專利名稱：一種電液比例壓力流量復(fù)合控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
中，電液比例壓力流量復(fù)合控制閥廣泛應(yīng)用于諸如塑料加工機床等主機系統(tǒng)中，它既可對液壓系統(tǒng)的壓力進行比例調(diào)節(jié)，又可對輸出流量進行比例控制，最大限度地簡化了結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的PQ閥采用比例定差溢流閥保持比例節(jié)流閥閥口的壓差基本恒定，使通過比例節(jié)流閥的流量僅與比例節(jié)流閥的輸入電信號成比例，而與負(fù)載的變化無關(guān)。然而比例節(jié)流閥設(shè)定的閥口開度卻是開環(huán)控制的，在負(fù)載變化時，雖然輸入比例節(jié)流閥的電信號不變，但是它的控制閥口開度會隨負(fù)載的變化、閥心與閥套之間的摩擦力的變化以及閥口液動力的變化而產(chǎn)生偏移，這樣，PQ閥的壓力一流量控制特性以及輸入控制特性就不夠理想。而且該閥的液壓系統(tǒng)容易產(chǎn)生震動。還有一種技術(shù)方案其中比例節(jié)流閥是帶位移傳感器檢測的位置電反饋型(專利號ZL94217904.8)，這種方案雖然控制性能比較好，但是價格較貴，位移傳感器輸出電信號容易產(chǎn)生零點溫漂，對油的溫度比較敏感。
本實用新型的目的是設(shè)計出一種采用比例定差溢流閥(以下簡稱比例溢流閥)來保持采用閥心位移—力反饋和級間動壓反饋原理的比例節(jié)流閥閥口的壓差基本恒定，使通過比例節(jié)流閥的流量僅與比例節(jié)流閥的輸入電信號成比例，而與負(fù)載的變化無關(guān)的比例壓力流量復(fù)合控制閥。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是它包括主閥體，比例溢流閥，安全閥，比例節(jié)流閥，液壓阻尼器。
比例溢流閥由比例溢流閥先導(dǎo)閥和比例溢流閥主閥組成。比例溢流閥先導(dǎo)閥包括在先導(dǎo)閥蓋的孔內(nèi)，從右而左依次裝有先導(dǎo)閥座，比例溢流閥先導(dǎo)閥閥心，比例電磁鐵，比例溢流閥先導(dǎo)閥安裝在主閥體上，其先導(dǎo)閥口經(jīng)液壓阻尼器R6后，分別與備用的外部先導(dǎo)壓力控制油X油口連通和經(jīng)液壓阻尼器R4與油口A連通和經(jīng)液壓阻尼器R5與比例溢流閥主閥心上端容腔V5連通，比例溢流閥先導(dǎo)閥閥心的回油容腔V7經(jīng)液壓阻尼器R7后，分別與安全閥的回油容腔VY連通和油口Y連通。比例溢流閥主閥包括在比例溢流閥主閥套的孔內(nèi)，從下而上依次裝有比例溢流閥主閥心，在比例溢流閥主閥心上端面與比例溢流閥先導(dǎo)閥蓋的下端面間裝有主彈簧，比例溢流閥主閥套裝在主閥體的孔內(nèi)，其閥口的進油口與油口P連通，閥口的回油口容腔VT與油口T連通，容腔V5經(jīng)液壓阻尼器R5、R4與油口A口連通。
安全閥，包括在主閥體的孔內(nèi)，從下而上依次裝有安全閥閥座，安全閥閥心，在閥心與調(diào)節(jié)螺桿間裝有安全閥彈簧，其閥口進油口分別經(jīng)液壓阻尼器R4與油口A連通和備用外部先導(dǎo)壓力控制油X油口連通，經(jīng)液壓阻尼器R6和比例溢流閥先導(dǎo)閥連通，經(jīng)液壓阻尼器R5與容腔V5連通，其回油容腔VY分別與油口Y連通和經(jīng)液壓阻尼器R7與比例溢流閥先導(dǎo)閥的容腔V7連通。
比例節(jié)流閥由比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥和比例節(jié)流閥主閥組成。比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥包括在比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥蓋的孔內(nèi)，從上而下依次裝有，比例節(jié)流閥的比例電磁鐵，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心外套有比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥套，反饋彈簧裝在比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心下端與比例節(jié)流閥主閥心之間，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥裝在主閥體上，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心上端容腔V1經(jīng)液壓阻尼器R1與油口P連通，容腔V3經(jīng)液壓阻尼器R3與油口A連通。