一种自清洁型恒流量控制阀的制作方法

本发明涉及一种自清洁型恒流量控制阀，属于流量控制阀门技术领域。

背景技术：

现有恒流量控制阀多采用由节流阀和定差减压阀构成的调速阀，其恒流量控制属于开环控制，其流量控制存在固有偏差；调速阀属于单级恒速阀，其流量一般较小；调速阀产品不集成高低压过滤器，因此没有自清洁功能。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种自清洁型恒流量控制阀，实现了大流量下的、流量闭环无差控制的、具有自清洁功能的恒流量控制功能。

本发明的技术解决方案是：

一种自清洁型恒流量控制阀，包括：低压过滤器、通油套、高压过滤器、高压过滤器壳体和恒流量控制阀主体；恒流量控制阀主体的进油口处装有高压过滤器壳体，高压过滤器设置在高压过滤器壳体内部，用于清洁输入的油液；

恒流量控制阀主体的出油口和低压过滤器之间通过通油套进行连接和密封，低压过滤器用于清洁输出的油液；恒流量控制阀主体用于对流经其中的油液进行恒流量控制。

高压过滤器的进油口和低压过滤器的出油口朝向一致。

恒流量控制阀主体包括导阀、主阀、阀壳体、第一阻尼器、第二阻尼器、第三阻尼器、第一密封结构和第二密封结构；

导阀、主阀和第一阻尼器均安装在阀壳体中，第一阻尼器位于导阀和主阀之间，用于调节主阀流量的超调量；第二阻尼器和第三阻尼器串联安装在阀壳体内，为导阀提供反馈压力，阀壳体内设置有低压腔和高压腔，作为恒流量控制阀主体与其负载的接口，分别实现由恒流量阀流向负载和由负载流回恒流量阀的连接；第一密封结构实现第一阻尼器油路的对外密封，第二密封结构实现第三阻尼器的对外密封。

所述导阀包括第一螺堵、限位块、导阀套、导阀芯、垫套、螺套、顶针、顶座、第一弹簧、第一弹簧座、调节螺套和锁紧螺母；

导阀套位于阀壳体内，第一螺堵安装在导阀套的一端，垫套安装在导阀套的另一端，螺套安装在垫套的外部，通过拧紧第一螺堵和螺套将导阀套固定在阀壳体上；导阀芯安装在导阀套内，其靠近第一螺堵的一端安装限位块，用于对导阀芯进行限位，其另一端通过垫套实现限位；

在导阀芯靠近垫套的一端安装有顶针、顶座、第一弹簧、第一弹簧座和调节螺套，顶针、顶座以及第一弹簧座配合，用于将第一弹簧的弹簧力传递给导阀芯；调节螺套与螺套之间是螺纹连接，通过调整调节螺套，改变第一弹簧的预压缩量，相应地改变预先设定的作用在导阀芯上的弹簧力的大小，从而调整恒流量控制阀目标流量的设定值。

所述主阀包括第一螺座、第二弹簧座、第二弹簧、主阀套、主阀芯、第三弹簧、第三弹簧座和第二螺座；

主阀套位于阀壳体内，主阀套一端安装第一螺座，另一端安装第二螺座，第一螺座和第二螺座将主阀套固定在阀壳体上；主阀芯安装在主阀套内，主阀芯靠近第一螺座的一端布置第二弹簧和第二弹簧座，主阀芯的另一端布置第三弹簧和第三弹簧座，第二弹簧座和第三弹簧座分别安装在第一螺座和第二螺座中，第二弹簧和第三弹簧用于实现主阀芯的复位，第三弹簧座用于为主阀芯限位，限定主阀的最小开度。

第二弹簧和第三弹簧的刚度相同。

主阀的第一螺座与导阀的第一螺堵朝向相同。

导阀的两个输出口通过阀壳体上的流道分别连接到主阀芯的两侧，实现导阀对主阀的控制，从导阀输出口到主阀芯两侧的连接油路上，并联有第一阻尼器。

在负载回油的低压腔和低压过滤器之间，在阀壳体上设置一个固定节流孔，将低压腔通过流道连接到第三阻尼器的外侧，第二阻尼器的内侧通过流道连接到低压过滤器的进油口；在第二阻尼器和第三阻尼器之间布置一个流道，连接到导阀芯的靠近第一螺堵的一侧。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)本发明技术方案在恒流量控制阀进口集成了高压过滤器，有效防止上游油液中的杂质进入恒流量控制阀。

