专利名称：广义脉码调制液压数字阀的制作方法
技术领域：
中，与本发明最为接近的是伺服阀或比例阀，伺服阀或比例阀是模拟阀，尽管目前技术比较成熟，但由于伺服阀或比例阀结构复杂，阀芯和阀套的加工精度高，而且需要高性能电磁铁等驱动装置，因此价格高，抗污染能力差。而且大流量伺服阀和比例阀价格非常昂贵，这对一般的工程应用是不合算的，尤其对大流量液压控制系统。
本发明的目的是设计一种能控制流体的大小和方向，调速范围宽，抗污染能力强的广义脉码调制液压数字阀。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是它包括在阀体中装有换向阀芯，换向阀芯的两端分别经换向阀芯弹簧与装在阀体两侧的驱动换向阀芯的开关电磁铁相连，换向阀芯相对应的阀体上分别开有与高压油连通的通道，与液压缸连通的两个通道，能分别与阀体上两组流量控制阀的节流孔连通的两个通道，两个通道由另一个通道连通；在阀体中还装有两组每组有数个结构相同的流量控制阀，流量控制阀芯的一端装有用卡环定位的流量控制阀芯弹簧，流量控制阀芯的另一端与装在阀体侧面的驱动流量控制阀芯的开关电磁铁相连，流量控制阀芯圆柱面上开有环形通道并与阀芯中心通道连通，具有不同大小薄壁节流孔面积的两组节流器通过螺纹分别拧入阀体上，两组节流孔分别与阀体上的两个通道连通。
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明及其组成的液压伺服控制系统原理示意图。
如图1、图2所示，本发明包括在阀体1中装有换向阀芯3，换向阀芯3的两端分别经换向阀芯弹簧2与装在阀体1两侧的驱动换向阀芯的开关电磁铁4相连，换向阀芯3相对应的阀体1上分别开有与高压油连通的通道P，与液压缸连通的两个通道A、B，能分别与阀体1上两组流量控制阀的节流孔连通的通道C、D，两个通道C、D由通道E连通。在阀体1中还装有两组每组有数个结构相同的流量控制阀，流量控制阀芯7的一端装有用卡环6定位的流量控制阀芯弹簧5，流量控制阀芯7的另一端与装在阀体1侧面的驱动流量控制阀芯的开关电磁铁8相连，流量控制阀芯7圆柱面上开有环形通道F并与阀芯中心通道G连通，具有不同大小薄壁节流孔面积的一组节流器9、10、11和另一组节流器12、13、14分别通过螺纹拧入阀体1上，两组节流孔分别与阀体1中的通道C和通道D连通。
不同大小薄壁节流孔其节流孔面积采用线性和非线性编码，即在低位阀间采用线性的二进制编码，在高位阀间采用非线性编码。
阀V控制液压缸的运动方向，阀V0～V5及其相应的节流孔控制液压缸的排出流量。阀V0～V5的开关状态根据液压缸活塞与目标位置来决定。本发明的阀中设有不同大小的节流孔，各节流孔面积不成倍数关系，它采用线性和非线性编码，即低位阀之间的面积关系成倍数关系，如二进制编码；高位阀之间的面积不成倍数关系，如四进制或八进制。比如图中采用六个结构相同的流量控制阀，S0∶S1∶S2∶S3∶S4∶S5＝20∶21∶22∶23∶25∶28。这样的广义脉码调制阀最大的节流面积是303S0，控制流量范围大。
本发明的工作原理是当驱动换向阀芯3上面的开关电磁铁4带电时，换向阀芯3下移，通道P与通道A接通，通道B与通道D接通，高压油从通道P流向通道A进入液压缸，液压缸排出的油经通道B到通道D，孔E连通通道C和通道D，液压缸排出的油经通道C或通道D到具有薄壁小孔的节流器9，如果驱动某一位的流量控制阀芯的开关电磁铁8带电时，则流量控制阀芯7的环形通道F经该节流孔与C或D相通，否则该位控制阀芯关闭通道F与通道C或D，使通道F与通道C或D不通，流过节流孔的油经通道F、通道G、通道H和通道T流回油箱。当驱动换向阀芯3上移，通道P与通道B接通，通道A与通道C接通。高压油从通道P流向通道B进入液压缸，液压缸排出的油经通道A到通道C，从通道C或通道D流出的油经具有薄壁小孔的节流器9到油箱的过程与以上相同。当驱动换向阀的开关电磁铁4都不带电时，换向阀芯3在弹簧的作用下处于中位，通道P、通道A、通道B、通道C或D互不相通，液压缸停止运动。
本发明具有的优点是阀芯靠普通开关电磁铁驱动，只有开和关两种状态。通过控制各电磁铁的开关组合状态来实现流量大小和方向控制，阀的分辨率和最大流量可根据需要调定。它具有可靠性高、调速范围宽、对介质污染不敏感，并且结构简单、加工容易、成本低，不需A/D转换器，可直接实现数字控制。
权利要求
1.广义脉码调制液压数字阀，其特征在于它包括1)在阀体[1]中装有换向阀芯[3]，换向阀芯[3]的两端分别经换向阀芯弹簧[2]与装在阀体[1]两侧的驱动换向阀芯的开关电磁铁[4]相连，换向阀芯[3]相对应的阀体[1]上分别开有与高压油连通的通道[P]，与液压缸连通的两个通道[A]、[B]，能分别与阀体[1]上两组流量控制阀的节流孔连通的两个通道[C]、[D]，两个通道[C]、[D]由另一个通道[E]连通；2)在阀体[1]中还装有两组每组有数个结构相同的流量控制阀，流量控制阀芯[7]的一端装有用卡环[6]定位的流量控制阀芯弹簧[5]，流量控制阀芯[7]的另一端与装在阀体[1]侧面的驱动流量控制阀芯的开关电磁铁[8]相连，流量控制阀芯[7]圆柱面上开有环形通道[F]并与阀芯中心通道[G]连通，具有不同大小薄壁节流孔面积的两组节流器通过螺纹分别拧入阀体[1]上，两组节流孔分别与阀体[1]中的两个通道[C]或[D]连通。
2.根据权利要求1所述的广义脉码调制液压数字阀，其特征在于不同大小薄壁节流孔其节流孔面积采用线性和非线性编码，即在低位阀间采用线性的二进制编码，在高位阀间采用非线性编码。
全文摘要
一种广义脉码调制液压数字阀,在阀体中装有换向阀和两组每组有数个结构相同的流量控制阀,在每个流量控制阀的阀体上分别装有不同大小薄壁节流孔,其节流面积在低位阀间采用线性的二进制编码,在高位阀间采用非线性编码,阀芯靠普通开关电磁铁驱动,只有开和关两种状态。通过控制各电磁铁的开、关组合状态来实现流量大小和方向的控制。阀的分辨率和最大流量可根据需要调定。本发明具有可靠性高、调速范围宽、对介质污染不敏感、结构简单。
文档编号F15B13/00GK1266953SQ0010528
公开日2000年9月20日 申请日期2000年4月19日 优先权日2000年4月19日
发明者王宣银 申请人:浙江大学