專利名稱：數(shù)字式高精度分流集流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及流量閥中的分流集流閥這一液壓同步閥，具體涉及同 步閥的機電液一體化、數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合并能由計算機控制的高精度分流集流閥。
背景技術(shù)：
分流集流閥是液壓控制系統(tǒng)多個執(zhí)行機構(gòu)同步運行中不可缺少的元 件，其精度的高低對液壓執(zhí)行機構(gòu)的控制至關(guān)重要。專利號為93219058. 8公開的高精度分 流集流閥，是在閥體內(nèi)總通道與閥芯的可變阻尼之間設(shè)置并聯(lián)的兩組分支通道、相應(yīng)的可 調(diào)機構(gòu)、自調(diào)機構(gòu)，及固定阻尼和鉤頭通道的固定機構(gòu)，在兩總分支通道間增設(shè)補償機構(gòu)， 使油液通過合理設(shè)計后的一次固定節(jié)流孔產(chǎn)生足夠的節(jié)流壓降，使滑閥很好的反饋并為其 配合更好的反饋而更加有效地提高精度，同時還通過設(shè)置小孔群結(jié)構(gòu)的滑閥和靜壓支撐機 構(gòu)來防止液動力、摩擦力及“卡滯”現(xiàn)象發(fā)生，以此進行流量調(diào)節(jié)以補償外負(fù)載引起的支路 壓力的差異，從而達到控制兩個執(zhí)行器(液壓油缸和液壓馬達)同步驅(qū)動的目的。該閥精 度可達國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)即1_3%。而專利號為02280612. 1中高精度分集流閥則采取電磁糾偏方 法以及增設(shè)的微調(diào)機構(gòu)對精度進行調(diào)整，不足之處在于并聯(lián)的兩個分支通道中，有一通道 沒有采取上述的設(shè)計手段，只是單一的變節(jié)流控制，使得通過的流量隨負(fù)載而變化，致使組 合后需調(diào)節(jié)的流量波動大，易超調(diào)，因而其精度也只能維持在上述水平而難以提高，仍然不 夠理想。且以上所述分、集流閥的技術(shù)方案僅考慮的是液壓同步元件自身的改進，并沒有 對 執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生的誤差進行直接控制與糾正，發(fā)明構(gòu)思具有一定的局限性。另一個弊端就是 無法與計算機接口直接連接而將使用受到限制。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種數(shù)字式高精度分流集流閥，主要是解 決現(xiàn)有分、集流閥存在的調(diào)整后精度仍不理想，技術(shù)方案只考慮到液壓同步元件自身的改 進，沒有對執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生的誤差進行控制與糾正，發(fā)明構(gòu)思不夠新穎以及無法與計算機接 口直接連接使應(yīng)用受限制的問題。本實用新型的方案如下所述該實用新型包括閥體、端蓋、總進出油口、分支進出 油口、四通式定差減壓閥、勾聯(lián)式滑閥或內(nèi)設(shè)換向活塞的活塞套筒、平衡彈簧、沉割槽，還包 括電磁式常開數(shù)字閥或電磁式常閉數(shù)字閥。它是通過在閥體內(nèi)設(shè)置并聯(lián)的內(nèi)、外半環(huán)通道， 將定差減壓閥或滑閥上所設(shè)一次固定節(jié)流孔設(shè)為薄壁形錐孔，滑閥或活塞套筒上設(shè)1-2排 二次可變節(jié)流孔，并在與外半環(huán)通道相聯(lián)的兩閥蓋上即兩側(cè)調(diào)整分支通道或者在兩分支進 出油口 PA、Pb之間的補償分支通道內(nèi)分別設(shè)置電磁式常閉數(shù)字閥或電磁式常開數(shù)字閥實現(xiàn) 的。