CN2197499Y - 数字比例压力流量复合阀 - Google Patents

Abstract

一种数字比例压力流量复合阀，在阀体左侧设有 压力主阀套，其内滑动配合主阀芯；右侧滑动配合流 量主阀芯，先导阀芯以滑动配合处于中心，其上端顶 靠驱动单元；左侧上方设有压力先导阀。该阀可以直 接接收计算机的数字量控制信号，有机地将压力和流 量的控制集成于一个控制元件中，最大限度地简化结 构，从结构上保证***压力的稳定性和流量阀芯进出 油口的压差稳定性，同时提高主机的效率和自动化程 度、降低能耗。

Description

本实用新型涉及一种数字比例压力流量复合阀，确切地说是一种特别适用于注塑机械的液压控制元件。

电液比例技术是近二十年来新发展起来的液压控制技术，此时在接收计算机数字信号以前需要先用D／A转换器将数字量信号转换成模拟量信号才能达到控制目的。电液数字技术则是近十年来随着计算机技术迅速发展才出现的，此时可以直接接收来自计算机的数字控制信号。目前我国工业界已开始采用电液比例技术来节省主机的能耗和提高自动化控制程度。为此广泛使用比例压力阀和比例流量阀，或者简单地将两者合在一起使用，这样虽在一定程度上简化了液压控制***，但由于这是两个独立的比例控制元件，在实用中仍有如下所述的不足：例如目前国内使用的比例阀都是只能接收模拟量信号的，来自计算机的数字量信号需经D／A转换器，而阀的内部结构原理上仍是常规结构；使用比例流量阀来代替比例节流阀时，由于这是简单的组合，而比例流量阀中的节流阀芯和减压阀芯则是两个独立的构件，因此结构上较为复杂；调节压力时常因溢流量太小而使整个液压***压力不稳定，这对精密注塑影响极大；调节流量时因实际使用的是比例节流阀，节流阀进出油口的压差是由溢流阀主级来保证其恒定的，负载有变化时首先直接影响节流阀芯进出油口的压差稳定性，这对注塑速度的平稳有影响。

本实用新型的任务是提出一种数字比例压力流量复合阀，使该阀可以直接接收计算机的数字量控制信号。有机地将压力和流量的控制集成于一个控制元件中，最大限度地简化结构，从结构上保证或改善现有技术中***压力的稳定性和流量阀芯进出油口的压差稳定性，同时提高主机的效率和自动化程度、降低能耗。

实施本实用新型任务的具体技术措施如下所述：在一个共用阀体左侧***压力油口和回油口之间设有一个压力主阀套，该主阀套内滑动配合一个压力主阀芯，该主阀芯内则设有一个带弹簧的阻尼活塞使其下端直角边缘紧靠在主阀套内缘锥角上，该锥角小于常规阀的角度，其α角≤30°。在上述共用阀体右侧***压力油口、控制油口和先导阀回油口之间滑动配合一个流量主阀芯，该主阀芯沿径向外缘对称设有呈V形或矩形的台肩，其上端设有一个压盖，其下端由一个弹簧支承在一个下盖上，该下盖又由另一个弹簧向上支承一个流量先导阀芯，该先导阀芯则以滑动配合处于主阀芯的中心。在上述共用阀体的上方固定一个上体，该上体右侧设有一个驱动单元，该单元的动作杆顶靠在流量先导阀芯的上端。在上体左侧设有一个压力先导阀，该先导阀由一个阀体、一个驱动单元、两个带弹簧的锥阀芯和两个带螺纹可调节的阀杆组成，其中一个阀杆带有一个阻尼器。在上述共用阀体、上体和压力先导阀体内设有相应的油道、油口和阻尼器，其中一个油口为外部单独控制油口。

现在结合附图对本实用新型数字比例压力流量复合阀的一个实施例详述其工作原理，以便全面了解上述任务是怎样完成的。

图1表示本实用新型数字比例压力流量复合阀的结构示意图。

图2表示图1中的放大详图Ⅰ。

图3表示图1中的A向局部剖视图。

由图1可知，本实用新型数字比例压力流量复合阀是由共用阀体16、上体2和先导阀体24组成一个整体。其左侧包含压力阀和压力先导阀的全部构件及其驱动单元21，其右侧包含流量阀和流量先导阀的全部构件及其驱动单元1。

由图1和2所示压力阀主阀芯13采用直角结构，主阀套14的锥角采用小于常规的角度，其α角值≤30°。出阀口的流量方程，即由（q＝CdπDXSinα $\sqrt{\mathrm{2/e△P}}$ ）溢流量，Cd为流量系数，D为出流口直径，X为阀的开口量，α为主阀套的半锥角，e为油液密度，△P为进出油口压力差）可知其溢流量较小，实践表明阀的调压偏差较小、噪声小和稳定裕度大，因而在较小溢流量时压力也很稳定。

流量阀主阀芯7将常规节流阀芯和减压阀芯合二为一，这样不但简化了结构，而且由压力阀主级和流量阀出口（即负载）压力直接来保证该阀口两端的压差恒定，在先导阀芯9保持位置不变的同时，主阀芯7的开度也保持不变，从而保证了流量的稳定性。

