紧凑型数字式比例节流插装阀的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种比例节流插装阀，尤其是一种数字式比例节流插装阀。


背景技术：

[0002]
当前，国内外传统基于安装面连接的“板式阀”、“叠加阀”及其组合产品，正面临基于插装连接的“螺纹插装阀”、“二通插装阀”等高功密类液压产品挑战。基于插装连接的高功密模块化液压控制单元处于快速发展阶段，是液压设备在中等流量(100～400l/min)需求中应用的高可靠性的部件级产品，具有极强的技术和成本优势。
[0003]
传统基于二通插装阀技术的产品，主要用于工业液压的中大流量和功率范围，应用具有局限性，相对产量较少，经济性和技术优势较弱。传统板式阀及组合产品的整体功率密度较低，面临退出，亟待理论突破和方法创新。
[0004]
近年，发展miniso紧凑型插装阀技术提出的全新解决方案，能够对传统结构产品规模性替代，充分发挥后发优势，形成新的大规模定制的液压产品的技术体系。
[0005]
比例节流插装阀作为高功密模块化液压控制单元中具有比例流量控制功能的重要组成产品，与基于板式安装面的比例换向阀相比，具有显著优势。
[0006]
现有市场上比例节流插装阀的类型主要有以husco ehpv为代表的位移-机械反馈型、以eaton epv为代表的位移-力反馈型，以及以rexroth fes为代表的位移-电反馈型。这三种类型的比例节流插装阀均由于应用限制及价格比较昂贵，并未能占据主流应用。以位移-力反馈型为例，由于油液粘度随着温度变化会在较大范围内进行波动，在具体应用中受到环境温度影响会比较大，所以在一些对于环境温度有特殊要求的场景，这种类型的比例节流插装阀就会受到限制；husco ehpv由于其内部结构相当复杂，加工难度高，只能够在一些高要求的特定场景进行应用。
[0007]
与上述两种类型的比例节流插装阀相比，位移-电反馈型具有明显优势，且已取得比较广泛的应用，它的先导阀由模拟量信号进行控制。但是，在实际应用过程中，模拟量控制信号总是受到干扰(信号中不希望得到的随机变化值)，信号被多次复制或进行长距离传输之后，这些干扰的影响可能会变得十分显著。
[0008]
而数字量控制信号的抵抗环境干扰的能力比模拟信号强，即使因干扰信号的值超过阈值范围而出现了误码，只要采用一定的编码技术，也很容易将出错的信号检测出来并加以纠正因此，与模拟信号相比，数字信号在传输过程中具有更高的抗干扰能力，更远的传输距离，且失真幅度小。
[0009]
在现有技术中，先导阀采用二位三通比例节流阀，比例型节流插件的上部控制腔的压力取决于二位三通比例节流阀的中间控制油口，通过模拟量控制信号，使得阀芯保持在一定的开口位置，从而决定了中间控制油口的压力。但是，模拟量控制信号容易受到周围环境的干扰。
[0010]
因此，需要提出的一种紧凑型数字式比例节流插装阀，由于采用二位二通的高速开关电磁阀，由数字量信号进行控制，解决了现有比例节流插装阀，尤其是通径规格为16mm
及25mm的比例节流插装阀的技术解决方案中的不足。


技术实现要素：

[0011]
本实用新型要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种紧凑型数字式比例节流插装阀。
[0012]
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种紧凑型数字式比例节流插装阀，具有一个盖板体、一个比例型节流插件以及电子控制单元，所述盖板内装有梭阀、阻尼螺塞、直线型位移传感器以及高速开关电磁阀，所述盖板体下端装有比例型节流插件；所述直线型位移传感器连接比例型节流插件的的阀芯，用于测量阀芯的位移量，所述电子控制单元分别连接直线型位移传感器和高速开关电磁阀，所述电子控制单元给高速开关电磁阀提供pwm控制信号，并接收直线型位移传感器的位移量信号；所述盖板体的底部安装面上分别设有控制油口x、z2、y，所述控制油口x与比例型节流插件的底部油腔进行连接，控制油口z2与比例型节流插件的侧面油腔进行连接，控制油口y与整个控制回路的回油通道t进行连接；所述控制油口x经梭阀分成二路，一路直接连接比例型节流插件的侧面油腔，另一路通过阻尼螺塞连接比例型节流插件的控制油口a，比例型节流插件的控制油口a通过高速开关电磁阀连接控制油口y。
