平衡刚性反馈双向自稳定行程调节保护装置及使用方法与流程

本发明涉及平衡反馈装置领域，尤其涉及到一种平衡刚性反馈双向自稳定行程调节保护装置及使用方法。

背景技术：

通过反馈使执行部件达到平衡状态实现行程调节保护，是技术人员常用的设计原理，但是现有的行程调节装置在使用时调节复杂，波动大，稳定性差，而且手动、电动、液动之间不能互相兼容，应用范围受到极大限制。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种平衡刚性反馈双向自稳定行程调节保护装置，通过刚性反馈，避免产生波动，而且兼容性好。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种平衡刚性反馈双向自稳定行程调节保护装置，包括相连通的综合滑阀和油动机，所述油动机的伸出杆上刚性连接有驱动综合滑阀阀芯移动的驱动装置，综合滑阀阀芯与综合滑阀壳体通过第一弹簧连接。

本方案通过将驱动装置与伸出杆刚性连接，反馈准确，避免产生波动，在油动机伸出杆移动时，利用第一弹簧的回弹力驱动阀芯移动，以阻断油动机的进油管路和泄油管路，动作更加及时，使油动机的伸出杆达到平衡稳定状态。

作为优化，所述驱动装置包括与所述伸出杆固接的反馈杆，以及与反馈杆通过螺纹连接的丝杆，丝杆下端沿轴向顶至综合滑阀的阀芯；综合滑阀的第一油口与油动机的无杆腔连通，综合滑阀的第二油口与油动机的有杆腔连通。本优化方案在使用时，通过向下拧动丝杆，使丝杆向下顶动综合滑阀的阀芯，阀芯下移，使综合滑阀的进油腔经第一油口与油动机无杆腔连通，综合滑阀的回油腔经第二油口与油动机的有杆腔连通，高压油进入油动机无杆腔，有杆腔内的油流至回油腔，使油动机的伸出杆上移，从而带动刚性反馈杆上移，反馈杆上移时，带动丝杆上移，丝杆失去对阀芯的压力，阀芯在第一弹簧的作用下上移，将第一油口和第二油口封住，油动机的伸出杆停止移动，使油动机、刚性反馈杆和综合滑阀达到一个新的平衡点；同样地，在平衡状态时，向上拧动丝杆时，阀芯在第一弹簧的作用下上移，使第一油口与有杆腔连通，第二油口与无杆腔连通，油动机的伸出杆向下移动，带动丝杆向下移动，从而使阀芯下移，将第一油口和第二油口封堵，实现平衡。

作为优化，所述驱动装置包括与所述伸出杆固接的反馈杆、与反馈杆通过螺纹连接的丝杆，以及固定设置的铰座，铰座上铰接有一端伸至丝杆下方的杠杆，杠杆的另一端伸至综合滑阀的阀芯上方，铰座远离丝杆的一侧设有将杠杆压至综合滑阀阀芯的第二弹簧，第二弹簧的弹力大于第一弹簧；综合滑阀的第一油口与油动机的有杆腔连通，综合滑阀的第二油口与油动机的无杆腔连通。本优化方案通过转动丝杆使丝杆下移，带动杠杆的一端下移，杠杆的另一端上扬，综合滑阀的阀芯在第一弹簧作用下上移，高压油经第二油口进入油动机无杆腔，使油动机的伸出杆上移，带动反馈杆和丝杆上移，在第二弹簧的作用下，将杠杆向下压动阀芯，使阀芯向下移动而封住第一油口和第二油口，油动机停止动作，油动机、杠杆和综合滑阀达到新的平衡点。

作为优化，综合滑阀的壳体上固接有罩于阀芯上方的固定罩，固定罩的侧壁上开设有供杠杆移动的通过孔，固定罩的顶部通过螺纹连接有调整螺杆，调整螺杆的下端伸至固定罩内且固接有压板，压板上设有伸至第二弹簧内的导柱，第二弹簧的下端顶至杠杆。本优化方案将第二弹簧设置在杠杆上方，通过转动调整螺杆可以实现对第二弹簧预紧力的调整，通过设置导柱，避免第二弹簧在伸缩时偏斜。

进一步地，所述驱动装置还包括驱动丝杆转动的电动机。本优化方案利用电动机带动丝杆转动，进一步提高了操作的方便性。

作为优化，所述第二弹簧为下端固定的拉簧，拉簧的上端与杠杆远离丝杆的一端连接。本优化方案将第二弹簧设置为位于杠杆下方的拉簧，实现了第二弹簧与综合滑阀的同侧设置，更方便结构布置。

进一步地，调节杆为相互平行的两件，其中一调节杆为丝杆，连接电动机，另一调节杆为活塞杆，连接液压缸或气缸。本优化方案设置两件调节杆，并将调节杆连接不同的驱动其沿竖向移动的驱动件，操作更加方便，实现了多种形式的兼容。

