一種電液伺服閥的製作方法

2023-06-14 02:27:26

一種電液伺服閥的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種流體控制裝置，具體涉及一種新型電液伺服閥，包括殼體(1)、閥芯(17)、閥套(2)、固定節流孔(5)、噴嘴(14)、線圈(10)、銜鐵(9)、彈簧管(12)、擋板(13)、反饋杆(19)、永久磁鋼(8)、均壓油濾(11)，其特徵在於：所述電液伺服閥隨下潛深度增加而增加的外部壓力通過均壓油濾(11)均衡彈簧管(12)內外兩側的壓力，降低了蓋體(6)和彈簧管(12)的結構強度要求。所述的擋板(13)和噴嘴(14)組成的可變節流裝置既能增加電液伺服閥工作穩定性也保證了其在深海高壓高粘度流體中的驅動能力。所述的擋板(13)和反饋杆(19)一體化設計，反饋力矩直接反饋在擋板上。所述擋板(13)為圓柱形擋板，降低了零組件的加工難度。
【專利說明】_種電液伺服閥

【技術領域】
[0001]本發明屬於電液伺服控制工程領域，具體涉及一種深水深海電液伺服閥。

【背景技術】
[0002]電液伺服閥是電液伺服控制系統中的關鍵性元件，其性能對系統特性影響巨大，但現有的電液伺服閥主要應用在地面設備、航空航天、艦船，以及淺水淺海領域。目前，在海洋油氣勘探開發等領域，大多數水下作業具有壓力高、負載重等特點，而且隨著作業設備下潛深度的加深，環境壓力越來越高，所以現有的電液伺服閥已經不能滿足深水深海下的使用要求。因此，為滿足不斷提升的高壓環境下的作業需求，研製出能在高壓環境中性能穩定、結構緊湊的電液伺服閥已成為亟待解決的問題。
[0003]現有電液伺服閥一般為兩級電液伺服閥，因為電液伺服閥為精密伺服控制元件，他不僅包含了機械零部件、還包括電氣元件和磁性元器件，為了保證其正常工作，經常採用蓋體把這些元器件與外部空氣隔絕開來，這樣的蓋體在大氣壓力下或者在較低壓力下均能起到很好的密封效果，但在深水深海高壓環境下，導致在承受外部高壓的作用下結構強度和密封均不可靠。而且，在一般的液壓伺服系統中，電液伺服閥內部溢流腔的壓力基本保持在一個恆定的較低值上，而在深水深海環境下，系統供、回油壓力隨著作業設備下潛深度的增加而增加，因此電液伺服閥溢流腔壓力隨著作業設備下潛深度的增加而增加，這也造成了電液伺服閥中的關鍵元件-彈簧管內部壓力急劇增加，其結構強度也會受到嚴峻考驗。
[0004]而且，在地面設備、航空航天等領域，因為電液伺服閥力矩馬達部分被蓋體與外界隔離，所以其力矩馬達部分實際是在無阻尼狀態下工作，但在深水深海領域，電液伺服閥力矩馬達部分浸泡在高壓高粘性阻尼液體中，這樣就需要力矩馬達既有較好的零位穩定性也要有更高的驅動增益。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種能夠在全海深高壓高粘度環境下使用的深水深海電液伺服閥，可應用於深水深海等高壓環境下的液壓伺服控制系統。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種電液伺服閥，應用於深海液壓系統，包括殼體(1)、閥芯(17)、閥套(2)、節流孔(5)、噴嘴(14)、線圈(10)、擋板(13)、反饋杆(19)、均壓油濾(11)，其特徵在於，所述均壓油濾(11)通過過盈壓合在上蓋(6)中，所述均壓油濾(11)均衡彈簧管(12)內外兩側的壓力，降低蓋體(6)和彈簧管(12)的結構強度要求；擋板(13)和噴嘴(14)組成可變節流裝置，用於增加電液伺服閥的工作穩定性及驅動能力；反饋杆(19)與擋板(13) 一體成型製成；
