專利名稱：通用集成液壓控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓控制閥，特別是通用集成液壓控制閥。
現(xiàn)有的液壓閥可分為基礎(chǔ)液壓閥和特殊液壓閥?；A(chǔ)液壓閥有壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三大類。特殊液壓閥包括電液伺服閥和電液比例閥。這些液壓閥雖然各有特點，但基礎(chǔ)液壓閥品種規(guī)格多，每單一品種使用范圍窄，不利于以較低的成本進行大批量生產(chǎn)。電液伺服閥使用條件苛刻，制造成本高。電液比例閥雖然較之電液伺服閥使用條件放寬，制造成本降低，但其價格較之基礎(chǔ)液壓閥仍然要高出許多。
雖然液壓控制閥正朝著集成化、芯子化、小型化、多功能和高壓大流量方向發(fā)展，系統(tǒng)的組成形式也由管道連接發(fā)展為板和塊的連接及塊與塊之間的集成連接，但仍然沒有擺脫單功能元件的組合形式。
本發(fā)明的目的是提供一種能基本滿足液壓控制系統(tǒng)各種要求，對使用條件要求較低，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，控制功耗較小，價格低廉，體積小，既適合電液控制又能方便的進行手調(diào)控制，變換靈活的通用集成液壓控制閥。
本發(fā)明是將具有常通和常閉狀態(tài)的電控可變節(jié)流口與液控可變節(jié)流口制成單個元件，再根據(jù)需要以不同的變換方式將其組合成有各種方向控制、壓力控制、流量控制及電液比例控制功能的單元，然后將這些組合的、和原單一功能液壓閥完全等效的單元，在早已獲得廣泛應用的、比較成熟的現(xiàn)有液壓控制系統(tǒng)中替代傳統(tǒng)的控制閥，并根據(jù)電液比例控制的特點對系統(tǒng)進行簡化，就組成了既具有電子電路設(shè)計方法靈活通用的優(yōu)點，又具有傳統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、對工作液體污染不敏感特點的電液回路。在不需作電液調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中，可通過調(diào)節(jié)螺桿組成手調(diào)液壓控制回路。這樣，就能使閥類元件產(chǎn)品單一化，進而實現(xiàn)標準化和系列化，便于進行大規(guī)模生產(chǎn)，從而有效地降低成本。
本發(fā)明將上述電控可變節(jié)流元件和液控可變節(jié)流元件裝入同一閥體之中，組成通用集成液壓控制閥。閥體可根據(jù)具體要求設(shè)計成長方體、園柱體、正方體等所需形狀，各元件的引出油口從閥體和液路板的結(jié)合面上引出，液路板上制作液路，液阻可按需設(shè)置在閥套、閥芯和液路板上，按系統(tǒng)的要求可由若干單獨的通用集成液壓控制閥組成層壓集成組合閥塊。有關(guān)傳感器可直接埋入閥塊內(nèi)，如果再將單片微機控制單元和組合閥塊合并安裝，就組成了體積小、控制轉(zhuǎn)換靈活、有較大功率輸出、價廉并且有一定控制精度的電液集成控制箱。用這種標準型的電液控制箱取代傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)將對液壓技術(shù)的應用有一定的促進作用。
