CN2479271Y - 步进式电液引导阀 - Google Patents

Abstract

一种步进式电液引导阀,其步进电机接转换控制阀及反馈装置,转换控制阀包括阀体,其内设置有可移动的移动套,移动套的内孔内设置有针塞,移动套通过内螺纹与丝杠配合,丝杠与步进电机的主输出轴刚性连接;传感装置包括位置传感器及与之活动轴固连的反馈杆,该反馈杆的另一端设置于阀体上的导向槽内,反馈装置包括与针塞固连的叉头。本实用新型响应速度快、控制精度高、易于加工,且成本较低,可靠性高。

Description

步进式电液引导阀

本实用新型涉及电液伺服系统中的一个数字式电液转换元件，尤其涉及一种用于水力发电厂水轮机电液调速器的电液伺服系统的步进式电液引导阀。

目前，国内外电液伺服系统中使用的电液伺服阀基本上由电气—粒移转换和液压放大两部分组成。电气—位移转换部分以电磁式为主，即以带电线圈在磁场中产生的电磁力与弹簧回复力的平衡而产生位移；液压放大部分一般由节流孔或间隙与差动油缸组成。这类伺服阀，由于在平衡点附近驱动力小，且有节流装置，容易造成电液伺服阀卡死，从而使电液伺服系统失灵，可靠性大大降低，特别是在水力发电厂这类工作环境恶劣、液压油质难以保证的情况下，这种缺点尤为突出。近年来，国内水轮机调速器行业中，采用步进电机驱动方向流量控制阀作为电液转换元件。按其结构可分为两种型式：第一种由步进电机直接驱动转阀或滑阀；第二种由步进电机直接驱动转阀，且具有接受其控制的液压放大机构的机械反馈信号的构件—反馈构件。第一种型式因其控制的液压放大机构达到稳定状态前，转阀或滑阀必须返回中位，因而构成的伺服系统频带窄，响应速度慢。第二种型式的反馈机构一般采用钢丝绳和齿轮齿条付，钢丝绳反馈时构成的伺服系统复杂且精度较差，而齿轮齿条付的加工精度要求较高，制造成本较大。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种响应速度快、控制精度高、易于加工，且成本较低，可靠性高的步进式电液引导阀。

本实用新型的设计方案如下：

一种步进式电液引导阀，包括步进电机2、与步进电机2连接的转换控制阀及与该转换控制阀连接的反馈装置，其特殊之处在于：它还包括传感装置，所述转换控制阀包括阀体7，其内设置有可移动的移动套6，移动套6的内孔23内设置有针塞8，所述阀体7上设置有由针塞8控制、经移动套6上窗口与内孔23通断的排油口20、压力油口22及控制口25，所述移动套6前端通过内螺纹与丝杠4螺纹配合，所述丝杠4与步进电机2的主输出轴24刚性连接；所述传感装置包括位置传感器3及与之活动轴13固连的反馈杆5，该反馈杆5的另一端设置于阀体7上的导向槽14内，并与移动套6刚性连接；所述反馈装置包括与针塞8固连的叉头9、与叉头9的刀刃18接触配合的反馈杠杆10，所述叉头9的外端连接有使反馈杠杆10与叉头9保持接触的固位弹簧12。