[0007]所述上蓋(6)內設有力矩馬達，該力矩馬達包括導磁體7、永久磁鋼8、銜鐵9、彈簧管12以及擋板13 ;導磁體7之間形成一個空腔，永久磁鋼8位於導磁體7之間；銜鐵9上設有線圈10，彈簧管12與銜鐵9連接，擋板13的一端與銜鐵9連接，擋板13另一端的反饋杆19從彈簧管12的孔中穿出；
[0008]所述閥體內設有位於擋板13兩側的噴嘴14，在擋板13的下端為一個帶球頭的反饋杆19，閥體內設有與反饋杆19球頭接觸的閥芯17，所述閥芯17滑動配合於閥套2的孔中，殼體1上設有與進油口連接的固定節流孔5 ;
[0009]所述擋板13、噴嘴14、固定節流孔5共同構成一個前置液壓放大級，壓力液經濾油器4和兩個固定節流孔5流到閥芯17左、右兩端油腔及兩個噴嘴腔，由噴嘴14噴出，經閥芯17的中部油腔流回油箱；
[0010]所述閥芯17、閥套2和擋板14下部的反饋杆19組成一個功率放大級；
[0011]當電液伺服閥隨工作設備在深海中下潛時，系統油源壓力在自增壓油箱作用下隨下潛深度的增加而增加，壓力油通過均壓油濾11進入力矩馬達中，保證了上蓋(6)內外的壓力恆定，也保證了彈簧管12內外的壓力恆定；當線圈10無控制電流通過時，力矩馬達無力矩輸出，擋板13處於噴嘴14中間位置；輸入控制電流通過線圈10時，銜鐵9被磁化，如果輸入的電流使銜鐵9的左端為N極，右端為S極，則根據同性相斥、異性相吸的原理，銜鐵9向逆時針方向偏轉；彈簧管12彎曲變形，產生相應的反向力矩，致使銜鐵9轉過一定的角度後停止；銜鐵9帶動與之相連接的擋板13偏轉，使擋板13與噴嘴14之間的間隙不等，則造成閥芯17兩端的壓力不等，壓力油推動閥芯17移動；閥芯17移動的同時，反饋杆19下端的球頭亦隨同移動，直接帶動擋板13轉動，使它在噴嘴14間的偏移量減小，從而實現了反饋。當此反饋力矩與力矩馬達的驅動力矩相等時保持平衡，閥芯17便保持在這一開度上不再移動；壓力油通過此開度輸出與控制信號相對應的流量。
[0012]所述擋板(13)為圓柱狀擋板。
[0013]本發明的優點與積極效果:
[0014]1.耐高壓:本發明均壓補償裝置，保證了電液伺服閥薄弱關鍵部件彈簧管內外腔的壓差處於一個較低值，極大地提升了電液伺服閥可承受外壓的能力，使電液伺服閥可以應用在深水深海等外部高壓環境中。
[0015]2.性能穩定:本發明採用特殊設計的噴嘴擋板結構，即保證了電液伺服閥的工作穩定性，也保證了在深海高壓高粘度流體中的驅動力，所以具有更好的穩定性。
[0016]3.加工簡單:本發明採用特殊的圓柱形擋板，降低了零部件形位公差等加工裝配精度，所以加工更簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的結構原理圖
[0018]圖2是圖1中A-A處的剖面圖
[0019]圖3是圖2中A處的局部放大圖
[0020]圖4是一體化設計的擋板-反饋杆圖
[0021]其中1為殼體，2為閥套，3為限位塊，4為濾油器，5為固定節流孔，6為蓋體，7為導磁體，8為永久磁鋼，9為銜鐵，10為線圈，11為均壓油濾，12為彈簧管，13為擋板，14為噴嘴，15為堵頭，16為端蓋，17為閥芯，18為堵塞，19為閥芯。

