用于直线行程阀门的比例调节装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于直线行程阀门的比例调节装置。为解决使用伺服阀对行程为直线的阀门启闭件的开度进行调节时成本高且不易维护或使用比例换向阀调节时精度不够且成本较高的问题，本发明提出一种用于直线行程阀门的比例调节装置，包括供油系统和工作油路，供油系统包括油箱和油泵，油泵从油箱中抽取液压油，从而向该装置提供工作动力；工作系统包括两个二位三通的数字阀、一组叠加式双单向阀液控阀及一个单杆活塞式液压缸，液压缸活塞杆设置在缸体外的一端与需要调节启闭件开度的阀门的启闭件相连接。使用本发明用于直线行程阀门的比例调节装置，能够精确调节启闭件开度，且该装置操作简单、成本低，耐污染性好，维护起来较为容易。
【专利说明】用于直线行程阀门的比例调节装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及阀门流量的比例调节装置，尤其涉及一种阀门启闭件的行程为直线的 比例调节装置。
【背景技术】
[0002] 阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流 或溢流泄压等功能。阀门的启闭件用以控制工作介质在阀门内的流通，其中，闸阀和角阀等 阀门的启闭件在开关过程中，启闭件的行程为直线。
[0003] 以闸阀为例，闸阀是指启闭件沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。闸阀的启闭 件为闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，流体流动阻力小和启闭所需力矩小，介质流 向不受限制，启闭时无水击现象，形体结构比较简单，制造工艺性较好。闸阀的闸板可以调 节开度大小，从而起到限制闸阀内流通的流量大小，但大通径的闸阀通常体积较大，仅靠人 力无法完成闸板开度的调节，且由于安装空间所限，大部分安装好的闸阀在使用过程中无 法使用人力或道具对闸阀闸板的开度进行调节。
[0004] 当需要对闸阀进行比例调控来控制流量时，通常会用到三位四通比例换向阀或伺 服阀来对闸阀闸板的启闭程度进行定值调节，其结果较为精准。但由于比例换向阀自身存 在零位死区现象，造成使用比例换向阀时会出现响应速度较慢的情况，且比例换向阀的阀 口开度较大，造成使用比例换向阀进行调节时精度不高。
[0005] 伺服阀的零位基本无遮盖，因此使用伺服阀对闸阀闸板开度进行调节时，响应速 度较快，但伺服阀的额定开口量一般小于〇. 5mm(毫米），这使得对大型闸阀的闸板启闭程 度进行调节时，需要采用较大流量的伺服阀，增加了实现成本，且伺服阀由于精度高，生产 工艺复杂，使得其维护难度较高。
[0006] 同时，比例换向阀或者是伺服阀，它们都是高精度阀，对工作介质的干净程度要求 较高，抗污染能力较差，对使用场合的环境要求较高。
【发明内容】
[0007] 为解决使用伺服阀对行程为直线的阀门启闭件的开度进行调节时带来的成本高 且不易维护，或是使用比例换向阀对行程为直线的阀门启闭件的开度进行调节时带来的精 度不够且成本较高的问题，本发明提出一种用于直线行程阀门的比例调节装置，该用于直 线行程阀门的比例调节装置包括供油系统和工作油路，所述供油系统包括油箱和油泵，所 述油泵从所述油箱中抽取液压油，从而向该装置提供工作动力；所述工作油路包括两个二 位三通的数字阀、一组叠加式双单向阀液控阀以及一个单杆活塞式液压缸，所述液压缸活 塞杆设置在缸体外的一端与需要调节启闭件开度的阀门的启闭件相连接；其中，
