閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)及流體控制閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體傳動(dòng)及控制領(lǐng)域，特別地，涉及一種閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)及流體控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]流體控制閥在流體控制系統(tǒng)中被用來(lái)調(diào)節(jié)流體的壓力、流量和方向，保證執(zhí)行元件按照要求進(jìn)行工作。流體控制閥的基本結(jié)構(gòu)包括:閥芯、閥體和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置。流體控制閥的基本工作原理:利用閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口的開(kāi)度或者通斷，實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的控制；且流經(jīng)閥口的流量與閥口前后壓力差以及閥口過(guò)流面積有關(guān)，始終滿足壓力流量方程。
現(xiàn)有的高壓、大流量流體控制閥特別是液壓閥通常采用兩級(jí)或者三級(jí)的結(jié)構(gòu)形式。以下以兩級(jí)液壓閥的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說(shuō)明，現(xiàn)有的兩級(jí)液壓閥一般采用一只主閥與一只導(dǎo)閥相疊加的形式構(gòu)成，兩只閥中間通過(guò)增加位移一力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)或者通過(guò)外加電氣裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)閥對(duì)主閥芯的位置伺服控制，具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。其中，圖1示出了的現(xiàn)有技術(shù)中兩級(jí)比例閥的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:導(dǎo)閥體101、先導(dǎo)控制閥芯102、比例電磁鐵103、主閥體104和主閥閥芯105。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中兩級(jí)伺服閥的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:導(dǎo)閥體201、先導(dǎo)控制閥芯202、比例電磁鐵203、位移傳感器204、主閥體205和主閥閥芯206。從上述兩圖可知，現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)閥體和主閥體均為相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，兩者以疊加的形式與其它構(gòu)件組成流體控制閥整體。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有流體控制閥的結(jié)構(gòu)形式至少存在如下問(wèn)題:一、由于采用導(dǎo)閥體和主閥體相疊加的形式，流體控制閥的整體體積是兩只閥外形體積之和，從而增加了流體控制閥的安裝體積和重量。二、由于導(dǎo)閥體和主閥體之間需要增加位移一力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)或電氣裝置以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)閥對(duì)主閥芯的位置伺服控制，導(dǎo)致控制閥整體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了加工制造難度，同時(shí)也增加了控制閥的制造成本；三、由于各構(gòu)件的加工精度問(wèn)題，不易提高導(dǎo)閥對(duì)主閥芯的導(dǎo)控精度。
總之，需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題就是:如何能夠提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形尺寸小、位置控制精度高的流體控制閥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)和流體控制閥，能夠減小大流量流體控制閥的外形尺寸，簡(jiǎn)化閥芯結(jié)構(gòu)，并且提高導(dǎo)閥對(duì)主閥芯的位置控制精度。
為了解決上述問(wèn)題，一方面提供了一種閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)，包括:主閥閥芯和導(dǎo)閥閥芯，所述主閥閥芯上間隔設(shè)置有數(shù)個(gè)軸向排列的環(huán)形槽；所述主閥閥芯的中心沿軸線方向開(kāi)設(shè)有與所述主閥閥芯一端連通的安裝孔；所述導(dǎo)閥閥芯嵌套于所述安裝孔內(nèi)；所述安裝孔的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有一組沿周向分布的第一控制窗口和一組沿周向分布的第二控制窗口； 所述導(dǎo)閥閥芯上設(shè)置有一個(gè)環(huán)形槽，所述環(huán)形槽的兩端設(shè)置有左控制端和右控制端，所述導(dǎo)閥閥芯內(nèi)開(kāi)設(shè)有貫通的中心孔，所述環(huán)形槽底部開(kāi)設(shè)有數(shù)個(gè)沿周向分布的、與所述中心孔連通的通孔；
所述第一控制窗口和第二控制窗口在所述導(dǎo)閥閥芯移動(dòng)過(guò)程中分別與所述導(dǎo)閥閥芯的左控制端和右控制端形成通流面積變化的截流窗口，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)閥對(duì)所述主閥閥芯任意位置的控制。
可選的，在所述主閥閥芯上開(kāi)設(shè)的安裝孔占主閥閥芯的一部分；主閥閥芯的剩余部分為實(shí)心體。
可選的，所述安裝孔的長(zhǎng)度等于主閥本體的整體長(zhǎng)度，主閥閥芯的另一端封閉。
可選的，在所述主閥閥芯上開(kāi)設(shè)的安裝孔占主閥閥芯的一部分；主閥閥芯的剩余部分開(kāi)設(shè)有第一中心通孔和周向分布的、與所述第一中心通孔垂直連通的數(shù)個(gè)第一通孔；所述安裝孔與所述第一中心通孔不連通。
可選的，所述第一中心通孔與所述主閥閥芯的另一端連通；該主閥閥芯的另一端設(shè)有閥芯堵頭。
可選的，所述第一中心通孔的兩端均封閉。
可選的，所述導(dǎo)閥閥芯在安裝孔內(nèi)向左移動(dòng)過(guò)程中，所述左控制端的內(nèi)側(cè)邊緣與第一控制窗口內(nèi)側(cè)邊緣形成微小截流窗口 ；所述導(dǎo)閥閥芯在安裝孔內(nèi)向右移動(dòng)過(guò)程中，所述右控制端的內(nèi)側(cè)邊緣與所述第二控制窗口的內(nèi)側(cè)邊緣形成微小截流窗口。
可選的，所述導(dǎo)閥閥芯在安裝孔內(nèi)向左移動(dòng)過(guò)程中，所述右控制端的外側(cè)邊緣與第二控制窗口外側(cè)邊緣形成微小截流窗口 ；所述導(dǎo)閥閥芯在安裝孔內(nèi)向右移動(dòng)過(guò)程中，所述左控制端的外側(cè)邊緣與所述第一控制窗口的外側(cè)邊緣形成微小截流窗口。