比例節(jié)流閥主閥包括在比例節(jié)流閥主閥套的孔內(nèi)，從下而上依次裝有比例節(jié)流閥主閥心，在比例節(jié)流閥主閥心上端面與比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥蓋下端面間裝有比例節(jié)流閥主彈簧，在比例節(jié)流閥主閥心端面與比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心下端面間裝有反饋彈簧，比例節(jié)流閥主閥套裝在主閥體孔內(nèi)，其主閥口進油口與油口P連通，其主閥口的出油口容腔VA分別接負(fù)載油口A和經(jīng)液壓阻尼器R3與比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥的回油容腔V3連通，比例節(jié)流閥主閥心上端面容腔V2經(jīng)液壓阻尼器R2、R1與油口P連通。
實用新型簡要的工作原理是當(dāng)主機系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)需要調(diào)速時，首先調(diào)節(jié)安全閥的調(diào)節(jié)螺桿，將安全閥的壓力調(diào)節(jié)到系統(tǒng)最大工作負(fù)載壓力的1.1倍，即1.1pAm。給比例溢流閥的比例電磁鐵輸入一額定電流信號IIN，這意味著系統(tǒng)負(fù)載壓力pA可以在零到比例溢流閥設(shè)定的額定壓力值pAN之間變化。通過改變比例節(jié)流閥的比例電磁鐵的輸入電流信號I3i，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的速度或位置進行控制。當(dāng)主機系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)需要調(diào)節(jié)壓力時，給比例節(jié)流閥的比例電磁鐵輸入一恒定的電流信號，此時，通過改變比例溢流閥的比例電磁鐵的輸入電流信號，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的壓力進行調(diào)節(jié)。其系統(tǒng)液壓泵出口壓力僅比負(fù)載壓力高出一個很小的壓差(大約1.0MPa)，因此具有良好的節(jié)能功效，這個系統(tǒng)被稱為負(fù)載協(xié)調(diào)系統(tǒng)。
本實用新型與背景技術(shù)中的傳統(tǒng)的比例壓力流量復(fù)合控制閥相比，具有的有益的效果是1.比例節(jié)流閥和比例溢流閥均為二通插裝閥型式，它們通流量大，壓力損失小，錐閥密封性好，內(nèi)泄漏量少；2.比例節(jié)流閥具有閥內(nèi)位移—力反饋的閉環(huán)控制原理，大為提高閥的穩(wěn)態(tài)控制性能；3.比例節(jié)流閥還具有閥內(nèi)主級與先導(dǎo)閥的級間動壓反饋控制，有效地改善了閥的動態(tài)性能和它的穩(wěn)定性；4.比例節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，加工方便，性能良好，可靠性好，成本低；5.本實用新型的比例溢流閥部分結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，其液壓系統(tǒng)不會震動；6.本實用新型還可以與計算機相連，便于實現(xiàn)機、電、液一體化控制。
此外，本實用新型整體還具有結(jié)構(gòu)緊湊，外型美觀，布局合理，工作可靠，性能價格比高等特點。
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步描述。


圖1、本實用新型的結(jié)構(gòu)剖面展開示意圖圖2、本實用新型的比例節(jié)流閥三角形閥口示意圖圖3、本實用新型的比例節(jié)流閥三角形和矩形組合閥口示意圖圖4、本實用新型的比例節(jié)流閥不同尺寸的矩形和矩形組合閥口示意圖圖5、本實用新型的比例節(jié)流閥矩形閥口示意圖如
圖1所示，本實用新型它包括主閥體4.0，由比例溢流閥先導(dǎo)閥1.01和比例溢流閥主閥1.02組成的比例溢流閥1.0，安全閥2.0，由比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥3.01和比例節(jié)流閥主閥3.02組成的比例節(jié)流閥3.0和液壓阻尼器R1～R7等5個部件組成。比例溢流閥先導(dǎo)閥1.01包括在先導(dǎo)閥蓋1.5的孔內(nèi)，從右而左依次裝有先導(dǎo)閥座1.7，比例溢流閥先導(dǎo)閥閥心1.6，比例電磁鐵1.4，比例溢流閥先導(dǎo)閥1.01安裝在主閥體4.0上。比例溢流閥主閥1.02包括在比例溢流閥主閥套1.2的孔內(nèi)，從下而上依次裝有比例溢流閥主閥心1.1，在比例溢流閥主閥心1.1上端面與比例溢流閥先導(dǎo)閥蓋1.5的下端面間裝有主彈簧1.3，比例溢流閥主閥套1.2裝在主閥體4.0的孔內(nèi)。