專利名稱：電液比例換向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的電液比例換向閥屬于液壓系統(tǒng)中的控制元件。
現(xiàn)有的電液比例換向閥，應(yīng)用于大流量場合時(shí)常采用先導(dǎo)式結(jié)構(gòu)，即用電磁比例減壓閥作為先導(dǎo)級(jí)，由模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)，控制主換向閥閥芯產(chǎn)生位移，輸出成比例的流量。這種閥存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗污染能力差、價(jià)格高、維護(hù)不便等不足。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、適應(yīng)能力強(qiáng)，可由單片機(jī)直接控制的電液比例換向閥。
上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合
如下電液比例方向閥是由信號(hào)輸入裝置、控制單元、導(dǎo)閥和換向閥組成，信號(hào)輸入裝置采用數(shù)字信號(hào)輸入鍵盤1，它與由單片機(jī)和脈寬調(diào)制放大器組成的控制單元2中的單片機(jī)連接，導(dǎo)閥采用一對數(shù)字高速開關(guān)閥3，其供油閥芯12和回油閥芯7由分離桿9連接，并分裝在閥體內(nèi)的供油口11和回油口8處，供油口11和回油口8之間的閥體上設(shè)有與換向閥4控制容腔相通的控制口10，回油閥芯7和電磁鐵5由頂桿6連接，電磁鐵5由控制單元2中的脈寬調(diào)制放大器輸入一定脈寬占空比的信號(hào)控制通斷電。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果由于數(shù)字高速開關(guān)閥可由計(jì)算機(jī)直接控制，使控制簡單。采用數(shù)字高速開關(guān)閥為導(dǎo)閥，可組成高性能，高可靠性，低價(jià)格的數(shù)字電液比例換向閥，這樣的電液比例換向閥特別適用于作業(yè)環(huán)境惡劣的工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等設(shè)備，既提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，又降低了成本，使設(shè)備具有高技術(shù)，低成本，高附加值。
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體內(nèi)容及工作過程。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型中控制單元2的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型中二位三通數(shù)字高速開關(guān)閥3的結(jié)構(gòu)簡圖；圖4是以數(shù)字高速開關(guān)閥作為先導(dǎo)閥與換向閥組成的電液比例換向閥結(jié)構(gòu)簡圖；圖5是本實(shí)用新型中由四個(gè)二位三通數(shù)字高速開關(guān)閥及八個(gè)單向閥組成先導(dǎo)閥組，控制兩聯(lián)多路換向閥的一種電液比例換向閥原理圖。
圖中1．?dāng)?shù)字信號(hào)輸入鍵盤1′．模擬信號(hào)輸入操縱桿2．控制單元3．?dāng)?shù)字高速開關(guān)閥4．換向閥5．電磁鐵5′．電磁鐵6．頂桿7．回油閥芯8．回油口9．分離桿10．控制口11．供油口12．供油閥芯本實(shí)用新型是由以下四個(gè)部分組成參閱圖1信號(hào)發(fā)生裝置1、控制單元2、數(shù)字高速開關(guān)閥3、換向閥4。信號(hào)輸入裝置1是由模擬信號(hào)輸入操縱桿1′或數(shù)字信號(hào)輸入鍵盤1組成。模擬信號(hào)輸入操縱桿，實(shí)際上是一個(gè)角位置傳感器，通過操縱桿即手柄傳動(dòng)輸入一個(gè)角位置信號(hào)，成比例輸入一個(gè)電信號(hào)，送給控制單元。
控制單元2的結(jié)構(gòu)框圖參閱圖2，信號(hào)輸入裝置可以采用裝有角位移傳感器的模擬信號(hào)輸入操縱桿(1′)，在接收模擬信號(hào)的控制單元(2)中應(yīng)加裝進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換或脈寬調(diào)制電路。電路的形式要視角位置傳感器的結(jié)構(gòu)選定。
數(shù)字高速開關(guān)閥3高速開關(guān)閥與伺服閥和比例閥的控制方式不同，數(shù)字高速開關(guān)閥采用脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM)控制，控制單元2輸入系列脈沖電壓，閥在工作過程中總是不停地開關(guān)動(dòng)作，輸出系列脈沖流量；調(diào)制脈寬占空比，輸出的脈沖流量的大小可以控制，即占空比大，脈沖流量就大，反之亦然。這樣可以得到與占空比成比例的脈沖流量，該脈沖流量作為導(dǎo)閥的控制量，輸入閥芯的左、右控制容腔，經(jīng)過控制容腔的積分過程，使換向閥芯產(chǎn)生成比例的位移，閥出口就獲得了與導(dǎo)閥輸入占空比成比例的流量。
數(shù)字高速開關(guān)閥采用二位三通結(jié)構(gòu)。參閱圖3它主要有兩個(gè)鋼球式閥芯，分離桿9、電磁鐵5和閥體組成。當(dāng)電磁鐵5斷電時(shí)，供油閥芯8在供油口11和回油壓力差的作用下向左運(yùn)動(dòng)，靠在供油閥座上，供油口11與控制口10斷開。在供油閥芯12左移的同時(shí)，通過分離桿9推動(dòng)回油閥芯7使其離開回油閥座，此時(shí)控制口10與回油口11接通，控制為低壓；當(dāng)電磁鐵5通電時(shí)，電磁推力通過頂桿6和分離桿9使回油閥芯7與供油閥芯12一起向右運(yùn)動(dòng)，直到回油閥芯7靠到回油閥座上，此時(shí)回油閥關(guān)閉，供油閥打開，控制口10為高壓。