如僅通過變換液路和液阻阻值的方式來得到不同的液壓控制系統(tǒng)，這樣雖能實現(xiàn)液壓控制系統(tǒng)的變換，但按此種方式設(shè)計的液路繁復，所用的電控可變節(jié)流元件，液控可變節(jié)流元件和液阻的數(shù)量多。本發(fā)明在保證元件主體結(jié)構(gòu)和制造工藝一致的條件下，以簡便的方式通過變換電控和液控可變節(jié)流元件常閉和常通的狀態(tài)，變換液控可變節(jié)流元件不同剛度的彈簧和不同的通流孔，再加上變換液路和液阻阻值聯(lián)合起來為得到不同的液壓控制系統(tǒng);變換方式的增多使得元件應用的靈活性增加，組成相同功能液壓控制系統(tǒng)所用的元件和液阻數(shù)量少，液路簡單;而手調(diào)機構(gòu)的設(shè)置增加了使用范圍。
本發(fā)明的通用集成液壓控制閥作電液控制使用時，由電控可變節(jié)流元件作前置轉(zhuǎn)換，輸出小功率液壓控制信號，然后推動液控可變節(jié)流元件工作。液控可變節(jié)流元件具有壓力比較控制及流量放大功能，作流量放大使用時按輸入液壓控制流量乘以流量放大系數(shù)的關(guān)系輸出工作流量。
電控可變節(jié)流元件，在上、下套與外套之間裝入同心螺管式控制線圈，軸向可移動銜鐵帶動滑動閥芯控制節(jié)流口的開度。在上套一端設(shè)有雙重調(diào)節(jié)螺釘，在雙重調(diào)節(jié)螺釘和銜鐵之間設(shè)有一不等節(jié)距螺旋彈簧，磁通由上、下套及銜鐵和外套構(gòu)成磁回路，銜鐵通過連接釘與閥芯同心固連，滑動閥芯和閥套的配合形成銜鐵的徑向定位軸承，閥芯園柱表面開有帶斜角的環(huán)槽，在閥芯和閥體之間設(shè)有閥套，在閥套上開有進油口和出油口。
液控可變節(jié)流元件，由一個開有帶斜角環(huán)槽的閥芯裝在開有進、出油口的閥套中，在閥芯兩端與閥套及上、下蓋之間形成上、下控制腔，下控制腔內(nèi)裝有一個螺旋彈簧，彈簧的剛度可按需選擇。液控可變節(jié)流元件根據(jù)不同的使用要求具有如下特征上控制腔閥套上設(shè)有一個或?qū)ΨQ布置的二個、或?qū)ΨQ布置的多個節(jié)流口，由閥芯移動時對節(jié)流口的不同遮蓋形成隨閥芯行程變化的可變液阻，在閥芯上開有溝通環(huán)槽和下控制腔的通流口，下蓋上開有輸出油口，在下控制腔閥套上開有一個或?qū)ΨQ布置的二個園形、矩形或三角形油口，由閥芯移動對油口形成通流面積的變化和關(guān)閉。
電控可變節(jié)流元件和液控可變節(jié)流元件的閥芯裝在閥套中的特征在于當閥芯一端向上時，環(huán)槽和閥套油口剛好不重合，油口關(guān)閉，當閥芯轉(zhuǎn)向安裝，即另一端向上時，環(huán)槽和閥套油口剛好重合，油口呈全通狀態(tài)。
液控可變節(jié)流元件作流量放大使用時，因為可變液阻的作用，上控制腔內(nèi)控制油液的壓力隨閥芯的下移而降低，控制油液的流量則隨之而增大，直至在新的位置得到平衡，形成一種壓力-流量-位置反饋，使閥芯迅速停留在穩(wěn)定狀態(tài)，此時閥口通流面積及輸出流量亦穩(wěn)定在一相應狀態(tài)?？刂朴鸵毫鞒錾峡刂魄缓蠛洼敵鲇鸵汉狭?，驅(qū)動液壓執(zhí)行器工作?？勺円鹤杞?jīng)變換不同的連接方式還能形成多種靈活的用法，上述方式是其中一種最主要的使用方式。
液控可變節(jié)流元件在含有反饋的液路中作壓力比較控制使用時，其閥口通流面積隨上、下控制腔壓差變化而變化。