該實用新型由于采取了上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點與積極效果；1、本實用新型是直接以被控對象的壓力流量和位移等物理量差值為反饋信號基 準(zhǔn)，進行誤差消除，既可通過該分流集流閥來控制兩執(zhí)行機構(gòu)相對速度同步的功能，又增 加了在出現(xiàn)誤差后的及時消除，實現(xiàn)對絕對位置同步控制的新功能，使絕對位置精度達到 0. 1-0. 5毫米，遠超過國內(nèi)公知同類產(chǎn)品相對精度1-3%的誤差水平而處于國內(nèi)領(lǐng)先地位；2、將電磁式常閉或常開數(shù)字閥設(shè)置在兩調(diào)整分支通道或者兩分支進出油口之間 的補償分支通道上，充分發(fā)揮電磁式數(shù)字閥只有全開全閉兩種工作狀態(tài)的特點，從而快捷 而迅速地實現(xiàn)從最大到零的狀態(tài)調(diào)節(jié)，且無泄漏，使本實用新型更易于達到高精度標(biāo)準(zhǔn)；[0008]3、本實用新型的電磁式常開或常閉數(shù)字閥，無論是設(shè)置在調(diào)整分支通道上，還是設(shè)置在補償分支通道上，都將藕合于閥上所設(shè)一次固定節(jié)流孔及二次可變節(jié)流孔這一結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)上，以形成二級阻尼壓差反饋式的調(diào)節(jié)和控制。使其達到流量調(diào)整范圍小，超調(diào)量小， 精度高的標(biāo)準(zhǔn)；4、由于采取電磁式常閉或常開數(shù)字閥結(jié)構(gòu)，無需D/A轉(zhuǎn)換器，就可以直接與計算 機接口連接，實現(xiàn)計算機對精度的有效控制。這一突出特點是其它分流集流閥無法比擬 的；5、由于將一次固定節(jié)流孔設(shè)為薄壁形錐孔和二次可變節(jié)流孔為1-2排的結(jié)構(gòu)，不 僅加工簡單、精度易于控制，能在較大范圍內(nèi)產(chǎn)生相適應(yīng)的阻尼作用，而且薄壁形錐孔的沿 程阻力小，粘度對流量影響小而且不易堵塞，有利于制造與調(diào)控。尤其是它對油溫的變化不 敏感，在某些區(qū)域內(nèi)高頻率開閉反復(fù)動作致使局部升溫顯著的條件下使用，更能顯示出它 的優(yōu)越性；6、該發(fā)明還具有發(fā)明構(gòu)思新穎、工作性能穩(wěn)定、使用方便靈活、適合進行推廣等優(yōu)
點ο

圖1、圖2是本實用新型在調(diào)整分支通道內(nèi)設(shè)置電磁式常閉數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3、圖4是本實用新型在調(diào)整分支通道內(nèi)設(shè)置電磁式常開數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5是在補償分支通道內(nèi)設(shè)置電磁式常閉數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖6是在補償分支通道內(nèi)設(shè)置電磁式常開數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖7是圖1-圖4中的A-A剖視圖。
具體實施方式
由圖1-圖7所示的數(shù)字式高精度分流集流閥，其閥體1上設(shè)有總 進出油口 P、分支進出油口 PA、Pb，在圖1-圖4的閥體1中間油腔內(nèi)對稱設(shè)有相互勾聯(lián)的勾 聯(lián)式滑閥4或內(nèi)設(shè)不相關(guān)聯(lián)換向活塞19的活塞套筒18，在勾聯(lián)式滑閥4兩端及勾頭外側(cè)為 平衡彈簧，在中間油腔的上下設(shè)置了在與滑閥4或內(nèi)設(shè)不相關(guān)聯(lián)換向活塞19的活塞套筒18 兩端并聯(lián)的內(nèi)半環(huán)通道7和外半環(huán)通道8且與總進出油口 P相聯(lián)通，在內(nèi)半環(huán)通道7上設(shè) 置了由上活塞13、減壓閥套14、下活塞15、彈簧16、上蓋17組成的四通式定差減壓閥(見 圖7) 2，四通式定差減壓閥2上所設(shè)一次固定節(jié)流孔5、6為薄壁形錐孔。