[其他]直接數字壓力閥

無效

• 申請號: 88100096
• 申請日: 1988-01-09
• 公開（公告）號: CN88100096A
• 公開（公告）日: 1988-08-17
• 發明（設計）人: 譚迪華;陳昌巨
• 申請（專利權）人: 武漢工學院
• 主分類號: F16K31/02
• 分類號: F16K31/02;H02N2/00
• 代理公司: 武漢工學院專利事務所
• 代理人: 朱云,韓桂蓮

本發明是一種用于液壓技術的控制元件，特別是其中的步進驅動器除用于控制領域以外，還可以廣泛用于其它領域。

長期以來，人們追求一種控制精度高，響應速度快，結構簡單，成本低的直接數字控制元件。直接數字控制元件的優點就在于它的控制方式及功能能夠克服模擬控制所固有的不足，加上微電腦所具有的處理信息無比靈活性及可靠性。因此，以電腦為控制單元的直接數字控制具有無可比擬的優越性，它正不斷取代傳統的模擬控制及各種間接的數字控制，并在自動化、節能、編程控制高精度，高靈活性及系統簡單化等諸方面表現其適應性及強大的生命力。

現有技術的直接數字閥有兩種：一種為脈沖寬度調制（簡稱PWM）技術控制的簡單電磁換向閥。其開關周期T恒定，占空比由導通脈寬t_oN決定，輸出流量正比于t_oN，由于閥的開啟需要一定時間，即t_oN/T有最小比例，故該閥導致一定的死區流量，另外控制的流量脈動較大。另一種直接數字閥是采用常規的旋轉步進電機與絲桿-蚰母付驅動閥芯（或直線步進電機驅動閥芯）。這一種直接數字閥雖然比前種有一些優點，但要得到很小的步距（轉角），必須使電極間距很小，另外加上“步距縮小機構”（如絲桿-蚰母付），從而使加工工藝要求高，其本身精度高，所以成本無法降到理想程度。

目前，無論模擬式的比例閥、伺服閥，還是上述直接數字閥總含有線圈，電磁鐵等磁性元件，因此導致功耗大，磁滯、干擾、電磁噪聲;響應速度無法極大提高，同時不能耐熱，抗潮濕等，還要占用大量的有色金屬。

本發明的目的在于設計一種無需數模轉換器（D/A），線性放大器的步進驅動器控制的直接數字壓力閥，它除具有與普通步進電機加絲桿-蚰母付驅動的數字閥相同的優點外，由于該步進驅動器內無磁性元件，所以抗干擾特強，無電磁噪聲，精度更高，響應更快，同時耐熱、抗潮、抗振動、抗沖擊、體積小。特別強調的是該步進驅動器所選用的材料及其本身的結構特點就決定著它的成本低，加工工藝性好，且少用金屬材料。

下面結合附圖對本發明加以說明：

圖1：直接數字壓力閥方框圖;

圖2：步進驅動器結構（一種結構形式）;

圖3：步進驅動器結構（另一種結構形式）;

圖4：導閥、主閥、阻尼器結構示意圖。

直接數字壓力閥由步進驅動器、導閥、主閥、阻尼器等組成。

步進驅動器有兩種結構形式（如圖2、圖3所示），它們都包含有動子件組、殼體、嵌壓裝置、微調裝置等。

圖2所示結構形式：由普通鋼和伸縮材料構成的動子件組由動子前端部分〔15〕、后端部分〔9〕及中間部分〔16〕組成。兩組嵌壓裝置，右組有壓體〔17〕，張體〔18〕，保護體〔19〕，微調絲桿〔20〕。左組與右組相同，左右兩組嵌壓裝置可分別由微調絲桿〔24〕、〔20〕進行微調整。

圖3所示結構形式：動子件組由動子前端部分〔10〕，后端部分〔1〕及中間部分〔6〕組成。〔10〕和〔1〕中各含有一組嵌壓裝置。動子后端部分〔1〕中的嵌壓裝置由壓體〔5〕、〔2〕，張體〔4〕，斜塊〔3〕及微調絲桿〔8〕組成。動子前端部分〔10〕中的嵌壓裝置與〔1〕中的相同，左右兩組嵌壓裝置分別由微調絲桿〔14〕、〔8〕進行微調整。動子位置調整絲桿〔7〕。

自PC來的弱電數字信號（TTL電平）進入脈沖放大器，脈沖放大器電源電壓為工廠常用直流電壓。

現以步進驅動器兩種結構形式中的一種（如圖2所示）與導閥、主閥、阻尼器構成的直接數字閥為例來說明其工作過程。當步進驅動器動子中間部分〔16〕，嵌壓裝置（右）的張體〔18〕得電時，嵌壓裝置（左）的張體〔22〕失電，動子中間部分〔16〕伸長，動子前端部分〔15〕向前移動。當動子中間部分〔16〕和嵌壓裝置（右）的張體失電，而嵌壓裝置（左）的張體〔22〕得電，動子中間部分〔16〕收縮，動子后端部分〔9〕也向前移動。然后張體〔18〕得電，壓體〔17〕壓住動子后端部分〔9〕，前端壓體〔21〕壓住動子前端部分〔15〕完成一步工作循環。

步進驅動器的動子向前移動時，推動導閥閥芯〔25〕（圖4所示），壓縮彈簧〔26〕的同時，控制導閥閥口的大小，液流經導閥一方面作用于主閥閥芯〔27〕上，另一很小液流流經阻尼器〔31〕回油箱，阻尼器〔31〕的液阻與導閥液阻的關系，使主閥無彈簧端的油壓作用力與彈簧力決定主閥的開口量，從而有效地控制進、出口壓力。

步進驅動器和導閥共同構成直接數字閥的先導閥。由步進驅動器、導閥、主閥等共同構成直接數字溢流閥、安全閥、卸荷閥、減壓閥、順序閥、壓力適應閥。