阀芯内直动导控机构及流体控制阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及流体传动及控制领域，特别地，涉及一种阀芯内直动导控机构及流体控制阀。
【背景技术】
[0002]流体控制阀在流体控制系统中被用来调节流体的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。流体控制阀的基本结构包括:阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内做相对运动的装置。流体控制阀的基本工作原理:利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的开度或者通断，实现压力、流量和方向的控制；且流经阀口的流量与阀口前后压力差以及阀口过流面积有关，始终满足压力流量方程。
现有的高压、大流量流体控制阀特别是液压阀通常采用两级或者三级的结构形式。以下以两级液压阀的结构为例进行说明，现有的两级液压阀一般采用一只主阀与一只导阀相叠加的形式构成，两只阀中间通过增加位移一力转换机构或者通过外加电气装置来实现导阀对主阀芯的位置伺服控制，具体结构如图1、图2所示。其中，图1示出了的现有技术中两级比例阀的结构示意图，包括:导阀体101、先导控制阀芯102、比例电磁铁103、主阀体104和主阀阀芯105。图2示出了现有技术中两级伺服阀的结构示意图，包括:导阀体201、先导控制阀芯202、比例电磁铁203、位移传感器204、主阀体205和主阀阀芯206。从上述两图可知，现有技术中导阀体和主阀体均为相对独立的结构，两者以叠加的形式与其它构件组成流体控制阀整体。
在实现本发明过程中，发明人发现现有流体控制阀的结构形式至少存在如下问题:一、由于采用导阀体和主阀体相叠加的形式，流体控制阀的整体体积是两只阀外形体积之和，从而增加了流体控制阀的安装体积和重量。二、由于导阀体和主阀体之间需要增加位移一力转换机构或电气装置以实现导阀对主阀芯的位置伺服控制，导致控制阀整体的结构复杂化，增加了加工制造难度，同时也增加了控制阀的制造成本；三、由于各构件的加工精度问题，不易提高导阀对主阀芯的导控精度。
总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是:如何能够提供一种结构简单、外形尺寸小、位置控制精度高的流体控制阀。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种阀芯内直动导控机构和流体控制阀，能够减小大流量流体控制阀的外形尺寸，简化阀芯结构，并且提高导阀对主阀芯的位置控制精度。
为了解决上述问题，一方面提供了一种阀芯内直动导控机构，包括:主阀阀芯和导阀阀芯，所述主阀阀芯上间隔设置有数个轴向排列的环形槽；所述主阀阀芯的中心沿轴线方向开设有与所述主阀阀芯一端连通的安装孔；所述导阀阀芯嵌套于所述安装孔内；所述安装孔的侧壁上开设有一组沿周向分布的第一控制窗口和一组沿周向分布的第二控制窗口； 所述导阀阀芯上设置有一个环形槽，所述环形槽的两端设置有左控制端和右控制端，所述导阀阀芯内开设有贯通的中心孔，所述环形槽底部开设有数个沿周向分布的、与所述中心孔连通的通孔；
所述第一控制窗口和第二控制窗口在所述导阀阀芯移动过程中分别与所述导阀阀芯的左控制端和右控制端形成通流面积变化的截流窗口，从而实现导阀对所述主阀阀芯任意位置的控制。
可选的，在所述主阀阀芯上开设的安装孔占主阀阀芯的一部分；主阀阀芯的剩余部分为实心体。
可选的，所述安装孔的长度等于主阀本体的整体长度，主阀阀芯的另一端封闭。
可选的，在所述主阀阀芯上开设的安装孔占主阀阀芯的一部分；主阀阀芯的剩余部分开设有第一中心通孔和周向分布的、与所述第一中心通孔垂直连通的数个第一通孔；所述安装孔与所述第一中心通孔不连通。
可选的，所述第一中心通孔与所述主阀阀芯的另一端连通；该主阀阀芯的另一端设有阀芯堵头。
可选的，所述第一中心通孔的两端均封闭。