該一次固定節(jié)流 孔5、6既可設(shè)在四通式定差減壓閥2通道上；除此而外還可設(shè)置在滑閥4的軸向中心位置 上或者滑閥4肩頭上而起到固定阻尼的作用。該實用新型在勾聯(lián)式滑閥4或活塞套筒18 上還設(shè)置了徑向的一排或二排可變節(jié)流孔稱之為二次可變節(jié)流孔10、12，并在可與外半環(huán) 通道8相聯(lián)通的通道上設(shè)置了具有錐形固定節(jié)流孔20的兩閥蓋9，在兩閥蓋9上的兩側(cè)調(diào) 整分支通道內(nèi)設(shè)置由端頭為倒錐形且中間有圓環(huán)槽的滑閥21、復(fù)位彈簧22、卡入式彈簧座 23、推桿24、銜鐵25、錐閥座套26、磁鐵27組成的電磁式常閉數(shù)字閥(如圖1、圖2所示)或 者由閥套28、主閥芯(錐閥)29、先導(dǎo)閥芯30、銜鐵37、壓蓋31、電磁線圈32、彈簧33組成 的電磁式常開數(shù)字閥(如圖3、圖4所示)。該實用新型還可由將電磁式常閉數(shù)字閥或者電 磁式常開數(shù)字閥對應(yīng)設(shè)置在兩分支進出油口 PA、Pb之間的補償通道內(nèi)(如圖5、圖6所示) 的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。與此同時采取該結(jié)構(gòu)時，在兩分支進出油口 PA、PB之間還設(shè)有并聯(lián)的補償式固 定節(jié)流孔34、35。[0018]以上所述的四通式定差減壓閥2的作用是在輸入流量變化時，使一次節(jié)流孔壓差為定值，而滑閥4或活塞套筒18上的二次可變節(jié)流孔是當(dāng)執(zhí)行元件負(fù)載發(fā)生變化時，自動 調(diào)整滑閥4或活塞套筒18兩端壓力使之相等，所述的電磁式常閉數(shù)字閥或電磁式常開數(shù)字 閥是用來調(diào)整由于各種因素經(jīng)檢測影響分流精度時而作出的相應(yīng)的誤差調(diào)整。本實用新型的工作過程簡述如下(一 )分流工況；當(dāng)圖1-圖4中壓力油從總進出油口 P由四通定差減壓閥2的入 口沿出口 3進入相互勾聯(lián)的滑閥4或兩個不相關(guān)聯(lián)且內(nèi)設(shè)換向活塞19的活塞套筒18形成 的中間油腔，使滑閥4或活塞套筒18內(nèi)所設(shè)的兩個換向活塞19分開(呈分流狀態(tài))同時 總進出油口 P經(jīng)內(nèi)半環(huán)7的一次固定節(jié)流孔5、6沿內(nèi)半環(huán)通道7及與其對稱的外半環(huán)通道 8分別進入滑閥4或活塞套筒18兩側(cè)，經(jīng)二次可變節(jié)流孔10、12，由沉割槽11、36遮蓋節(jié)流 后去負(fù)載兩分支進出油口 PA、PB。當(dāng)入口流量發(fā)生變化，？八、&兩進出油口負(fù)載壓力不變時， 四通式定差減壓閥2可通過彈簧16和上活塞13被壓縮或彈出，自動調(diào)整一次節(jié)流孔5、6 的節(jié)流面積(大或小)提供設(shè)定值壓差，此時等量分流。當(dāng)入口流量發(fā)生變化，PA、Pb負(fù)載 壓力亦變化時，如Pa壓力升高，雖然一次節(jié)流孔5、6增大或減小的節(jié)流面積相同，但兩側(cè)壓 力變化卻使Pa與Pb流量不等，即壓差使Pa側(cè)滑閥向左移動，通過沉割槽11、36遮蓋作用的 增減，二次可變節(jié)流孔10、12的節(jié)流阻力亦在增減，致使滑閥4或活塞套筒18端面壓力亦 隨之增減，最后使Pb側(cè)壓力升高至與Pa側(cè)相等為止。此時Pa和Pb流量也恢復(fù)相等。反之 亦然。(二)集流工況；工作順序相反，原理相同。PA、Pb兩分支進出油口壓力油壓力大 于總進出油口 P時，使兩個勾聯(lián)在一起的滑閥4或活塞套筒18內(nèi)所設(shè)的換向活塞19合攏 (呈集流狀態(tài))，而中間腔的油液經(jīng)出口 3沿四通式定差減壓閥2從總進出油口 P流出。