換向閥4即主換向閥。參閱圖4它采用常規(guī)的滑閥結(jié)構(gòu)，其閥芯兩端各有一個(gè)對中彈簧和控制容腔，控制油進(jìn)入左腔可使閥芯向右運(yùn)動(dòng)，控制油進(jìn)入右腔使閥芯向左運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)換向。
使用數(shù)字高速開關(guān)閥為先導(dǎo)閥與換向閥組成的數(shù)字電液比例先導(dǎo)方向閥，其結(jié)構(gòu)參閱圖4它的工作原理是當(dāng)輸入左電磁鐵5一定脈寬占空比的信號(hào)后，數(shù)字高速開關(guān)閥3動(dòng)作，控制口10將有一定的流量輸出進(jìn)入換向閥4的左腔，并產(chǎn)生壓力Ps1，換向閥閥芯在Ps1及復(fù)位彈簧的作用下，產(chǎn)生一個(gè)積分過程，使向閥閥換芯產(chǎn)生向右的位移，換向閥A口就有流量輸出。換向閥A口輸出的流量大小與輸入電磁鐵5信號(hào)的脈寬占空比成比例。反之，當(dāng)輸入電磁鐵5′一定脈寬占空比信號(hào)后，數(shù)字高速開關(guān)閥動(dòng)作，控制口10′將有一定的流量輸出進(jìn)入換向閥的右腔，并產(chǎn)生壓力Ps2，推動(dòng)換向閥閥芯向左運(yùn)動(dòng)，換向閥B口就有流量輸出，其大小與輸入電磁鐵5′脈寬信號(hào)的占空比成比例。
數(shù)字高速開關(guān)閥(3)可以采用兩對或兩對以上，由其控制兩聯(lián)或兩聯(lián)以上的多路換向閥。
圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例之一。它由四個(gè)二位三通數(shù)字高速開關(guān)閥及八個(gè)單向閥組成先導(dǎo)閥組，控制兩聯(lián)多路換向閥，用于裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)。當(dāng)操作者向某方向扳動(dòng)手柄及操縱桿，給定手柄一個(gè)位置，即給定了一個(gè)位置指令信號(hào)，該信號(hào)輸入控制單元，控制單元輸出一個(gè)具有一定占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)數(shù)字高速開關(guān)閥3動(dòng)作并輸出相應(yīng)的流量，該流量進(jìn)入換向閥b1腔，推動(dòng)換向閥芯向左運(yùn)動(dòng)，這樣換向閥B1就有與輸入數(shù)字高速開關(guān)閥3脈寬占空比成比例的流量輸出，Ⅰ液壓缸將以相應(yīng)的速度向左運(yùn)動(dòng)，B1口的輸出流量將隨手柄位置的增大(即輸入數(shù)字高速開關(guān)閥的脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比增大)而增大，當(dāng)手柄拉到最大極限位置時(shí)，B1口輸出流量最大，Ⅰ液壓缸獲得最大的向左運(yùn)動(dòng)的速度。
當(dāng)操作者向相反的方向拉動(dòng)手柄，控制單元2將輸出具有一定占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)數(shù)字高速開關(guān)閥3動(dòng)作輸出相應(yīng)的流量，進(jìn)入換向閥a1腔，推動(dòng)換向閥閥芯向右運(yùn)動(dòng)，換向閥A1口就有與輸入數(shù)字高速開關(guān)閥3脈寬占空比成比例的流量輸出，Ⅰ液壓缸將以相應(yīng)的速度向右運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了主閥的換向功能。數(shù)字高速開關(guān)閥3控制的Ⅱ液壓缸的運(yùn)動(dòng)與上相同。
權(quán)利要求1.電液比例換向閥是由信號(hào)輸入裝置、控制單元、導(dǎo)閥和換向閥組成，其特征是信號(hào)輸入裝置采用數(shù)字信號(hào)輸入鍵盤(1)，它與由單片機(jī)和脈寬調(diào)制放大器組成的控制單元(2)中的單片機(jī)連接，導(dǎo)閥采用一對數(shù)字高速開關(guān)閥(3)，其供油閥芯(12)和回油閥芯(7)由分離桿(9)連接，并分裝在閥體內(nèi)的供油口(11)和回油口(8)處，供油口(11)和回油口(8)之間的閥體上設(shè)有與換向閥(4)控制容腔相通的控制口(10)，回油閥芯(7)和電磁鐵(5)由頂桿(6)連接，電磁鐵(5)由控制單元(2)中的脈寬調(diào)制放大器輸入一定脈寬占空比的信號(hào)控制通斷電。
2.按權(quán)利要求1所述的電液比例換向閥，其特征是信號(hào)輸入裝置可以采用裝有角位移傳感器的模擬信號(hào)輸入操縱桿(1′)，在接收模擬信號(hào)的控制單元(2)中應(yīng)加裝進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換或脈寬調(diào)制電路。
3．按權(quán)利要求1或2所述的電液比例換向閥，其特征是數(shù)字高速開關(guān)閥(3)可以采用兩對或兩對以上，由其控制兩聯(lián)或兩聯(lián)以上的多路換向閥。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的電液比例換向閥,屬于液壓系統(tǒng)的控制元件。它是由信號(hào)輸入裝置、控制單元、數(shù)字高速開關(guān)閥為先導(dǎo)閥,它由閥體和聯(lián)動(dòng)的供油閥芯、回油閥芯和電磁鐵組成,電磁鐵由控制單元中脈寬調(diào)制放大器輸入一定脈寬占空比的信號(hào)通斷電,使閥輸出可以控制的脈沖流量。
文檔編號(hào)F15B13/02GK2448976SQ0025847
公開日2001年9月19日 申請日期2000年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月30日
發(fā)明者劉順安 申請人:劉順安