安全閥2.0包括在主閥體4.0的孔內(nèi)，從下而上依次裝有安全閥閥座2.4，安全閥閥心2.2，在閥心2.2與調(diào)節(jié)螺桿2.3間裝有安全閥彈簧2.1。比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥3.01包括在比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥蓋3.4的孔內(nèi)，從上而下依次裝有，比例節(jié)流閥的比例電磁鐵3.1，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心3.2，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心3.2外套有比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥套3.3，反饋彈簧3.5裝在比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心3.2下端與比例節(jié)流閥主閥心3.8之間，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥3.01裝在主閥體4.0上。比例節(jié)流閥主閥3.02包括在比例節(jié)流閥主閥套3.7的孔內(nèi)，從下而上依次裝有比例節(jié)流閥主閥心3.8，在比例節(jié)流閥主閥心3.8上端面與比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥蓋3.4下端面間裝有比例節(jié)流閥主彈簧3.6，在比例節(jié)流閥主閥心3.8上端面與比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心3.2下端面間裝有反饋彈簧3.5，比例節(jié)流閥主閥套3.7裝在主閥體4.0孔內(nèi)。
如圖2、圖3、圖4、圖5所示，比例節(jié)流閥主閥心3.8的控制窗口的形狀可以分別是三角形a，是三角形和矩形的組合b，是不同尺寸的兩個矩形的組合c，是矩形d。
如
圖1所示，首先調(diào)節(jié)安全閥的調(diào)節(jié)螺桿2.2，使安全閥的壓力調(diào)節(jié)到負(fù)載系統(tǒng)的最高工作壓力pAm的1.1倍。如果系統(tǒng)負(fù)載壓力超過安全閥的彈簧2.1調(diào)定壓力值pAe，安全閥閥心2.2打開，先導(dǎo)流量從A油口經(jīng)液壓阻尼器R4和安全閥2.0的閥口流過，經(jīng)過容腔Vy流到Y(jié)油口回油箱，負(fù)載系統(tǒng)壓力降低。當(dāng)系統(tǒng)壓力pA等于安全閥調(diào)定壓力pAe時，安全閥閥心2.2的閥口又關(guān)閉，這樣，使系統(tǒng)負(fù)載壓力pA永遠不超過安全閥所調(diào)定的壓力值pAe，因此，保證了系統(tǒng)負(fù)載的安全。
如果比例溢流閥的比例電磁鐵1.4的輸入電流信號為零，當(dāng)系統(tǒng)有流量時，比例溢流閥先導(dǎo)閥心1.6閥口開得最大，比例溢流閥主閥心1.1上腔壓力p5很低，所以，比例溢流閥主閥心1.1的閥口也開得最大，系統(tǒng)主流量卸荷，系統(tǒng)壓力最低。當(dāng)主機系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)需要調(diào)速時，給比例溢流閥的比例電磁鐵1.4輸入一額定電流信號I1N，比例電磁鐵1.4的額定電磁力FN與作用在比例溢流閥的先導(dǎo)閥心1.6閥口上最大的液壓力FyN相平衡，這時比例溢流閥的先導(dǎo)閥1.01就有一個相對應(yīng)的額定壓力值p1N，如果作用在先導(dǎo)閥心1.6閥口的液壓力小于比例電磁鐵的額定電磁力FN，該先導(dǎo)閥閥心1.6在額定電磁力FN的作用下閥口關(guān)閉，此時的系統(tǒng)負(fù)載壓力pA小于額定壓力。這意味著系統(tǒng)負(fù)載壓力pA可以在零到比例溢流閥1.0設(shè)定的額定壓力值pAN之間變化。
在比例節(jié)流閥的比例電磁鐵3.1沒有輸入電信號時，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心3.2在反饋彈簧3.5的彈簧力作用下處于
