專利名稱：多功能無靜差比例壓力控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能無靜差比例壓力控制閥，其國際專利分類位置為IPC5F15B13/043。該閥屬于先導(dǎo)型比例壓力閥類，即由電控器、線性電磁鐵、壓力閥本體等部分組成，它是液壓系統(tǒng)中實行連續(xù)控制、遠程控制和開、閉環(huán)壓力控制所不可少的重要元件。
現(xiàn)有的比例壓力閥大多是用線性電磁鐵代替普通壓力閥的手動調(diào)壓裝置，因此電磁鐵的死區(qū)、滯環(huán)和非線性等一系列缺點都在比例壓力閥中表現(xiàn)出來，而手動壓力閥的啟閉誤差也在比例壓力閥中同樣存在，因此現(xiàn)有的比例壓力閥的各項指標難以滿足工程技術(shù)發(fā)展的需要。此外，近期也有一類采用閉環(huán)控制的比例壓力閥的問世，雖然性能有所提高，但由于是有差系統(tǒng)，故靜差仍然存在，尤其是對流量的敏感性。
現(xiàn)有的比例壓力閥也與手動壓力閥一樣種類繁多，僅主要類型即有比例溢流閥、比例定值減壓閥、比例定差減壓閥、比例定比減壓閥、比例內(nèi)控順序閥和比例外控順序閥等六種。這些閥在結(jié)構(gòu)上各不相同，給工藝和生產(chǎn)上帶來麻煩。
綜上所述，現(xiàn)有的比例壓力閥尚有兩個未解決的問題，其一是閥功能的單一性，不具有多功能的特點，不同功能的閥在結(jié)構(gòu)上各不相同，其間沒有互換性;其二是各種比例壓力閥均是有差系統(tǒng)，因為死區(qū)、滯環(huán)、非線性和壓力對流量的敏感性都是靜差的表現(xiàn)。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種具有多功能而又無靜差的比例壓力閥。
實施本發(fā)明任務(wù)的技術(shù)措施是，借助于一種特殊的電控器和兩個微型壓力傳感器并按照一種新的控制理論來設(shè)置結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的電控器中采用一種雙輸入網(wǎng)絡(luò)，輸入之一及與其相串聯(lián)的微分放大器、閥本體和壓力傳感器組成一個快速反應(yīng)的小閉環(huán)系統(tǒng)，相當于整個系統(tǒng)的等效開環(huán)部分;輸入之二與壓力傳感器輸出信號相減，并通過積分放大器積分后再輸給上述等效開環(huán)，構(gòu)成1型閉環(huán)負反饋系統(tǒng)。兩個輸入回路互相配合又可使系統(tǒng)具有2型無靜差系統(tǒng)的特征，即在斜坡函數(shù)作用下也可做到無靜差。
本發(fā)明所采用的兩個微型壓力傳感器分別置于閥的進口和出口，兩者經(jīng)過放大并相減之后作為統(tǒng)一的反饋輸給系統(tǒng)。此反饋與若干個電、液開關(guān)相互配合構(gòu)成了閥的多功能性。當作為比例溢流閥使用時，閥的出口壓力傳感器信號被斷開，系統(tǒng)的被調(diào)量是閥的進口壓力P1;當作為比例定值減壓閥時，閥的進口壓力傳感器信號被斷開，系統(tǒng)的被調(diào)量為閥的出口壓力P2;當作為定差減壓閥使用時，兩個反饋信號同時反饋，顯然此時系統(tǒng)的被調(diào)量為閥的進、出口壓力之差P1-P2;當做為定比減壓閥時，應(yīng)斷開系統(tǒng)的指令信號，并令系統(tǒng)的輸入端接地。此時系統(tǒng)的反饋信號自動調(diào)整為零。由于在閥的進口壓力傳感器的輸出通道上串有一個系數(shù)γ可變的電位計，故此時γP1-P2＝0，即γ＝P2/P1。應(yīng)該說明的是在閥的其他狀態(tài)下令γ＝1。當作為比例順序閥使用時應(yīng)與比例溢流閥的狀態(tài)相同，只是用一個轉(zhuǎn)動的液壓開關(guān)使閥的進口壓力傳感器依次與閥的進油口或外控油口相通，從而構(gòu)成內(nèi)腔或外腔比例順序閥。
本發(fā)明的另一個特點是對閥的本體部分要求不高，其先導(dǎo)閥即可以是圓桂形雙邊三通閥或圓桂形單邊二通閥，也可以是錐閥;既可是開環(huán)的，即用彈簧與電磁力來平衡和控制先導(dǎo)閥芯的位置，也可以是閉環(huán)的，即用先導(dǎo)閥芯一端的壓力與另一端電磁力來平衡和控制先導(dǎo)閥芯的位置。
下面結(jié)合附圖所示的實施例，對本發(fā)明的多功能無靜差比例壓力閥作進一步的說明。其中

圖1是本發(fā)明的先導(dǎo)閥為圓桂形雙邊三通閥的多功能無靜差比例壓力閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是沿圖1所示A-A線的剖視圖。