[0013]
进一步，当高速开关电磁铁失电时，所述比例型节流插件的控制油口a与回油t相通。
[0014]
进一步，所述电子控制单元发出pwm控制信号给高速开关电磁阀，用于所述比例型节流插件的尾部末端设有两个径向对称的三角形窗口；所述比例型节流插件与盖板体通过设置在盖板体内部的组合式安装孔进行滑入式连接和固定。
[0015]
进一步，所述直线位移传感器的轴线与比例型节流插件的主轴线相互重合。
[0016]
进一步，所述高速开关电磁阀的轴线与所述直线位移传感器的轴线相交。
[0017]
进一步，所述电子控制单元具有插头式数字闭环放大器，插头式数字闭环放大器直接与高速开关电磁阀的电插头进行连接。
[0018]
进一步，所述直线位移传感器采用霍尔型位移传感器。
[0019]
进一步，所述直线位移传感器采用线圈型位移传感器。
[0020]
本实用新型的有益效果：
[0021]
1.高频pwm控制下的二位二通高速开关电磁阀已经具有比例阀的功能，在一定程度上已经是比例阀，用它来替代传统的二位三通比例节流阀用作先导阀，可以实现比例功能的数字量信号控制；
[0022]
2.由于数字量控制信号的抵抗环境干扰的能力比模拟信号强，因此使得本实用新型的紧凑型数字式比例节流插装阀具有更高的可靠性；
[0023]
3.电子控制单元的部分功能集成在插头式数字闭环放大器中，直接与高速开关电磁阀的电插头进行连接，使得本实用新型申请的比例节流插装阀更加紧凑。
[0024]
4.电子控制单元给高速开关电磁阀提供pwm控制信号，取代传统的模拟量信号控制方式，提高了比例节流插装阀的抗干扰能力。
附图说明
[0025]
图1是本实用新型的紧凑型数字式比例节流插装阀的原理图；
[0026]
图2是本实用新型的紧凑型数字式比例节流插装阀的等效符号图；
[0027]
图3是本实用新型的紧凑型数字式比例节流插装阀的外形示意图；
[0028]
图4是本实用新型的紧凑型数字式比例节流插装阀的结构图；
[0029]
图5是二位二通高速开关电磁阀结构图；
[0030]
附图标记：1-1-0为比例型节流插件，1-1-1为比例型节流插件的密封组件，1-1-2为尾部带三角形窗口的阀芯，1-1-3为比例型节流插件的阀套，1-1-4为比例型节流插件的弹簧，1-2-0为盖板体，1-3-0为二位二通高速开关电磁阀，1-3-1为阀套安装座，1-3-2为推杆，1-3-3为左固定座，1-3-4为中间固定座，1-3-5为左中间密封座，1-3-6为弹簧，1-3-7为密封座，1-3-8为高精度钢球，1-3-9为右固定座，1-3-10为高速开关电磁铁，1-4-0为直线型位移传感器，1-4-1为触发器，1-4-2为磁铁，1-4-3为耐压头，1-4-4为传感器外壳，1-4-5为插座骨架，1-4-6为锁定螺母，1-5-0为梭阀，1-6-0为阻尼螺塞，1-7-0为电子控制单元，1-8-0为插头式数字闭环放大器。
具体实施方式
[0031]
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0032]
如图1至图5所示，一种紧凑型数字式比例节流插装阀，由比例型节流插件1-1-0、盖板体1-2-0、二位二通高速开关电磁阀1-3-0、直线位移传感器1-4-0、梭阀1-5-0、阻尼螺塞1-6-0及电子控制单元1-7-0组成。
[0033]
如图1所示，梭阀1-5-0、阻尼螺塞1-6-0、直线型位移传感器1-4-0以及二位二通高速开关电磁阀1-3-0均安装在盖板体1-2-0内。盖板体1-2-0下端装有比例型节流插件1-1-0。直线型位移传感器1-4-0连接比例型节流插件1-1-0的尾部带三角形窗口的阀芯1-1-2，用于测量尾部带三角形窗口的阀芯1-1-2位移量。直线型位移传感器1-4-0和二位二通高速开关电磁阀1-3-0分别连接电子控制单元1-7-0。电子控制单元1-7-0给二位二通高速开关电磁阀1-3-0提供pwm控制信号，并接收直线型位移传感器1-4-0的位移量信号。
