[實用新型]一種帶位置反饋功能的先導式比例流量閥

有效

• 申請號: 202020701576.1
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN212028721U
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 曹建波;章鋒;蔣佑華;周志威;顧高峰
• 申請（專利權）人: 星宇電子(寧波)有限公司
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00;F16K31/36
• 代理公司: 寧波市天晟知識產權代理有限公司 33219
• 代理人: 張文忠;徐浙辰

本實用新型涉及一種帶位置反饋功能的先導式比例流量閥，包括相連通的先導閥和主閥，先導閥包括控制器和先導閥模塊；主閥包括閥體、閥芯、左端蓋、右端蓋以及彈簧；先導閥的先導閥控制口與主閥的主閥控制口相連通，主閥的主閥控制口與主閥的右控制腔相連通，主閥內設置有用于測量閥芯位移的位移傳感器；先導閥的先導閥控制口的壓力與輸入信號之間呈第一非線性特性關系，主閥的主閥控制口的壓力與主閥的閥口開度之間呈線性關系，主閥的閥口開度與輸出氣體流量之間呈第二非線性特性關系；將輸出氣體流量和輸入信號校正形成線性關系，將中間變量先導閥控制口的壓力值固化到控制器中。其優點在于：結構合理，適用氣體流量控制，穩定性好，響應速度快。

技術領域

本實用新型涉及氣體流量控制技術領域，尤其指一種帶位置反饋功能的先導式比例流量閥。

背景技術

流體(氣體和液體)的流量，在外部條件(壓力和溫度等)不變時，一般與流體流過的空間的橫截面的大小相關。對于具體的流量閥來說，就是控制閥口的開度來實現所需大小的流量值的輸出。

所謂的比例流量閥是指，一個控制閥的流量輸出量與其所加的輸入信號值(電流或電壓)成線性關系。所謂先導式控制閥是指主閥的閥芯的運動受之于先導閥的輸出壓力控制。

先導閥一般是一個微小型直動式比例壓力閥。直動式比例壓力閥一般由控制電路，電機械轉換器，控制閥芯組成。其控制機理是，輸入電信號(電壓/電流)輸入到控制電路，信號放大后，輸入到電機械轉換器輸出機械位移，這個位移形成一個閥口的開度來控制輸出壓力值。這個壓力值與輸入電信號之間一般設計成比例關系。

將先導閥的控制壓力引入主閥中的控制腔，以此來控制主閥芯的運動，通過閥芯彈簧系統，使得閥芯輸出一個與壓力成線性關系的位移(閥口開度)。

對于液體來說，在一定的流量范圍內，閥口的開度與流量之間可以近似看成比例關系。所以在液壓控制領域，已經得到廣泛應用，而且效果良好。

但是，由于氣體的物理特性和液體有很大的不同，一般液體被認為是不可壓縮流體，而氣體，顯然是可壓縮流體。氣體流過閥口的流量與閥口的開度是非線性關系。這樣，氣體的流量就不可能與輸入信號成比例關系了。

控制系統中，將目標輸出量反饋到前端與輸入量對比，從而讓系統自動適應輸出目標值的這個過程叫做反饋控制。在流體控制閥中，反饋技術被廣泛地應用；位置反饋就是將主閥芯的輸出位移值，反饋到前端控制器中，與目標控制值進行比較。然后，控制器進一步發出控制指令，來糾正實際輸出量的偏差。與開環控制相比較，具有負反饋功能的閉環控制系統，無論是系統的穩定性和系統響應的快速性，都會大為改觀。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供結構合理，適用于氣體流量控制，穩定性好，響應速度快的一種帶位置反饋功能的先導式比例流量閥。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種帶位置反饋功能的先導式比例流量閥，包括有相連通的先導閥和主閥，先導閥設置有先導閥進氣口、先導閥泄壓口以及先導閥控制口，先導閥包括有控制器和先導閥模塊；主閥上設置有主閥供氣口、主閥排氣口、主閥控制口、工作口以及先導閥接口，主閥包括有閥體、閥芯、左端蓋、右端蓋以及彈簧，彈簧設置于閥芯與左端蓋之間；先導閥的先導閥控制口與主閥的主閥控制口相連通，主閥的主閥控制口與主閥的右控制腔相連通，主閥內設置有用于測量閥芯位移的位移傳感器，該位移傳感器與控制器反饋連接；

先導閥的先導閥控制口的壓力與輸入信號之間呈第一非線性特性關系，主閥的主閥控制口的壓力與主閥的閥口開度之間呈線性關系，主閥的閥口開度與輸出氣體流量之間呈第二非線性特性關系；通過實驗室測試，將輸出氣體流量和輸入信號校正形成線性關系，并將中間變量先導閥控制口的壓力值固化到控制器中。

優化的技術措施還包括：