CN201461567U - 电液比例球阀 - Google Patents
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Abstract
电液比例球阀是一种综合了电磁比例阀、电液比例阀能连续地控制液压系统参数，并与输入电信号成比例变化的优点以及开关式电磁球阀密封性好、抗污染能力强的优点，综合设计的一种新型液压标准件。电液比例球阀它不仅能用电气信号连续地控制液压系统参数，使之按输入电气信号成比例地变化，还具有开关式电磁球阀抗污能力强、密封性好、反应速度快的优点。因而在各种工业控制系统中获得应用后，可大大减少因污染引起的运行故障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于各种工业控制系统的电液转换部件，尤其是用电气信号连续地、按比例地控制液压参数的变化，并且抗污染能力强、密封性好的电液比例控制元件。
背景技术
目前，标准液压件：电磁比例阀、电液比例阀，因能连续地控制液压参数变化，结构又简单，故在各种工业电液控制系统中获得广泛应用，其有一不足之处是抗污染能力较弱(滤油精度≤25um)，以液压油缸控制为例，国产的以及进口的电磁比例阀、电液比例阀经常因油质问题发生卡、堵而影响液压设备安全运行。因此，如何提高其抗污染能力是一个关键性的技术问题。标准液压件：电磁球阀具有抗污染能力强、密封性好、反应速度快等优点，但它只能开关式动作，不能连续地调节液压参数，因而其应用受到局限。
发明内容
为了克服现有的标准液压件：电磁比例阀、电液比例阀抗污染能力弱；电磁球阀只能开关式动作的不足，本实用新型提供一种新型电液比例控制元件，综合电磁比例阀、电液比例阀用电气信号连续地、按比例地控制液压参数的变化和电磁球阀抗污染能力强等优点的一种新型液压标准件。
技术方案
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：本实用新型采用标准系列的比例电磁铁设计一种新型球阀结构的电液比例球阀。采用多液压腔同时通压力油相互作用维持球阀钢球两侧受液压力作用相等；采用比例电磁铁电磁力与弹簧弹力相平衡保证球阀钢球开度与电气信号成比例以实现用电气信号连续地、按比例地控制液压参数。
本实用新型的有意效果是，提高了电液比例控制阀的抗污染能力(滤油精度≤100um)、密封性和反应速度，有效地降低了液压系统故障，提高了液压设备性能，并且结构简单。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型的结构原理图。
图2是图1零件11的结构图。
图中1.比例电磁铁 2.密封圈 3.阀左端盖 4.紧固件 5.衬套 6.无油腔 7.密封圈8.液压腔B 9.密封圈 10.出油口 11.线缝式衬套 12.阀体 13.弹簧 14.阀右端盖 15.液压腔D 16.紧固件 17.密封螺塞 18.密封圈 19.顶杆 20.液压腔C 21.钢球 22.进油口 23.漏油口 24.推杆活塞 25.液压腔A 26.推杆
具体实施方式
在图1中，比例电磁铁(1)采用标准系列的比例电磁铁。推杆(26)和推杆活塞(24)是一个整体，结构为双杠活塞结构；活塞(24)左侧受力面积与推杆(26)右端截面积相等。液压腔B(8)、液压腔A(25)、液压腔D(15)始终同进油口(22)相通，液压腔B(8)和液压腔D(15)内径相等、截面积相等，液压腔C(20)通出油口(10)。钢球(21)采用标准钢球，钢球(21)与阀体(12)组成球阀结构，钢球(21)与线缝式衬套(11)的径向配合间隙可控制在0.02mm左右，钢球(21)可以转动，一般小杂质可从缝隙中顺利通过，有效地提高了阀的抗污染能力，不像滑塞结构容易被卡住。线缝式衬套(11)中部圆周方向均布有等长等宽的线性过流缝用于通油液，详细构造如图2所以。弹簧(13)是比例电磁铁(1)电磁力的平衡弹簧和钢球(21)的复位弹簧，弹簧(13)有一定的预压缩量和预压弹力。
断电状态：压力油经进油口(22)同时进入液压腔B(8)、液压腔A(25)、液压腔D(15)，液压腔B(8)、液压腔A(25)、液压腔D(15)油压相等。推杆活塞(24)左侧受液压腔A(25)液压力作用，方向向右；推杆右端受液压腔B(8)液压力作用，方向向左；推杆活塞(24)左侧受力面积与推杆(26)右端截面积相等，推杆(26)所受液压力大小相等，方向相反，推杆(26)受力平衡不动作。钢球(21)左侧受液压腔B(8)液压力作用，方向向右；钢球(21)右侧受顶杆(19)顶力作用，方向向左，顶杆(19)顶力大小等于顶杆(19)右端所受液压腔D(15)液压力加弹簧(13)预压弹力。液压腔B(8)和液压腔D(15)内径相等、截面积相等，钢球(21)左侧受液压腔B(8)液压力与顶杆(19)右端所受液压腔D(15)液压力大小相等。根据受力分析，钢球(21)所受合外力大小等于弹簧(13)预压弹力，方向向左，钢球(21)在弹簧(13)预压弹力作用下紧压住压力油口，阀门关闭。