[0034]
盖板体1-2-0的底部安装面上设置三个控制油口，分别为x、z2及y，其中控制油口x与比例型节流插件1-1-0的底部油腔进行连接，控制油口z2与比例型节流插件1-1-0的侧面油腔进行连接，控制油口y与整个控制回路的回油通道t进行连接。控制油口x经梭阀1-5-0分成二路，一路直接连接比例型节流插件1-1-0的侧面油腔，另一路通过阻尼螺塞1-6-0连接比例型节流插件1-1-0的控制油口a，比例型节流插件1-1-0的控制油口a通过二位二通高速开关电磁阀1-3-0连接控制油口y。
[0035]
附图2为本实用新型的等效符号图，可以看出：本实用新型提供的是一种常闭式的带直线型位移传感器的二位二通比例型节流阀，附图3是本实用新型的外形示意图。
[0036]
如图4所示，阀芯1-1-2、阀套1-1-3及弹簧1-1-4的轴线互相重合，与密封组件1-1-1共同组成比例型节流插件1-1-0。阀芯1-1-2置于阀套1-1-3内，上部通过弹簧1-1-4与盖板体1-2-0连接。直线型位移传感器1-4-0由触发器1-4-1、磁铁1-4-2、耐压头1-4-3、传感器外壳1-4-4、插座骨架1-4-5组成，触发器1-4-1与比例型节流插件1-1-0的阀芯1-1-2通过端部螺纹进行连接，并通过螺母1-4-6进行固定和锁紧。直线型位移传感器1-4-0通过内部设置
的触发器1-4-1来检测阀芯1-1-2在开启或关闭过程中的位移，并将信号反馈给电子控制单元1-7-0。
[0037]
如图5所示，高速开关电磁阀1-3-10主要由阀套安装座1-3-1、推杆1-3-2、左固定座1-3-3、中间固定座1-3-4、左中间密封座1-3-5、弹簧1-3-6、密封座1-3-7、高精度钢球1-3-8、右固定座1-3-9、高速开关电磁铁1-3-10组成，阀套安装座1-3-1内从左至右依次安装有左固定座1-3-3、中间固定座1-3-4、左中间密封座1-3-5、密封座1-3-7、右固定座1-3-9。左固定座1-3-3、中间固定座1-3-4、左中间密封座1-3-5、密封座1-3-7内置有推杆1-3-2，推杆1-3-2与左中间密封座1-3-5之间装有弹簧1-3-6，密封座1-3-7右端通过高精度钢球1-3-8与右固定座1-3-9连接，安装座1-3-1左端与高速开关电磁铁1-3-10连接。
[0038]
在高速开关电磁阀1-3-0的高速开关电磁铁1-3-10不通电时，节流插件的控制油口a与回油t相通；在电子控制单元1-7-0在某一频率范围内给高速开关电磁铁1-3-10提供pwm信号时，通过调整pwm控制的占空比和频率，控制高速开关电磁阀1-3-0的开或关的时间比例，使钢球1-3-8平均开度保持在一个水平，从而控制高速开关电磁铁1-3-10的a口的压力，最终实现阀芯1-1-2的开口度控制，实现比例节流功能。
[0039]
电子控制单元1-7-0的部分功能可以集成在插头式数字闭环放大器1-8-0中，使得本实用新型的比例节流插装阀更加紧凑和小型化。
[0040]
本实施例中，高速开关电磁阀作为一种性能优异的电液控制元件,不仅响应时间快,而且成本是伺服阀和比例阀的1/10左右，高频pwm(100hz左右)控制下的高速开关阀已经具有比例阀的功能,在一定程度上已经是比例阀。
[0041]
除此之外，高速开关电磁铁的线圈电阻和匝数、弹簧的刚度、钢球的质量以及pwm的调制频率，均会对高速开关电磁阀的比例开关功能有着直接的影响。
[0042]
比例型节流插件的尾部末端设有两个径向对称的三角形窗口；比例型节流插件与盖板体通过设置在盖板体内部的组合式安装孔进行滑入式连接和固定；直线位移传感器安装在盖板体上，它的轴线与比例型节流插件的主轴线相互重合；高速开关电磁阀安装在盖板体上，它的轴线与上述直线位移传感器的轴线相交。电子控制单元的部分功能集成在插头式数字闭环放大器中，直接与高速开关电磁阀的电插头进行连接。直线位移传感器采用霍尔型位移传感器。直线位移传感器采用线圈型位移传感器。电子控制单元的部分功能集成在插头式数字闭环放大器中，直接与高速开关电磁阀的电插头进行连接。