膜片式非線性流量反饋電液比例閥的製作方法

2023-07-10 09:04:36

專利名稱：膜片式非線性流量反饋電液比例閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種膜片式非線性流量反饋電液比例閥。
在現有技術中，首先，比例型電液閥的現狀以電液比例閥和電液伺服閥為例，即當輸入一個電信號時，能輸出與此電信號成比例的流量。但兩者都需要有一個線性的電－機轉換裝置，將電量轉變為機械量來推動主閥，這個電－機轉換裝置在比例閥中為「比例電磁鐵」，在伺服閥中為「力矩馬達」、「動圈式力馬達」等，總之為了保證輸入電流與輸出力之間的比例關係，就要採取一定措施，因而增了設計與製造的困難，提高了成本，簡單而便宜的普通電磁鐵其吸力公式為F＝5×10－7A( (In)/(LA) )2其中F為吸力(牛頓)，A為截面積(米2)，In為安匝數，LA為間隙(米)。吸力F與電流I的平方成正比，它是非線性的，一般認為是不能使用的。
其次，流量反饋閥的現狀以電液伺服閥中沒有內部反饋為例，而常見的是位置反饋、力反饋及流量反饋，流量反饋電液閥的關鍵所在是要有一個線性的流量傳感器，它們不但本身構造複雜，還有較多的連接機構，限制了它的推廣。節流孔式流量計是最簡單的流量傳感器，通過小孔的壓力降與流量關係為
Q=CdA2p]]>其中Q為流量，Cd為流量係數，A為小孔面積，ρ為流體密度，△P為壓力降，從式中得出壓力降△P與流量Q的平方成比例，是非線性的，一般認為不能採用。
本實用新型的目的是原理上採用普通電磁鐵作為電－機轉換裝置，同時採用節流孔來實現流量反饋，這兩者都為十分簡單廉價的，也都是非線性的，由於電磁鐵的吸力與電流是平方關係，這兩個非線性的關係可以相互抵消而得出輸入電流與輸出流量之間的線性關係，即非線性對消法則。本實用新型是提供從結構採用上述原理，構造上十分簡單，即具有所需的輸入輸出的比例關係外，還具有流量反饋閥的全部優點的新型電液閥。
本實用新型的目的是這樣實現的，它的閥體主要由左、右體和底座三大部分構成，右體和左體由螺釘聯接在底座上。左體和右體的結合部分中部有一定的縫隙，縫隙內密封固定園形膜片，膜片兩側的左體和右體的端面有兩個環形槽，外環槽內放置多個鋼球，用以支撐固定膜片，內環槽內有密封環，用以密封該膜片兩側的內油腔並隔開外油腔。膜片兩側的左體和右體的中心孔內各緊固一組電磁鐵，每組電磁鐵的中心緊固一個噴嘴，在底座內安置主閥。
該電液比例閥油路連接是兩噴嘴的進入端分別通過固定節流孔後接主油路，兩噴嘴的進入端分別接通該主閥兩端的工作腔，膜片兩側由密封環所圍成的內腔分別接通油箱。膜片兩側由密封環圍成的外腔分別接通反饋節流孔兩端所對應的油孔，主閥的輸出流量通過反饋節流孔而接通油缸的頭端，油缸的杆端接主油路。
當兩組電磁鐵分別接通電路給於定值電流後，電磁鐵產生磁力吸引左體與右體之間的膜片，假定右側電磁鐵輸入電流，右電磁鐵產生吸力，膜片的中部向右鼓起，而外腔的膜片相應向左方翹起，由於膜片的形狀變化，使右噴嘴噴油受阻，從而噴油嘴的進入端油壓增加，使主閥右腔的油壓高於左腔的油壓，主閥的活塞左移，主油路接通油箱，油液從油缸頭端返回油箱，油孔的一支路直通膜片左側外腔，另一支路穿過小孔後進入膜片右側的外腔，膜片左外腔的壓力較大，使外腔內的膜片逐漸返回由於電磁吸力而引起變形，恢復膜片的原來位置，這樣兩噴嘴進入端沒有壓力差，主閥兩端也沒有壓力差，油缸活塞按一定的速度運動。當左電磁鐵接通電流時，按此工作原理所得結果只是對應方向移動，效果相同。總之，給出一個適當的電流值，主閥有一個相對位移，油缸活塞有一個相對應的運動速度。因為是根據非線性對消法則所設置的結構，使電流值與油缸的位移基本呈線性關係。