圖3是本發(fā)明的先導(dǎo)閥為錐閥的多功能無靜差比例壓力閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的先導(dǎo)閥為單邊二通閥的多功能無靜差比例壓力閥的結(jié)構(gòu)示意圖(未示出電控器)。
由圖1可知，本發(fā)明所述的比例壓力閥是由一個電控器14、一個線性電磁鐵21和一個閥本體15組成。其中電控器14由輸入網(wǎng)絡(luò)16、綜合放大器2、7、8、微分器組件3、4、功率放大器5、積分放大器6、壓力傳感器電源13、數(shù)據(jù)放大器9、10和繼電器B以及其控制線路17等13個部件組成。其中輸入網(wǎng)絡(luò)16分別由狀態(tài)開關(guān)f、a、二極管1和反號器1組成;繼電器B的常開觸點為b，其控制線路分別由變系數(shù)部件α、β和放大器18所組成。此外，在電控器14中還有用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)動、靜態(tài)品質(zhì)的變系數(shù)部件W1、W2、W3、和W4以及用來通斷閥出口壓力傳感器12所發(fā)出的反饋信號的開關(guān)C和用來確定定比減壓值的變系數(shù)部件γ。
閥本體部分15由主閥19、導(dǎo)閥20和壓力傳感器11、12等三部分組成，其中主閥19具有一個圓桂形主閥芯22，它在主閥套23內(nèi)上下滑動，在主閥芯22的上端容腔49中裝有主閥彈簧24。主閥套23設(shè)置在主閥體25內(nèi)，其下端設(shè)置成錐形窗口，該窗口的下面和上面分別設(shè)置成主閥的進油口26和主閥的出油口27。主閥進油口26有兩條油路28和29，其中油路28通至主閥體25的上表面，以便通向?qū)чy，起控制作用;油路29通過轉(zhuǎn)換開關(guān)e通向壓力傳感器11。與轉(zhuǎn)換開關(guān)e相通的還有一個外控口30，當轉(zhuǎn)換開關(guān)e處于圖1所示的位置時(稱為e1位置)，傳感器11感受的是主閥進油口壓力P1;當轉(zhuǎn)換開關(guān)e沿圖1所示位置逆時針轉(zhuǎn)動90°時(稱為e2位置)，傳感器11感受的是外控口30中的外控壓力Pou。壓力傳感器12設(shè)置在主閥出口27的油路上，用來測量主閥出口壓力P2。壓力傳感器11和12的橋路兩端均由電源13供電，而由橋路另外兩端輸出的電信號分別經(jīng)過數(shù)據(jù)放大器9、10放大后作為壓力反饋信號輸給系統(tǒng)。在主閥體25的右側(cè)還有一個垂直泄油通孔31，其下端與回油相通，上端通過阻尼孔41與導(dǎo)閥相通。在主閥的出口27與泄油通孔31之間有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)d，它控制主閥出口27與泄油通孔31之間的通或斷。導(dǎo)閥20具有一個導(dǎo)閥芯32，該閥芯設(shè)置有兩個凸肩33和34，并可在相應(yīng)的導(dǎo)閥套35內(nèi)滑動，導(dǎo)閥套35則設(shè)置在導(dǎo)閥體36內(nèi)。導(dǎo)閥芯32的左端裝有彈簧37，右端與電磁鐵21的鐵芯相接觸。由圖1和圖2可知，在導(dǎo)閥套35上分別設(shè)置有進、回油窗口，它們各自由一個垂直穿過導(dǎo)閥套35軸線的圓形通孔構(gòu)成。通孔直徑為2.0～3.0毫米。上述通孔的外測分別設(shè)置有環(huán)形匯流槽38和44，它們各自與油路39和40相通。其中油路39與主閥體上的油路28相通;油路40通過阻尼孔41與泄油通孔31相通。導(dǎo)閥套35與導(dǎo)閥芯32中間的頸部所形成的容腔45通過油路G、阻尼孔46與主閥芯22的上腔49相通。導(dǎo)閥芯32左端的容腔通過油路42與導(dǎo)閥中間腔45相通，導(dǎo)閥芯32右端的容腔通過斜穿導(dǎo)閥套35和導(dǎo)閥體36的油路43與主閥芯22的上腔49相通，從而構(gòu)成導(dǎo)閥芯32的動壓反饋回路。電磁鐵21的控制線圈通過插銷47、插座48與電控器中的功率放大器5的輸出端相連接，后者可以提供0-800mA的電流。
