[發(fā)明專利]一種水基比例閥及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811330728.5
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109555740B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖瑤瑤;柴瑋鋒;廉自生;董建麟;劉可;李成
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 14110 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 任林芳

1.一種水基比例閥，其特征在于：包括水基比例閥結(jié)構(gòu)和測試控制部分，

水基比例閥結(jié)構(gòu)包括主閥進液閥套（1）、主閥彈簧（2）、主閥閥座（3）、主閥回液閥芯（4）、主閥進液閥芯（5）、主閥套（21）、主閥回液閥套（11）、單向閥（22）、二位二通電磁開關(guān)閥（23）、先導(dǎo)閥進液閥芯彈簧（6）、先導(dǎo)閥進液閥芯彈簧座（7）、先導(dǎo)閥進液球閥（8）、先導(dǎo)閥進液閥座（9）、先導(dǎo)閥回液閥芯彈簧（19）、先導(dǎo)閥回液閥芯（20）、頂桿（10）、L型驅(qū)動桿（12）、絲杠螺母機構(gòu)（13）和直流伺服電機（15）；

所述主閥閥座（3）上安裝有主閥進液閥套（1），主閥進液閥套（1）與主閥閥座（3）之間設(shè)置有主閥彈簧（2），主閥進液閥芯（5）與主閥閥座（3）依靠平面密封，主閥進液閥芯（5）上設(shè)有三角形節(jié)流窗口，主閥進液閥芯（5）設(shè)置在主閥套（21）內(nèi)，并與主閥套（21）形成主閥控制腔，主閥套（21）與主閥回液閥套（11）通過螺紋連接，并與主閥回液閥套（11）形成回流腔體，主閥回液閥套（11）上設(shè)置有與回流腔體連通的孔e，孔e與回流口O連通；

主閥套（21）設(shè)置有與主閥控制腔連通的孔f，還設(shè)置有與主閥回液閥芯（4）左端相連通的孔道g，孔f與回液口O之間依次連接單向閥（22）和二位二通電磁開關(guān)閥（23），且孔道g連接到單向閥（22）的出口處；

所述先導(dǎo)閥進液球閥（8）、先導(dǎo)閥進液閥芯彈簧座（7）、先導(dǎo)閥進液閥芯彈簧（6）從左至右依次安裝在先導(dǎo)閥進液閥座（9）中，構(gòu)成一個整體，這個整體同心安裝到主閥進液閥芯（5）中；所述頂桿（10）右端插入先導(dǎo)閥進液閥座（9）中，且頂桿（10）與先導(dǎo)閥進液閥座（9）之間留有單邊間隙；頂桿（10）左端依靠螺紋與L型驅(qū)動桿（12）相連，所述L型驅(qū)動桿（12）安裝在主閥回液閥套（11）上，L型驅(qū)動桿（12）穿過主閥回液閥套（11）與之形成動密封副，L型驅(qū)動桿（12）左端通過螺紋與絲杠螺母機構(gòu)（13）相連，絲杠螺母機構(gòu)（13）由直流伺服電機（15）驅(qū)動；L型驅(qū)動桿（12）上設(shè)置有貫通的凹槽，所述先導(dǎo)閥回液閥芯（20）左側(cè)設(shè)有一個凸肩，且凸肩安裝在L型驅(qū)動桿（12）的凹槽內(nèi)，由凹槽對先導(dǎo)閥回液閥芯（20）進行限位，先導(dǎo)閥回液閥芯（20）右側(cè)安裝在主閥套（21）內(nèi)并與之形成滑動密封副，先導(dǎo)閥回液閥芯（20）最右端設(shè)置有錐面結(jié)構(gòu)或球形結(jié)構(gòu)，錐面結(jié)構(gòu)或球形結(jié)構(gòu)與主閥進液閥芯（5）左端面上的凹槽邊緣形成線密封，先導(dǎo)閥回液閥芯（20）內(nèi)部開有用于主閥控制腔內(nèi)液可以通過的中心孔，再經(jīng)過主閥回液閥套（11）上的孔e回到回液口O；主閥回液閥套（11）與先導(dǎo)閥回液閥芯（20）左側(cè)凸肩之間安裝有先導(dǎo)閥回液閥芯彈簧（19）；所述主閥進液閥芯（5）左端設(shè)置有環(huán)形槽b，所述主閥套（21）上設(shè)有小孔a，環(huán)形槽b與小孔a連通，且主閥進液閥芯（5）在左右全行程范圍內(nèi)移動時，環(huán)形槽b能夠完全覆蓋小孔a的位置；

所述測試控制部分包括轉(zhuǎn)速傳感器（14）、放大器（16）、控制器（17）和壓力傳感器（18），直流伺服電機（15）和絲杠螺母機構(gòu)（13）之間設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器（14），壓力傳感器（18）設(shè)置在比例閥的出口A，壓力傳感器（18）與控制器（17）連接，控制器（17）與放大器（16）連接，放大器（16）與直流伺服電機（15）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基比例閥，其特征在于：所述的頂桿（10）與先導(dǎo)閥進液閥座（9）之間的單邊間隙為1mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基比例閥，其特征在于：所述的環(huán)形槽b寬為8.5mm。

4.一種如權(quán)利要求1或2或3所述的水基比例閥的測試控制方法，其特征在于：由轉(zhuǎn)速傳感器（14）檢測直流伺服電機（15）輸出軸的轉(zhuǎn)速，對轉(zhuǎn)速積分就可以得到輸出位移大小，通過控制器（17）實現(xiàn)對伺服電機（15）轉(zhuǎn)速的主動控制，從而控制比例閥閥芯的位置，在比例閥的出口A設(shè)置有壓力傳感器（18），當由負載口A的壓力波動造成流量變化時，由公式可知，在負載壓力P_A波動時，要想位置流量恒定，可以通過調(diào)節(jié)閥芯位置從而調(diào)節(jié)過流面積A的大小來維持流量不變，因此，由壓力傳感器（18）檢測負載口A的壓力P_A，通過控制器調(diào)節(jié)比例閥閥芯位置，使流量在負載壓力P_A波動時維持恒定。