专利名称：大流量气动压力比例控制伺服阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大流量电控精密气压力控制阀，具体地说是一种大流量气动压力 比例控制伺服阀。
背景技术：
国内外大流量气动压力比例控制伺服阀按其控制方式大体分为滑阀式、喷嘴挡板 式、射流式、压力比例控制伺服阀而这一类压力比例控制伺服阀达到稳定状态后要消耗一 定的压缩空气。而另一类压力比例控制伺服阀通过小流量E-P阀先导控制外控的膜片式气 控精密压力控制阀，并在气控精密压力控制阀的输出口的下游设置压力变送器、稳压气室， 外设的“测、控电气回路”接收到由压力变送器输出的电信号(由该压力变送器接收的气压 信号转换而来)后和预设的压力信号值比较再次发出信号驱动E-P阀直至该压力比例控制 伺服阀输出口的压力精确地达到预设的压力信号值。而这一类有分裂元件构成压力比例控 制伺服阀这一类压力比例控制伺服阀达到稳定状态后不消耗压缩空气但它所占的空间大， 精度的可控性，和可靠性相对较低。
发明内容
本发明的目的在于设计一种大流量气动压力比例控制伺服阀，本发明将E-P阀， 膜片式气控精密压力控制阀，稳压气室，压力变送器，测、控电气回路集一体，使本发明压力 比例控制伺服阀在确保达到稳定状态后不消耗压缩空气的前提下使本发明气动压力比例 控制伺服阀所占的空间大大的降底，精度的可控性，和可靠性有较大的提高，为实现压缩空 气的压力精确数字化控制尊定坚实的技术基础，并能广泛应用机械、汽车及轨道交通车辆 制动等领域的精确控制。按照本发明提供的技术方案，所述大流量气动压力比例控制伺服阀，包括E-P阀、 膜片式气控精密压力控制阀、稳压气室、压力变送器及测、控电气回路，其特征是所述E-P 阀、膜片式气控精密压力控制阀、稳压气室、压力变送器及测、控电气回路集成于一体；根据 先导控制气源的不同形式分为自带先导气源型和外控先导控制气源型二种形式的大流量 气动压力比例控制伺服阀，E-P阀分别为一个快速二位二通常闭电磁阀控制大流量气动压 力比例控制伺服阀输出口气压力的上升和一个快速二位二通常闭或常开电磁阀控制大流 量气动压力比例控制伺服阀输出口气压力的下降；设置在大流量气动压力比例控制伺服阀 输出口 OUT或输出口下游的压力变送器时接收该大流量气动压力比例控制伺服阀输出口 的输出气压力信号后转换成模拟线性电信号并反馈给测、控电气回路，测、控电气回路收到 压力变送器反馈的模拟线性电信号后和预设的压力信号值进行比较，并根据比较的结果再 次发出电信号，驱动E-P阀中的电磁阀工作，输出先导控制气压力控制膜片式气控精密压 力控制阀，直至该大流量气动压力比例控制伺服阀输出口 OUT的压力达到预设的压力信号 值。在膜片式气控精密压力控制阀内的上部设置控制气室，中部设置反馈气室下部设置平衡气室，在平衡气室的外围设置起稳定气压作用的稳压气室；所述EP阀安装于膜片式 气控精密压力控制阀的阀盖的上面或侧面；所述EP阀包括快速排气二位二通常开电磁阀、 快速进气二位二通常闭电磁阀及快速排气二位二通常闭电磁阀；快速进气二位二通常闭电 磁阀一端的进气口与大流量气动压力比例控制伺服阀的进气口 IN相连接或者与外气源口 K相连；快速进气二位二通常闭电磁阀另一端与快速排气二位二通常开电磁阀或快速排气 二位二通常闭电磁阀的输入端相连接，同时还与膜片式气控精密压力控制阀中的控制气室 相连通；快速排气二位二通常开电磁阀或快速排气二位二通常闭电磁阀的输出端与设置在 阀盖上的控制气流排出大气口相连通；所述反馈气室的反馈气室节流孔和大流量气动压力 比例控制伺服阀的输出口 OUT相连；所述的平衡气室通过与设置在阀体上的平衡气孔及设 置在下端盖上的平衡侧气孔与大流量气动压力比例控制伺服阀的输出口 OUT相连；所述的 稳压气室经过控制气室的引流孔与控制气室相连；在与大流量气动压力比例控制伺服阀的 输出口 OUT相连的气流道或大流量气动压力比例控制伺服阀所控制的负载气流道上至少 有一个压力变送器，所述压力变送器与取压信号口相连通；所述的测、控电气回路装在大流 量气动压力比例控制伺服阀的阀体内或者设在控制该阀的外挂电气控制系统内，并与外控 信号输入机实现电连接，而测、控电气回路与EP阀的两个控制线圈和压力变送器与测、控 电气回路实现电连接。在膜片式气控精密压力控制阀的阀盖下方同轴设置阀体，在阀体的下方设置下端 盖；在阀盖的下面是阀体组件，在阀盖的下面、阀体组件的上部设置推杆组件，在阀体组件 的下面设置阀口套组件；所述的推杆组件包括在复合推杆上依次装入的下托片、膜片、膜片 压盖及螺母，在复合推杆的下端部设置十字导向翼。所述EP阀均有EP阀下阀口、EP阀复位弹簧、EP阀上阀口、EP阀芯、EP阀线圈、EP 阀动铁芯、EP阀推杆。