[0008] 第一数字阀用以向所述液压缸的无杆腔通入液压油，所述第一数字阀的进油腔通 过所述油泵与所述油箱相连通，一个工作油腔与所述叠加式双单向阀液控阀中的第一单向 阀的进油口之间通过连接管路连通，该连接管路上设置分支管路与所述叠加式双单向阀液 控阀中的第二单向阀的控制油口连接，用于使所述第一数字阀工作油腔流出的一部分液压 油流入第二单向阀的控制油口，所述第一单向阀的出油口与所述液压缸的无杆腔相连；
[0009] 第二数字阀用以向所述液压缸的有杆腔通入液压油，所述第二数字阀的进油腔通 过所述油泵与所述油箱相连通，一个工作油腔与所述叠加式双单向阀液控阀中的所述第二 单向阀的进油口之间通过连接管路连通，该连接管路上设置分支管路与所述第一单向阀的 控制油口连接，用于使所述第二数字阀工作油腔流出的一部分液压油流入所述第一单向阀 的控制油口，所述第二单向阀的出油口与所述液压缸的有杆腔相连。
[0010] 当该用于直线行程阀门的比例调节装置未启动时，所述液压缸的活塞杆保持原位 置不动。
[0011] 当对与所述液压缸的无杆腔相连通的所述第一数字阀通电时，所述第一数字阀换 向，所述油泵将液压油从所述油箱中抽出，通过该第一数字阀以及所述叠加式双单向阀液 控阀中的第一单向阀，向所述液压缸的无杆腔内通入液压油，使得该液压缸的活塞杆伸出 液压缸，将需要调节启闭件开度的阀门的启闭件向液流通道方向推动；同时，从所述连通的 第一数字阀中流出的液压油的一部分，通过第一数字阀与第一单向阀之间的连接管路的支 管，流入第二单向阀的控制油口，进入所述第二单向阀内并将所述第二单向阀的阀芯顶开， 打开所述第二单向阀，使得所述液压缸的无杆腔通入液压油后推动活塞排出的有杆腔内的 液压油从第二单向阀中流出，并经过该装置的所述第二数字阀流回所述油箱，从而达到减 小该行程为直线的阀门启闭件的开度的目的，降低了从该阀门流出的工作介质的流量的大 小。
[0012] 当对与所述液压缸的有杆腔相连通的所述第二数字阀通电时，所述第二数字阀换 向，所述油泵将液压油从所述油箱中抽出，通过第二数字阀以及所述叠加式双单向阀液控 阀中的第二单向阀，向所述液压缸的有杆腔内通入液压油，使得该液压缸的活塞杆缩回液 压缸，将需要调节启闭件开度的阀门的启闭件向活塞杆运动的方向拖动；同时，从所述连通 的第二数字阀中流出的液压油的一部分，通过所述第二数字阀与所述第二单向阀之间的连 接管路的支管，流入第一单向阀的控制油口，进入所述第一数字阀内并将所述第一单向阀 的阀芯顶开，打开所述第一数字阀，使得所述液压缸的有杆腔通入液压油后推动活塞排出 的无杆腔内的液压油从第一单向阀中流出，并经过该装置中的所述第一数字阀流回所述油 箱，从而达到增大该行程为直线的阀门启闭件的开度的目的，增大了从该阀门流出的工作 介质的流量的大小。
[0013] 使用本发明所述的用于直线行程阀门的比例调节装置，能够根据实际需要，通过 控制向液压缸内通入液压油的多少来调节液压缸活塞杆伸出的长度，从而达到对行程为直 线的阀门启闭件的开度进行调节，进而能够调节通过阀门的工作介质的流量大小的目的， 且该装置操作简单、成本低，且数字阀和叠加式双单向阀液控阀的结构简单，耐污染性好， 因此维护起来较为容易。