另一方面，還提供了一種流體控制閥，包括:閥體和上述任一所述的閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)；所述閥體具有貫通的閥腔，該閥腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有若干貫穿所述閥體兩側(cè)的流體通路；所述閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)置于所述閥腔內(nèi)，閥芯的左端面和一環(huán)面與所述閥腔的兩端分別形成敏感腔和右閥腔；所述敏感腔的閥芯左端面的面積大于形成所述右閥腔的閥芯環(huán)面的面積；
當(dāng)所述導(dǎo)閥閥芯有一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)輸入后，所述第一控制窗口和第二控制窗口在所述導(dǎo)閥閥芯移動(dòng)過(guò)程中分別與所述導(dǎo)閥閥芯的左控制端和右控制端形成截流窗口的通流面積發(fā)生變化，進(jìn)而改變所述敏感腔的壓力，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)閥對(duì)所述主閥閥芯任意位置的控制。
可選的，所述流體控制閥具體為液壓閥。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提供的閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)是在主閥閥芯的內(nèi)部嵌套導(dǎo)閥閥芯，用主閥閥芯來(lái)充當(dāng)導(dǎo)閥的閥體，與現(xiàn)有導(dǎo)控結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，削減了構(gòu)件數(shù)目，不僅縮小了流體控制閥的體積還有效減輕了控制閥的重量。
另外，本發(fā)明提供的閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)不需要外加另外的機(jī)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)位置反饋，相比傳統(tǒng)流體控制元件省去了位移一力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，因而降低了加工制造難度，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。
此外，本發(fā)明提供的流體控制閥的閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)，通過(guò)內(nèi)置的導(dǎo)閥閥芯在安裝孔中作直線運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)敏感腔的流體壓力，進(jìn)而連續(xù)調(diào)節(jié)左右閥腔的壓力差，實(shí)現(xiàn)主閥閥芯在閥體內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，從而提高了導(dǎo)閥對(duì)主閥芯的位置控制精度。
【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中比例閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中伺服閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例一的剖視圖；
圖4-1是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例一的主閥閥芯的結(jié)構(gòu)TK意圖一；
圖4-2是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例一的主閥閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
圖4-3是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例一的主閥閥芯的剖視圖；
圖5是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例一的導(dǎo)閥閥芯的結(jié)構(gòu)TK意圖；
圖6是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7-1是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例一在平衡狀態(tài)下的示意圖；
圖7-2是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例一在導(dǎo)閥閥芯向左移動(dòng)時(shí)的工作示意圖；
圖7-3是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例一在導(dǎo)閥閥芯向右移動(dòng)時(shí)的工作示意圖；
圖8是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例二的剖視圖；
圖9-1是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例二的主閥閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖9-2是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例二的主閥閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
圖10是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11-1是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例二在平衡狀態(tài)下的示意圖；
圖11-2是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例二在導(dǎo)閥閥芯向左移動(dòng)時(shí)的工作示意圖；
圖11-3是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例二在導(dǎo)閥閥芯向右移動(dòng)時(shí)的工作示意圖；
圖12是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例三的剖視圖；
圖13-1是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例三的主閥閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖13-2是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例三的主閥閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
圖13-3是本發(fā)明閥芯內(nèi)直動(dòng)導(dǎo)控機(jī)構(gòu)實(shí)施例三的主閥閥芯的剖視圖；
圖14是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15-1是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例三在平衡狀態(tài)下的示意圖；
圖15-2是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例三在導(dǎo)閥閥芯向左移動(dòng)時(shí)的工作示意圖；
圖15-3是本發(fā)明流體控制閥實(shí)施例三在導(dǎo)閥閥芯向右移動(dòng)時(shí)的工作示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0005]I一第一主閥閥芯；2—導(dǎo)閥閥芯；11—第一環(huán)形槽；12—安裝孔；13—第一控制窗口 ；14一第二控制窗口 ；21—第二環(huán)形槽；22—左控