[發明專利]一種采用雙三位三通比例閥結構的新型高頻響先導閥

有效

• 申請號: 201410731676.8
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104454747A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 徐兵;蘇琦;張軍輝;姚津津;孫通;葛耀錚
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F15B13/06
• 分類號: F15B13/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本發明涉及先導式比例閥技術領域，尤其涉及一種采用三位三通比例閥結構的先導閥。

背景技術

電液比例閥是電液比例控制技術的核心和主要功率放大元件，代表了流體控制技術的發展方向。比例閥的響應頻率相對于開關閥更高，控制性能更好，廣泛應用于自動化設備，能簡化液壓系統，減少液壓元件的使用數量，提高了系統的可靠性；比例閥具有更好的抗負載性能和抗油溫變化性能，能提高系統運行效率。另外，電液比例閥相對于伺服閥抗污染能力強，減少了由于污染而造成的工作故障，可以提高液壓系統的工作穩定性和可靠性。因此，電液比例閥在眾多領域獲得了廣泛的應用。

大流量比例閥主要采用先導式結構，而為了實現大流量控制，比例閥主要采用多級滑閥結構和插裝閥結構。在這些多級比例閥中，主級的結構形式基本為圓周臺階控制的插裝閥結構形式，而先導級采用高響應的伺服閥、比例閥或高速開關閥，利用主級位移反饋形成閉環控制，閥的整體性能主要由先導級決定。因此，為了提高電液比例閥的響應速度，最直接有效的方法是提高先導級的響應速度。目前，提高比例閥先導級頻響的主要方法集中在以下幾個方面：

1）研制高頻響電機械轉換器，比如采用壓電晶體驅動器，音圈電磁鐵等。盡管新型的電機械轉換器在提高頻響上有顯著效果，但在成本、驅動器體積和穩定性方面有所犧牲。

2）將伺服閥技術作為比例閥的先導控制技術，如采用射流管閥、噴嘴擋板閥作為大流量比例閥的先導閥。改進后大流量比例閥屬于伺服比例閥，在動態性能方面有大幅度提高，但伺服先導級較傳統比例閥先導級而言在抗油液污染度方面有更高要求，無形中提高了成本。

3）優化先導閥結構，降低閥芯運動所受阻力（包括慣性力、摩擦力和液動力），包括中空閥芯、閥芯閥套精密配合、低摩擦力閥芯加工工藝、低液動力閥芯結構等，這些結構優化在不同程度上降低閥芯運動阻力，提高了閥芯驅動速度，從而提高頻響。但大多數結構改進都增加了比例閥的加工難度和成本。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種采用雙三位三通比例閥結構的新型先導閥，該閥能夠有效的降低先導閥芯質量和尺寸，既能降低制造先導閥成本，又能提高先導閥的頻響。

本發明通過以下技術方案來實現：一種采用雙三位三通比例閥結構的新型高頻響先導閥，包括閥體、左比例電磁鐵、右比例電磁鐵、左先導閥彈簧、右先導閥彈簧、左閥芯、右閥芯、左擋片和右擋片；所述閥體為左右對稱結構，內部中空，從左至右設有6個環形腔，最外側的兩個環形腔由內部1號流道連通，最內側的兩個環形腔由內部2號流道連通，中間的兩個環形腔分別由3號流道、4號流道連通至所述閥體外；所述中間的兩個環形腔分別安裝左先導閥彈簧和右先導閥彈簧；左先導閥彈簧的左側連接所述的左閥芯，右先導閥彈簧的右側連接所述的右閥芯；所述的左閥芯和右閥芯結構一致，均由一個圓柱切去兩個環形臺階構成，一個臺階在中間，另一個臺階在端面，端面臺階的長度比中間臺階的長度略短；所述的左擋片和右擋片中間均開有圓形孔，分別連接在所述閥體左右兩側的圓柱安裝孔的底部；所述的左比例電磁鐵安裝在閥體左側的圓柱安裝孔內，并與左擋片的左側固定連接；左比例電磁鐵的銜鐵穿過左擋片的圓形孔后頂在左閥芯的左端面；所述的右比例電磁鐵安裝在閥體側的圓柱安裝孔內，并與右擋片的右側固定連接；右比例電磁鐵的銜鐵穿過右擋片的圓形孔后頂在右閥芯的右端面；所述閥體的最外側環形腔與閥芯的中間臺階形成P腔；所述閥體的最內側環形腔構成T腔；所述閥體的中間環形腔與閥芯構成A腔。

本發明的有益結果是：

（1）該閥閥芯的軸向尺寸比傳統先導閥閥芯軸向尺寸的一半還小，軸向尺寸的減小減低了閥芯的制造難度，比如閥芯的直線度、圓柱度等，同時也降低了閥的制造成本；

（2）先導閥芯運動質量變輕，能降低閥芯運動所受阻力（包括慣性力、摩擦力和液動力），有利于先導級的快速響應，通過優化后能將現有先導級控制響應從10Hz提升至20Hz或更高；

（3）先導閥芯軸向尺寸變小，質量變輕，所需的比例電磁鐵推力也相應的減小，所以能夠選擇尺寸更小的電磁鐵，從而降低制造成本與先導閥的尺寸。

附圖說明

圖1是采用雙三位三通比例閥結構的新型高頻響先導閥的示意圖；其中（a）是正視圖，（b）是剖視圖。

圖中：閥體1、左比例電磁鐵2.1、右比例電磁鐵2.2、左先導閥彈簧3.1、右先導閥彈簧3.2、左閥芯4.1、右閥芯4.2、左擋片5.1和右擋片5.2。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。