[0014] 优选地，该用于直线行程阀门的比例调节装置还包括一个保护油路，所述保护油 路包括一个二位三通换向阀以及一个进油液控单向阀，所述二位三通换向阀的进油腔通过 所述油泵与所述油箱相连通，一个工作油腔与所述进油液控单向阀的控制油路相连通，另 一工作油腔与所述油箱相连通；所述进油液控单向阀的进油口与所述液压缸的无杆腔相连 通，出油口与所述油箱相连通。当所述用于直线行程阀门的比例调节装置的工作油路出现 故障时，开启所述二位三通换向阀，液压油通过油泵进入所述二位三通换向阀，并从所述进 油液控单向阀的控制油口进入，将所述进油液控单向阀的阀芯顶开，使得油箱内的液压油 能够通过所述油泵直接进入所述液压缸的无杆腔内，并由工作人员将连接在所述液压缸有 杆腔上的管路与所述油箱相连，使所述液压缸的活塞杆伸出，将阀门的启闭件推动到液流 通道的底部，使得该阀门关闭，然后对所述用于直线行程阀门的比例调节装置的工作油路 进行检测并维修。在工作油路出现问题的情况下，保护油路可以迅速关闭阀门，避免阀门液 流通道内的工作介质流量过大而对后续工作元件产生影响，保证了整个系统的正常运转。
[0015] 进一步地，所述保护油路还设置有一个排油液控单向阀，该排油液控单向阀的控 制油口与所述二位三通换向阀连接所述进油液控单向阀的控制油口的工作油腔相连通，所 述排油液控单向阀的出油口与所述液压缸的有杆腔相连通，进油口与所述油箱相连通。当 所述用于直线行程阀门的比例调节装置的工作油路出现故障时，从所述二位三通换向阀的 工作油腔流出的液压油不仅将所述进油单向阀的阀芯打开，同时还将所述排油液控单向阀 的阀芯打开，使得所述液压缸有杆腔内的液压油能够通过该排油液控单向阀进入所述油箱 内，而无需通过人工将所述液压缸有杆腔上的管路连接到所述油箱上。且当直线行程阀门 的启闭件需要从较大开度向较小开度调节时，可以先关闭所述工作油路，打开所述保护油 路，再使用所述保护油路向所述液压缸的无杆腔内充入液压油，将该直线行程阀门启闭件 迅速关闭，然后关闭所述保护油路，打开所述工作油路，并对所述第二数字阀通电，使液压 油经所述第二数字阀和所述第二单向阀，充入到所述液压缸的有杆腔内，使所述液压缸的 活塞杆退回所述液压缸内，逐渐打开该直线行程阀门的启闭件，缩短了阀门启闭件从较大 开度向较小开度调节时所耗费的时间，增加了调节效率，且不会出现采用工作油路缓慢调 整时，从该直线行程阀门内流出的较大流量的工作介质对后续工作元件产生冲击的情况， 保障了后续元件的正常使用。
[0016] 优选地，所述液压缸的活塞杆上设置有分度值为0. 5mm的刻度值。通过记录活塞 杆运动初始位置的刻度值以及最终停止后的刻度值，能够准确得出所述活塞杆伸出或回缩 的长度大小，然后比对行程为直线的阀门启闭件的整体长度，即可计算得出行程为直线的 阀门启闭件的开度，从而直观地反映出所述行程为直线的阀门启闭件的调节程度。
[0017] 优选地，所述油箱上设置有吸油滤油器，液压油通过所述吸油滤油器进入所述油 泵。所述吸油滤油器用以对吸出所述油箱内的液压油进行过滤，从而保证所述用于直线行 程阀门的比例调节装置的稳定运行，减少该述用于直线行程阀门的比例调节装置的维护频 率。
[0018] 优选地，所述油箱上设置有回油滤油器，返回所述油箱的液压油通过该回油滤油 器流入油箱。所述回油滤油器用以对回流至所述油箱内的液压油进行过滤，从而保证油箱 内液压油的清洁程度，确保所述用于直线行程阀门的比例调节装置的稳定运行，减少该用 于直线行程阀门的比例调节装置的维护频率。
[0019] 本发明用于直线行程阀门的比例调节装置，不仅解决了使用比例换向阀或伺服阀 对阀门的启闭件开度进行调节时带来的成本高、维护不方便等问题，在保证调节精度的情 况下，本发明用于直线行程阀门的比例调节装置还增加了保护油路，使得整个工作系统的 安全性大大增加。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本发明用于直线行程阀门的比例调节调节装置的示意图。
【具体实施方式】