圖1中所示的電控器的控制原理可以簡述如下當指令信號V依次通過輸入網(wǎng)絡(luò)16中的開關(guān)f、二極管1、開關(guān)a和反號器1(或不經(jīng)過反號器1)之后分兩路輸給系統(tǒng)。一路通過變系數(shù)部件W1、綜合放大器2、微分放大器組件3，4、功率放大器5、電磁鐵21、閥本體15、壓力傳感器11、12、數(shù)據(jù)放大器9、10、變系數(shù)部件γ、通斷開關(guān)C和運算放大器8等環(huán)節(jié)后，以負號的形式反饋給綜合放大器2，構(gòu)成一個小閉環(huán)系統(tǒng)，稱之為系統(tǒng)的等效開環(huán)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)有兩個作用，其一是提高系統(tǒng)的快速性，其二是抑制閥本體為開環(huán)時主閥芯22所產(chǎn)生的積分效應(yīng)，否則雙積分系統(tǒng)難以穩(wěn)定。對于閥本體雖為閉環(huán)但在某些狀態(tài)下具有正饋效應(yīng)時，也可通過這種小閉環(huán)加以抑制。經(jīng)過輸入網(wǎng)絡(luò)16所輸入的指令信號V的另一路通過綜合放大器7、變系數(shù)部件W4、積分放大器6之后又通過綜合放大器2輸入等效開環(huán)網(wǎng)絡(luò)，并將壓力反饋信號以負號形式輸入綜合放大器7，與給定的指令信號相比較，從而構(gòu)成本發(fā)明的1型無靜差閉環(huán)負反饋壓力控制系統(tǒng)。通過調(diào)整W1、W4的系數(shù)，上述兩個輸入信號系統(tǒng)相互作用的結(jié)果又可使本發(fā)明具有2型無靜差系統(tǒng)的性質(zhì)，即在斜坡函數(shù)作用下無靜差。
圖1所示的電控器中繼電器B的功用是防止積分放大器在系統(tǒng)失控狀態(tài)下的誤積分，因為當系統(tǒng)由失控狀態(tài)轉(zhuǎn)入正常狀態(tài)時，積分放大器輸出端由于誤積分所獲得的電壓將使系統(tǒng)瞬間出現(xiàn)一個很大的壓力超調(diào)，或者叫壓力沖擊。所謂系統(tǒng)失控狀態(tài)是指由于流量不足而使閥無法產(chǎn)生所需壓力或者所需壓力低于閥的最小壓力時的狀態(tài)。在正常狀態(tài)下綜合放大器2的輸出壓力Vt與指令信號V之間有一個函數(shù)關(guān)系，即Vt＝f(V)是確定的，并可通過試驗求出。此曲線可用線性函數(shù)Vt＝αV+δ來復(fù)蓋，式中α＝max(
Vt/
V)，δ為使線性函數(shù)復(fù)蓋原有函數(shù)所需要的最小截矩值。顯然，正常狀態(tài)下δ＞Vt-αV，失控狀態(tài)下δ≤Vt-αV。若繼電器的啟動電壓為△，則繼電器啟動的條件是δ＝10△/1β，由此可確定β值，即β＝10△/1δ，KΩ。繼電器B啟動后觸點b閉合，這時積分放大器6變成慣性環(huán)節(jié)，因而停止積分。當由于流量增加壓力能夠達到給定值或者由于給定值不再小于閥的最低壓力時，系統(tǒng)回到正常狀態(tài)，因而Vt-αV＜δ，故繼電器B釋放，觸點b斷開，積分放大器又開始積分。
此外，圖1所示的比例閥，還有四點需要說明1)輸入網(wǎng)絡(luò)16中的二極管1是保證信號恒為正，以避免系統(tǒng)進入失控狀態(tài);
2)綜合放大器2的反饋電路中并聯(lián)電容的目的是起濾波作用;
3)阻尼孔41的作用是提高系統(tǒng)的阻尼效果，以減少振動;
4)阻尼孔46有兩個作用，其一是提高主閥芯22的阻尼效果，另一是借助油路42和43使導(dǎo)閥芯32具有動壓反饋的作用，以提高導(dǎo)閥的阻尼效果，顯然，當導(dǎo)閥芯32向右運動時，主閥芯上腔49回油，因而主閥芯上腔49中的壓力大于導(dǎo)閥中間腔45中的壓力，故導(dǎo)閥芯32產(chǎn)生一個向左的液壓力，阻礙其運動，反之，當導(dǎo)閥芯32向左運動時主閥上腔49進油，因而導(dǎo)閥中間腔45中的壓力大于主閥上腔49中的壓力，故在導(dǎo)閥芯32上產(chǎn)生一個向右的液壓力，也是阻礙導(dǎo)閥芯32的運動。
現(xiàn)在結(jié)合圖1詳細說明本發(fā)明所述的比例壓力閥的多功能實施例。
(1)比例溢流閥圖1所示的比例壓力閥為比例溢流閥的工作狀態(tài)，此時通過開關(guān)C斷開出口P2的壓力傳感器12的反饋通道，而P1的壓力傳感器11的變系數(shù)值調(diào)到最大，即γ＝1。液壓開關(guān)d使主閥出油口27與泄油通孔31相通，液壓開關(guān)e使主閥進油口26與壓力傳感器11相通。當有指令信號V輸入時，經(jīng)過開關(guān)f、二極管1和開關(guān)a的上觸點a1分兩路傳入系統(tǒng)，其一是經(jīng)過W1、綜合放大器2、W2、微分器組件3、4和功率放大器5輸給電磁鐵21、于是鐵芯克服彈簧37的彈簧力將導(dǎo)閥芯32推向左邊，高壓油將通過油路28、39、導(dǎo)閥套35的左窗口、中間腔45、油路G和阻尼孔46流進主閥上腔49。