電控可變節(jié)流元件輸入電信號后，產(chǎn)生于銜鐵上的力拖動閥芯位移并和不等節(jié)距螺旋彈簧彈力相平衡，即電信號轉(zhuǎn)換為銜鐵位移量，從而使節(jié)流口有一相應的開度，輸出一小功率控制油流;此液控信號可根據(jù)需要控制液控可變節(jié)流元件以流量放大或壓力比較方式工作，或經(jīng)一級流量放大后再推動大通徑規(guī)格的液控可變節(jié)流元件作二級流量放大，實現(xiàn)各種控制功能。
本發(fā)明的通用集成液壓控制閥作手調(diào)液壓控制使用時，電控可變節(jié)流元件為開關(guān)狀態(tài)工作帶動液控可變節(jié)流元件實現(xiàn)液流換向，壓力和流量的控制由在集成塊蓋板上裝設(shè)調(diào)節(jié)螺桿，通過調(diào)節(jié)螺桿手動調(diào)節(jié)電控可變節(jié)流元件和液控可變節(jié)流元件的閥芯行程來實現(xiàn)。
本發(fā)明的通用集成液壓控制閥可規(guī)范為所需的通徑系列，工藝性好，可靠性高，能在微機控制下簡單的對各種液壓執(zhí)行器實行開環(huán)與閉環(huán)控制，能用手動調(diào)節(jié)實現(xiàn)一般要求的多種控制功能。
下面將結(jié)合附圖對發(fā)明作進一步的詳細描述

圖1 是表示電控可變節(jié)流元件結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2 是表示液控可變節(jié)流元件結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3 是通用集成液壓控制閥的軸側(cè)視圖。
圖4 是表示通用集成液壓控制閥作手調(diào)控制時的剖面圖。
本發(fā)明的電控可變節(jié)流元件如圖1所示，在導磁材料制作的上套(1)、下套(2)與外套(3)之間裝入同心螺管控制線圈(4)。上套上設(shè)有調(diào)節(jié)螺套(5)，調(diào)節(jié)螺套上設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘(6)，這種雙重調(diào)節(jié)螺釘用以分別和綜合調(diào)整工作氣隙與彈簧預壓縮量。在內(nèi)套中設(shè)有銜鐵(7)，銜鐵和調(diào)節(jié)螺釘之間設(shè)有不等節(jié)距螺旋彈簧(8)，銜鐵下端通過非導磁材料制作的連接釘(9)同開有環(huán)槽的閥芯(10)固連。閥芯裝在閥套(11)的中心，閥芯上、下端換位安裝可實現(xiàn)原始狀態(tài)的常通和常閉。(圖中為常通狀態(tài))。閥套和上部電磁元件之間裝有墊圈(12)，閥套上開有多個對稱布置的進、出油口(13)、(14)和穿通閥套兩端的泄油口(15)，進、出油口通過槽(16)、(17)分別引至閥套的下端面，閥套壓入閥體(19)后，(15)和槽(16)、(17)穿出閥套的孔口成為通用集成液壓控制閥的引出油口(18)。當螺管線圈通有控制電流時，在控制磁勢作用下的總磁通通過上套、下套、銜鐵、調(diào)節(jié)螺釘和外套構(gòu)成磁回路，銜鐵帶動閥芯在閥套中滑動，給出相應于控制電流的閥口開度。
本發(fā)明的液控可變節(jié)流元件如圖2所示，在上蓋(20)下面裝有開有環(huán)槽的閥芯(21)，閥芯和下蓋(23)之間裝有螺旋彈簧(22)，上蓋、閥芯、彈簧和下蓋按順序同心裝入閥套(24)中。閥套上開有多個對稱布置的進、出油口(30)、(31)，進、出油口通過槽(32)、(33)分別引至閥套的下端面。閥芯上、下端換位安裝可實現(xiàn)原始狀態(tài)的常通和常閉。(圖中為常閉狀態(tài))。閥芯兩端與閥套及上蓋、下蓋之間形成上、下控制腔(25)、(26)，閥套下端面的孔(28)、(29)分別同上、下控制腔相通。閥套壓入閥體(19)后，(28)、(29)和槽(32)、(33)穿出閥套的孔口成為通用集成液壓控制閥的引出油口(41)。下面分別說明液控可變節(jié)流元件作各種用途時的結(jié)構(gòu)特征和動作原理。