圖1為該電液比例閥的主剖視圖。
圖2為該電液比例閥的工作原理圖。
圖3為油缸液流量與電流關係圖。
圖4為油缸液流量與電壓關係圖。
參照附圖，該電液比例閥的閥體主要由左體3、右體12及底座1三部分構成，左體3與右體12由螺釘2聯接在底座1上，左體3與右體12的接觸面中部留有縫隙，縫隙處由兩側環槽內的鋼球8支撐固定膜片7，兩側槽內的密封環6將縫隙分為內腔與外腔，膜片7兩側的左體3和右體12的中心孔內分別緊固一組電磁鐵9，電磁鐵9的中心緊固噴嘴13，兩噴嘴13的噴油端指向膜片7。底座1內橫向安置主閥11。
整體油路方面是這樣分布聯接的，兩噴油嘴13進入端通過固定節流孔10接主油路，兩噴油嘴13的進入端與固定節流孔10之間分別接主閥11的兩端工作腔，膜片7兩側的內腔分別接油箱，其外腔分別接通反饋節流孔4兩端所對應的油孔，主閥11為三通閥時，上述油路的輸出流量通過反饋節流孔4接到油缸14的頭端，油缸14的杆端接主油路。
操作時兩組電氣插頭5接通電源，當一組電流大於另一組時，電磁鐵9的對膜片吸力不同而使膜片變型，中間部分凸向一組電磁鐵，兩噴嘴13之一噴油受阻，而使兩噴嘴13的進入端油壓有別，該壓力差反應到主閥11的兩工作腔而推動其活塞動作，主閥11接通主油路時，一支路直接作用到膜片7的一側外腔，另一支路穿過反饋節流孔4後，作用到膜片7的另一側外腔，結構設計使外腔的壓力差使膜片7受另一相反的力而恢復其原來位置，主閥停在所需位置控制輸入輸出流量，油缸14以一定的流量而動作。這樣，給予一定的電流值，油缸就得到一定油液的定值流量。這樣靠電磁力與小孔的流量反饋實現電磁比例閥的功能。
該電液比例閥成本低，使用參數準確。
權利要求1.一種膜片式非線性流量反饋電液比例閥，它的閥體包括左體3、右體12及底座1，其特徵是它的左體3和右體12由螺釘2聯接在底座1上，左體與右體的結合部分的縫隙處由兩側固定槽內的鋼球8支撐固定園形膜片7，鋼球8的內環槽內有密封環6，在膜片7兩側的左體3與右體12的中心孔內緊固一組電磁鐵9，每組電磁鐵的中心緊固噴嘴13，所述的底座1內安置主閥11，所述的兩噴嘴13的進入端通過固定節流孔10接主油路，兩噴嘴13的進入端分別接主閥11兩端的工作腔，膜片7兩側由密封環之內所圍成的內腔分別接通油箱，膜片7兩側由密封環6以外所構成的外腔分別接通反饋節流孔4兩端所對應的油孔，主閥為三通閥時，上述油路之輸出流量通過反饋節流孔4接到油缸14的頭端，油缸14的杆端接主油路。
專利摘要一種膜片式非線性流量反饋電液比例閥，閥體中部固定兩組電磁鐵及噴嘴，兩電磁鐵間緊固一圓形膜片，底座上有主閥，當一組電磁鐵的電流大於另一組時，膜片變形，使兩噴嘴的油壓不同，壓力差推動主閥動作，主閥接通油路後，油路通過反饋節流孔作用在膜片兩側的外腔體使之恢復原狀，從而通過主閥的位移控制油缸輸入油液流量。
文檔編號F15B13/02GK2072613SQ90209589
公開日1991年3月6日 申請日期1990年6月30日 優先權日1990年6月30日
發明者吳聲潯, 李耿立, 李英波 申請人:河北機電學院