專利名稱：比例壓力閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液壓閥技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種比例液壓閥。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中，比例儲(chǔ)料背壓與系統(tǒng)壓力是兩個(gè)獨(dú)立的通道，如圖1 所示，該液壓系統(tǒng)包括馬達(dá)108、比例壓力閥101、比例壓力閥102、先導(dǎo)溢流閥103、油泵 104、三位四通電磁換向閥106、背壓閥107和液壓缸109，其中，油泵104的進(jìn)油口與油箱 105相連通，油泵104的出油口分別與三位四通電磁換向閥106的P 口、背壓閥107的進(jìn)油口和先導(dǎo)溢流閥103的P 口相連通；三位四通電磁換向閥106的A 口和背壓閥107的出油口分別與液壓缸109的后段腔體相連通，液壓缸109的前段腔體與三位四通電磁換向閥106 的B 口相連通，三位四通電磁換向閥106的T 口與比例壓力閥101的P 口相連通；比例壓力閥101的T 口和先導(dǎo)溢流閥103的T 口分別與回油管路相連通；先導(dǎo)溢流閥103的K 口與比例壓力閥102的P 口相連通，比例壓力閥102的T 口與回油管路相連通；雙端液壓泵110 的進(jìn)油口與進(jìn)油管路相連通，出油口與回油管路相連通。液壓缸201推進(jìn)動(dòng)作時(shí)，三位四通電磁換向閥106左端通電，馬達(dá)108驅(qū)動(dòng)油泵 104工作，將油箱105中液壓油泵入進(jìn)油管路中，液壓油通過三位四通電磁換向閥106的P 口和A 口進(jìn)入液壓缸109的前段腔體，液壓油推動(dòng)活塞桿快進(jìn)，位于后段腔體中的液壓油通過三位四通電磁換向閥106的B 口和T流向比例壓力閥101，最終回流至油箱105中。上述工作過程中，儲(chǔ)料背壓和系統(tǒng)的控制通道為兩個(gè)相互獨(dú)立的通道，無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)閉環(huán)控制的目的。造成上述原因主要是因?yàn)楝F(xiàn)有的比例壓力閥靈敏度較低，無法兼顧系統(tǒng)主壓力以及儲(chǔ)料背壓的閉環(huán)控制，且受閉環(huán)PID算法以及數(shù)學(xué)建模等技術(shù)限制，馬達(dá)的液電混合控制系統(tǒng)中。因此，為了防止活塞桿后退，通過設(shè)置在液壓缸109后段的背壓閥 107可以使得儲(chǔ)料背壓保持在一定范圍內(nèi)，但是采用背壓閥107并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)料背壓的動(dòng)態(tài)控制，為此需要增加了一個(gè)雙端液壓泵110和比例壓力閥以實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)料背壓的閉環(huán)控制。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)主壓力背壓的動(dòng)態(tài)控制，通過調(diào)節(jié)回油管路上的比例壓力閥調(diào)節(jié)來進(jìn)行控制。上述液壓系統(tǒng)中的比例壓力閥包括比例電磁鐵、閥體、推桿、彈簧和錐閥，其中，電磁體設(shè)置在閥體的一端，推桿、彈簧以及錐閥均設(shè)置在閥體內(nèi)部，且推桿與一端與電磁體相連，另一端與彈簧的一端相連；彈簧的另一端與錐閥相連錐閥與閥體內(nèi)部設(shè)置的孔徑相配合，且該孔徑與進(jìn)油口相連通。傳統(tǒng)的比例壓力閥的彈簧長(zhǎng)度為30mm，使得傳統(tǒng)的比例壓力閥的靈敏度較低不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)用一個(gè)比例壓力閥同時(shí)調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的儲(chǔ)料背壓及系統(tǒng)主壓力的閉環(huán)控制。因此，如何研究出一種靈敏度較高的比例壓力閥，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容