EP阀的外气源口 K有一个，或者两个。所述外控信号输入机为计算 机、PLC或LOGO。膜片式气控精密压力控制阀中的膜片、膜片压盖和阀盖间形成控制气室。 所述平衡气室由套入下阀盖中的下阀口套、平衡气室密封圈、平衡气室密封圈构成。所述阀 体组件由滤网分别装入阀体的进气口 IN和输出口 OUT内后旋上压套构成。在所述阀口套 组件中，阀口套密封圈胶硫在阀口套上后，再装入平衡气室密封圈后套入下弹簧。本发明的特点1、本发明大流量气动压力比例控制伺服阀没、由于集E-P阀、膜片 式气控精密压力控制阀、压力变送器、稳压气室和测、控电气回路于一体，使本发明大流量 气动压力比例控制伺服阀能在确保减少安装空间和体积的前提下同时实现了高灵灵度、高 稳定性、高精度的气压力控制。2、本发明的大流量气动压力比例控制伺服阀中由于在内部 设置控制气室，反馈气室和平衡气室从而减少了控制气室的压力与该阀输出口压力的误差 值。3、本发明的大流量气动压力比例控制伺服阀中由于在内部集成了稳压气室消除了大梯 度压力控制时由于增益反馈产生的气压力噪声和振荡。4、本发明的大流量气动压力比例控 制伺服阀中由于将EP阀安装在膜片式气控精密压力控制阀的阀盖上，从而减少了 EP阀工 作时的气动阻尼，合理提高了该阀的控制灵敏度。5、在本发明大流量气动压力比例控制伺 服阀输出口 OUT相连气流道上的平衡气室、反馈气室和被本发明大流量气动压力比例控制 伺服阀所控制的负载上根据控制要求设置压力变送器的取压信号口并安装压力变送器，从 而使该阀受控压力精度更合理。
图Ia是自带先导气源式EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀的大流量气动压 力比例控制伺服阀原理图。图Ib是先导气源为外控式EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀的大流量气动 压力比例控制伺服阀原理图。图Ic是自带先导气源式EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀的大流量气动压 力比例控制伺服阀原理图。图Id是先导气源为外控式EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀的大流量气动 压力比例控制伺服阀原理图。图2a是自带先导气源EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀同时、EP阀顶置的 大流量气动压力比例控制伺服阀外形图。图2b是图2a的B-B视图。图2c是图2a的A-A视图。图3a是自带先导气源EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀同时、EP阀侧置的 大流量气动压力比例控制伺服阀外形图。图3b是图3a的B-B视图。图3c是图3a的A-A视图。图4a是先导气源外控式EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀同时、EP阀顶置 的大流量气动压力比例控制伺服阀外形图。图4b是图4a的B-B视图。图4c是图4a的A-A视图。图5a是先导气源外控式EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀同时、EP阀侧置 的大流量气动压力比例控制伺服阀外形图。图5b是图5a的B-B视图。图5c是图5a的A-A视图。图6a是自带先导气源EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀同时、EP阀顶置的 大流量气动压力比例控制伺服阀外形图。图6b是图6a的B-B视图。图6c是图6a的A-A视图。图7a是自带先导气源EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀同时、EP阀侧置的 大流量气动压力比例控制伺服阀外形图。图7b是图7a的B-B视图。图7c是图7a的A-A视图。图8a是先导气源外控式EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀同时、EP阀顶置 的大流量气动压力比例控制伺服阀外形图。图8b是图8a的B-B视图。图8c是图8a的A-A视图。图9a是先导气源外控式EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀同时、EP阀侧置 的大流量气动压力比例控制伺服阀外形图。图9b是图9a的B-B视图。图9c是图9a的A-A视图。图10a、b、c是自带先导气源式EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀的大流量 气动压力比例控制伺服阀的升压、保压、泄压状态工作图。图11a、b、c是先导气源为外控式EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀的大流 量气动压力比例控制伺服阀升压、保压、泄压状态工作图。图12a、b、c是自带先导气源式EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀的大流量 气动压力比例控制伺服阀的升压、保压、泄压状态工作图。
