[發(fā)明專利]直動式電液比例控制閥

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810063268.4
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101334053A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉榮;王林翔;陳鷹
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: F15B13/044
• 分類號: F15B13/044;F16K11/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓控制閥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁流變流體驅(qū)動的直動式電液比例控制閥。

背景技術(shù)

液壓控制閥是液壓系統(tǒng)的核心元件之一，在液壓系統(tǒng)中，液壓控制閥控制系統(tǒng)的壓力、流量及方向，實現(xiàn)對執(zhí)行元件位移、速度、力等控制要求。液壓控制閥的性能對液壓系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(tài)特性及可靠性有直接影響。

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)的流量越來越大，頻響的要求也越來越高，而傳統(tǒng)的液壓比例/伺服閥采用了力矩馬達或比例電磁鐵作為電-機械轉(zhuǎn)換器，受到輸出力較小和動作頻率限制。目前的液壓比例/伺服閥基本為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的多級閥，抗污染能力差，響應(yīng)不夠快，特別是大流量閥頻率響應(yīng)低。因此液壓系統(tǒng)向高速高頻響方向發(fā)展，動作可靠、抗污染能力強、控制簡便的高頻響大流量閥是急需解決的問題。

隨著新材料技術(shù)的發(fā)展，智能材料在流體傳動領(lǐng)域的應(yīng)用受到重視，特別是磁流變流體，在磁場作用下，可以在固態(tài)和液態(tài)之間發(fā)生迅速轉(zhuǎn)變，具有屈服應(yīng)力大、響應(yīng)快、工作電壓低和對污染不敏感等優(yōu)點，逐漸被研究人員重視。目前在液壓伺服系統(tǒng)中磁流變控制閥的設(shè)計多為直接以磁流變液作為系統(tǒng)的工作介質(zhì)，組成液壓控制系統(tǒng)。而目前的液壓控制元件設(shè)計的工作介質(zhì)為各類礦物液壓油，當工作介質(zhì)為磁流變液時其工作特性將極大改變，為控制帶來極大困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁流變流體驅(qū)動的直動式電液比例控制閥。本發(fā)明提出的比例控制閥采用了磁流變流體系統(tǒng)提供閥芯驅(qū)動力，有效提升了電-機械轉(zhuǎn)換器驅(qū)動能力，確保能夠驅(qū)動大直徑的直動式比例閥閥芯且作用力切換頻率快。

本發(fā)明包括磁流變流體控制單元和控制閥。

控制閥包括閥體和閥芯。

閥體內(nèi)橫向開有閥芯孔，沿閥芯孔的側(cè)壁的圓周開有三個溝槽；閥體內(nèi)縱向開有五條油路：三條油路的一端分別與三個溝槽連通，另一端分別與外界相通，其中中間的為進油油路，兩邊的為出油油路；另外兩條油路為負載油路，設(shè)置在中間溝槽的兩端，兩條負載油路一端分別與閥芯孔直接連通，另一端分別與外界相通。

閥芯包括圓柱型的閥芯本體，沿閥芯本體側(cè)壁的圓周設(shè)置有三個凸肩。

閥芯設(shè)置在閥芯孔內(nèi)，閥芯的三個凸肩與閥芯孔緊密配合，并且與三個溝槽位置對應(yīng)。

閥體內(nèi)縱向開有兩個貫穿閥體的磁流變流體孔，磁流變流體孔設(shè)置在閥芯孔的兩端，并與閥芯孔連通。每個磁流變流體孔的兩端沿圓周設(shè)置有電磁線圈。閥芯的兩端分別通過設(shè)置在磁流變流體孔內(nèi)的對中彈簧與閥體活動連接。

磁流變流體控制單元包括內(nèi)裝磁流變流體的箱體，液壓泵的進口與箱體連通，液壓泵的出口通過流入管路與兩個磁流變流體孔的一端連通，兩個磁流變流體孔的另一端通過流出管路與箱體連通。流入管路上設(shè)置有單向閥和溢流閥。

本發(fā)明的有益效果是：由于采用控制磁流變流體狀態(tài)來控制液壓半橋輸出壓力，從而控制閥芯運動，可以獲得大輸出力和高工作頻率。該閥具有頻率響應(yīng)高、結(jié)構(gòu)簡單、流量大的優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于高頻響及大型液壓設(shè)備上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中所有電磁線圈上都未施加電流時的工作狀態(tài)示意圖；

圖3為圖1中一個磁流變流體孔內(nèi)的一個電磁線圈上施加電流后的工作狀態(tài)示意圖；

圖4為圖1中另一個磁流變流體孔內(nèi)的一個電磁線圈上施加電流后的工作狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1，直動式電液比例控制閥包括磁流變流體控制單元和控制閥。其中控制閥包括閥體17和閥芯。

閥體17內(nèi)橫向開有閥芯孔14，沿閥芯孔14的側(cè)壁的圓周開有三個溝槽16；閥體17內(nèi)縱向開有五條油路：三條油路的一端分別與三個溝槽16連通，另一端分別與外界相通，其中中間的為進油油路15，兩邊的為出油油路13-1和13-2；另外兩條油路為負載油路9-1和9-2，設(shè)置在中間溝槽的兩端，兩條負載油路一端分別與閥芯孔14直接連通，另一端分別與外界相通。

閥芯包括圓柱型的閥芯本體10，沿閥芯本體10側(cè)壁的圓周設(shè)置有三個凸肩8。

閥芯設(shè)置在閥芯孔14內(nèi)，閥芯的三個凸肩8與閥芯孔14緊密配合，并且與三個溝槽16位置對應(yīng)。

閥體17內(nèi)縱向開有兩個貫穿閥體的磁流變流體孔12-1和12-2，分別設(shè)置在閥芯孔14的兩端，并與閥芯孔14連通。每個磁流變流體孔的兩端沿圓周設(shè)置有電磁線圈7。閥芯的兩端分別通過設(shè)置在磁流變流體孔內(nèi)的對中彈簧11-1和11-2與閥體17活動連接。