作为优化，所述驱动装置包括与所述伸出杆固接的反馈杆、固定设置的铰座，以及与铰座铰接且位于综合滑阀阀芯上方的杠杆，杠杆的一端与反馈杆通过电磁抱闸机构连接，另一端连接弹簧回中装置，弹簧回中装置的力大于第一弹簧的弹力，铰座远离综合滑阀的一侧设有驱动杠杆远离综合滑阀一端向下移动的调节油缸，调节油缸的缸体与反馈杆固接；综合滑阀的第一油口与油动机的有杆腔连通，综合滑阀的第二油口与油动机的无杆腔连通。本优化方案使用时，接通电磁抱闸的电使电磁抱闸机构与反馈杆处于自由状态，调节油缸活塞伸出，驱动杠杆一端下移，克服另一端弹簧回中装置的弹力使杠杆扬起，综合滑阀的阀芯在第一弹簧的作用下上移，高压油进入油动机的无杆腔，使油动机的伸出杆上移，调节油缸整体上移，在回中弹簧的作用下，杠杆压动综合滑阀的阀芯下移，将第一油口和第二油口封住，油动机停止动作，同时，电磁抱闸机构断电，电磁抱闸将反馈杆、杠杆锁在一起，使各个机构相互制约平衡，实现机构稳定。

进一步地，所述弹簧回中装置包括固定设置的上套筒和下套筒，上套筒中设有上顶块和将上顶块沿竖向向下顶至杠杆上表面的上压簧，下套筒中设有下顶块和将下顶块沿竖向向上顶至杠杆下表面的下压簧。本优化方案利用上压簧和下压簧的共同作用，使杠杆保持平衡，结构简单，便于与杠杆另一端的调节油缸配合运动。

作为优化，所述上套筒的顶板上通过螺纹连接有预紧螺杆ⅰ，预紧螺杆ⅰ的下端固接有预紧板ⅰ，预紧板ⅰ上设有伸至上弹簧内圈的限位台；所述下套筒的底板上通过螺纹连接有预紧螺杆ⅱ，预紧螺杆ⅱ的上端固接有预紧板ⅱ，预紧板ⅱ上设有伸至下弹簧内圈的限位台。本优化方案的设置，可以通过转动预紧螺杆对弹簧的预紧力进行调节，满足不同的回中要求。

本方案还提供一种平衡刚性反馈双向自稳定行程调节保护装置的使用方法，驱动装置与伸出杆刚性连接，利用驱动装置向下压动综合滑阀的阀芯，通过阀芯的移动使油动机伸出杆动作，在油动机伸出杆移动时，带动驱动装置整体远离阀芯移动，利用第一弹簧的回弹力驱动阀芯上移，阻断油动机的进油管路和泄油管路，使油动机的伸出杆达到平衡稳定状态。

本发明的有益效果为：通过刚性反馈，避免产生波动，实现了双向自稳定行程调节保护，油动机与综合滑阀可以同向移动反馈，也可相对移动反馈，并且可同时兼容多种保护及多种调节方式，可使用于油压缸、水压缸和气压缸，也可用于汽轮机的调速系统及保护、阀门的开关及保护等行程的控制及保护系统。

附图说明

图1为实施例一结构示意图；

图2为实施例二结构示意图；

图3为实施例三结构示意图；

图4为实施例四结构示意图；

图5为实施例四中齿轮、齿条啮合示意图；

图6为实施例四中油动机结构示意图；

图7为实施例五结构示意图；

图8为实施例六结构示意图；

图9为阀芯与伸出杆垂直状态结构示意图；

图中所示：

1、阀芯，2、丝杆，3、反馈杆，4、伸出杆，5、油动机，6、第一弹簧，7、综合滑阀，8、电磁阀，9、第二油口，10、第一油口，11、杠杆，12、铰座，13、第二弹簧，14、固定罩，15、调整螺杆，16、拉簧，17、电动机，18、液压缸，19、齿轮，20、齿条，21、动板，22、静板，23、电磁抱闸机构，24、弹簧回中装置，25、预紧螺杆ⅱ，26、下压簧。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例一

如图1所示一种平衡刚性反馈双向自稳定行程调节保护装置，包括相连通的综合滑阀7和油动机5，综合滑阀的阀芯与和油动机的伸出杆平行，油动机的伸出杆4上刚性连接有驱动综合滑阀阀芯移动的驱动装置，综合滑阀阀芯与综合滑阀壳体通过第一弹簧6连接。第一弹簧设置在阀芯下方，第一弹簧上端与阀芯的底面连接，下端与综合滑阀壳体的底板连接。驱动装置与伸出杆刚性连接，利用驱动装置向下压动综合滑阀的阀芯，通过阀芯的移动使油动机伸出杆动作，在油动机伸出杆移动时，带动驱动装置整体远离阀芯移动，利用第一弹簧的回弹力驱动阀芯上移，阻断油动机的进油管路和泄油管路，使油动机的伸出杆达到平衡稳定状态。