于是主閥芯22開始下移，關(guān)小主閥窗口，因此壓力P1開始上升，壓力傳感器11感受到這種變化，并通過數(shù)據(jù)放大器9，綜合放大器8以負號形式輸給綜合放大器2，構(gòu)成小閉環(huán)負反饋控制網(wǎng)絡(luò)。當導(dǎo)閥芯32基本上回到中位時，主閥芯22停止運動，這時壓力P1基本上接近給定值。由于采用了微分器3、4，可使動態(tài)過程進行得很快。與此同時輸入指令信號又從另一條通道輸給系統(tǒng)，即輸給綜合放大器7，并與來自綜合放大器8的反饋信號相減，將相減后的誤差信號輸給積分放大器6進行積分，積分后的信號再輸給綜合放大器2，從而對被控壓力P1加以修正，直到誤差信號為零，積分器才停止積分，這表明系統(tǒng)是無差的。當將W1值調(diào)到最佳值時，可以進一步提高系統(tǒng)的快速性，并使系統(tǒng)接近2型無靜差系統(tǒng)。
(2)比例內(nèi)控順序閥若將圖1所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)d旋轉(zhuǎn)90°，本發(fā)明即構(gòu)成內(nèi)控順序閥。當主閥進口壓力P1小于設(shè)定值P10時，導(dǎo)閥芯32回到中位并微微偏向左邊，因此，高壓油通過導(dǎo)閥套35的左窗口進入主閥上腔49，并將主閥芯22壓緊在主閥套23的錐形窗口上，因此，主閥出油口27沒有油液流出。當壓力P1＝P10，并微微大于P10時，導(dǎo)閥芯32回到中位并微微偏向右邊，因此主閥上腔49通過導(dǎo)閥套35的右側(cè)窗口與泄油通孔31相通，于是主閥芯22開始上移，主閥窗口被打開。由于此時主閥出油口27通向負載，故P1并不由于主閥窗口打開而下降，因此系統(tǒng)變成開環(huán)，繼電器B啟動，主閥芯22將一直上升到極限位置，因而壓力損失較小。
(3)比例外控順序閥若將圖1所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)e逆轉(zhuǎn)90°，則上述比例內(nèi)控順序閥便改成比例外控順序閥。其工作原理與比例內(nèi)控順序閥相同。
(4)比例定差減壓閥若將圖1中所示的開關(guān)C合上，便構(gòu)成比例定差減壓閥。因此時的反饋信號是(P1-P2)Kf，式中Kf為壓力傳感器系數(shù)。對于無靜差系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時V＝Kf(P1-P2)，故△P＝P1-P2＝V/Kf。
(5)比例定比減壓閥若將圖1所示的開關(guān)f接地，開關(guān)C合上并將系數(shù)γ調(diào)到某一值，則本發(fā)明便構(gòu)成比例定比減壓閥。因為此時輸入為零，則根據(jù)無靜差原理下列方程應(yīng)該成立，即(γP1-P2)Kf＝0，故γ＝P2/P1。顯然，每給一個γ值即有一個對應(yīng)的壓力比。
(6)比例定值減壓閥若將圖1所示的開關(guān)a板到下觸點a2、合上開關(guān)C并將變系數(shù)γ調(diào)至零，則本發(fā)明即構(gòu)成比例定值減壓閥。由于此時指令信號V通過反號器1變成負值，而來自壓力傳感器12的信號為正值，故仍為負反饋控制系統(tǒng)。此時主閥出油口27的壓力P2正比于指令信號V。
以上所述為本發(fā)明提出的第一個實施例，現(xiàn)將本發(fā)明的第二個實施例介紹于下圖3所示是本發(fā)明的第二個實施例。對比圖3與圖1，不難發(fā)現(xiàn)兩者除導(dǎo)閥外基本相同。對于閥本體64來說，若用手動調(diào)壓裝置代替導(dǎo)閥66右側(cè)的電磁鐵21，并去掉壓力傳感器11、12及開關(guān)e和d，即是普通的溢流閥。它是一種零型的閉環(huán)負反饋壓力控制系統(tǒng)。在做本發(fā)明的比例溢流閥和比例順序閥使用時，來自主閥進油口26的高壓油通過阻尼孔56、油路28、阻尼孔50和油路40進入導(dǎo)閥前腔51，并通過導(dǎo)閥座52的窗口在錐閥芯53上所產(chǎn)生的液壓力與錐閥芯53后面的彈簧54的彈簧力相平衡，而此彈簧力又與電磁鐵的磁力相平衡，從而構(gòu)成本發(fā)明提出的比例壓力閥中的第三個壓力反饋通道。在做各種比例減壓閥使用時，上述油道失去反饋作用，僅起到平衡電磁力從而控制導(dǎo)閥芯32運動的作用。顯然，上述第二個實施例，在做為各種比例壓力閥使用時的工作原理與調(diào)整方法與第一個實施例相同。