【具體實施方式】
[0022]下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。參見圖1?圖4。
[0023]如圖1所示，本發明涉及的電液伺服閥，所述上蓋(6)內設有力矩馬達，該力矩馬達包括導磁體7、永久磁鋼8、銜鐵9、彈簧管12以及擋板13。導磁體7之間形成一個空腔，永久磁鋼8位於導磁體7之間。銜鐵9上設有線圈10，彈簧管12與銜鐵9連接，擋板13的一端與銜鐵9連接，擋板13另一端的反饋杆19從彈簧管12的孔中穿出。
[0024]所述閥體內設有位於擋板13兩側的噴嘴14，在擋板13的下端為一個帶球頭的反饋杆19，閥體內設有與反饋杆19球頭接觸的閥芯17，所述閥芯17滑動配合於閥套2的孔中，殼體1上設有與進油口連接的固定節流孔5。
[0025]所述擋板13、噴嘴14、固定節流孔5共同構成一個前置液壓放大級，壓力液經濾油器4和兩個固定節流孔5流到閥芯17左、右兩端油腔及兩個噴嘴腔，由噴嘴14噴出，經閥芯17的中部油腔流回油箱。
[0026]所述閥芯17、閥套2和擋板14下部的反饋杆19組成一個功率放大級。
[0027]當電液伺服閥隨工作設備在深海中下潛時，系統油源壓力在自增壓油箱作用下隨下潛深度的增加而增加，壓力油通過均壓油濾11進入力矩馬達中，保證了上蓋(6)內外的壓力恆定，也保證了彈簧管12內外的壓力恆定。當線圈10無控制電流通過時，力矩馬達無力矩輸出，擋板13處於噴嘴14中間位置。當輸入控制電流通過線圈10時，銜鐵9被磁化，如果輸入的電流使銜鐵9的左端為N極，右端為S極，則根據同性相斥、異性相吸的原理，銜鐵9向逆時針方向偏轉。彈簧管12彎曲變形，產生相應的反向力矩，致使銜鐵9轉過一定的角度後停止。銜鐵9帶動與之相連接的擋板13偏轉，使擋板13與噴嘴14之間的間隙不等，則造成閥芯17兩端的壓力不等，壓力油推動閥芯17移動。閥芯17移動的同時，反饋杆19下端的球頭亦隨同移動，直接帶動擋板13轉動，使它在噴嘴14間的偏移量減小，從而實現了反饋。當此反饋力矩與力矩馬達的驅動力矩相等時保持平衡，閥芯17便保持在這一開度上不再移動。壓力油通過此開度輸出與控制信號相對應的流量。
【權利要求】
1.一種電液伺服閥，應用於深海液壓系統，包括殼體閥芯(17)41^ (2^節流孔(5)、噴嘴(14)、線圈(10)、擋板(13)、反饋杆(19)、均壓油濾(11),其特徵在於， 所述均壓油濾(11)通過過盈壓合在上蓋(6)中，所述均壓油濾(11)均衡彈簧管(12)內外兩側的壓力，降低蓋體(6)和彈簧管(12)的結構強度要求；擋板(13)和噴嘴(14)組成可變節流裝置，用於增加電液伺服閥的工作穩定性及驅動能力；反饋杆(19)與擋板(13)一體成型製成； 所述上蓋出)內設有力矩馬達，該力矩馬達包括導磁體7、永久磁鋼8、銜鐵9、彈簧管12以及擋板13 ；導磁體7之間形成一個空腔，永久磁鋼8位於導磁體7之間；銜鐵9上設有線圈10，彈簧管12與銜鐵9連接，擋板13的一端與銜鐵9連接，擋板13另一端的反饋杆19從彈簧管12的孔中穿出； 所述閥體內設有位於擋板13兩側的噴嘴14，在擋板13的下端為一個帶球頭的反饋杆19，閥體內設有與反饋杆19球頭接觸的閥芯17，所述閥芯17滑動配合於閥套2的孔中，殼體1上設有與進油口連接的固定節流孔5 ； 所述擋板13、噴嘴14、固定節流孔5共同構成一個前置液壓放大級，壓力液經濾油器4和兩個固定節流孔5流到閥芯17左、右兩端油腔及兩個噴嘴腔，由噴嘴14噴出，經閥芯17的中部油腔流回油箱； 所述閥芯17、閥套2和擋板14下部的反饋杆19組成一個功率放大級； 當電液伺服閥隨工作設備在深海中下潛時，系統油源壓力在自增壓油箱作用下隨下潛深度的增加而增加，壓力油通過均壓油濾11進入力矩馬達中，保證了上蓋(6)內外的壓力恆定，也保證了彈簧管12內外的壓力恆定；當線圈10無控制電流通過時，力矩馬達無力矩輸出，擋板13處於噴嘴14中間位置；輸入控制電流通過線圈10時，銜鐵9被磁化，如果輸入的電流使銜鐵9的左端為~極，右端為3極，則根據同性相斥、異性相吸的原理，銜鐵9向逆時針方向偏轉；彈簧管12彎曲變形，產生相應的反向力矩，致使銜鐵9轉過一定的角度後停止；銜鐵9帶動與之相連接的擋板13偏轉，使擋板13與噴嘴14之間的間隙不等，則造成閥芯17兩端的壓力不等，壓力油推動閥芯17移動；閥芯17移動的同時，反饋杆19下端的球頭亦隨同移動，直接帶動擋板13轉動，使它在噴嘴14間的偏移量減小，從而實現了反饋。當此反饋力矩與力矩馬達的驅動力矩相等時保持平衡，閥芯17便保持在這一開度上不再移動；壓力油通過此開度輸出與控制信號相對應的流量。
2.如權利要求1所述的一種電液伺服閥，其特徵在於，所述擋板(13)為圓柱狀擋板。
【文檔編號】F16K11/07GK104454729SQ201410713602
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】陳元章, 孫牧 申請人:中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心