當在含有反饋的液路中作壓力比較控制時，閥口開度隨上、下控制腔的壓差變化而變化。
當作流量放大控制時，上控制腔閥套上開有節(jié)流口，由閥芯移動時對節(jié)流口的不同遮蓋形成隨閥芯行程變化而變化的可變液阻(27)，通過可變液阻的反饋作用實現(xiàn)輸出同輸入流量保持一定關(guān)系的流量放大。當需要控制油流完成控制作用后再用作驅(qū)動液壓執(zhí)行器工作時，可變液阻為二個或多個對稱布置。當液控可變節(jié)流元件以常通狀態(tài)作流量放大使用、起控制作用后的油流又要加以利用時，為使閥口全部關(guān)閉后實現(xiàn)無油流輸出，需隨閥口的關(guān)閉將控制油流流向輸出口的通道同時關(guān)閉，若系統(tǒng)要求較高，則此油口還應隨閥口接近關(guān)閉位置而面積梯度變化較大，此時，在下控制腔閥套上設(shè)置隨閥口關(guān)閉而同步關(guān)閉的油口(34)，由閥芯移動對油口(34)形成通流面積的變化和關(guān)閉，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求和工作液體壓力及制造工藝的簡便(34)可以為一個或?qū)ΨQ布置的二個園形、矩形或三角形油口，當系統(tǒng)不需起控制作用后的油流再驅(qū)動液壓執(zhí)行器工作時，流出控制腔的油液直接流回油箱，此時可變液阻(27)可只設(shè)置一個，油口(34)則不需設(shè)置。
當液控可變節(jié)流元件作流量放大控制、并設(shè)置通流孔(35)和油口(36)、將油口(36)作為輸出油口、油口(30)和(31)同時作為進油口使用時，同樣控制流量作用下的輸出流量較不設(shè)置(35)和(36)時增大一倍。
電控可變節(jié)流元件(38)和液控可變節(jié)流元件(39)被壓裝在閥體(19)內(nèi)，閥體可按需設(shè)計成長方體、園柱體、正方體等形狀，圖3中示出的是長方體形閥體，圖中向上的一面(40)是閥體同液路板的結(jié)合面，結(jié)合面上有電控可變節(jié)流元件的全部引出油口(18)和液控可變節(jié)流元件的全部引出油口(41)，均布的孔(42)為穿通閥體的進油道、回油道、泄油道及其他聯(lián)系油道，可任意選用，(43)是電控制可變節(jié)流元件的引出線孔，(37)是引出線。
作手調(diào)液壓控制時的結(jié)構(gòu)如圖4所示，將需手動調(diào)節(jié)的元件全部設(shè)在位于最上層(或最外層)的閥體之中，在蓋板(44)上同調(diào)節(jié)元件對心的位置開設(shè)有螺紋的孔(45)，孔中設(shè)有密封圈(46)，將調(diào)節(jié)螺桿(47)裝入孔中，手調(diào)螺桿可使閥芯至所需的位置，鎖緊螺母(48)可將螺桿鎖定。當液控可變節(jié)流元件作手調(diào)控制時，需拿掉上蓋(20)，在蓋板(44)上裝設(shè)(45)、(46)、(47)、(48)即可。當電控可變節(jié)流元件作手調(diào)控制時，需拿掉除銜鐵之外的電磁線圈組件，在閥套(11)和蓋板(44)之間裝設(shè)壓套(49)，銜鐵(7)和閥芯(10)用加長的連接釘(50)固連，銜鐵和閥芯之間的連接釘上套裝彈簧(51)，再在蓋板(44)上裝設(shè)(45)、(46)、(47)、(48)即可。(52)是溝通液路的液路板。