流量阀主阀芯7的节流口设成如图3所示的V形槽或矩形槽（虚线所示），可以提高阀流量的线性度，并可使控制流量较为精细。

流量阀的先导阀芯9与主阀芯7间的关系始终保持油道6和10处于关闭状态，有效地体现数字量的特点，即“开”和“关”，正由于这种结构才体现该阀“数字”化的特征。

一般液压元件随其通油能力增大，控制压力提高，所需驱动功率也要相应增大。由于流量阀的先导阀芯9上没有压力油的作用，且油道6和10始终处于关闭状态，使其操纵力仅与弹簧28的压力有关，即与支承先导阀芯9重量和使其复位的弹簧力相平衡，压力阀部分采用的是在不同压力级下通过改变锥阀芯22前端的作用面积来实施，因此本实用新型数字比例压力流量复合阀的驱动单元可以选用最小功率的元件。

本实用新型数字比例压力流量复合阀在不改变其内部结构情况下可实现以下三种控制方式：驱动单元1、21采用步进电动机和相应传动机构时可构成数字比例压力流量复合阀，驱动单元1、21采用比例电磁铁直接驱动时可构成比例压力流量复合阀，驱动单元1、21为手调压力先导阀和手调流量先导阀时就可构成一般压力流量复合阀，因此该阀具有较大的适用性。

当***处于调节流量工况时，给比例压力阀的先导阀一个稳定的电信号，使锥阀芯22保持稳定的开度，这样进油口内P腔有一个恒定压力P_O。再给比例流量阀一个数字量信号，使先导阀芯9下移打开P_p腔与油道6的控制台肩，***主压力P_O经油道27进入P_p腔，再经油道6进入流量阀主阀芯7的上腔形成压力P₁，此时下腔压力为P₂的压力油经油道10进入先导阀芯9的P_y腔，经其回油口Y无压流出，这样原来作用在主阀芯7上的平衡关系被打破，主阀芯7就下移直至各控制油道关闭建立新的平衡关系为止。如果A腔内压力P_A突然上升控制油经阻尼孔12进入主阀芯7的下腔，使P₂压力也增加，主阀芯7就上移，改变后的压力P₂经油道10进入先导阀芯9的无压腔形成压力下降，此时P_p腔的压力油经油道6进入主阀芯7的上腔，再次使其下移至各控制口关闭，维持原有平衡关系。当然，上述突然上升的A腔压力P_A控制油也会经油道8、滤网4、阻尼器3、油道18、阻尼器23进入压力先导阀的锥阀22前端，另一路经阻尼器17进入压力阀主阀芯13的上腔，使进油口P腔压力改变。综上所述可知，在保证先导阀芯9位置固定时，主阀芯7的V形或矩形槽也就保持一个稳定的开口，同时由于其两端压差稳定，通过A腔压力油的流量也是稳定的。

当***处于保压工况时，给流量先导阀芯9一定的位移量，保证主阀芯7有一定的开度，此时通过改变输入驱动单元21的信号，即可获得与输入信号成比例的***保压压力。

压力先导阀芯19和调节螺钉20可以预先调定一个略高于***的压力，防止***峰值压力过高。调节螺杆25可以调定先导阀的初始压力，克服零件积累误差。压力先导阀的回油统一经油道26汇入流量先导阀芯9的P_y腔，再经回油口Y无压流回油箱，这样可以获得最低背压和最小起始调节压力。主阀芯13上腔的阻尼活塞15可以提高主阀芯的稳定性。

当流量控制在非工作状态时，即使给驱动单元21施加控制信号也不起作用，***始终处于卸荷状态，从而可进一步节能。

Claims (2)

1、一种数字比例压力流量复合阀，由先导级和主级阀体和阀芯组成，其特征在于，在一个共用阀体(16)左侧***压力油口(P)和回油口(T)之间设有一个压力主阀套(14)，该主阀套内滑动配合一个压力主阀芯(13)，该主阀芯内则设有一个带弹簧的阻尼活塞(15)，使其下端直角边缘紧靠在主阀套(14)内缘锥角上：在上述共用阀体(16)右侧***压力油口(P)、控制油口(A)和先导阀回油口(Y)之间滑动配合一个流量主阀芯(7)，该主阀芯沿径向外缘对称设有呈V形或矩形的台肩，其上端设有一个压盖(5)，其下端由一个弹簧(29)支承在一个下盖(11)上，该下盖又由另一个弹簧(28)向上支承一个流量先导阀芯(9)，该先导阀芯则以滑动配合处于主阀芯(7)的中心；在上述共用阀体(16)的上方固定一个上体(2)，该上体右侧设有一个驱动单元(1)，该单元的动作杆顶靠在流量先导阀芯(9)的上端；在上体(2)左侧设有一个压力先导阀，该先导阀由一个阀体(24)、一个驱动单元(21)、两个带弹簧的锥阀芯(19、22)和两个带螺纹可调节的阀杆(20、25)组成，其中一个阀杆(25)带有一个阻尼器(23)；在上述共用阀体(16)、上体(2)和压力先导阀体(24)内设有相应的油道、油口(T、P、X、Y、A)和阻尼器(3、12、17)，其中一个油口(X)为外部单独控制油口。

2、按权利要求1所述的数字比例压力流量复合阀，其特征在于，压力主阀套（14）内缘锥角小于常规阀的角度，其α角≤30°。