[發明專利]電閉環控制流量調節閥

無效

• 申請號: 200810080035.5
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN101429959A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 權龍;李斌
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F15B21/02
• 分類號: F15B21/02;F15B13/044;G05D7/06
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及液壓控制元件中的電液比例流量控制閥，特別是一種對進入液壓執行器的流量采用電閉環原理連續控制的流量調節閥。

背景技術

二通比例節流閥是電液系統中重要的流量控制元件，在要求大流量的應用場合，常采用先導控制型結構。早期的先導控制型比例節流閥，采用閥內部機械反饋原理來控制主閥開口量，常用的原理有主閥芯位移—彈簧—力反饋原理，主閥芯位移—先導流量放大原理，主閥芯位移—先導閥位移隨動原理等，但由于采用內部機械反饋原理，閥的控制精度較低、動態響應較慢，因此，新的技術是用位移傳感器檢測主閥芯位移并進行反饋，構成電閉環控制的比例節流閥。現有的電閉環控制比例節流閥，去掉了原有比例節流閥的內部機械反饋環節，主閥芯位移和設定值之間僅有一條電反饋通道，當位移傳感器或與其配套的測量放大器發生故障時，閥就處于開環控制狀態，閥口完全打開，失去連續控制功能并可能導致事故發生。另外，現有的比例節流閥都采用比例電磁鐵作為電—機械轉換器，因而成本很高。本發明提出的思路是在原有內部機械反饋比例節流閥的基礎上，再疊加電閉環控制回路，利用電閉環提高內部機械反饋閥的控制精度和動態響應特性，即使內部機械反饋閥的特性較差也不會影響整個閥的性能，所以可采用開關型的電磁鐵作為電—機械轉換器，降低成本。因整個閥具有兩個閉環控制通道，如果電閉環控制通道發生故障，依靠閥原有的內部機械反饋通道，閥仍可在原工作點附近繼續工作，提高了整個系統工作的可靠性；同時因不改變閥的原機械結構，容易制造。

發明內容

本發明的目的是提供一種電閉環控制比例節流閥，利用閥原有的內部機械反饋通道，在位移傳感器或位移測量放大器失效的情況下，仍可連續控制閥的開口量，以提高系統的可靠性，同時可用開關型的電磁鐵代替比例電磁鐵，降低閥的成本。

本發明基于上述目的，提出一種電閉環控制流量調節閥，該閥包括內部機械反饋的比例節流閥，比例放大器，其特征是增設了位移傳感器，測量放大器，閉環控制器，前饋控制器，減法器，加法器，電子開關，位移傳感器同軸地設置在主閥芯上，檢測主閥芯的位置，其輸出信號輸入到測量放大器，測量放大器對來自位移傳感器的信號轉換放大后產生反饋信號u_xf，反饋信號u_xf一方面輸入到電子開關的控制端，同時輸入到減法器，減法器接受控制閥開度的指令信號u_xs和反饋信號u_xf，對二者相減后產生偏差信號u_e，并將偏差信號u_e輸入到閉環控制器，閉環控制器對偏差信號u_c進行校正后經過電子開關輸入到加法器中，前饋控制器接受指令信號u_xs，并對其進行校正后輸入到加法器中，加法器對來自電子開關和前饋控制器的信號進行加運算，將相加后的信號輸入比例放大器中，比例放大器控制電—機械轉換器的輸出力，電—機械轉換器控制先導閥芯的動作。

本發明上述的一種電閉環控制流量調節閥，所述的內部機械反饋的比例節流閥是位移—先導流量放大型比例節流閥，或者是位移—彈簧—力反饋型比例節流閥。

本發明上述的一種電閉環控制的流量調節閥，所述的內部機械反饋的比例節流閥中的電—機械轉換器是比例電磁鐵，或者是開關型電磁鐵。

本發明通過對傳統內部機械反饋的比例節流閥進行改進，其改進后的電閉環控制流量調節閥，與現有的電閉環控制的比例節流閥相比，其主要的特點在于：當檢測主閥芯位移的傳感器或者是位置測量放大器出現故障或者是失效的情況下，閥的內部機械反饋機構仍然保證了系統在原工作點附近繼續工作，消除了電閉環通道失效而導致發生安全事故的隱患，而在正常的工作狀態下，具有與現有電閉環比例節流閥同樣的控制特性，而且閥的機械結構與現有的內部機械反饋的閥相同，容易制造。另外，利用電閉環提高了內部機械反饋閥的控制精度和動態響應特性，即使內部機械反饋閥的特性較差也不會影響電閉環控制后的性能，因此，可采用開關型的電磁鐵作為電—機械轉換器，降低了成本。

附圖說明

圖1是本發明在位移—先導流量放大型比例節流閥基礎上構造的電閉環控制流量調節閥結構示意圖。

圖2是本發明在位移—彈簧—力反饋型比例節流閥基礎上構造的電閉環控制流量調節閥結構示意圖。

圖中：1：內部機械反饋的比例節流閥；2；比例放大器；3：位移傳感器；4：測量放大器；5：閉環控制器；6：前饋控制器；7：減法器；8：加法器；9：主閥芯；10：先導閥芯；11：電—機械轉換器；12：電子開關；13：反饋節流槽；14：反饋流道；15：反饋彈簧。