[發明專利]一種具有流量連續調節功能的方向流量閥及其控制方法

有效

• 申請號: 202010565228.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111911216B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 廖瑤瑤;張越;廉自生;趙瑞豪;張恒;李潤澤
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21D23/26
• 分類號: E21D23/26;F15B13/02;F15B21/02
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種具有流量連續調節功能的方向流量閥，其特征在于：包括主閥、先導回路及控制部分，主閥設置有兩組，分別為一號主閥和二號主閥，

主閥包括回液閥套（6）、進液閥芯（7）、回液閥芯（8）、閥座（9）、進液閥套（11）和復位彈簧（12），進液閥芯（7）插裝于回液閥套（6）內，進液閥芯（7）左端面與回液閥套（6）端面形成進液閥芯控制腔，進液閥芯控制腔與設置在回液閥套（6）上的進出液口k₁連通；所述的回液閥套（6）內部設有臺階，回液閥芯（8）左端面與該臺階面形成回液閥芯控制腔，回液閥芯控制腔與設置在回液閥套（6）上的進出液口k₂連通，進液閥芯控制腔與回液閥芯控制腔之間由密封圈阻隔，進液閥芯（7）伸出回液閥套（6）的一端從左到右依次套有閥座（9）和進液閥套（11），閥座（9）與回液閥套（6）的右側端面封閉，回液閥芯（8）與閥座（9）之間形成回液腔，回液腔與設置在回液閥套（6）上的回液口O連通，閥座（9）右端面與進液閥套（11）內部之間的腔體封閉，形成進液腔，進液腔與設置在進液閥套（11）錐形外表面處的進液口P連通，進液閥芯（7）徑向開設若干個徑向孔，軸向開設軸向過液孔，徑向過液口與軸向過液孔交叉連通，軸向過液孔右端部為閥芯工作口A，進液閥芯（7）環側設有凸臺，該凸臺與進液閥套（11）內部的腔體之間設置復位彈簧（12）；

所述的控制部分包括位移傳感器（5）、壓力傳感器I（10）、壓力傳感器II（13）、流量計算單元（14）和控制器（15），一號主閥和二號主閥的進液閥芯（7）上設置有位移傳感器（5），一號主閥和二號主閥的P口上設置壓力傳感器I（10），一號主閥和二號主閥的A口上設置壓力傳感器II（13），位移傳感器（5）、壓力傳感器I（10）和壓力傳感器II（13）分別與流量計算單元（14）連接，流量計算單元（14）與控制器（15）連接；

所述的先導回路包括常閉高速開關閥I（1）、常開高速開關閥I（2）、單向閥I（3）、液控單向閥I（4）、常閉高速開關閥II（16）、常開高速開關閥II（17）、單向閥II（18）和液控單向閥II（19），常閉高速開關閥I（1）的進液口a與高壓P口相連，高壓P口與主閥P口是同一個口，可以通過閥體內部管路或外部油管相連，常閉高速開關閥I（1）出液口b與一號主閥的控制口k₁相連，常閉高速開關閥I（1）的驅動端與控制器（15）相連；所述的常開高速開關閥I（2）的進液口c與一號主閥的控制口k₁相連，常開高速開關閥I（2）的出液口d與一號主閥的回液口O相連，常開高速開關閥I（2）的驅動端與控制器（15）相連；所述的單向閥I（3）的進液口e與一號主閥的控制口k₁相連，單向閥I（3）的出液口f與一號主閥的控制口k₂相連；所述的液控單向閥I（4）的進液口g與一號主閥的控制口k₂相連，液控單向閥I（4）的出液口h與一號主閥的回液口O相連，液控單向閥I（4）的控制口m與常閉高速開關閥II（16）的出液口b^’相連；

常閉高速開關閥II（16）的進液口a^’與高壓P口相連，常閉高速開關閥II（16）出液口b^’與二號主閥的控制口k₁相連，常閉高速開關閥II（16）的驅動端與控制器（15）相連；所述的常開高速開關閥II（17）的進液口c^’與二號主閥的控制口k₁相連，常開高速開關閥II（17）的出液口d^’與二號主閥的回液口O相連，常開高速開關閥II（17）的驅動端與控制器（15）相連；所述的單向閥II（18）的進液口e^’與二號主閥的控制口k₁相連，單向閥II（18）的出液口f^’與二號主閥的控制口k₂相連；所述的液控單向閥II（19）的進液口g^’與二號主閥的控制口k₂相連，液控單向閥II（19）的出液口h^’與二號主閥的回液口O相連，液控單向閥II（19）的控制口m^’連接到常閉高速開關閥I（1）的出液口b。

2.一種如權利要求1所述的具有流量連續調節功能的方向流量閥的控制方法，其特征在于：包括以下步驟，

S100～事先通過試驗或仿真技術手段得出主閥P-A通道閥口流量-壓力-位移關系，制作成表放入流量計算單元（14）中；

S200～由壓力傳感器I（10）測量主閥進液口壓力P_P，由壓力傳感器II（13）測量主閥工作口壓力P_A，由位移傳感器（5）測量主閥進液閥芯（7）的位移量x，即開口量；

S300～根據液壓缸需要的流量Q、P口壓力P_P與A口壓力P_A，在流量計算單元（14）中查表，得出相應的閥口開口量大小，將該值輸送給控制器，控制器將目標開口量與當前開口量進行比較，得出差值，即閥芯需要移動的位移，計算出主閥進液閥芯移動所需的油液體積；

S400～由控制器對常閉高速開關閥I（1）或常開高速開關閥I（2）發送PWM波信號，通過調節PWM波的占空比，調節常閉高速開關閥I（1）或常開高速開關閥I（2）的流量，從而實現對主閥進液閥芯移動速度的控制；流量對時間的積分是油液體積，從而實現閥芯位置的控制，從而控制P-A口流量和液壓缸速度。