软体薄片(4)由硅胶浇筑形成，所述预穿孔由钢针刺透形成。

5.根据权利要求4所述的基于软体薄片结构的顺序控制阀，其特征在于，软体薄片(4)上预穿孔位置与各出气口的圆心位置重合。

6.根据权利要求5所述的基于软体薄片结构的顺序控制阀，其特征在于，出气容腔(5)内的出气口直径相同或不同。

7.一种采用权利要求1至6任一所述顺序控制阀的控制系统，其特征在于，包括气泵(1)、调压阀(2)、顺序控制阀和外接执行器；

所述气泵(1)连接调压阀(2)的一端，所述调压阀(2)的另一端连接顺序控制阀的进气容腔(3)，顺序控制阀的出气容腔(5)连接所述外接执行器。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述外接执行器包括第一气动执行元件(6)、第二气动执行元件(7)和第三气动执行元件(8)，所述第一气动执行元件(6)、第二气动执行元件(7)和第三气动执行元件(8)分别连接出气容腔(5)中不同出气口对应的容腔。

9.一种权利要求7或8所述控制系统的工作方法，其特征在于，包括：

步骤1、气泵(1)将外界气体压缩，经调压阀(2)向顺序控制阀的进气容腔(3)中输入气体；

步骤2、进气容腔(3)内部压强逐渐升高，软体薄片(4)的预穿孔张开，实现导通；

步骤3、根据软体薄片(4)各预穿孔位置的导通压强阈值，气体按不同流速流入出气容腔(5)的不同出气口所对应的容腔；

步骤4、出气容腔(5)的不同出气口所对应的容腔内压强不同，向各外接执行器的输出压力不同，实现顺序控制。