2)本发明技术方案在恒流量控制阀出口集成了低压过滤器，有效防止恒流量阀及其负载内产生的杂质随油液进入下游。

3)本发明技术方案将高压过滤器嵌入阀壳体内部，高低压过滤器与恒流量阀高度集成，获得高度集成的自清洁功能。

4)本发明技术方案利用两级滑阀实现恒流量控制，可以适应大流量控制的需求。

5)本发明技术方案利用固定节流孔将被控流量转换为压力，并通过串联阻尼器将压力反馈至导阀，参与闭环控制，可以实现较高的流量控制精度。

6)本发明技术方案将动压阻尼器并联在主阀芯两侧之间，调整动压阻尼器的阻尼孔大小可以调整流量的超调量。

附图说明

图1为本发明自清洁型恒流量控制阀的外观示意图；

图2是本发明自清洁型恒流量控制阀的结构示意图；

图3是本发明自清洁型恒流量控制阀的控制结构示意图；

图4是本发明自清洁型恒流量控制阀的反馈结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

新一代运载火箭伺服机构采用高压煤油恒速液动机作为动力元件，液动机包括恒流量控制阀和定排量液压马达两部分，将高压煤油由发动机引流至液动机进行作功，驱动液动机带动伺服机构工作，作功之后的低压煤油通过低压管路流回发动机。液动机属于伺服系统的关键元件，对油液的颗粒度较为敏感，引流煤油中的杂质有可能影响液动机正常工作；同时液动机本身在运转过程中也会产生杂质，这些杂质会随着油液流回发动机，有可能作为多余物污染发动机。本发明的一个特点就是消除了这些隐患。

本发明所涉及的自清洁型恒流量控制阀，主要应用于新一代运载火箭液压伺服系统，为定排量液压马达提供预定流量的高压油液，配合实现液压马达的恒转速控制。结构上采用“高压过滤器+两级滑阀+低压过滤器”的配置方式。在恒流量阀的入口集成了一个高压过滤器，对引流的发动机高压煤油进行过滤，防止其中的杂质进入恒流量控制阀；在恒流量控制阀的出口集成了一个低压过滤器，对流出恒流量控制阀流回发动机的低压煤油进行过滤，防止恒流量控制阀中产生的杂质污染发动机。

本发明所涉及的自清洁型恒流量控制阀，在两级恒流量阀的基础上集成了高低压过滤器。在实现恒定大流量输出控制的同时，起到了隔离杂质的作用，具备了自清洁的能力。

如图1所示，本发明提供了一种自清洁型恒流量控制阀，包括：低压过滤器2、通油套4、高压过滤器5、高压过滤器壳体6和恒流量控制阀主体38；恒流量控制阀主体38的进油口处装有高压过滤器壳体6，高压过滤器5设置在高压过滤器壳体6内部，用于清洁输入的油液，提高系统的抗油液污染能力；

恒流量控制阀主体38的出油口和低压过滤器2之间通过通油套4进行连接和密封，低压过滤器2用于清洁输出的油液，降低对系统下游产生污染的风险；恒流量控制阀主体38用于对流经其中的油液进行恒流量控制。高压过滤器5的进油口和低压过滤器2的出油口朝向一致，便于系统上下游管路在有限空间内进行布置，节省空间。

恒流量控制阀主体38包括导阀、主阀、阀壳体1、第一阻尼器21、第二阻尼器32、第三阻尼器33、第一密封结构22和第二密封结构34；

导阀、主阀和第一阻尼器21均安装在阀壳体1中，第一阻尼器21位于导阀和主阀之间，用于调节主阀流量的超调量，在一定范围内增大第一阻尼器的阻尼孔直径，可以降低主阀流量的超调量，同时响应的快速性也会降低，第一阻尼器的设置为调节恒流量控制性能提供了便利条件；第二阻尼器32和第三阻尼器33串联安装在阀壳体1内，为导阀提供反馈压力，阀壳体1内设置有低压腔7和高压腔8，作为恒流量控制阀主体38与其负载的接口，分别实现由恒流量阀流向负载和由负载流回恒流量阀的连接；第一密封结构22实现第一阻尼器21油路的对外密封，第二密封结构34实现第三阻尼器33的对外密封。

所述导阀包括第一螺堵9、限位块10、导阀套11、导阀芯12、垫套13、螺套14、顶针15、顶座16、第一弹簧17、第一弹簧座18、调节螺套19和锁紧螺母20；

导阀套11位于阀壳体1内，第一螺堵9安装在导阀套11的一端，垫套13安装在导阀套11的另一端，螺套14安装在垫套13的外部，通过拧紧第一螺堵9和螺套14将导阀套11固定在阀壳体1上；导阀芯12安装在导阀套11内，其靠近第一螺堵9的一端安装限位块10，用于对导阀芯12进行限位，其另一端通过垫套13实现限位；