图13a、b、c是先导气源为外控式EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀的大流 量气动压力比例控制伺服阀升压、保压、泄压状态工作图。
具体实施例方式本发明大流量气动压力比例控制伺服阀包括自带先导气源式EP阀中的排气阀为 常开二位二通电磁阀、先导气源为外控式EP阀中的排气阀为常开二位二通电磁阀、自带先 导气源式EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀的大流量气动压力比例控制伺服阀和先 导气源为外控式EP阀中的排气阀为常闭二位二通电磁阀的四类大流量气动压力比例控制 伺服阀。设计原理是图la、b、c、d中，由测、控电气回路15发出的脉宽控制信号后根据脉 宽控制信号，根据需要控制EP阀中的快速排气二位二通常开电磁阀35、快速进气二位二通 常闭电磁阀36和快速排气二位二通常开电磁阀40的快速开启、快速保压、快速关闭，实现 对膜片式气控精密压力控制阀39中控制气室33气压力的上升、保压、下降，使本发明大流 量气动压力比例控制伺服阀输出口 OUT气压力的可控上升、保压、下降，同时安装在大流量 气动压力比例控制伺服阀输出口 OUT相连气流道上的压力变送器4收到取压信号口 3得到 的气压信号并将其传换成对应模拟信号连续不断地反馈给测、控电气回路15，当测、控电气 回路15收到压力变送器4反馈的模拟信号后和预设的压力信号值进行比较并根据比较的 结果再次发出电信号、以特定的脉宽控制信号驱动E-P阀中的各快速电磁阀动作，并输出 一定的先导控制气压力控制膜片式气控精密压力控制阀39动作直至该压力比例控制伺服 阀输出口 OUT的压力精确地下降达到预设的压力信号值。设定E-P阀各电磁阀35、36、40 得到由测、控电气回路15发出的电信号分别为D35、D36、D40并设定通电为正信号，断电为 负信号，当设定压力比例控制伺服阀输出口 OUT的压力为Po，膜片式气控精密压力控制阀 39中控制气室33中的气压力为P33，同时设定气压上升为正，设定气压力下降为负，则无论 自带先导气源式EP阀还是先导气源外控式EP阀式的压力比例控制伺服阀的输出口 OUT的 压力Po、控制气室33中的气压力P33与由测、控电气回路15发出的电信号D35、D36、D4Q间的 逻辑关系见表1。表 权利要求
大流量气动压力比例控制伺服阀，包括E P阀、膜片式气控精密压力控制阀、稳压气室、压力变送器及测、控电气回路，其特征是所述E P阀、膜片式气控精密压力控制阀、稳压气室、压力变送器及测、控电气回路集成于一体；根据先导控制气源的不同形式分为自带先导气源型和外控先导控制气源型二种形式的大流量气动压力比例控制伺服阀，E P阀分别为一个快速二位二通常闭电磁阀控制大流量气动压力比例控制伺服阀输出口气压力的上升和一个快速二位二通常闭或常开电磁阀控制大流量气动压力比例控制伺服阀输出口气压力的下降；设置在大流量气动压力比例控制伺服阀输出口OUT或输出口下游的压力变送器时接收该大流量气动压力比例控制伺服阀输出口的输出气压力信号后转换成模拟线性电信号并反馈给测、控电气回路，测、控电气回路收到压力变送器反馈的模拟线性电信号后和预设的压力信号值进行比较，并根据比较的结果再次发出电信号，驱动E P阀中的电磁阀工作，输出先导控制气压力控制膜片式气控精密压力控制阀，直至该大流量气动压力比例控制伺服阀输出口OUT的压力达到预设的压力信号值。