圖4所示是本發(fā)明的第三個實施例，其所用電控器與本發(fā)明的前二個實施例相同，因此，對比第二個與第三個實施例可知兩者基本相同，只是導(dǎo)閥芯有所不同，前者為錐閥，后者為柱閥。這種圓柱形二通導(dǎo)閥芯59和導(dǎo)閥套58又與第一實施例相同，僅僅去掉第一實施例中導(dǎo)閥套左端的窗口，從而使三通閥變成二通閥。該實施例較第二個實施例的優(yōu)點在于1)由于導(dǎo)閥芯59有兩個凸肩，而控制油液經(jīng)中間腔60和導(dǎo)閥套窗口61流回油箱。因此，作用在導(dǎo)閥芯59上的軸向液壓力基本為零，此時電磁力由導(dǎo)閥芯59左端的彈簧力57加以平衡，這就消除了第二實施例中獨有的第三個壓力反饋通道。因為這種通道基本上用處不大，而且在做減壓閥使用時不僅失去負反饋作用，有時甚至出現(xiàn)正饋的作用;
2)由于導(dǎo)閥芯59上加上動壓反饋通道62和63，可使導(dǎo)閥的阻尼增加，從而增加系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。
第三個實施例在做六種比例壓力閥使用時的工作原理與調(diào)整方法與前兩個實施例相同。
現(xiàn)在列表說明本發(fā)明在各種功能下所對應(yīng)的各個開關(guān)的位置和輸入指令的狀態(tài)。
本發(fā)明所述的多功能無靜差比例壓力閥三個實施例，不僅具有六種功能，而且其動、靜態(tài)精度也是很高的。試驗表明，這種閥沒有死區(qū)、滯環(huán)和非線性、靜差小于0.2%，而其控制壓力不受流量變化的影響。
綜上所述不難看出，利用本發(fā)明提出的多功能無靜差原理，還可以在電控器的電路上或在閥本體的結(jié)構(gòu)上作進一步改進，或是發(fā)展出其他實施例，只要沒有脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思，理應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種多功能無靜差比例壓力控制閥，包括一個電控器、一個電磁鐵和一個閥本體，其中閥本體又包括一個導(dǎo)閥和一個主閥，其特征在于，電控器(14)由輸入網(wǎng)絡(luò)(16)、綜合放大器(2、7、8)、微分器組件(3、4)、功率放大器(5)、積分放大器(6)、壓力傳感器電源(13)、數(shù)據(jù)放大器(9、10)和繼電器(B)以及其控制線路(17)等13個部件組成，其中輸入網(wǎng)絡(luò)(16)分別由狀態(tài)開關(guān)(f、a)、二極管(1)和反號器(1)組成，繼電器(B)的控制線路分別由變系數(shù)部件(α、β)和放大器(18)組成，電控器(14)中還有用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)動、靜態(tài)品質(zhì)的變系數(shù)部件(W1、W2、W3、W4)以及用來通斷閥出口壓力傳感器(12)所發(fā)出的反饋信號的開關(guān)(C)和用來確定定比減壓值的變系數(shù)部件(α)，閥本體(15)由主閥(19)、導(dǎo)閥(20)和壓力傳感器(11、12)等部分組成，其中主閥進油口(26)有兩條油路(28、29)，油路(28)通至主閥體(25)的上表面，以便通向?qū)чy，起控制作用，油路(29)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)通向壓力傳感器(11)，與轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)相通的還有一個外控口(30)，由轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)的位置，使傳感器(11)感受主閥進油口壓力(P1)或感受外控口(30)中的外控壓力(Pou)，壓力傳感器(12)設(shè)置在主閥出口(27)的油路上，用來測量主閥出口壓力P2，在主閥體(25)的右側(cè)還有一個垂直泄油通孔(31)，其下端與回油相通，上端通過阻尼孔(41)與導(dǎo)閥相通，在主閥的出口(27)與泄油通孔(31)之間有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)(d)，它控制主閥出口(27)與泄油通孔(31)之間的通或斷，導(dǎo)閥芯(32)設(shè)置有兩個凸肩(33、34)可在相應(yīng)的導(dǎo)閥套(35)內(nèi)滑動，導(dǎo)閥芯(32)的左端裝有彈簧(37)，右端與電磁鐵(21)的鐵芯相接觸，在導(dǎo)閥套(35)上分別設(shè)置有進、回油窗口，它們各自由一個垂直穿過導(dǎo)閥套(35)軸線的圓形通孔構(gòu)成，上述通孔的外側(cè)分別設(shè)有環(huán)形匯流槽(38、44)，它們各自與油路(39、40)相通，油路(40)通過阻尼孔(41)與泄油通孔(31)相通，導(dǎo)閥套(35)與導(dǎo)閥芯(32)中間的頸部所形成的容腔(45)通過油路(G)、阻尼孔(46)與主閥芯(22)的上腔(49)相通。