专利名称：膜片式非线性流量反馈电液比例阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种膜片式非线性流量反馈电液比例阀。
在现有技术中，首先，比例型电液阀的现状以电液比例阀和电液伺服阀为例，即当输入一个电信号时，能输出与此电信号成比例的流量。但两者都需要有一个线性的电－机转换装置，将电量转变为机械量来推动主阀，这个电－机转换装置在比例阀中为“比例电磁铁”，在伺服阀中为“力矩马达”、“动圈式力马达”等，总之为了保证输入电流与输出力之间的比例关系，就要采取一定措施，因而增了设计与制造的困难，提高了成本，简单而便宜的普通电磁铁其吸力公式为F＝5×10－7A( (In)/(LA) )2其中F为吸力(牛顿)，A为截面积(米2)，In为安匝数，LA为间隙(米)。吸力F与电流I的平方成正比，它是非线性的，一般认为是不能使用的。
其次，流量反馈阀的现状以电液伺服阀中没有内部反馈为例，而常见的是位置反馈、力反馈及流量反馈，流量反馈电液阀的关键所在是要有一个线性的流量传感器，它们不但本身构造复杂，还有较多的连接机构，限制了它的推广。节流孔式流量计是最简单的流量传感器，通过小孔的压力降与流量关系为
Q=CdA2ρΔp]]>其中Q为流量，Cd为流量系数，A为小孔面积，ρ为流体密度，△P为压力降，从式中得出压力降△P与流量Q的平方成比例，是非线性的，一般认为不能采用。
本实用新型的目的是原理上采用普通电磁铁作为电－机转换装置，同时采用节流孔来实现流量反馈，这两者都为十分简单廉价的，也都是非线性的，由于电磁铁的吸力与电流是平方关系，这两个非线性的关系可以相互抵消而得出输入电流与输出流量之间的线性关系，即非线性对消法则。本实用新型是提供从结构采用上述原理，构造上十分简单，即具有所需的输入输出的比例关系外，还具有流量反馈阀的全部优点的新型电液阀。
本实用新型的目的是这样实现的，它的阀体主要由左、右体和底座三大部分构成，右体和左体由螺钉联接在底座上。左体和右体的结合部分中部有一定的缝隙，缝隙内密封固定园形膜片，膜片两侧的左体和右体的端面有两个环形槽，外环槽内放置多个钢球，用以支撑固定膜片，内环槽内有密封环，用以密封该膜片两侧的内油腔并隔开外油腔。膜片两侧的左体和右体的中心孔内各紧固一组电磁铁，每组电磁铁的中心紧固一个喷嘴，在底座内安置主阀。
该电液比例阀油路连接是两喷嘴的进入端分别通过固定节流孔后接主油路，两喷嘴的进入端分别接通该主阀两端的工作腔，膜片两侧由密封环所围成的内腔分别接通油箱。膜片两侧由密封环围成的外腔分别接通反馈节流孔两端所对应的油孔，主阀的输出流量通过反馈节流孔而接通油缸的头端，油缸的杆端接主油路。
当两组电磁铁分别接通电路给于定值电流后，电磁铁产生磁力吸引左体与右体之间的膜片，假定右侧电磁铁输入电流，右电磁铁产生吸力，膜片的中部向右鼓起，而外腔的膜片相应向左方翘起，由于膜片的形状变化，使右喷嘴喷油受阻，从而喷油嘴的进入端油压增加，使主阀右腔的油压高于左腔的油压，主阀的活塞左移，主油路接通油箱，油液从油缸头端返回油箱，油孔的一支路直通膜片左侧外腔，另一支路穿过小孔后进入膜片右侧的外腔，膜片左外腔的压力较大，使外腔内的膜片逐渐返回由于电磁吸力而引起变形，恢复膜片的原来位置，这样两喷嘴进入端没有压力差，主阀两端也没有压力差，油缸活塞按一定的速度运动。当左电磁铁接通电流时，按此工作原理所得结果只是对应方向移动，效果相同。总之，给出一个适当的电流值，主阀有一个相对位移，油缸活塞有一个相对应的运动速度。因为是根据非线性对消法则所设置的结构，使电流值与油缸的位移基本呈线性关系。