這 時壓力油從兩分支進出油口 PA、PB由沉割槽11、36，二次可變節(jié)流孔10、12進入滑閥4或內(nèi) 設(shè)換向活塞19的活塞套筒18兩側(cè)，并經(jīng)內(nèi)半環(huán)通道7分別流入四通式定差減壓閥2的上 活塞13與下活塞15的上下腔，其作用壓力差促使彈簧16被壓縮，為一次固定節(jié)流孔5、6 提供設(shè)定值壓差，同時經(jīng)一次固定節(jié)流孔5、6從總進出油口 P流出。完成整個集流工況過 程。(三)使用調(diào)整分支通道內(nèi)電磁式常閉數(shù)字閥或常開數(shù)字閥進行流量調(diào)節(jié)；當(dāng)在 一次固定節(jié)流孔5、6存在加工誤差或兩分支進出油口 PA、PB壓力發(fā)生變化，以及滑閥4兩端 調(diào)壓的反饋過程中造成分流誤差時，可通過對應(yīng)端與外半環(huán)通道8相聯(lián)通的電磁式常閉數(shù) 字閥或者電磁式常開數(shù)字閥進行流量調(diào)整。以電磁式常閉數(shù)字閥為例如圖1、圖2，在分流 工況時，系統(tǒng)運行中經(jīng)檢測計算機對比Pb側(cè)流量減少時，此時計算機發(fā)出指令驅(qū)動Pb側(cè)電 磁鐵27，銜鐵25吸合，推動推桿24，推桿24壓縮復(fù)位彈簧22打開端頭倒錐型滑閥21，進入 外半環(huán)通道8的主油路油液經(jīng)錐形固定節(jié)流孔20流入Pb側(cè)。達到程序設(shè)定的精度時計算 機發(fā)出指令全關(guān)閉為止，這時電磁鐵27斷電，復(fù)位彈簧22恢復(fù)彈力，通過卡在端頭倒錐形 滑閥21上的卡入式彈簧座23使端頭倒錐形滑閥21與錐閥座套26嚴(yán)密貼合并頂回推桿24 歸回原位為下一次的再調(diào)整做好準(zhǔn)備。此過程可瞬時亦可連續(xù)進行調(diào)節(jié)。集流時工況過程 正好相反，此處就不再詳述。當(dāng)使用電磁式常開數(shù)字閥調(diào)整流量時如圖3、圖4，在分流工況 時，當(dāng)系統(tǒng)運行中經(jīng)計算機檢測對比，如果&側(cè)流量增大時，此時計算機發(fā)出指令控制&側(cè) 電磁線圈32通電，推動壓蓋31內(nèi)的銜鐵37及先導(dǎo)閥芯30并壓縮彈簧33，關(guān)閉先導(dǎo)閥口。這樣主閥套28上腔壓力增加，結(jié)果使主閥芯即錐閥29與主閥套28嚴(yán)密貼合而關(guān)閉。從而使流量得到調(diào)節(jié)，此過程可瞬間亦可連續(xù)。集流工況過程正好相反，此處不再詳述。以上所 述錐形固定節(jié)流孔20的設(shè)置是在分流或集流工況，當(dāng)需調(diào)整流量時能夠起到避免超調(diào)量 大、波動大等不平穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生而采取的有效措施。(四)使用在兩分支進出油口 PA、&之間的補償通道內(nèi)的電磁式常閉數(shù)字閥或常 開數(shù)字閥進行流量調(diào)節(jié)；其圖5、圖6為本實用新型在補償通道內(nèi)分別設(shè)置電磁式常閉數(shù)字 閥或電磁式常開數(shù)字閥結(jié)構(gòu)的情況，由于圖幅的限制與圖1-圖4相同部分結(jié)構(gòu)未能在圖中 畫出。除了所述的電磁式數(shù)字閥外，在兩進出油口 PA、PB之間的通道上還設(shè)置了兩個并聯(lián)的 固定節(jié)流孔34、35。固定節(jié)流孔35的作用是在系統(tǒng)為小流量時，如果出現(xiàn)負(fù)載小側(cè)流量少 于負(fù)載大側(cè)流量時，油液經(jīng)由該固定節(jié)流孔35構(gòu)成的阻尼孔進入負(fù)載小側(cè)分支通道進行 流量補償，使兩者相等為止并使滯后的那只油缸也能走到底。當(dāng)流量增加而變化時，分流集 流閥的誤差也隨之增大，這時，與固定節(jié)流孔35相并聯(lián)的另一固定節(jié)流孔34通過電磁式常 閉數(shù)字閥的打開可進行變化后的大流量誤差的補償。