導(dǎo)閥芯(32)左端容腔通過油路(42)與導(dǎo)閥中間腔(45)相通，導(dǎo)閥芯(32)右端容腔通過斜穿導(dǎo)閥套(35)和導(dǎo)閥體(36)的油路(43)與主閥芯(32)的上腔(49)相通，從而構(gòu)成導(dǎo)閥芯(32)的動壓反饋回路，電磁鐵(21)的控制線圈通過插銷(47)、插座(48)與電控器中的功率放大器(5)的輸出端相連接，電控器(14)采用雙輸入網(wǎng)絡(luò)，輸入之一及與其相串聯(lián)的微分放大器組件(3、4)、功率放大器(5)、電磁鐵(21)、閥本體(15)、壓力傳感器(11、12)、數(shù)據(jù)放大器(9、10)、變系數(shù)部件(γ)、通斷開關(guān)(C)和運算放大器(8)等組成一個快速反應(yīng)的小閉環(huán)系統(tǒng)，相當于整個系統(tǒng)的等效開環(huán)網(wǎng)絡(luò)，輸入之二將壓力傳感器(11、12)壓力反饋信號輸入綜合放大器(7)，與給定的指令信號相比較，并通過綜合放大器(7)、變系數(shù)部件(W4)、積分放大器(6)之后又通過綜合放大器(2)輸入等效開環(huán)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成1型閉環(huán)負反饋系統(tǒng)，上述兩個輸入回路相互配合作用又可使系統(tǒng)具有2型無靜差的性質(zhì)，即在斜坡函數(shù)作用下也可做到無靜差，由裝在閥本體(15)上的兩個壓力傳感器(11、12)和兩個狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)(d、e)以及電控器(14)中的三個狀態(tài)開關(guān)(f、a、c)和變系數(shù)部件(γ)構(gòu)成比例壓力閥的多功能性。
2.一種多功能無靜差比例壓力控制閥，包括一個電控器、一個電磁鐵和一個閥本體，其中閥本體又包括一個導(dǎo)閥和一個主閥，其特征在于，電控器(14)由輸入網(wǎng)絡(luò)(16)、綜合放大器(2、7、8)、微分器組件(3、4)、功率放大器(5)、積分放大器(6)、壓力傳感器電源(13)、數(shù)據(jù)放大(9、10)和繼電器(B)以及其控制線路(17)等13個部件組成，其中輸入網(wǎng)絡(luò)(16)分別由狀態(tài)開關(guān)(f、a)、二極管(1)和反號器(1)組成，繼電器(B)的控制線路分別由變系數(shù)部件(α、β)和放大器(18)組成，電控器(14)中還有用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)動、靜態(tài)品質(zhì)的變系數(shù)部件(W1、W2、W3、W4)以及用來通斷閥出口壓力傳感器(12)所發(fā)出的反饋信號的開關(guān)(C)和用來確定定比減壓值的變系數(shù)部件(γ)，閥本體(64)由主閥(68)、導(dǎo)閥(66)和壓力傳感器(11、12)等部件組成，其中主閥進油口(26)有兩條油路(28、29)，油路(28)起端設(shè)有阻尼孔(56)，終端設(shè)有阻尼孔(50)，油路(29)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)通向壓力傳感器(11)，與轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)相通的還有一個外控口(30)，由轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)的位置，使傳感器(11)感受主閥進油口壓力P1或感受外控口(30)的外控壓力(Pou)，壓力傳感器(12)設(shè)置在主閥出口(27)的油路上，用來測量主閥出口壓力(P2)，在主閥體(64)的右側(cè)還有一個垂直泄油通孔(31)，其下端與回油相通，上端通過阻經(jīng)孔(41)與導(dǎo)閥相通，在主閥的出口(27)與泄油通孔(31)之間有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)(d)，它控制主閥出口(27)與泄油通孔(31