[發明專利]一種負載口獨立控制的組合式數字閥及其方法

有效

• 申請號: 201610016381.1
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105546162B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 張斌;鐘麒;馬吉恩;王雙;劉禹廷;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

技術領域

本發明涉及一種負載口獨立控制的組合式數字閥及其方法。

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、工業及軍用等機械行業中得到廣泛的應用。但是電液比例閥控制復雜，需要對死區進行補償，滯環大、頻響較低；傳統的電液比例閥采用一根閥芯控制，閥的進口與出口的閥口開度有著連動的關系。對于不需要回油背壓的系統，傳統的比例閥無法獨立的調節閥的進口和出口的壓力，造成了能源的浪費。而負載口獨立技術作為一種新興的液壓技術，通過對負載端口的獨立控制，提高單執行動作時系統的不穩定性，降低工況切換時壓力沖擊現象，解決多執行器復合控制時流量分配以及泵流量達到飽和時的流量分配問題。使得系統更加靈活，更加節能。

高速開關閥是由開關量來控制，一直在全開或全閉的狀態下工作，因此，壓力損失小、能耗低、對污染不敏感、工作比伺服閥可靠、結構簡單且廉價。

實際運用中，很多場合對流量的輸出精度要求較高，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要求較高的場合。高速開關閥“開”和“閉”兩種狀態可以等效成2進制下每個位上的“1”和“0”，通過對二進制下每個位的數值的調整來等效任何10進制的數值是一種非常有效的方法。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中的不足，提供了一種負載口獨立控制的組合式數字閥及其方法

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種負載口獨立控制的組合式數字閥包括閥塊、多個開關閥、負載口壓力傳感器A、負載口壓力傳感器B，所述開關閥以螺紋連接形式插裝在閥塊上；閥塊四面各開有一個螺紋孔，其中螺紋孔P和螺紋孔T相對設置，螺紋孔A和螺紋孔B相對設置，

所述開關閥均分為四組開關閥組，每組開關閥組的開關閥數量為k*k個，所述開關閥呈正方形均勻布置在閥塊上，k為自然數，

所述閥塊內開設有四個油道，四個油道分別與4個螺紋孔相連，其中與螺紋孔P相連的油道連接靠近P側的兩組開關閥組的進油口，與螺紋孔T相連的油道連接靠近T側兩組開關閥組的出油口，與螺紋孔A相連的油道連接靠近A側兩組開關閥組的剩余油口，與螺紋孔B相連的油道連接靠近B側兩組開關閥組的剩余油口，

負載口壓力傳感器A和螺紋孔A相連的油道相連，負載口壓力傳感器B和螺紋孔B相連的油道相連。

作為優選的，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。

進一步的所述的每組開關閥組內的開關閥閥口過流面積均不同。

更進一步的，所述每組開關閥組內的開關閥按閥口過流面積大小排序，其過流面積大小依次為n，2n，4n，…，2(t-1)n，其中n為過流面積最小的開關閥的閥口過流面積，t為每組開關閥組內的開關閥個數。

同時靠近A側和P側的開關閥組控制螺紋孔A和螺紋孔P之間的油路A-P，同時靠近A側和T側的開關閥組控制螺紋孔A和螺紋孔T之間的油路A-T，同時靠近B側和P側的開關閥組控制螺紋孔B和螺紋孔P之間的油路B-P，同時靠近B側和T側的開關閥組控制螺紋孔B和螺紋孔T之間的油路B-T。

本發明還公開了一種所述的組合式數字閥的控制方法：

工作過程中，螺紋孔P接動力油源，螺紋孔T連接油箱，螺紋孔A和螺紋孔B分別連接執行結構的兩個負載端口，控制閥塊中P-A和P-B兩條油路的開關閥組實現流量的控制，控制閥塊中A-T和B-T兩條油路的開關閥組實現壓力的控制，

當需要控制管路流量時，根據用戶流量需求，通過運算得到滿足用戶所需流量的開關閥啟閉狀態，并驅動相應開關閥組，輸出所需流量；

當需要控制管路壓力時，根據用戶壓力需求，通過運算得到滿足用戶所需壓力的開關閥啟閉狀態，并驅動相應開關閥實現閥塊進油口到閥塊出油口之間的節流口開度控制，改變相應壓降，達到所需壓力。負載口壓力傳感器A、負載口壓力傳感器B實時檢測閥塊A口壓力和閥塊B口的壓力，并根據電壓值對開關閥做進一步的控制，實現壓力的閉環控制。

本發明具有的有益效果是：