本实施例的驱动装置包括与伸出杆4固接的反馈杆3，以及与反馈杆通过螺纹连接的丝杆2，丝杆2的上端设置有手轮，方便操作，丝杆下端沿轴向顶至综合滑阀的阀芯1。综合滑阀的第一油口10与油动机的无杆腔连通，综合滑阀的第二油口9与油动机的有杆腔连通。综合滑阀的最上部腔体侧壁设有上部油口，上部油口连通安装有电磁阀8的进油管道。

本实施例在使用时，旋转手轮带动丝杆向下移动，丝杆下移使综合滑阀的阀芯下移，阀芯下移打开进油窗口，高压油进入油动机下部的无杆腔，油动机有杆腔内的油从回油排出，使油动机上移，油动机上移带动钢性反馈杆上移，反馈杆上移带动丝杆上移，使丝杆失去对阀芯的阻碍，阀芯在第一弹簧的作用下上移，将油动机第一油口和第二油口封住，油动机停止移动，使油动机、刚性反馈杆和综合滑阀达到一个新的平衡点。

当电磁阀动作时，切断综合滑阀，上部油口接通高压油，使综合滑阀迅速下移，接通油动机下部无杆腔进油，油动机快速关闭，起到安全保护的作用。

综合滑阀的阀芯也可以设置为与油动机的伸出杆垂直，反馈杆的长度方向与伸出杆轴向一致，反馈杆朝向综合阀芯的一侧为斜面，阀芯上固接有丝座，丝座上螺纹连接有安装杆，安装杆的端部转动连接有顶至反馈杆斜面的转轮。本实施例将反馈杆直接固定在伸出杆上，采用顶触式代替铰接，随动性好，实现随动无间隙调节，使调节更精确，更稳定，避免由于转动余量造成误差，实现了反馈零误差。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的驱动装置包括与伸出杆固接的反馈杆、与反馈杆通过螺纹连接的丝杆，以及固定设置的铰座12，丝杆连接驱动其转动的电动机，铰座上铰接有一端伸至丝杆下方的杠杆11，杠杆的另一端伸至综合滑阀的阀芯上方，铰座远离丝杆的一侧设有将杠杆远离丝杆的一端压至综合滑阀阀芯的第二弹簧13，第二弹簧的弹力大于第一弹簧；综合滑阀的第一油口与油动机的有杆腔连通，综合滑阀的第二油口与油动机的无杆腔连通。本实施例的电磁阀安装在综合滑阀壳体下部油口连通的管道上。

综合滑阀的壳体上固接有罩于阀芯上方的固定罩14，固定罩的侧壁上开设有供杠杆移动的通过孔，固定罩的顶部通过螺纹连接有调整螺杆15，调整螺杆的下端伸至固定罩内且固接有压板，压板上设有伸至第二弹簧内的导柱，第二弹簧的下端沿竖向顶至杠杆。

本实施例在使用时，通过电动机带动丝杆转动，使丝杆下移，丝杆下移带动杠杆右端向下移，杠杆通过支点的作用，左端上扬，综合滑阀的阀芯在第一弹簧的作用下上移，同时将第二弹簧压缩，阀芯上移打开油动机下高压油进油窗口，同时打开油动机上卸油窗口，高压油进入无杆腔，使油动机的伸出杆上移，油动机伸出杆上移带动钢性反馈杆上移，钢性反馈杆上移带动丝杆上移，丝杆上移而失去对杠杆的压力，在第二弹簧的作用下，杠杆左端和阀芯向下移动，综合滑阀阀芯下移，将第一油口和第二油口封住，油动机停止移动，油动机、杠杆和综合滑阀达到一个新的平衡点。

当电磁阀动作时，切断综合滑阀泄油，接通高压油使综合滑阀迅速上移，打开油动机下进油窗口，接通油动机上泄油窗口，使油动机迅速关闭。

实施例三

如图3所示，本实施例与实施例二的区别在于，第二弹簧为下端固定的拉簧16，拉簧的上端与杠杆远离丝杆的一端连接；调节杆为相互平行的两件，其中一调节杆为丝杆，连接电动机17，另一调节杆为活塞杆，连接液压缸18或气缸，液压缸的缸体、气缸的缸体与反馈杆固接；综合滑阀的阀芯底面设有向上竖直延伸的盲孔，第一弹簧的上端顶至盲孔的顶部，通过设置盲孔避免第一弹簧偏斜。