)之間的通或斷，導(dǎo)閥芯(53)是一個錐閥芯，來自主閥進油口(26)的高壓油通過阻尼孔(56)、油路(28)、阻尼孔(50)和油路(40)進入導(dǎo)閥前腔(51)，并通過導(dǎo)閥座(52)的窗口在錐閥芯(53)上所產(chǎn)生的液壓力與錐閥芯(53)后面的彈簧(54)的彈簧力相平衡，而彈簧力又與電磁鐵(21)的磁力相平衡，從而構(gòu)成比例壓力閥中的第三個壓力反饋通道，電磁鐵(21)控制線圈通過插銷(47)、插座(48)與電控器中的功率放大器(5)的輸出端相連接，電控器(14)采用雙輸入網(wǎng)絡(luò)，輸入之一及與其相串聯(lián)的微分放大器組件(3、4)、功率放大器(5)、電磁鐵(21)、閥本體(64)、壓力傳感器(11、12)、數(shù)據(jù)放大器(9、10)、變系數(shù)部件(γ)、通斷開關(guān)(C)和運算放大器(8)等組成一個快速反應(yīng)的小閉環(huán)系統(tǒng)，相當于整個系統(tǒng)的等效開環(huán)網(wǎng)絡(luò)，輸入之二將壓力傳感器(11、12)壓力反饋信號輸入綜合放大器(7)，與給定的指令信號相比較，并通過綜合放大器(7)、變系數(shù)部件(W4)、積分放大器(6)之后又通過綜合放大(2)輸入等效開環(huán)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成1型閉環(huán)負反饋系統(tǒng)，上述兩個輸入回路相互配合作用又可使系統(tǒng)具有2型無靜差的性質(zhì)，即在斜坡函數(shù)作用下也可做到無靜差，由裝在閥本體(64)上的兩個壓力傳感器(11、12)和兩個狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)(d、e)以及電控器(14)中的三個狀態(tài)開關(guān)(f、a、c)和變系數(shù)部件(γ)構(gòu)成比例壓力閥的多功能性。
3.一種多功能無靜差比例壓力控制閥，包括一個電控器、一個電磁鐵和一個閥本體，其中閥本體又包括一個電動閥和一個主閥，其特征在于，電控器(14)由輸入網(wǎng)絡(luò)(16)、綜合放大器(2、7、8)、微分器組件(3、4)、功率放大器(5)、積分放大器(6)、壓力傳感器電源(13)、數(shù)據(jù)放大器(9、10)和繼電器(B)以及其控制線路(17)等13個部件組成，其中輸入網(wǎng)絡(luò)(16)分別由狀態(tài)開關(guān)(f、a)、二極管(1)和反號器(1)組成，繼電器(B)的控制線路分別由變系數(shù)部件(α、β)和放大器(18)組成，電控器(14)中還有用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)動、靜態(tài)品質(zhì)的變系數(shù)部件(W1、W2、W3、W4)以及用來通斷閥出口壓力傳感器(12)所發(fā)出的反饋信號的開關(guān)(C)和用來確定定比減壓值的變系數(shù)部件(γ)，閥本體(65)由主閥(69)、導(dǎo)閥(67)和壓力傳感器(11、12)等部分組成，其中主閥進油口(26)有兩條油路(28、29)，油路(28)起端設(shè)有阻尼孔(56)，終端設(shè)有阻尼孔(50)，油路(29)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)通向壓力傳感器(11)、與轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)相通的還有一個外控口(30)，由轉(zhuǎn)換開關(guān)(e)的位置，使傳感器(11)感受主閥進油口壓力P1或感受外控口(30)的外控壓力(Pou)，壓力傳感器(12)設(shè)置在主閥出口(27)的油路上，用來測量主閥出口壓力(P2)，在主閥體(65)的右側(cè)還有一個垂直泄油通孔(31)，其下端與回油相通，上端通過阻尼孔(41)與導(dǎo)閥相通，在主閥的出口(27)與泄油通孔(31)之間有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)(d)，它控制主閥出口(27)與泄油通孔(31)之間的通或斷，導(dǎo)閥芯(59)設(shè)置有兩個凸肩，導(dǎo)閥套(58)左端未設(shè)置窗口，從而使三通閥變成二通閥，導(dǎo)閥芯(59)的左端裝有彈簧(57)，右端與電磁鐵(21)的鐵芯相接觸，控制油液經(jīng)中間腔(60)和導(dǎo)閥套窗口(61)流回油箱，因此作用在導(dǎo)閥芯(59)上的軸向液壓力