使執(zhí)行機構(gòu)油缸或油馬達重新同步。 實現(xiàn)由小流量到大流量的這一變化的補償之目的。之后該電磁式常閉數(shù)字閥重新關(guān)閉。如 果系統(tǒng)流量是從大流量到小流量的變化的情況，在所述的補償通道應(yīng)設(shè)置電磁式常開數(shù)字 閥的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)流量由大變小時，在系統(tǒng)出現(xiàn)誤差時，該電磁式常開數(shù)字閥關(guān)閉，另一固 定節(jié)流孔34可照常進行職能性工作補償。具有很大的靈活性。由此可見，電磁式常閉數(shù)字 閥或電磁式常開數(shù)字閥可設(shè)置在調(diào)整分支通道上，直接對流量進行調(diào)節(jié)，亦可設(shè)置在兩分 支通道之間的補償通道內(nèi)，進行流量補償及誤差修正，雖然位置不同，作用與機理不同，調(diào) 整方式不同，但都可達到同一目的。
權(quán)利要求一種數(shù)字式高精度分流集流閥，包括閥體(1)、端蓋(9)、總進出油口P、分支進出油口PA、PB、四通式定差減壓閥(2)、勾聯(lián)式滑閥(4)或內(nèi)設(shè)換向活塞(19)的活塞套筒(18)、平衡彈簧、沉割槽(11、36)，還包括電磁式常開數(shù)字閥或電磁式常閉數(shù)字閥，其特征在于在閥體(1)內(nèi)設(shè)有并聯(lián)的內(nèi)、外半環(huán)通道(7、8)，將定差減壓閥(2)或滑閥(4)上所設(shè)一次固定節(jié)流孔(5、6)設(shè)為薄壁形錐孔，在滑閥(4)或活塞套筒(18)上設(shè)有1-2排二次可變節(jié)流孔(10、12)，并在與外半環(huán)通道(8)相聯(lián)的兩閥蓋(9)上即兩側(cè)調(diào)整分支通道或者在兩分支進出油口PA、PB之間的補償分支通道內(nèi)分別設(shè)置電磁式常閉數(shù)字閥或電磁式常開數(shù)字閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式高精度分流集流閥，其特征在于當(dāng)在兩側(cè)調(diào)整分支 通道內(nèi)設(shè)置電磁式常閉數(shù)字閥或電磁式常開數(shù)字閥時，所述兩閥蓋(9)上設(shè)有錐形固定節(jié) 流孔(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式高精度分流集流閥，其特征在于當(dāng)在補償分支通道 內(nèi)設(shè)置電磁式常閉數(shù)字閥或電磁式常開數(shù)字閥時，在兩分支進出油口 PA、Pb之間設(shè)有并聯(lián) 的補償式固定節(jié)流孔(34、35)。
專利摘要本實用新型提供了一種流量閥中的數(shù)字式高精度分流集流閥，它是在閥體內(nèi)設(shè)置并聯(lián)的內(nèi)、外半環(huán)通道，將定差減壓閥或滑閥上所設(shè)一次固定節(jié)流孔設(shè)為薄壁形錐孔，在滑閥或活塞套筒上設(shè)有1-2排二次可變節(jié)流孔，并在與外半環(huán)通道相聯(lián)的兩閥蓋上即兩側(cè)調(diào)整分支通道或者在兩分支進出油口PA、PB之間的補償分支通道內(nèi)分別設(shè)置電磁式常閉數(shù)字閥或電磁式常開數(shù)字閥。它以被控對象壓力流量和位移等物理量差值為反饋基準(zhǔn)進行誤差消除，具有無級狀態(tài)調(diào)節(jié)無泄漏、不易堵，可直接與計算機接口連接，實現(xiàn)計算機對精度的有效控制等優(yōu)點，使絕對位置精度達到0.1-0.5毫米。其發(fā)明構(gòu)思新穎、工作性能穩(wěn)定、使用方便靈活、適合進行推廣。
文檔編號F15B13/02GK201560991SQ20092009483
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者史天驕, 史廣成 申請人:史廣成