通电信号状态：压力油经进油口(22)同时进入液压腔B(8)、液压腔A(25)、液压腔D(15)，液压腔B(8)、液压腔A(25)、液压腔D(15)油压相等.比例电磁铁(1)通电产生电磁力，推杆(26)左端受推杆活塞(24)左侧受液压腔A(25)液压力和比例电磁铁(1)电磁力作用，方向向右；推杆(26)右端受液压腔B(8)液压力作用，方向向左；推杆活塞(24)左侧受力面积与推杆(26)右端截面积相等，推杆(26)所受液压力大小相等，方向相反，根据推杆(26)受力分析，推杆(26)所受合外力大小等于比例电磁铁(1)电磁力，方向向右，推向钢球(21)，推动钢球(21)向右动作，球阀开启，压力油经线缝式衬套(11)线缝和缝隙通液压腔C(20)，通向出油口(10).此时，钢球(21)浸没在压力油中，钢球(21)所受液压力平衡.顶杆(19)左端受液压腔C(20)液压力作用，方向向右；顶杆(19)右端受液压腔D(15)液压力和弹簧(13)弹力作用，方向向左.液压腔C(20)和液压腔D(15)油压相等，顶杆(19)两端面积相等，顶杆(19)左端所受液压腔C(20)液压力与右端所受液压腔D(15)液压力大小相等.根据顶杆(19)受力分析，顶杆(19)所受合外力大小等于弹簧(13)弹力，方向向左，顶向钢球(21).根据上述受力分析，钢球(21)除受液压力作用外，钢球(21)左侧受推杆(26)推力作用，大小等于比例电磁铁(1)电磁力，方向向右；钢球(21)右侧受顶杆(19)顶力作用，大小等于弹簧(13)弹力，方向向左.钢球(21)所受合外力大小等于比例电磁铁(1)电磁力与弹簧(13)弹力差值；当比例电磁铁(1)电磁力大于弹簧(13)弹力，钢球(21)所受合外力方向向右，钢球(21)向右运动，球阀过流断面增大；当比例电磁铁(1)电磁力小于弹簧(13)弹力，钢球(21)所受合外力方向向右，钢球(21)向左运动，球阀过流断面减小；当比例电磁铁(1)电磁力等于弹簧(13)弹力，钢球(21)所受合外力为零，钢球(21)保持原位不动，球阀过流断面不变.比例电磁铁(1)电磁力大小与电气信号成比例；弹簧(13)弹力大小与弹簧(13)压缩量成比例.根据球阀结构，球阀过流断面大小与钢球(21)向右位移量成比例；钢球(21)向右位移量与弹簧(13)压缩增量相对应.当电气信号增大，比例电磁铁(1)电磁力增大，比例电磁铁(1)电磁力大于弹簧(13)弹力，钢球(21)向右运动，钢球(21)向右位移量增大，球阀过流断面增大，顶杆(19)向右运动，弹簧(13)压缩量增大，弹簧(13)弹力增大，直到弹簧(13)弹力增大到与电磁力相等，钢球(21)停止向右运动，维持平衡状态.当电气信号减小，比例电磁铁(1)电磁力减小，比例电磁铁(1)电磁力小于弹簧(13)弹力，钢球(21)向左运动，钢球(21)向右位移量减小，球阀过流断面减小，顶杆(19)向左运动，弹簧(13)压缩量减小，弹簧(13)弹力减小，直到弹簧(13)弹力减小到与电磁力相等，钢球(21)停止向左运动，维持平衡状态.比例电磁铁(1)电磁力大小按电气信号成比例变化，与之相平衡的弹簧(13)弹力对应地按比例变化，弹簧(13)压缩量、钢球(21)向右位移量、球阀过流断面也相应地按比例变化，实现了用电气信号连续地、按比例地控制液压系统参数变化.
通电信号、比例电磁铁(1)电磁力小于弹簧(13)预压弹力状态：压力油经进油口(22)同时进入液压腔B(8)、液压腔A(25)、液压腔D(15)，液压腔B(8)和液压腔A(25)、液压腔D(15)油压相等。比例电磁铁(1)通电产生电磁力，推杆(26)左端受推杆活塞(24)左侧受液压腔A(25)液压力和比例电磁铁(1)电磁力作用，方向向右；推杆(26)右端受液压腔B(8)液压力作用，方向向左；推杆活塞(24)左侧受力面积与推杆(26)右端截面积相等，推杆(26)所受液压力大小相等，方向相反，根据推杆(26)受力分析，推杆(26)所受合外力大小等于比例电磁铁(1)电磁力，方向向右，推向钢球(21)。钢球(21)左侧受液压腔B(8)液压力和推杆(26)推力作用，方向向右，钢球(21)右侧受顶杆(19)顶力作用，方向向左，顶杆(19)顶力大小等于顶杆(19)右端所受液压腔D(15)液压力加弹簧(13)预压弹力，液压腔B(8)和液压腔D(15)内径相等、截面积相等，钢球(21)左侧受液压腔B(8)液压力与顶杆(19)右端所受液压腔D(15)液压力大小相等，根据受力分析，钢球(21)所受合外力大小等于比例电磁铁(1)电磁力与弹簧(13)预压弹力差值，由于比例电磁铁(1)电磁力小于弹簧(13)预压弹力，钢球(21)所受合外力方向向左，钢球(21)压住压力油口，阀门关闭。(此状态为非工作状态)
通电信号后断电状态：通电信号后断电，比例电磁铁(1)电磁力减小为零，钢球(21)在弹簧(13)弹力作用下向左运动，封住压力油口，球阀关闭，球阀由通电信号状态转为断电状态。
补充说明，以上分析均不考虑摩擦力因素(因摩擦力很小，均可忽略不计)。
Claims (2)
1.一种电液比例球阀，其特征是：采用球阀结构用电气信号连续地、按比例地控制液压参数的电液比例控制阀。
2.根据权利要求1所述的电液比例球阀，其特征是：阀芯采用球体结构。
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