[發明專利]一種數字閥單元及其組合和控制方法

有效

• 申請號: 201610013384.X
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105422921B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張斌;鐘麒;馬吉恩;洪昊岑;牛明杰;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16K11/22
• 分類號: F16K11/22;F15B13/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種數字閥單元及其組合和控制方法。數字閥單元包括閥塊、多個開關閥、出油口壓力傳感器、進油口壓力傳感器、閥塊進油口、閥塊出油口，數字閥組合單元由多個所述數字閥單元連接而成。所有的開關閥進油口與閥塊內的下層油道聯通，所有的開關閥出油口與閥塊內的上層油道聯通。本發明可通過快換接頭或螺栓連接等方式，根據工況需求加減閥組，控制更靈活，更節能。通過對閥口過流面積成2的倍數關系的開關閥的組合運用實現對所需流量的高分辨率輸出，以及負載背壓的精確控制。通過對高速開關閥的組合運用，確保在單個插裝閥出現故障時，只需更換故障插裝閥，無需對整個數字閥組合單元進行更換，由此帶來的維修和更換成本的降低將大大降低生產升本。

技術領域

本發明涉及一種數字閥單元及其組合和控制方法。

背景技術

電液比例控制技術是電液控制技術的一個重要分支，在近30年來得到了飛速發展，在民用機械、工程機械、軍工等領域中得到廣泛的應用。比例閥可以根據用戶輸入電壓值來控制閥芯位移，輸出相應值的流量，實現對流量模擬量的輸出控制，且精度較高。但是比例閥結構復雜，控制難度大，價格高，而且存在中位死區、對油液污染敏感等缺點。因此尋求一種結構簡單，控制便捷，抗污染性較強的液壓閥來替代比例閥輸出大小可調且精度等級較高的流量成為了現如今液壓領域的研究熱點。

高速開關閥是由PWM數字信號來控制，一直在全開或全閉的狀態下工作，因此壓力損失小、能耗低，而且抗油液污染性強、動態特性好、工作可靠、結構簡單且價格低廉。近年來對高速開關閥的研究和應用已經成為液壓領域的一個重要課題。

實際運用中，很多場合對流量的輸出精度要求較高，由于比例閥和伺服閥能輸出連續模擬量的流量，因此這些對流量精度要求較高的場合往往會選擇采用比例閥甚至伺服閥。在一些需要對負載的背壓實現壓力控制的工況下，同樣需要比例閥甚至伺服閥來實現閥口開度的精確控制，從而實現對負載背壓大小的精確控制。

常規的開關閥因為只有“開”和“關”兩種狀態，所以流量分辨率較低，無法滿足對流量分辨率和精度要求較高的場合。開關閥因為只有“開”和“關”兩個狀態，等效于二進制中的“1”和“0”，而通過對二進制計數下每個位的賦值來等效一個十進制數值是一種簡單而有效的方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供了一種數字閥單元及其組合和控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供了一種數字閥單元：包括閥塊、多個開關閥、出油口壓力傳感器、進油口壓力傳感器、閥塊進油口、閥塊出油口，

所述開關閥以螺紋連接形式插裝在閥塊上；閥塊內部開有兩層油道，閥塊側面開設有閥塊出油口和閥塊進油口，閥塊進油口和閥塊內部下層油道接通，閥塊出油口和閥塊內部上層油道接通，出油口壓力傳感器連接至上層油道，進油口壓力傳感器連接至下層油道，所有的開關閥進油口與下層油道聯通，所有的開關閥出油口與上層油道聯通。

優選的，所述的開關閥為二位二通結構的常閉式開關閥；包括螺塞組件、鋼球座、鋼球、推桿、推桿導套、閥套、電磁鐵連接螺母、線圈、銜鐵，

所述螺塞組件以螺紋形式安裝在閥套上，對進入開關閥的油液進行過濾；所述鋼球座在閥套內，兩者成過盈配合；所述推桿一端安裝在銜鐵內，另一端在電磁鐵通電時頂住鋼球；所述推桿導套安裝在閥套內，對推桿起到支撐作用，所述電磁鐵連接螺母以螺紋形式安裝在閥套上，并通過密封圈密封；電磁鐵通電時，銜鐵帶動推桿運動，推桿推動鋼球運動，實現開關閥的閥口開啟。

優選的，所述的每一個每一個開關閥閥口過流面積均不同。

進一步的，所述所述開關閥按閥口過流面積大小排序，依次為n，2n，4n，…，2(k-1)n，其中n為過流面積最小的開關閥的過流面積，k為所述數字閥單元中的開關閥個數。