图1为该电液比例阀的主剖视图。
图2为该电液比例阀的工作原理图。
图3为油缸液流量与电流关系图。
图4为油缸液流量与电压关系图。
参照附图，该电液比例阀的阀体主要由左体3、右体12及底座1三部分构成，左体3与右体12由螺钉2联接在底座1上，左体3与右体12的接触面中部留有缝隙，缝隙处由两侧环槽内的钢球8支撑固定膜片7，两侧槽内的密封环6将缝隙分为内腔与外腔，膜片7两侧的左体3和右体12的中心孔内分别紧固一组电磁铁9，电磁铁9的中心紧固喷嘴13，两喷嘴13的喷油端指向膜片7。底座1内横向安置主阀11。
整体油路方面是这样分布联接的，两喷油嘴13进入端通过固定节流孔10接主油路，两喷油嘴13的进入端与固定节流孔10之间分别接主阀11的两端工作腔，膜片7两侧的内腔分别接油箱，其外腔分别接通反馈节流孔4两端所对应的油孔，主阀11为三通阀时，上述油路的输出流量通过反馈节流孔4接到油缸14的头端，油缸14的杆端接主油路。
操作时两组电气插头5接通电源，当一组电流大于另一组时，电磁铁9的对膜片吸力不同而使膜片变型，中间部分凸向一组电磁铁，两喷嘴13之一喷油受阻，而使两喷嘴13的进入端油压有别，该压力差反应到主阀11的两工作腔而推动其活塞动作，主阀11接通主油路时，一支路直接作用到膜片7的一侧外腔，另一支路穿过反馈节流孔4后，作用到膜片7的另一侧外腔，结构设计使外腔的压力差使膜片7受另一相反的力而恢复其原来位置，主阀停在所需位置控制输入输出流量，油缸14以一定的流量而动作。这样，给予一定的电流值，油缸就得到一定油液的定值流量。这样靠电磁力与小孔的流量反馈实现电磁比例阀的功能。
该电液比例阀成本低，使用参数准确。
权利要求1.一种膜片式非线性流量反馈电液比例阀，它的阀体包括左体3、右体12及底座1，其特征是它的左体3和右体12由螺钉2联接在底座1上，左体与右体的结合部分的缝隙处由两侧固定槽内的钢球8支撑固定园形膜片7，钢球8的内环槽内有密封环6，在膜片7两侧的左体3与右体12的中心孔内紧固一组电磁铁9，每组电磁铁的中心紧固喷嘴13，所述的底座1内安置主阀11，所述的两喷嘴13的进入端通过固定节流孔10接主油路，两喷嘴13的进入端分别接主阀11两端的工作腔，膜片7两侧由密封环之内所围成的内腔分别接通油箱，膜片7两侧由密封环6以外所构成的外腔分别接通反馈节流孔4两端所对应的油孔，主阀为三通阀时，上述油路之输出流量通过反馈节流孔4接到油缸14的头端，油缸14的杆端接主油路。
专利摘要一种膜片式非线性流量反馈电液比例阀，阀体中部固定两组电磁铁及喷嘴，两电磁铁间紧固一圆形膜片，底座上有主阀，当一组电磁铁的电流大于另一组时，膜片变形，使两喷嘴的油压不同，压力差推动主阀动作，主阀接通油路后，油路通过反馈节流孔作用在膜片两侧的外腔体使之恢复原状，从而通过主阀的位移控制油缸输入油液流量。
文档编号F15B13/02GK2072613SQ90209589
公开日1991年3月6日 申请日期1990年6月30日 优先权日1990年6月30日
发明者吴声浔, 李耿立, 李英波 申请人:河北机电学院