3[0007]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種比例壓力閥，以提高該比例壓力閥的靈敏度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案一種比例壓力閥，包括比例電磁鐵、閥體、推桿、彈簧和錐閥，其中，所述比例電磁體設(shè)置在閥體的一端，所述推桿、彈簧以及錐閥均設(shè)置在所述閥體內(nèi)部，且所述推桿的一端與電磁體相連，另一端與所述彈簧的一端相連；所述彈簧的另一端與所述錐閥相連，所述錐閥與所述閥體的進(jìn)油口相連通，所述進(jìn)油口的孔徑范圍為2. 0 3. 0mm。優(yōu)選地，在上述比例壓力閥中，所述進(jìn)油口的孔徑為2. 0mm。優(yōu)選地，在上述比例壓力閥中，所述彈簧的長(zhǎng)度范圍為50mm 60mm。優(yōu)選地，在上述比例壓力閥中，所述彈簧的長(zhǎng)度為50mm。由上述方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例中的比例壓力閥包括比例電磁鐵、閥體、 推桿、彈簧和錐閥，其中，比例電磁體設(shè)置在閥體的一端，推桿、彈簧以及錐閥均設(shè)置在閥體內(nèi)部，且推桿與一端與電磁體相連，另一端與彈簧的一端相連；彈簧的另一端與錐閥相連， 錐閥與閥體的進(jìn)油口相連通，所述進(jìn)油口的孔徑范圍為2. 0 3. 0mm。如圖3所示，在該圖中，該錐閥的錐角為根據(jù)錐閥開啟力為2φ，當(dāng)液體壓力ρ以流量q流經(jīng)錐閥時(shí)，流體在進(jìn)油口處的流速為V1，在出油口處的流速為。由受力分析得閥桿作
用在控制體上的作用力F=p|d2-pqv2COS(p (由于Vl << v2)。因此，由上述公式可以得出，
比例壓力閥進(jìn)油口的孔徑范圍提高后那么作用在控制體上的力就會(huì)相應(yīng)減小，因此就可以提高該比例壓力閥的靈敏度。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的比例壓力閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的比例壓力閥受力分析示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖1-3中，其中，1為比例電磁鐵；2為閥體；3為推桿；4為彈簧；5為錐閥；21為進(jìn)油口；22為出油口 ； 101為比例壓力閥；102為比例壓力閥；103為先導(dǎo)溢流閥；104為油泵；105為油箱；107為背壓閥；108為馬達(dá)；109為液壓缸；201為液壓缸；202為比例壓力閥；203為三位四通電磁換向閥；204為溢流閥；205為液壓缸；206為三位四通電磁換向閥； 207為溢流閥；208為馬達(dá)；209為油泵；210為冷卻器；211為油箱；212為三位四通電磁換向閥；213為止逆閥。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。為了提高比例壓力閥的靈敏度，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種比例壓力閥，如圖2所示，該比例壓力閥包括比例電磁鐵1、閥體2、推桿3、彈簧4和錐閥5，其中，電磁體設(shè)置在閥體2的一端，推桿3、彈簧4以及錐閥5均設(shè)置在閥體2內(nèi)部，且推桿3的一端與電磁體相連，另一端與彈簧4的一端相連；彈簧4的另一端與錐閥5相連，錐閥5與閥體2的進(jìn)油口21相連通，進(jìn)油口 21的孔徑范圍為2. 0 3. 0mm。如圖3所示，在該圖中，該錐閥5的錐角為2φ根據(jù)錐閥5開啟力為F，當(dāng)液體壓力ρ以流量q流經(jīng)錐閥5時(shí)，流體在進(jìn)油口 21處的流速為V1，在出油口 22處的流速為v2。由受
力分析得閥桿作用在控制體上的作用力F=pfd2-pqv2cos(p (由于V1 << v2)。因此，由上述
公式可以得出，比例壓力閥進(jìn)油口 21的孔徑范圍提高后那么作用在控制體上的力就會(huì)相應(yīng)減小，因此就可以提高該比例壓力閥的靈敏度。為了更好的將該比例壓力閥應(yīng)用在液壓系統(tǒng)中，本實(shí)用新型實(shí)施例中進(jìn)油口 21的孔徑優(yōu)選的為2. 0mm。另外，本實(shí)用新型實(shí)施例中還可以通過增加彈簧4的長(zhǎng)度來提高該比例壓力閥的長(zhǎng)度來增加其靈敏度，為此，本實(shí)用新型實(shí)施例中的彈簧4的長(zhǎng)度范圍為50mm 60mm。優(yōu)選的，彈簧4的長(zhǎng)度為50mm。本實(shí)用新型還具體公開了使用上述比例壓力閥的液壓系統(tǒng)，如實(shí)施例1和實(shí)施例2所示。