圖1所示位置，即閥口處于正遮蓋狀態(tài)，即先導(dǎo)閥心3.2的閥口關(guān)閉，沒有先導(dǎo)流量從液壓阻尼器R1和先導(dǎo)閥閥口通過，此時，比例節(jié)流閥主閥心3.8上下兩腔的壓力相等，即pp＝p2，在比例節(jié)流閥主彈簧3.6和反饋彈簧3.5的作用下，以及比例節(jié)流閥主閥心3.8的上下面積差，使得比例節(jié)流閥主閥心3.8關(guān)閉。如果給比例節(jié)流閥的比例電磁鐵3.1輸入一個足夠大的電流信號I3i時，在穩(wěn)態(tài)情況下，由于容腔V2與V1之間的液壓阻尼器R2沒有流量通過，使比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥閥心3.2的上下兩端的液壓力相等，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥閥心3.2在電磁力和反饋彈簧力作用下向下移動，原來正遮蓋的先導(dǎo)閥心3.2閥口現(xiàn)在打開了，就有先導(dǎo)流量經(jīng)液壓阻尼器R1、先導(dǎo)閥心3.2閥口和液壓阻尼器R3流向A油口。這樣，比例節(jié)流閥主閥心3.8上腔的壓力p2降低，比例節(jié)流閥主閥心3.8在其上下端的液壓力差作用下向上移動，比例節(jié)流閥主閥3.8就有一個與比例電磁鐵3.1輸入信號I3i相對應(yīng)的主閥心3.8的位移Zi，也就是有一個主閥心3.8閥口的開度Zi0，如果主閥口前后存在一定的壓力降的話，此時，就有主流量通過比例節(jié)流閥主閥心3.8閥口流到A油口。如果改變比例節(jié)流閥的比例電磁鐵3.1的輸入電流信號，就可以改變比例節(jié)流閥3.0的輸出流量，也就是說，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的速度進行調(diào)節(jié)。如果在A口負(fù)載壓力pA突然發(fā)生變化時，使比例節(jié)流閥主閥心3.8向上的位移增加到Zi1，偏離了原來的調(diào)定位移點Zi，此時，反饋彈簧3.5的彈簧力也相應(yīng)增加了，這使得比例節(jié)流閥的先導(dǎo)閥心3.2閥口關(guān)小，于是先導(dǎo)流量減少，使比例節(jié)流閥主閥心3.8上腔壓力增加，使主閥位移Zi1減少，又恢復(fù)到原來的主閥心的調(diào)定值Zi，即與輸入電信號I3i成比例的主閥心位移量Zi。這就是位移—力反饋閉環(huán)控制原理。在先導(dǎo)閥心3.2運動時，通過先導(dǎo)閥心3.2上下容腔之間的動態(tài)液壓阻尼器R2，使其上下兩端產(chǎn)生動態(tài)壓力差，增加了它在運動方向上的阻尼，有效地改善與抑制了先導(dǎo)閥心3.2的動態(tài)特性，這就是級間動壓反饋原理。
當(dāng)主機系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)需要調(diào)節(jié)壓力時，給比例節(jié)流閥的比例電磁鐵3.1輸入一恒定的電流信號I3c，使比例節(jié)流閥主閥心3.8有一恒定的閥口開度Zc0，此時，通過改變比例溢流閥的比例電磁鐵1.4的輸入電流信號I1i，比例電磁鐵1.4就輸出一個與輸入電信號I1i相對應(yīng)的電磁力Fmi，與作用在比例溢流閥先導(dǎo)閥閥心1.6上相對應(yīng)的液壓力Fyi相平衡，此時的系統(tǒng)負(fù)載壓力pA小于額定壓力pAN。這意味著系統(tǒng)負(fù)載壓力pA可以在零到比例溢流閥1.0設(shè)定的額定壓力值pAN之間變化。
其液壓泵pp出口壓力僅比負(fù)載壓力pA高出一個很小的壓差(大約1.0MPa)，因此，這個系統(tǒng)被稱為負(fù)載協(xié)調(diào)系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種電液比例壓力流量復(fù)合控制閥，它包括主閥體，比例溢流閥，安全閥，比例節(jié)流閥，液壓阻尼器，其特征在于1)比例溢流閥[1.0]它由比例溢流閥先導(dǎo)閥[1.01]和比例溢流閥主閥[1.02]組成；比例溢流閥先導(dǎo)閥[1.01]包括在先導(dǎo)閥蓋[1.5]的孔內(nèi)，從右而左依次裝有先導(dǎo)閥座[1.7]，比例溢流閥先導(dǎo)閥閥心[1.6]，比例電磁鐵[1.4]，比例溢流閥先導(dǎo)閥[1.01]安裝在主閥體[4.0]上，其先導(dǎo)閥口經(jīng)液壓阻尼器R6后，分別與備用外部先導(dǎo)壓力控制油X油口連通和經(jīng)液壓阻尼器R4與油口A連通和經(jīng)液壓阻尼器R5與比例溢流閥主閥心上端容腔V5連通，比例溢流閥先導(dǎo)閥閥心[1.6]的回油容腔V7經(jīng)液壓阻尼器R7后，分別與安全閥[2.0]的回油容腔VY連通和油口Y連通；比例溢流閥主閥[1.02]包括在比例溢流閥主閥套[1.2]的孔內(nèi)，從下而上依次裝有比例溢流閥主閥心[1.1]，在比例溢流閥主閥心[1.1]上端面與比例溢流閥先導(dǎo)閥蓋[1.5]的下端面間裝有主彈簧[1.3]，比例溢流閥主閥套[1.2]裝在主閥體[4.0]的孔內(nèi)，其閥口的進油口與油口P連通，閥口的回油口容腔VT與油口T連通，容腔V5經(jīng)液壓阻尼器R5、R4與油口A連通；2)安全閥[2.0]包括在主閥體[4.0]的孔內(nèi)，從下而上依次裝有安全閥閥座[2.4]，安全閥閥心[2.2]，在閥心[2.2]與調(diào)節(jié)螺桿[2.3]間裝有安全閥彈簧[2.1]，其閥口進油口分別經(jīng)液壓阻尼器R4與油口A連通和備用外部先導(dǎo)壓力控制油X油口連通，經(jīng)液壓阻尼器R6和比例溢流閥先