专利名称：高压高水基伺服流量阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于高压高水基条件下的液体流量阀。
目前，已知的液体流量阀，一般均只能适用以矿物油做为传动介质的条件，且随动伺服性能均不能满足精密调试和生产的要求，而使用矿物油介质，价格昂贵，成本高，易燃，易污染，故八十年代以来，国内外都把高水基液压技术做为重要的发展方向。
现有的以水为工作介质的传动装置，有两种型式一为“机控水”(俗称大搬把)；一为“油控水”。这两种型式在速度调节方面均有一定缺陷。现分述於后
图1“机控水”控制机理图；图2“油控水”控制机理
图1.“机控水”(俗称大搬把)型式其动作机理详见
图1，这种结构复杂，磨损后维修困难，操作精度低，相应的阀门动作不易协调整，工人劳动强度大。
2.“油控水”的型式其动作机理详见图2，这种控制方式，需建立油、水两种介质的动力源，两套管路系统，泵阀元件规格多，管路复复开启频繁，振动大，易泄漏、污染环境。油水混合而变质，成本高。
本实用新型的目的是提供一种既能适用於高压，高水基条件，又能方便地采用水来调节(即水控水)基阀的流量的伺服流量阀。
本实用新型的目的是这样实现的将主阀座、主阀芯，先导阀座，先导阀芯依顺序装入阀体中，而先导阀的另一端通过丝杠、连接杆和步进电机相连接。当步进电机正向旋转时，先导阀被提升起来，则原由先导阀的锥体尖端所堵塞住的先导阀座(主阀芯顶部)的管道口开口度增大，液体通过管道口被排出，而进入控制腔的液体量少，控制腔压力低于平衡压力，主阀芯受力失去平衡，下大上小，主阀芯升起，通往工作缸的通路打开，液体进入工作缸的流量增大。
而当步进电机反向旋转时，使先导阀的开口度(即与先导阀座之间的间隙)减小，这样进入控制腔的流量增大，而排出的流量小，控制腔压力高于平衡压力，主阀芯受力又失去平衡，下小上大，主阀芯下降，通往工作缸的通道被堵住，液体进入工作缸的流量减小。
当步进电机停止旋转，如果控制腔内未达到平衡压力，主阀芯就会自动升降，自动改变先导阀的开口制度，直至控制压力达到平衡值为止。此时，主阀芯上下受力平衡，稳定地停止在给定的位置上。
上述根据电信号发令，使步进电机的正转、反转和停转，以改变通过主阀芯进入工作缸流量的增大，减小和平衡的原因，是由于在此方案中，将该阀的先导阀座和主阀芯二者设计成一体，这样先导阀座的升降实际也就是主阀芯的升降。
因为先导阀座的是一空心的直径较细的园柱体，主阀芯的直径较粗大，换言之，先导阀座断面积小，主阀芯断面积大。步进电机只需很小很小的力就可改变先导阀的开口度，也就是改变了控制腔的压力，此压力作用於面积远大於先导阀座的主阀芯上，就产生很大的推动主阀芯升降的力，正是此点，保证伺服流量阀具有很高的灵敏性，准确性，体现出“伺服”的含义。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明图3、本实用新型的原理框图图4、本实用新型的一个实施例的纵剖面构造图图中1、步进电机，2、先导阀，3、先导阀座，4、主阀芯，5、主阀座，6、阀体(以双点画线表示)图中A、B——均为工作腔X——控制腔a、b、c——工作介质(水或油液体)的通道K——工作介质进入阀的方向K1——工作介质出阀方向(进入工作缸)K2——工作介质回零方向在图4中，主阀座(5)，主阀芯(4)，先导阀座(3)，先导阀(2)，步进电机(1)，依次顺序地装入阀体(6)(以双点画线表示)内，先导阀(2)的顶端为尖锥体，顶尖插入先导阀座内，尾端有螺纹并通过连杆(图中未标号)与步进电机相连。
当工作介质经K向进入A腔，再经主阀芯(4)和主阀座(5)形成阀口及B腔，从K方向进入工作缸；A腔通过阻塞与X控制腔连接，从控制腔X通过通道B、先导阀(2)和先导阀座(3)形成阀口和通道C连接，通道C从K2方向直接排零或排低压系统。
当主阀芯(4)在行程中某一位置不动时，先导阀(2)维持着固定平衡开口度。主阀芯受力应满足平衡方程式P(F1－F2)＝Px·Fx其中P——主阀芯工作腔A工作压力F1——主阀芯阀口环形面积F2——主阀芯平衡活塞环形面积Px——主阀芯控制腔X平衡压力Fx——主阀芯控制腔X环形面积当电机(1)正向旋转时，先导阀(2)开口度大于平衡开口度。此时Px下降至Px’，主阀芯平衡状态被破坏，其受力为P(F1－F2)＞Px’·Fx主阀芯向上运动，主阀芯开口度增大，进入工作缸流量也增加。在主阀芯向上运动过程中，由于先导阀座(3)和主阀芯(4)是刚性连接(或做成一体)先导阀(3)开口度逐渐减小，直至恢复平衡开口度。那么Px’逐渐增大到Px，一旦Px’增大到Px，主阀芯又恢复平衡状态，维持调定的开口度不变。这样工作缸也维持在调定流量值上。
当步进电机(2)反向旋转时，先导阀(2)开口度小于平衡开口度。此时Px增大到Px”，主阀芯(4)平衡状态又被破坏，其受力为P(F1－F2)’＜Px”Fx主阀芯在液压力作用下运动。主阀芯(4)开口度减小，进入工作缸流量也相应减小。在主阀芯向下运动过程中，由于先导阀阀座(3)和主阀芯(4)是刚性连接，先导阀开口度逐渐增大，直到恢复到平衡开口度。那么，Px”逐渐减小到Px。一旦Px”减小到Px，主阀芯又恢复平衡状态，维持新的调定的开口度不变。这样，进入工作缸的流量也维持在新的调定值上。
本实用新型，实现了在高压高水基的条件下，使用挤压水压机生产有色和黑色金属制品时，对挤压速度进行瞬时控制，恒速控制及慢速控制，提高金属的机械性能。大大减少废品，提高劳动生产率。
权利要求一种高压高水基伺服流量阀，在阀体中，依序将主阀座、主阀芯、先导阀座、先导阀装入，再将先导阀尾部通过连杆与步进电机相连，其特征是先导阀座和主阀芯刚性连结成一体，亦即二者做成一体。
专利摘要本实用新型属高压高水基流量阀范畴，该阀由步进电机，先导阀及阀座，主阀芯与阀座所构成，其先导阀座与主阀芯为一整体零件，或刚性联接成一整体，可实现阻尼匹配，当前置放大级设有输入信号时，自动维持进出控制腔的工作介质平衡等量；当前置放大级输入很小的力，可产生启闭主级阀的极大力量，即实现液压放大功能。该阀以其动作灵敏流量大，密封性好及易加工制造等优良性能，而在国内的锻压和冶金系统内得到了愈来愈广泛的应用。并开始走向国外，获得良好的经济效益。
文档编号F15B13/00GK2203723SQ9320812
公开日1995年7月19日 申请日期1993年3月27日 优先权日1993年3月27日
发明者刘权, 冯铸 申请人:机械部西安重型机械研究所