實(shí)施例一本實(shí)用如圖4所示，該液壓系統(tǒng)包括馬達(dá)208、液壓缸201、油泵209和回油管路，還包括三位四通電磁換向閥206、三位四通電磁換向閥203、比例壓力閥202、溢流閥207和溢流閥204，其中三位四通電磁換向閥206的P 口與油泵209的出油口相連通，三位四通電磁換向閥206的T 口與回油管路相連通，三位四通電磁換向閥206的A 口與液壓缸201的后段腔體相連通，三位四通電磁換向閥206的B 口與液壓缸201的前段腔體相連通；液壓缸201的前段腔體與溢流閥204的P 口相連通，溢流閥204的K 口與三位四通電磁換向閥203的P 口相連通，溢流閥204的T 口與回油管路相連通；溢流閥207的P 口與油泵209的出油口相連通，溢流閥207的T 口與回油管路相連通，K 口與三位四通電磁換向閥203的T 口相連通，三位四通電磁換向閥203的A 口與比例壓力閥202的P 口相連通，比例壓力閥202的T 口與回油管路相連通。上述液壓系統(tǒng)工作時(shí)，三位四通電磁換向閥206左端通電，馬達(dá)208驅(qū)動(dòng)油泵209工作，并將油箱211中的液壓油泵入進(jìn)油管路中，液壓油經(jīng)過三位四通電磁換向閥206的P口和A 口進(jìn)入液壓缸201的后段腔體內(nèi)，進(jìn)入后段腔體內(nèi)的液壓油推動(dòng)活塞向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，位于液壓缸201前段腔體中的液壓油通過三位四通電磁換向閥206的B 口和T 口回流至油箱211 中。此外，在儲(chǔ)料背壓閉環(huán)控制過程中，三位四通電磁換向閥203左端通電，溢流閥
5204的K 口口徑調(diào)節(jié)在較小的直徑范圍內(nèi)，在控制過程中比例壓力閥202通過控制溢流閥 204的K 口的壓力值大小實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)料背壓的閉環(huán)控制。在主壓力閉環(huán)控制過程中，三位四通電磁換向閥203右端通電，溢流閥207的K 口口徑調(diào)節(jié)在較大的直徑范圍內(nèi)，在控制過程中比例壓力閥202通過控制溢流閥207的K 口的壓力值大小實(shí)現(xiàn)對(duì)主壓力的閉環(huán)控制。因此，通過使用上述液壓系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)料背壓閉環(huán)控制和主壓力閉環(huán)控制。為了方便調(diào)節(jié)溢流閥207的K 口的孔徑，溢流閥207的K 口與其P 口之間設(shè)置有第一節(jié)流閥。且在系統(tǒng)主壓力閉環(huán)控制過程中為了獲取較大控制范圍，溢流閥207的K 口孔徑較大，其孔徑范圍為1. 2 1. 4mm。為了方便調(diào)節(jié)溢流閥204的K 口的孔徑，溢流閥204的K 口與其P 口之間設(shè)置有第二節(jié)流閥。且在儲(chǔ)料背壓控制過程中為了獲取較為精準(zhǔn)的低壓范圍，溢流閥204的K 口孔徑較小，其孔徑范圍為0. 6 0. 8mm。由于液壓油的使用溫度直接影響到液壓油的黏度等性能，因此，需要對(duì)液壓油進(jìn)行冷卻處理，其處理的方式有多種，可以在各執(zhí)行元件上設(shè)置相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)，還可以在總的回油管路上設(shè)置冷卻系統(tǒng)，為了節(jié)省加工成本。本實(shí)用新型實(shí)施例中在回油管路上設(shè)置有冷卻器210。此外，為了提高比例壓力閥202的靈敏度，本實(shí)用新型實(shí)施例中將比例壓力閥202 的T 口的孔徑設(shè)置為2. 0mm，其內(nèi)部彈簧的長(zhǎng)度控制在50mm左右。上述事例僅僅簡(jiǎn)單介紹一種安裝方式，由于在實(shí)際應(yīng)用過程中，液壓系統(tǒng)的安裝方式比上述安裝方式復(fù)雜的多，且執(zhí)行元件不僅僅只有一個(gè)液壓缸，還會(huì)有多個(gè)液壓缸。對(duì)于設(shè)置多個(gè)液壓缸的液壓系統(tǒng)中，需要確定哪個(gè)液壓缸為主液壓缸。下面結(jié)合實(shí)施例2具體介紹。實(shí)施例二如圖5所示，該液壓系統(tǒng)包括馬達(dá)208、液壓缸201、液壓缸205、油泵209和回油管路，還包括三位四通電磁換向閥206、三位四通電磁換向閥203、三位四通電磁換向閥212、 比例壓力閥202、溢流閥207、止逆閥213和溢流閥204。其中，本實(shí)施例中確定液壓缸201 為主油缸，而液壓缸205為副液壓缸。在本實(shí)用新型實(shí)施例中在液壓缸201所在油路上設(shè)置三位四通電磁換向閥203和比例壓力閥202 ；而在液壓缸205的后段腔體上設(shè)置止逆閥， 以調(diào)節(jié)其儲(chǔ)料背壓。