在导阀芯12靠近垫套13的一端安装有顶针15、顶座16、第一弹簧17、第一弹簧座18和调节螺套19，顶针15、顶座16以及第一弹簧座18配合，用于将第一弹簧17的弹簧力传递给导阀芯12；调节螺套19与螺套14之间是螺纹连接，通过调整调节螺套19，改变第一弹簧17的预压缩量，相应地改变预先设定的作用在导阀芯12上的弹簧力的大小，从而调整恒流量控制阀目标流量的设定值。

所述主阀包括第一螺座24、第二弹簧座25、第二弹簧26、主阀套27、主阀芯28、第三弹簧29、第三弹簧座30和第二螺座31；

主阀套27位于阀壳体1内，主阀套27一端安装第一螺座24，另一端安装第二螺座31，第一螺座24和第二螺座31将主阀套27固定在阀壳体1上；主阀芯28安装在主阀套27内，主阀芯28靠近第一螺座24的一端布置第二弹簧26和第二弹簧座25，主阀芯28的另一端布置第三弹簧29和第三弹簧座30，第二弹簧座25和第三弹簧座30分别安装在第一螺座24和第二螺座31中，第二弹簧26和第三弹簧29用于实现主阀芯28的复位，第三弹簧座30为主阀芯28进行限位，限制主阀的最小开度。

第二弹簧26和第三弹簧29的刚度相同，这两个弹簧共同作用使主阀芯28复位。

主阀的第一螺座24与导阀的第一螺堵9朝向相同。

导阀的两个输出口通过阀壳体1上的流道分别连接到主阀芯28的两侧，实现导阀对主阀的控制，从导阀输出口到主阀芯28两侧的连接油路上，并联有第一阻尼器21，在一定范围内增大第一阻尼器21的阻尼孔直径，可以降低主阀流量的超调量，同时响应的快速性也会降低，第一阻尼器21的设置为调节恒流量控制性能提供了便利条件。

导阀的输出口通过阀壳体1上的流道连接到主阀阀芯28的左右两腔，实现导阀对主阀的控制。在阀壳体1上，从导阀输出口到主阀芯28左右两腔的连接油路上，并联一个阻尼器21，在阻尼器21的右端布置第一密封结构22，将阻尼器21固定在阀壳体1中。导阀的输出油液用于控制主阀，实现对系统流量的控制，阻尼器21并联在主阀阀芯28的两侧，用于改善主阀阀芯的控制性能，降低主阀芯运动的超调量。

反馈控制回路的组成如图4所示。阻尼器32和33串联布置在阀壳体1内，通过第二密封结构34固定在阀壳体1上；在负载(液压马达)回油的低压腔7和低压过滤器2之间，布置一个固定节流孔37；将低压腔7通过流道连接到阻尼器33的右侧，阻尼器32的左侧通过流道36连接到低压过滤器2的入口；在阻尼器32和33之间布置一个流道，连接到导阀芯12的右侧。固定节流孔37将低压回油的流量转换为压力信号，并通过与固定节流孔37相并联的两个串联分压阻尼器32和33，并将阻尼器32和33中间的压力作为反馈信号，通过油路连接到导阀芯12的右侧，与导阀芯12左侧弹簧17预设的弹簧力相比较，形成流量负反馈，实现恒定流量控制。

实施例：

高压过滤器过滤精度40μm，对流进恒流量控制阀的油液过滤精度高，有效保护恒流量控制阀及其负载免于油液污染产生的不良影响；

低压过滤器过滤精度90μm，对流出恒流量控制阀的油液进行再次过滤，过滤精度较高，避免恒流量控制阀及其负载产生的颗粒杂质对下游造成污染。

限位块10和垫套13对导阀芯12进行限位，使导阀芯12在其中位附近的0.5mm范围内运动，减小导阀芯12的无效行程，确保导阀的响应速度。

第三弹簧座30的长度为20.5mm，在其限位作用下，主阀的最小开度为1.5mm，第三弹簧座30的限位作用，一方面防止动态过程中主阀开度过小影响流量，另一方面防止因主阀阀芯过冲引发的流量振荡。

第一阻尼器21的孔径为0.8mm，取得较小的流量超调和可以接受的相应时间。

第二阻尼器32和第三阻尼器33阻尼孔直径分别取0.3mm和0.8mm，可以将反馈压力稳定地输出并控制导阀。

本发明自清洁型恒流量控制阀应用范围包括但不局限于液压马达的恒速控制，还可以拓展应用于任何需要具备自清洁能力的恒流量输出的场合。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域的公知技术。