[0021] 如图1所示，本发明用于直线行程阀门的比例调节装置包括供油系统1、工作油路 2以及保护油路3,供油系统1包括油箱11、油泵12以及吸油滤油器13以及回油滤油器14， 油泵12从油箱11中抽取液压油，经吸油滤油器13过滤后从而向该用于直线行程阀门的比 例调节装置提供工作动力。
[0022] 工作油路2包括两个二位三通的数字阀即第一数字阀21、第二数字阀22、一组叠 加式双单向阀液控阀23以及一个单杆活塞式液压缸24,液压缸24的活塞杆243设置在缸 体外的一端与需要调节启闭件开度的阀门的启闭件相连接，且该活塞杆243上设置有精度 为0. 5_的刻度值。叠加式双单向阀液控阀23由两个液控单向阀第一单向阀231和第二 单向阀232组成，连接时，在第一单向阀231的进油口处的连接管路上设置支管，该支管与 第二单向阀232的控制油口相连接，用以打开第二单向阀232的阀芯，使液压油能够从第二 单向阀232的出油口流入并从进油口流出；同时，在第二单向阀232的进油口处的连接管 路上设置支管，该支管与第一单向阀231的控制油口相连接，用以打开第一单向阀231的阀 芯，使液压油能够从第一单向阀231的出油口流入并从进油口流出。
[0023] 第一数字阀21用以向液压缸的无杆腔241内通入液压油，该第一数字阀21的进 油腔与油箱11通过油泵12和吸油滤油器13相连通，一个工作油腔与第一单向阀231的进 油口处的连接管路相连通，且该第一单向阀231的出油口与液压缸24的无杆腔241相连， 同时，从第一数字阀21流向第一单向阀231的液压油的一部分，经第一单向阀231的进油 口处的连接管路上设置的支管，流向叠加式双单向阀液控阀23中的第二单向阀232的控制 油口，进入第二单向阀232内并将第二单向阀232阀芯顶开，使得第二单向阀232被打开；
[0024] 第二数字阀22用以向液压缸24的有杆腔242内通入液压油，该第二数字阀22的 进油腔与油箱11通过油泵12和吸油滤油器13相连通，一个工作油腔与第二单向阀232的 进油口处的连接管路相连通，且该第二单向阀232的出油口与液压缸24的有杆腔242相 连，同时，从该第二数字阀22流向第二单向阀232的液压油一部分，经第二单向阀232的进 油口处的连接管路上设置的支管，流向叠加式双单向阀液控阀23中的第一单向阀231的控 制油口，进入第二单向阀232内并将第一单向阀231阀芯顶开，使得第一单向阀231被打 开；
[0025] 保护油路3包括一个二位三通换向阀31、一个进油液控单向阀32以及一个排油液 控单向阀33,二位三通换向阀31的进油腔通过油泵12和吸油滤油器13与油箱11相连通， 一个工作油腔与进油液控单向阀32的控制油口和排油液控单向阀33的控制油口通过连接 管路相连通，另一工作油腔通过回油滤油器14与油箱11相连通；进油液控单向阀32的进 油口与液压缸24的无杆腔241相连通，出油口通过油泵12和吸油滤油器13与油箱11相 连通；排油液控单向阀33的出油口与液压缸24的有杆腔242相连通，进油口通过回油滤油 器14与油箱11相连通。
[0026] 当该用于直线行程阀门的比例调节装置未启动时，液压缸24的活塞杆243保持原 位置不动。
[0027] 当对与液压缸24的无杆腔241相连通的第一数字阀21通电时，第一数字阀21换 向，油泵12经吸油滤油器13的过滤将液压油从油箱11中抽出，通过第一数字阀21以及 第一单向阀231，向液压缸24的无杆腔241内通入液压油，使得该液压缸24的活塞杆243 伸出液压缸，将需要调节启闭件开度的阀门的启闭件向液流通道方向推动；同时，从数字阀 21流出的液压油的一部分，通过第一单向阀231的进油口处的连接管路上设置的支管，由 第二单向阀232的控制油口流入第二单向阀232,将第二单向阀232的阀芯顶开，使液压缸 24的有杆腔242内的液压油在无杆腔241内通入的液压油产生的推力的作用下流出有杆腔 242,由阀芯被顶开的第二单向阀232的出油口流向进油口，并经过第二数字阀22以及回油 滤油器14流入油箱11内，从而达到减小该行程为直线的阀门启闭件的开度的目的，减小了 从该阀门流出的工作介质的流量的大小。