本实施例在使用时，通过电动机、液压缸或气缸带动调节杆下移，调节杆下移带动杠杆右端向下移，杠杆通过支点的作用，左端上扬，综合滑阀的阀芯在第一弹簧的作用下上移，同时将拉簧拉伸，阀芯上移打开油动机下高压油进油窗口，同时打开油动机上卸油窗口，高压油进入无杆腔，使油动机的伸出杆上移，油动机伸出杆上移带动钢性反馈杆上移，钢性反馈杆上移带动调节杆、液压缸缸体、气缸缸体上移，从而失去对杠杆的压力，在拉簧的拉动作用下，杠杆左端和阀芯向下移动，综合滑阀阀芯下移，将第一油口和第二油口封住，油动机停止移动，油动机、杠杆和综合滑阀达到一个新的平衡点。

实施例四

如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于，油动机为旋转油动机，旋转油动机内由动板21和静板22分割成两个腔体，丝杆螺纹连接在螺母上，螺母固接在齿条20上，齿条20啮合连接齿轮19，齿轮19与旋转油动机转轴同轴固接。使用时，转动丝杆向下移动，丝杆下移使综合滑阀阀芯下移，综合滑阀打开旋转油动机一侧的进油口，进入高压油，接通另一侧的回油口，高压油推动动板21移动，使旋转油动机转动，油动机旋转带动齿轮旋转，齿轮旋转带动齿条上移，齿条上移带动丝杆上移，阀芯在第一弹簧的作用下上移，将旋转油动机两侧油口封住，旋转油动机停止转动，从而使旋转油动机、反馈齿条、综合滑阀达到一个新的平衡点。

实施例五

如图7所示，本实施例与实施例一的区别在于，驱动装置包括与伸出杆固接的反馈杆、固定设置的铰座，以及与铰座铰接且位于综合滑阀阀芯上方的杠杆，杠杆的右端与反馈杆通过电磁抱闸机构23连接，杠杆左端连接弹簧回中装置24，铰座的左、右两侧均设有驱动杠杆一端向下移动的调节油缸，调节油缸的缸体与反馈杆固接；反馈杆电磁抱闸的力大于调节油缸杆弹簧的力，调节油缸杆弹簧的力大于回中装置弹簧的力，弹簧回中装置的力大于第一弹簧的弹力，综合滑阀的第一油口与油动机的有杆腔连通，综合滑阀的第二油口与油动机的无杆腔连通。

弹簧回中装置包括固定设置的上套筒和下套筒，上套筒中设有上顶块和将上顶块沿竖向向下顶至杠杆上表面的上压簧，下套筒中设有下顶块和将下顶块沿竖向向上顶至杠杆下表面的下压簧26。上套筒的顶板上通过螺纹连接有预紧螺杆ⅰ，预紧螺杆ⅰ的下端固接有预紧板ⅰ，预紧板ⅰ上设有伸至上弹簧内圈的限位台；所述下套筒的底板上通过螺纹连接有预紧螺杆ⅱ25，预紧螺杆ⅱ的上端固接有预紧板ⅱ，预紧板ⅱ上设有伸至下弹簧内圈的限位台。

为方便手动调节，本实施例将上套筒和下套筒固定在同一固定座上，固定座上铰接有手动拨杆，手动拨杆一端延伸至固定座外侧，另一端与杠杆铰接，通过拨动手动拨杆带动杠杆端部上下移动，实现对综合滑阀的触发和对弹簧回中装置的作用。

本实施例在使用时，调节油缸活塞杆下移的同时，接通电磁抱闸的电，使电磁抱闸机构与反馈杆处于自由状态，调节油缸活塞下移使杠杆右端下移，通过支点的支撑，杠杆左端上扬，综合滑阀的阀芯在第一弹簧的作用下上移，综合滑阀上移打开油动机下高压油进口，同时接通油动机上回油，使油动机上移，带动调节油缸整体上移，在弹簧回中装置的回中弹簧作用下，杠杆左端和综合滑阀阀芯下移，将第一油口、第二油口封住，从而将油动机上、下油口封住，油动机停止移动，同时，电磁抱闸机构断电，电磁抱闸将反馈杆、杠杆锁在一起，使各个机构相互制约平衡，保持稳定状态。

实施例六

如图9所示，本实施例与实施例二的区别在于，本实施例的驱动装置包括固定设置的铰座、l型反馈杆和螺纹连接在反馈杆上的转动丝杆，转动丝杆的一端转动连接有转轮，l型反馈杆的拐角处与铰座铰接，l型反馈杆的竖杆部分上穿设所述的转动丝杆，l型反馈杆的横杆压于综合阀芯上端。本实施的油动机伸出杆上设有上大下小的锥形，转轮顶至锥形面上。综合滑阀的第一油口10与油动机的无杆腔连通，综合滑阀的第二油口9与油动机的有杆腔连通。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。