可选的，所述导阀阀芯在安装孔内向左移动过程中，所述左控制端的内侧边缘与第一控制窗口内侧边缘形成微小截流窗口 ；所述导阀阀芯在安装孔内向右移动过程中，所述右控制端的内侧边缘与所述第二控制窗口的内侧边缘形成微小截流窗口。
可选的，所述导阀阀芯在安装孔内向左移动过程中，所述右控制端的外侧边缘与第二控制窗口外侧边缘形成微小截流窗口 ；所述导阀阀芯在安装孔内向右移动过程中，所述左控制端的外侧边缘与所述第一控制窗口的外侧边缘形成微小截流窗口。
另一方面，还提供了一种流体控制阀，包括:阀体和上述任一所述的阀芯内直动导控机构；所述阀体具有贯通的阀腔，该阀腔的内壁上开设有若干贯穿所述阀体两侧的流体通路；所述阀芯内直动导控机构置于所述阀腔内，阀芯的左端面和一环面与所述阀腔的两端分别形成敏感腔和右阀腔；所述敏感腔的阀芯左端面的面积大于形成所述右阀腔的阀芯环面的面积；
当所述导阀阀芯有一个直线运动输入后，所述第一控制窗口和第二控制窗口在所述导阀阀芯移动过程中分别与所述导阀阀芯的左控制端和右控制端形成截流窗口的通流面积发生变化，进而改变所述敏感腔的压力，从而实现导阀对所述主阀阀芯任意位置的控制。
可选的，所述流体控制阀具体为液压阀。
与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点:
本发明提供的阀芯内直动导控机构是在主阀阀芯的内部嵌套导阀阀芯，用主阀阀芯来充当导阀的阀体，与现有导控结构相比，结构简化，削减了构件数目，不仅缩小了流体控制阀的体积还有效减轻了控制阀的重量。
另外，本发明提供的阀芯内直动导控机构不需要外加另外的机构就可以实现位置反馈，相比传统流体控制元件省去了位移一力转换机构，因而降低了加工制造难度，进而降低了生产成本。
此外，本发明提供的流体控制阀的阀芯内直动导控机构，通过内置的导阀阀芯在安装孔中作直线运动调节敏感腔的流体压力，进而连续调节左右阀腔的压力差，实现主阀阀芯在阀体内做直线运动，从而提高了导阀对主阀芯的位置控制精度。
【附图说明】
[0004]图1是现有技术中比例阀的结构示意图；
图2是现有技术中伺服阀的结构示意图；
图3是本发明阀芯内直动导控机构实施例一的剖视图；
图4-1是本发明阀芯内直动导控机构实施例一的主阀阀芯的结构TK意图一；
图4-2是本发明阀芯内直动导控机构实施例一的主阀阀芯的结构示意图二 ；
图4-3是本发明阀芯内直动导控机构实施例一的主阀阀芯的剖视图；
图5是本发明阀芯内直动导控机构实施例一的导阀阀芯的结构TK意图；
图6是本发明流体控制阀实施例一的结构示意图；
图7-1是本发明流体控制阀实施例一在平衡状态下的示意图；
图7-2是本发明流体控制阀实施例一在导阀阀芯向左移动时的工作示意图；
图7-3是本发明流体控制阀实施例一在导阀阀芯向右移动时的工作示意图；
图8是本发明阀芯内直动导控机构实施例二的剖视图；
图9-1是本发明阀芯内直动导控机构实施例二的主阀阀芯的结构示意图一；
图9-2是本发明阀芯内直动导控机构实施例二的主阀阀芯的结构示意图二 ；
图10是本发明流体控制阀实施例二的结构示意图；
图11-1是本发明流体控制阀实施例二在平衡状态下的示意图；
图11-2是本发明流体控制阀实施例二在导阀阀芯向左移动时的工作示意图；
图11-3是本发明流体控制阀实施例二在导阀阀芯向右移动时的工作示意图；
图12是本发明阀芯内直动导控机构实施例三的剖视图；
图13-1是本发明阀芯内直动导控机构实施例三的主阀阀芯的结构示意图一；
图13-2是本发明阀芯内直动导控机构实施例三的主阀阀芯的结构示意图二 ；
图13-3是本发明阀芯内直动导控机构实施例三的主阀阀芯的剖视图；
图14是本发明流体控制阀实施例三的结构示意图；
图15-1是本发明流体控制阀实施例三在平衡状态下的示意图；
图15-2是本发明流体控制阀实施例三在导阀阀芯向左移动时的工作示意图；
图15-3是本发明流体控制阀实施例三在导阀阀芯向右移动时的工作示意图。
附图标记说明:
[0005]I一第一主阀阀芯；2—导阀阀芯；11—第一环形槽；12—安装孔；13—第一控制窗口 ；14一第二控制窗口 ；21—第二环形槽；22—左控