上述步进电机2可采用双轴伸步进电机，其辅助输出轴连接手动手轮1。

上述移动套6上的窗口可包括能分别与阀体7上排油口20及压力油口22、控制口25连通的排油窗口19、压力油窗口21及控制窗口16。

附图为本实用新型一实施例的结构示意图。

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述：

参见附图，本实用新型的丝杠4与步进电机2的主输出轴24刚性连接，移动套6的内孔23一端的内螺纹与丝杠4螺纹配合；反馈杆5的一端设于阀体7的导向槽14内与移动套6刚性连接，另一端用螺母固定在位移传感器3的活动轴13上。反馈杆5在导向槽14内移动，一方面将移动套6的位移传送给位移传感器3，另一方面与导向槽14配合限制移动套6转动；这样步进电机2的转动就转换为移动套6的直线运动，移动套6的直线运动经反馈杆5送到位移传感器3变为电信号，同时移动套6与丝杆4间螺纹的自锁作用使步进电机2的驱动电源断电时，移动套6锁定原位不动。针塞8设置于移动套6的内孔23内，其外端连接叉头9，接受液压放大机构的反馈杠杆10的反馈信号。叉头9外端的销子11外接有固位弹簧12，弹簧12的恢复力可使叉头9的刀刃18始终与反馈杠杆10的端面保持接触，从而使针塞8与反馈杠杆10同步。移动套6上分别设有控制窗口16及压力油窗口21和排油窗口19，阀体7上则相应地设置有控制口25及压力油口22和排油口20。移动套6及针塞8移动配合，可使控制口25与排油口20或压力油口22接通，或使控制口25关闭。本实施例的工作过程如下：

当针塞8的前、后凸肩15、17关闭移动套6上的压力油窗口21、排油窗口19时，控制窗口16关闭，相当于平衡位置。

当步进电机2驱动丝杠4顺时针转动或直接顺时针转动手动手轮1时，移动套6前移，使控制窗口16与排油口20接通，这时，一方面移动套6的位移通过位移传感器3变换为电信号，反馈至步进电机驱动回路，当达到指令位置时，步进电机2停止转动；另一方面，该伺服阀控制的液压放大机构运动，其反馈杠杆10前移，从而使针塞8前移，直到使控制窗口16关闭，重新建立平衡。当步进电机2驱动丝杠4逆时针转动或直接逆时针转动手动手轮1时，移动套6后移，使控制窗口16与压力油口22接通，这时，一方面移动套6的位移通过位移传感器3变换为电信号，反馈至步进电机驱动回路，当达到指令位置时，步进电机2停止转动；另一方面，该伺服阀控制的液压放大机构运动，其反馈杠杆10后移，在叉头9外端的弹簧12拉力作用下，针塞8后移，直至使控制窗口16关闭，再次建立平衡。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型由引导阀取代了电液转换器，消除了发生卡阻和油路堵塞的因素，提高了可靠性及响应速度；直接反馈移动套位移，降低了对螺母一丝杠的加工精度要求，既降低了成本，又保证了较高的控制精度；步进电机采用双轴伸结构，手动与自动转换灵活、方便，螺母一丝杠的自锁作用使步进电机驱动电源断电时移动套保留原位不动，从而实现了断电自保持功能；本装置结构简单，从而使水轮机调速器的液压放大机构大为简化。

Claims (3)

1、一种步进式电液引导阀，包括步进电机(2)、与步进电机(2)连接的转换控制阀及与该转换控制阀连接的反馈装置，其特征在于：它还包括传感装置，所述转换控制阀包括阀体(7)，其内设置有可移动的移动套(6)，移动套(6)的内孔(23)内设置有针塞(8)，所述阀体(7)上设置有由针塞(8)控制、经移动套(6)上窗口与内孔(23)通断的排油口(20)、压力油口(22)及控制口(25)，所述移动套(6)前端通过内螺纹与丝杠(4)螺纹配合，所述丝杠(4)与步进电机(2)的主输出轴(24)刚性连接；所述传感装置包括位置传感器(3)及与之活动轴(13)固连的反馈杆(5)，该反馈杆(5)的另一端设置于阀体(7)上的导向槽(14)内，并与移动套(6)刚性连接；所述反馈装置包括与针塞(8)固连的叉头(9)、与叉头(9)的刀刃(18)接触配合的反馈杠杆(10)，所述叉头(9)的外端连接有使反馈杠杆(10)与叉头(9)保持接触的固位弹簧(12)。

2、如权利要求1所述的步进式电液引导阀，其特征在于：所述步进电机(2)为双轴伸步进电机，其辅助输出轴上连接有手动手轮(1)。

3、如权利要求1或2所述的步进式电液引导阀，其特征在于：所述移动套(6)上的窗口包括可分别与阀体(7)上排油口(20)及压力油口(22)、控制口(25)连通的排油窗口(19)、压力油窗口(21)及控制窗口(16)。

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