導(dǎo)閥[1.01]連通，經(jīng)液壓阻尼器R5與容腔V5連通，其回油口容腔VY分別與油口Y連通和經(jīng)液壓阻尼器R7與比例溢流閥先導(dǎo)閥[1.01]的容腔V7連通；3)比例節(jié)流閥[3.0]它由比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥[3.01]和比例節(jié)流閥主閥[3.02]組成；比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥[3.01]包括在比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥蓋[3.4]的孔內(nèi)，從上而下依次裝有比例節(jié)流閥的比例電磁鐵[3.1]，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心[3.2]，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心[3.2]外套有比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥套[3.3]，反饋彈簧[3.5]裝在比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心[3.2]下端與比例節(jié)流閥主閥心[3.8]之間，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥[3.01]裝在主閥體[4.0]上，比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心[3.2]上端容腔V1經(jīng)液壓阻尼器R1與油口P連通，容腔V3經(jīng)液壓阻尼器R3與油口A連通；比例節(jié)流閥主閥[3.02]包括在比例節(jié)流閥主閥套[3.7]的孔內(nèi)，從下而上依次裝有比例節(jié)流閥主閥心[3.8]，在比例節(jié)流閥主閥心[3.8]上端面與比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥蓋[3.4]下端面間裝有比例節(jié)流閥主彈簧[3.6]，在比例節(jié)流閥主閥心[3.8]上端面與比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥心[3.2]下端面間裝有反饋彈簧[3.5]，比例節(jié)流閥主閥套[3.7]裝在主閥體[4.0]孔內(nèi)，其主閥口的進油口與油口P連通，其主閥口的出油口容腔VA分別接油口A和經(jīng)液壓阻尼器R3與比例節(jié)流閥先導(dǎo)閥[3.01]的回油容腔V3連通，比例節(jié)流閥主閥心[3.8]上端面容腔V2經(jīng)液壓阻尼器R2、R1與油口P連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電液比例壓力流量復(fù)合控制閥，其特征在于比例節(jié)流閥主閥心[3.8]的控制窗口的形狀可以是三角形[a]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電液比例壓力流量復(fù)合控制閥，其特征在于比例節(jié)流閥主閥心[3.8]的控制窗口的形狀可以是三角形和矩形的組合[b]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電液比例壓力流量復(fù)合控制閥，其特征在于比例節(jié)流閥主閥心[3.8]的控制窗口的形狀可以是不同尺寸的兩個矩形的組合[c]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電液比例壓力流量復(fù)合控制閥，其特征在于比例節(jié)流閥主閥心[3.8]的控制窗口的形狀可以是矩形[d]。
專利摘要一種電液比例壓力流量復(fù)合控制閥,是采用比例定差溢流閥與帶有比例節(jié)流閥閥心位移－力反饋和級間動壓反饋原理的比例節(jié)流閥安裝在一個主閥體內(nèi),可對系統(tǒng)壓力進行比例調(diào)節(jié),又可對輸出流量進行比例控制,改善了電液比例壓力流量復(fù)合控制閥對負(fù)載變化所引起的比例節(jié)流閥閥心位移偏離調(diào)定值的缺陷,提高了電液比例壓力流量復(fù)合控制閥的穩(wěn)態(tài)壓力－流量控制特性。此外,它還具有結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,性能價格比高等特點。
文檔編號F15C1/00GK2357170SQ99203459
公開日2000年1月5日 申請日期1999年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月8日
發(fā)明者邱敏秀, 黃永才, 魏建華, 朱家順, 吳根茂, 路甬祥 申請人:浙江大學(xué)