2.如权利要求1所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是在膜片式气控 精密压力控制阀内的上部设置控制气室(33)，中部设置反馈气室(27)下部设置平衡气室 (8)，在平衡气室(8)的外围设置起稳定气压作用的稳压气室(2)；所述EP阀安装于膜片式 气控精密压力控制阀(39)的阀盖的上面或侧面；所述EP阀包括快速排气二位二通常开电 磁阀(35)、快速进气二位二通常闭电磁阀(36)及快速排气二位二通常闭电磁阀(40)；快速 进气二位二通常闭电磁阀(36) —端的进气口(21)与大流量气动压力比例控制伺服阀的进 气口 IN相连接或者与外气源口 K相连；快速进气二位二通常闭电磁阀(36)另一端与快速 排气二位二通常开电磁阀(35)或快速排气二位二通常闭电磁阀(40)的输入端(37)相连 接，同时还与膜片式气控精密压力控制阀(39)中的控制气室(33)相连通；快速排气二位二 通常开电磁阀(35)或快速排气二位二通常闭电磁阀(40)的输出端与设置在阀盖(32)上的 控制气流排出大气口(38)相连通；所述反馈气室(27)的反馈气室节流孔(25)和大流量气 动压力比例控制伺服阀的输出口 OUT相连；所述的平衡气室(8)通过与设置在阀体(5)上 的平衡气孔(6)及设置在下端盖(1)上的平衡侧气孔(7)与大流量气动压力比例控制伺服 阀的输出口 OUT相连；所述的稳压气室(2)经过控制气室(33)的引流孔(34)与控制气室 (33)相连；在与大流量气动压力比例控制伺服阀的输出口 OUT相连的气流道或大流量气动 压力比例控制伺服阀所控制的负载气流道上至少有一个压力变送器(4)，所述压力变送器 (4)与取压信号口(3)相连通；所述的测、控电气回路(15)装在大流量气动压力比例控制伺 服阀的阀体(5)内或者设在控制该阀的外挂电气控制系统内，并与外控信号输入机实现电 连接，而测、控电气回路与EP阀的两个控制线圈和压力变送器(4)与测、控电气回路(15)实 现电连接。
3.根据权利要求1所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是在膜片式气控 精密压力控制阀的阀盖(32)下方同轴设置阀体(5)，在阀体(5)的下方设置下端盖(1)；在 阀盖(32)的下面是阀体组件，在阀盖的下面、阀体组件的上部设置推杆组件，在阀体组件的 下面设置阀口套组件；所述的推杆组件包括在复合推杆(14)上依次装入的下托片(28)、膜 片(29)、膜片压盖(30)及螺母(31)，在复合推杆(14)的下端部设置十字导向翼。
4.根据权利要求1所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是所述EP阀均有 EP阀下阀口(41)、EP阀复位弹簧(42)、EP阀上阀口(43)、EP阀芯(44)、EP阀线圈(45)、EP阀动铁芯(46)、EP阀推杆(47)。
5.根据权利要求1所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是EP阀的外气源 口 K有一个，或者两个。
6.根据权利要求1所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是所述外控信号 输入机为计算机、PLC或LOGO。
7.根据权利要求1所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是膜片式气控精 密压力控制阀(39)中的膜片(29)、膜片压盖(30)和阀盖(32)间形成控制气室(33)。
8.根据权利要求1所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是所述平衡气室 (8)由套入下阀盖(1)中的下阀口套(16)、平衡气室密封圈(A9)、平衡气室密封圈(B12)构 成。
9.根据权利要求3所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是所述阀体组件 由滤网(18)分别装入阀体(5)的进气口 IN和输出口 OUT内后旋上压套(20)构成。
10.根据权利要求3所述的大流量气动压力比例控制伺服阀，其特征是在所述阀口套 组件中，阀口套密封圈(22)胶硫在阀口套(23)上后，再装入平衡气室密封圈(B12)后套入 下弹簧(10)。
全文摘要
本发明涉及一种大流量电控精密气压力控制阀，具体地说是一种大流量气动压力比例控制伺服阀。按照本发明提供的技术方案，所述大流量气动压力比例控制伺服阀，包括E-P阀、膜片式气控精密压力控制阀、稳压气室、压力变送器及测、控电气回路，其特征是所述E-P阀、膜片式气控精密压力控制阀、稳压气室、压力变送器及测、控电气回路集成于一体；本发明将E-P阀，膜片式气控精密压力控制阀，稳压气室，压力变送器，测、控电气回路集一体，使本发明压力比例控制伺服阀在确保达到稳定状态后不消耗压缩空气的前提下使本发明气动压力比例控制伺服阀所占的空间大大的降底，精度的可控性，和可靠性有较大的提高。
文档编号F15B13/02GK101943191SQ201010291918
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者张整风, 荣昉, 荣琳, 陈罡 申请人:无锡市拓发自控设备有限公司