[0028] 当对与液压缸24的有杆腔242相连通的第二数字阀22通电时，第二数字阀22换 向，油泵12经吸油滤油器13的过滤将液压油从油箱11中抽出，通过第二数字阀22以及第 二单向阀232,向液压缸24的有杆腔242内通入液压油，使得该液压缸24的活塞杆243缩 回液压缸24的有杆腔242内，将需要调节启闭件开度的阀门的启闭件向活塞杆243运动方 向拖动；同时，从第二数字阀22中流出的液压油的一部分，通过第二单向阀232的进油口处 的连接管路上设置的支管，由第一单向阀231的控制油口流入第二单向阀232,将第一单向 阀231的阀芯顶开，使液压缸24的无杆腔241内的液压油在有杆腔242内通入的液压油产 生的推力的作用下流出无杆腔241，由阀芯被顶开的第一单向阀231的出油口流向进油口， 并经过第一数字阀21以及回油滤油器14流入油箱11内，从而达到增大该行程为直线的阀 门启闭件的开度的目的，增大了从该阀门流出的工作介质的流量的大小。
[0029] 当用于直线行程阀门的比例调节装置的工作油路2出现故障时，开启二位三通换 向阀31，液压油经吸油滤油器13的过滤通过油泵12进入二位三通换向阀31，液压油由二 位三通换向阀31的一个工作油腔分别通过进油液控单向阀32和排油液控单向阀33的控 制油口进入进油液控单向阀32和排油液控单向阀33内，将进油液控单向阀32的阀芯和排 油液控单向阀33的阀芯顶开。由于进油液控单向阀32的阀芯被顶开，因此油箱11内的液 压油能够在经吸油滤油器13过滤后经油泵12、阀芯被顶开的进油液控单向阀32流入液压 缸24的无杆腔241内，因无杆腔241内充入的液压油而对液压缸24的活塞产生推力，使得 液压缸24的有杆腔242内的液压油能够通过阀芯被顶开的排油液控单向阀33,经过回油过 滤器14的过滤，最终进入油箱11内，使液压缸24的活塞杆243伸出，将阀门的启闭件推动 到液流通道的底部，使得该阀门关闭，然后对用于直线行程阀门的比例调节装置的工作油 路进行检测并维修。
[0030] 由于数字阀自身的流量较小，因此当使用数字阀对阀门启闭件开度进行调节时， 调节过程耗时较长，而当直线行程阀门的启闭件需要从较大开度向较小开度调节时，如果 仅靠第一数字阀21向液压缸24的无杆腔241内充入液压油的方式对直线行程阀门启闭件 的调节时，会出现耗时久的状况，过程较慢，甚至可能对后续工作元件产生冲击。因此，在需 要将直线行程阀门的启闭件从较大开度向较小开度进行调节时，可先将工作油路2关闭， 使用保护油路3向液压缸24的无杆腔241内充入液压油，使活塞杆243伸出，将该直线行 程阀门的启闭件迅速关闭，再将保护油路3关闭，打开工作油路2,并对第二数字阀22通电， 使液压油经第二数字阀22、第二单向阀232进入液压缸24的有杆腔242内，将直线行程阀 门启闭件的开度从0开始调节，节约了阀门启闭件从较大开度向较小开度进行调节时所耗 费的时间，增加了调节效率，且由于阀门启闭件的开度从0缓慢增加，通过该直线行程阀门 的工作介质的流量大小逐渐增加至设定值，保护了后续元件的使用安全性。
