专利名称：伺服螺旋机构的制作方法
高性能、大流量的流体比例/伺服换向控制元件常采用双级(导控)的结构。传统的比例/伺服换向控制元件一般采用一只导阀和一只主阀，中间通过位移-力转换元件实现导阀对主阀的位置伺服控制。这种结构不仅复杂，加工难度大，而且由于存在位移-力转换机构中间环节使得导阀对主阀的位置控制精度不易提高。本发明伺服螺旋机构采用单个阀芯在阀孔中的双运动自由度实现阀芯的伺服位置控制，从而很好地避免了传统双级阀的缺点。
图一所示为差动阻力半桥式单作用伺服螺旋机构剖示图。该伺服螺旋机构主要由阀体3，阀芯5及端盖8等零件构成。在阀芯的左端台肩上轴对称地开设有两对分别与压力为P相通的高孔7和与大气相通的低压孔1，在阀芯孔左端的内表面上轴对称地开设有一对螺旋槽2。当阀芯装于阀孔中处于正常的工作状态时螺旋槽的左端与阀左敏感9构通，而右端封闭；高压孔与低压孔分别处于螺旋的两侧，并且与螺旋槽之间形成微小的弓形缝隙，这两个微小的弓形面积串联而成阻力半桥，阀的右腔6与压力为P的流体相通，阀芯左端面11的面积为右端面4的面积的两倍左右，当阀芯与阀座处于相对静止时阀左腔的压力近似为P/2，高低压孔与螺旋槽之间所形成的微小弓形面积近似相等。当以图一所示的方向转动阀芯时，高压孔与螺旋之间形成的小弓形面积增大；而低压口与螺旋槽之间形成的小弓形面积减小，左敏感腔的压力升高，阀芯所受的轴向力失去平衡，阀芯向左移直到高低压孔又回到静止时与螺旋之间所处的相对位置。当以图一所示的反方向转动阀芯时则左敏感腔的压力下降，阀芯左移。
图二所示为出口固定阻力半桥式单作用伺服螺旋机构，其结构原理与差动阻力半桥式的伺服螺旋机构相类似。所不同的是在阀芯6的左端台肩上只有一对高压孔3，而螺旋槽2的右端与低压腔4相通，阻力半桥由高压孔与阻尼槽之间所构成的微小弓形面积和从高压孔至低压腔之间的一段螺旋的阻力构成。
图三所示的为进口固定阻力半桥式单作用式伺服螺旋机构。阀芯6的左端台肩上有一对低压孔2位于螺旋3的上侧，阻尼的左端与压力腔4相通，阻力半桥由低压孔至高压腔之间的一段旋螺槽和低压孔与螺旋槽之间所夹的微小弓形面积所构成。
以上的伺服螺旋机构如果将螺旋槽加工于阀芯的台肩上而将高低压孔加工于阀内孔口中，其效果是一样的。
图一、二、三的螺旋槽阻力半桥只控制一个阀敏感腔的压力，故而为单作用式伺服螺旋机构。如果采用任意两种相同或不同的单作用螺旋槽阻力半桥分别对阀的左右敏感腔的压力同时进行控制则可以构成双作用式伺服螺旋机构。图四为采用一对进口固定阻力式螺旋阻力半桥所构成的双作用式伺服螺旋机构。此时阀芯3的左右端面积相同，当通过传动杆5转动阀芯时，阀的左右腔的压力大小的变化趋势止终相反。如当以图四所示的方向转动阀芯时，左腔的压力升高而右腔的压力降低，阀芯右移。反之，阀芯左移。
权利要求
1.利用一圆柱体阀芯在阀孔中的双运动自由度原理实现原理实现其旋转运动和轴向运动之间的转换，特征在于结构上具有高低压孔与螺旋槽相配合构成的阻力半桥。
2.按照阻力半桥的类型不同的差动阻力半桥式半单作用伺服螺旋机构、出口固定阻力式单作用伺服螺旋机构及进口固定阻力半桥式单作用伺服螺旋机构。
3.由任意两个相同或不同的伺服螺旋阻力半桥所构成的双作用式伺服螺旋机构。
全文摘要
本发明公开了伺服螺旋机构，它是利用滑阀阀芯在阀孔中的双运动自由度，通过阀芯上的高低压小孔与阀孔内表面开设的螺旋槽相配合构成阻力半桥，当转动阀芯时，作用于阀芯左右端面上的压力对阀芯产生轴向推力的合力使阀芯移动，实现阀芯的旋转运动与轴向运动的转换。伺服螺旋机构可广泛应用于双级(导控)换向阀的设计及要求实现螺旋运动的场合。所构成的新型流体控制元件具有结构简单、工作可靠、响应速度快等优点。
文档编号F15B13/00GK1166575SQ9611349
公开日1997年12月3日 申请日期1996年12月30日 优先权日1996年12月30日
发明者阮健 申请人:阮健