基本為零，此時電磁力由導(dǎo)閥芯(59)左端的彈簧力(57)平衡，導(dǎo)閥芯(59)上加上動壓反饋通道(62、63)，可使導(dǎo)閥的阻尼增加，從而增加系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，電磁鐵(21)的控制線圈通過插銷(47)、插座(48)與電控器中的功率放大器(5)的輸出端相連接，電控器(14)采用雙輸入網(wǎng)絡(luò)，輸入之一及與其相串聯(lián)的微分放大器組件(3、4)、功率放大器(5)、電磁鐵(21)、閥本體(65)、壓力傳感器(11、12)、數(shù)據(jù)放大器(9、10)、變系數(shù)部件(γ)、通斷開關(guān)(c)和運算放大器(8)等組成一個快速反應(yīng)的小閉環(huán)系統(tǒng)，相當于整個系統(tǒng)的等效開環(huán)網(wǎng)絡(luò)，輸入之二將壓力傳感器(11、12)壓力反饋信號輸入綜合放大器(7)，與給定的指令信號相比較，并通過綜合放大器(7)、變系數(shù)部件(W4)、積分放大器(6)之后又通過綜合放大器(2)輸入等效開環(huán)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成1型閉環(huán)負反饋系統(tǒng)，上述兩個輸入回路相互配合作用又可使系統(tǒng)具有2型無靜差的性質(zhì)，即在斜坡函數(shù)作用下也可做到無靜差，由裝在閥本體(65)上的兩個壓力傳感器(11、12)和兩個狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)(d、e)以及電控器(14)中的三個狀態(tài)開關(guān)(f、a、c)和變系數(shù)部件(γ)構(gòu)成比例壓力閥的多功能性。
4.按權(quán)利要求1至3中的任一項的比例壓力控制閥，其特征在于，通過開關(guān)(C)斷開出口P2的壓力傳感器(12)的反饋通道，而將進口P1的壓力傳感器(11)的變系數(shù)值調(diào)到最大，即γ＝1，液壓開關(guān)(d)使主閥出油口(27)與泄油通孔(31)相通，液壓開關(guān)(e)使主閥進油口(26)與壓力傳感器(11)相通，指令信號V輸入時通過開關(guān)(a)的上觸點(a1)，此時即為比例溢流閥的工作狀態(tài)，其系統(tǒng)的被調(diào)量是閥的進口壓力P1，當將開關(guān)(d)旋轉(zhuǎn)90°，即構(gòu)成比例內(nèi)控順序閥的工作狀態(tài)，而將開關(guān)(e)逆轉(zhuǎn)90°，則上述比例的內(nèi)控順序閥即轉(zhuǎn)換成比例外控順序閥的工作狀態(tài)，若將開關(guān)(C)合上，即構(gòu)成比例定差減壓閥的工作狀態(tài)，兩個反饋信號同時反饋，顯然，此時系統(tǒng)的被調(diào)量為閥的進、出口壓力之差P1-P2，若將開關(guān)(f)接地、開關(guān)(C)合上并將變系數(shù)(γ)調(diào)到某一值，即構(gòu)成比例定比減壓閥的工作狀態(tài)，此時斷開系統(tǒng)的指令信號，使系統(tǒng)的反饋信號自動調(diào)整為零，若將開關(guān)(a)扳到下觸點(a2)、合上開關(guān)(C)，將變系數(shù)(γ)調(diào)至零，并令開關(guān)d溝通主閥出油口(27)與泄油口(31)，即構(gòu)成比例定值減壓閥的工作狀態(tài)，此時閥的進口壓力傳感器信號被斷開，主閥出油口(27)的壓力(P2)正比于指令信號(V)。
5.按權(quán)利要求1或3的比例壓力控制閥，其特征在于，導(dǎo)閥套(35、58)上垂直穿過其軸線的圓形通孔的直徑為2～3毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多功能無靜差比例壓力閥。它采用兩個微型壓力傳感器、一種具有雙輸入和積分器的電控器以及先導(dǎo)型溢流閥本體，從而構(gòu)成具有2型無靜差特點的比例壓力閥。該閥通過若干個電、液開關(guān)可以分別構(gòu)成比例溢流閥、比例內(nèi)控、外控順序閥、比例定值、定差、定比減壓閥等六種功能。試驗表明該閥無死區(qū)、滯環(huán)和非線性，靜差小于0.2％，流量變化對壓力無影響。
文檔編號F15B13/16GK1065709SQ9110212
公開日1992年10月28日 申請日期1991年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月9日
發(fā)明者劉思瀾 申請人:劉思瀾