具體的所述三位四通電磁換向閥206的P 口與所述205油泵209的出油口相連通，所述三位四通電磁換向閥206的T 口與所述回油管路相連通，所述三位四通電磁換向閥206的A 口與所述液壓缸201的后段腔體相連通，所述三位四通電磁換向閥206的B 口與所述液壓缸201的前段腔體相連通；所述三位四通電磁換向閥212的P 口與止逆閥213的出油口相連通，止逆閥213 的進(jìn)油口與油泵209的出油口相連通，三位四通電磁換向閥212的T 口與回油管路相連通， 三位四通電磁換向閥212的A 口與液壓缸205的后段腔體相連通，三位四通電磁換向閥212 的B 口與液壓缸205的前段腔體相連通；所述液壓缸201的前段腔體與所述溢流閥204的P 口相連通，所述溢流閥204的K 口與所述三位四通電磁換向閥203的P 口相連通，所述溢流閥204的T 口與所述回油管路相連通；[0046]所述溢流閥207的P 口與所述油泵209的出油口相連通，所述溢流閥207的T 口與所述回油管路相連通，K 口與所述三位四通電磁換向閥203的T 口相連通，所述三位四通電磁換向閥203的A 口與所述比例壓力閥202的P 口相連通，所述比例壓力閥202的T 口與所述回油管路相連通。上述液壓系統(tǒng)工作時(shí)，三位四通電磁換向閥206左端通電，馬達(dá)208驅(qū)動(dòng)油泵209 工作，并將油箱211中的液壓油泵入進(jìn)油管路中，液壓油經(jīng)過三位四通電磁換向閥206的P 口和A 口進(jìn)入液壓缸201的后段腔體內(nèi)，進(jìn)入后段腔體內(nèi)的液壓油推動(dòng)活塞向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，位于液壓缸201前段腔體中的液壓油通過三位四通電磁換向閥206的B 口和T 口回流至油箱 211 中。此外，在儲(chǔ)料背壓閉環(huán)控制過程中，三位四通電磁換向閥203左端通電，溢流閥 204的K 口口徑調(diào)節(jié)在較小的直徑范圍內(nèi)，在控制過程中比例壓力閥202通過控制溢流閥 204的K 口的壓力值大小實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)料背壓的閉環(huán)控制。在主壓力閉環(huán)控制過程中，三位四通電磁換向閥203右端通電，溢流閥207的K 口口徑調(diào)節(jié)在較大的直徑范圍內(nèi)，在控制過程中比例壓力閥202通過控制溢流閥207的K 口的壓力值大小實(shí)現(xiàn)對(duì)主壓力的閉環(huán)控制。因此，通過使用上述液壓系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)料背壓閉環(huán)控制和主壓力閉環(huán)控制。該使用新型實(shí)施例中僅僅介紹了具有兩個(gè)液壓缸的連接情況，當(dāng)然還可以連接更多個(gè)液壓缸，在此不做贅述。此外，為了向上述液壓系統(tǒng)中提供足夠大的壓力，本實(shí)用新型實(shí)施例中還設(shè)置有雙向液壓泵。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種比例壓力閥，包括比例電磁鐵、閥體、推桿、彈簧和錐閥，其中，所述比例電磁體設(shè)置在閥體的一端，所述推桿、彈簧以及錐閥均設(shè)置在所述閥體內(nèi)部，且所述推桿的一端與電磁體相連，另一端與所述彈簧的一端相連；所述彈簧的另一端與所述錐閥相連，所述錐閥與所述閥體的進(jìn)油口相連通，其特征在于，所述進(jìn)油口的孔徑范圍為2. 0 3. 0mm。
2.如權(quán)利要求1所述的比例壓力閥，其特征在于，所述進(jìn)油口的孔徑為2.0mm。
3.如權(quán)利要求1所述的比例壓力閥，其特征在于，所述彈簧的長(zhǎng)度范圍為50mm 60mmo
4.如權(quán)利要求3所述的比例壓力閥，其特征在于，所述彈簧的長(zhǎng)度為50mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種比例壓力閥，包括比例電磁鐵、閥體、推桿、彈簧和錐閥，其中，電磁體設(shè)置在閥體的一端，推桿、彈簧以及錐閥均設(shè)置在閥體內(nèi)部，且推桿與一端與電磁體相連，另一端與彈簧的一端相連；彈簧的另一端與錐閥相連錐閥與閥體的進(jìn)油口相連通，其特征在于，所述進(jìn)油口的孔徑范圍為2.0～3.0mm。由受力分析得閥桿作用在控制體上的作用力(由于v1＜＜v2)。因此，由上述公式可以得出，比例壓力閥進(jìn)油口的孔徑范圍提高后那么作用在控制體上的力就會(huì)相應(yīng)減小，因此就可以提高該比例壓力閥的靈敏度。
文檔編號(hào)F15B13/02GK202170900SQ20112023377
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者周筱龍 申請(qǐng)人:寧波弘訊科技股份有限公司