權(quán)利要求
1.一種由電控可變節(jié)流元件、液控可變節(jié)流元件、手調(diào)機構(gòu)、閥體組成的通用集成液壓控制閥，電控可變節(jié)流元件是在電磁線圈的中心穿過銜鐵，位于銜鐵一端的閥芯在閥套中滑動，液控可變節(jié)流元件是閥套中裝有閥芯，閥芯的兩端與閥套形成上、下控制腔，下控制腔內(nèi)裝有一個彈簧，本發(fā)明的特征在于電控可變節(jié)流元件裝設(shè)不等節(jié)距螺旋彈簧，雙重調(diào)節(jié)螺釘，銜鐵通過連接釘與閥芯固連，液控可變節(jié)流元件裝設(shè)可變液阻，閥芯通流口，下蓋輸出油口，可變通流面積油口，電控可變節(jié)流元件和液控可變節(jié)流元件的閥芯都能兩個方向換位安裝，分別形成閥口的常通和常閉，手調(diào)機構(gòu)是在蓋板上開有螺孔，裝設(shè)調(diào)節(jié)螺桿，密封圈，鎖緊螺母，加長連接釘，彈簧，壓套。
2.按權(quán)利要求1所述的通用集成液壓控制閥，其特征在于所說電控可變節(jié)流元件的不等節(jié)距螺旋彈簧裝在銜鐵和雙重調(diào)節(jié)螺釘之間，雙重調(diào)節(jié)螺釘由螺釘裝在螺套中組成，銜鐵通過連接釘與閥芯同心固連，閥芯和閥套的配合形成的徑向軸承。
3.按權(quán)利要求1所述的通用集成液壓控制閥，其特征在于所說液控可變節(jié)流元件的可變液阻是在上控制閥套上開有一個或?qū)ΨQ布置的二個，或?qū)ΨQ布置的多個節(jié)流口，由閥芯移動時對節(jié)流口的不同遮蓋形成可變液阻，閥芯通流口是在閥芯上開有溝通環(huán)槽和下控制腔的通流口，可變通流面積油口是在下控制腔閥套上開有一個或?qū)ΨQ布置的二個園形或矩形，或三角形油口，由閥芯移動對油口形成通流面積的變化和關(guān)閉。
4.按權(quán)利要求1所述的通用集成液壓控制閥，其特征在于所說的手調(diào)機構(gòu)是在閥體蓋板上同調(diào)節(jié)元件對心的位置開設(shè)螺孔，一端為半球體的調(diào)節(jié)螺桿裝入螺孔中，端部的半球體部位同閥芯或銜鐵接觸，調(diào)節(jié)螺桿和螺孔之間設(shè)有密封圈，調(diào)節(jié)螺桿在螺孔中的運動形成對閥芯行程的調(diào)節(jié)，電控可變節(jié)流元件作手調(diào)控制時銜鐵和閥芯由加長連接釘固連，連接釘上套有彈簧，閥套和蓋板之間裝設(shè)壓套。
全文摘要
本發(fā)明的通用集成液壓控制閥是將具有不等節(jié)距螺旋彈簧、可變液阻、可換位閥芯等特征的電控和液控可變節(jié)流元件裝于同一閥體中，各元件的引出油口從閥體同液路板的結(jié)合面上引出，變換元件常閉常通的狀態(tài)、不同剛度的彈簧、不同的通流孔、不同的液路和液阻阻值，并按系統(tǒng)的要求將若干單獨的通用集成液壓控制閥疊裝，可得到適合多種用途的電液集成控制系統(tǒng)，當在蓋板上裝設(shè)閥芯行程調(diào)節(jié)螺桿時，可得到適合多種用途的手調(diào)液壓控制系統(tǒng)。
文檔編號F15B13/00GK1059391SQ9110484
公開日1992年3月11日 申請日期1991年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月19日
發(fā)明者藍群 申請人:藍群