[0031] 使用本发明的用于直线行程阀门的比例调节装置，能够根据实际需要，通过控制 向液压缸24内通入液压油的多少来调节液压缸24的活塞杆243伸出的长度，且活塞杆243 伸出的长度可直观地从活塞杆243上的刻度值读出，然后比对行程为直线的阀门启闭件的 整体长度，即可知道行程为直线的阀门启闭件的开度，达到对行程为直线的阀门启闭件的 开度进行调节的目的，进而能够调节通过阀门的工作介质的流量大小的目的，且该装置操 作简单、成本低，且数字阀和叠加式双单向阀液控阀的结构简单，耐污染性好，因此维护起 来较为容易。且该用于直线行程阀门的比例调节装置设置有保护油路，在工作油路出现问 题的情况下，保护油路可以迅速关闭阀门，避免阀门液流通道内的工作介质流量过大而对 后续工作元件产生影响，保证了整个系统的正常运转。
【权利要求】
1. 一种用于直线行程阀门的比例调节装置，该用于直线行程阀门的比例调节装置包括 供油系统和工作油路，所述供油系统包括油箱和油泵，所述油泵从所述油箱中抽取液压油， 从而向该装置提供工作动力；所述工作油路包括两个二位三通的数字阀、一组叠加式双单 向阀液控阀以及一个单杆活塞式液压缸，所述液压缸活塞杆设置在缸体外的一端与需要调 节启闭件开度的阀门的启闭件相连接；其中， 第一数字阀用以向所述液压缸的无杆腔通入液压油，所述第一数字阀的进油腔通过所 述油泵与所述油箱相连通，一个工作油腔与所述叠加式双单向阀液控阀中的第一单向阀的 进油口之间通过连接管路连通，该连接管路上设置分支管路与所述叠加式双单向阀液控阀 中的第二单向阀的控制油口连接，用于使所述第一数字阀工作油腔流出的一部分液压油流 入第二单向阀的控制油口，所述第一单向阀的出油口与所述液压缸的无杆腔相连； 第二数字阀用以向所述液压缸的有杆腔通入液压油，所述第二数字阀的进油腔通过所 述油泵与所述油箱相连通，一个工作油腔与所述叠加式双单向阀液控阀中的所述第二单向 阀的进油口之间通过连接管路连通，该连接管路上设置分支管路与所述第一单向阀的控制 油口连接，用于使所述第二数字阀工作油腔流出的一部分液压油流入所述第一单向阀的控 制油口，所述第二单向阀的出油口与所述液压缸的有杆腔相连。
2. 根据权利要求1所述的用于直线行程阀门的比例调节装置，其特征在于，该闸阀比 例调节装置还包括一个保护油路，所述保护油路包括一个二位三通换向阀以及一个进油液 控单向阀，所述二位三通换向阀的进油腔通过油泵与所述油箱相连通，一个工作油腔与所 述进油液控单向阀的控制油口通过连接管路连通，另一工作油腔与所述油箱相连通；所述 液控单向阀的进油口与所述液压缸的无杆腔通过连接管路相连通，出油口与所述油箱通过 油泵相连通。
3. 根据权利要求2所述的用于直线行程阀门的比例调节装置，其特征在于，所述保护 油路还设置有一个排油液控单向阀，该排油液控单向阀的控制油口通过连接管路与所述二 位三通换向阀连接有所述进油液控单向阀的控制油路的工作油腔相连通，所述排油液控单 向阀的出油口与所述液压缸的有杆腔相连通，进油口与所述油箱相连通。
4. 根据权利要求1所述的用于直线行程阀门的比例调节装置，其特征在于，所述液压 缸的活塞杆上设置有分度值为〇. 5_的刻度值。
5. 根据权利要求1所述的用于直线行程阀门的比例调节装置，其特征在于，所述油箱 上设置有吸油滤油器，液压油通过所述吸油滤油器进入所述油泵。
6. 根据权利要求1所述的用于直线行程阀门的比例调节装置，其特征在于，所述油箱 上设置有回油滤油器，返回所述油箱的液压油通过该回油滤油器流入油箱。
【文档编号】F16K31/122GK104089078SQ201410339767
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】隆跃进, 朱小明, 吴振亚, 韩智慧, 方彪, 王勇, 张磊, 许仰曾 申请人:上海豪高机电科技有限公司