一种压力控制阀及其压力控制方法与流程

1.本发明属于液压阀的技术领域，尤其涉及一种压力控制阀及其压力控制方法。


背景技术：

2.压力控制阀主要用于液压油路系统中，控制液压系统内执行元件的压力。压力控制阀在液压系统中起调压、定压的作用，利用控制液压油同弹簧相互平衡的原理工作，压力控制阀是靠弹簧力与液压力的平衡来控制阀体上油道的开闭。传统的压力控制阀以手动控制和电磁铁控制为主，依靠手动调节和电磁铁调节，手动调节具有控制稳定的优点，但操作难度较大且控制精度不稳定，电磁铁调节具有控制精度高、操作简单等优点，但控制不稳定易产生压力波动。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本发明提出一种压力控制阀及其压力控制方法，具有压力控制精度高、压力控制稳定、重量轻、占用体积小等特点。
4.为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种压力控制阀，包括力矩马达和阀体，力矩马达和阀体之间安装有连接板，所述阀体包括阀套，阀套顶部与连接板连接，阀套底部安装有外堵盖，阀套内由顶部向底部依次设有可轴向移动的二维活塞组件、弹性组件和阀芯组件；二维活塞组件的一端与力矩马达连接、另一端与弹性组件连接，阀芯组件的一端与弹性组件连接、另一端通过外堵盖密封。
6.所述弹性组件包括依次连接的右垫片、调压弹簧和左垫片；所述二维活塞组件包括活塞套和二维活塞，活塞套的顶部设有同心环，活塞套的底部开有中心孔，二维活塞两端设有伸出杆，二维活塞设于活塞套内，二维活塞一端的伸出杆穿过同心环和连接板后伸入力矩马达与其连接，二维活塞另一端的伸出杆穿过活塞套底部的中心孔与右垫片抵接。
7.所述二维活塞、活塞套和同心环之间形成高压腔，二维活塞和活塞套的底部之间形成敏感腔；二维活塞上设有高压槽和低压槽，高压槽与高压腔连通，二维活塞一端的伸出杆上设有低压油眼，低压油眼设在二维活塞伸入力矩马大的伸出杆上，低压油眼通过伸出杆内部油路与低压槽连通。
8.优选的，所述二维活塞上有两个高压槽和两个低压槽，高压槽和低压槽在二维活塞周圈交替分布，两个低压槽相连通。
9.所述活塞套上设有高压油眼和斜槽，高压油眼与高压腔连通，斜槽与敏感腔连通，通过旋转二维活塞，能够将高压槽或低压槽与敏感腔连通，使敏感腔中的压力产生变化。
10.所述阀套上沿轴向由底部向顶部依次设有高压油口、工作油口和低压油口。
11.所述阀套的阀套壁内设有高压油路和低压油路，高压油口通过高压油路与高压油眼连通，低压油口通过低压油路与低压油眼连通。
12.所述阀芯组件包括功率阀套和设于功率阀套内可轴向移动的功率阀芯，功率阀套上依次设有与高压油口、工作油口和低压油口连通的三个油口，低压油口还与调压弹簧所
处的空间连通，功率阀芯上设有工作油槽，通过轴向移动功率阀芯可以调控工作油槽与高压油口和低压油口的连通面积。
13.所述功率阀芯内设有阀芯油路，工作油槽通过阀芯油路与阀套底部连通，使阀套底部的油压和工作油槽内油压相等。
14.所述力矩马达包括位于中心的衔铁，衔铁其中两侧安装有线圈，沿线圈的轴向对称设置有极靴，极靴位于线圈上方，轴向对称设置的极靴之间安装有永磁体，衔铁的另外两侧设有调零弹簧，调零弹簧一端通过调零螺钉固定在连接板上，衔铁下方安装有连接弹簧；衔铁中心设有通孔，二维活塞插入通孔内，衔铁侧面设有螺钉孔，螺钉孔内安装有紧定螺钉，通过紧定螺钉连接二维活塞和衔铁。当线圈通电时，导致插入线圈的衔铁产生磁性，与极靴产生相互作用，控制其中的衔铁发生转动，进而带动与之连接的二维活塞随之转动。
15.所述功率阀芯和外堵盖之间设有阀芯弹簧，当液压系统没启动的时候，阀芯弹簧推动功率阀芯上移固定，能够避免高压油口与工作油口连通的。
16.一种压力控制阀的压力控制方法，包括力矩马达无电信号接入模式和力矩马达有电信号接入模式；
17.力矩马达无电信号接入模式：衔铁在调零弹簧预紧力的作用下处于零位，无力矩输出，在阀芯弹簧的作用下功率阀芯被顶起，工作油口仅与低压油口连通，调压弹簧未被压缩，敏感腔压力与高压腔压力相等；
18.力矩马达有电信号接入模式：衔铁产生磁性，与极靴产生相互作用引起转动，衔铁带动二维活塞转动，使低压槽与斜槽相交面积增加，敏感腔内压强下降，二维活塞受高压腔液压力的作用向下滑动直至达到新的平衡，调压弹簧受到二维活塞的挤压产生相应的弹簧力，推动功率阀芯向高压油口移动，高压油口通量增加，低压油口通量减少，工作油口压力上升，阀套底部压力升高直至平衡弹簧力；随电信号提高，二维活塞转动变大，工作油口压力升高。
19.本发明的有益效果：本发明由力矩马达控制二维阀活塞的转动，进而使二维阀活塞产生转动和轴向移动，并引起调压弹簧弹簧力的变化，进而改变液压力与弹簧力的平衡，该种压力控制阀由力矩马达实现控制调节，具有控制精度高、操作简单的优点，由二维阀活塞的移动控制液压力与弹簧力的平衡，具有控制稳定不易产生压力波动等特点，该种压力控制阀还具有体积小、重量轻、安装简捷方便、易于维护等优点。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的三维图；
22.图2为本发明的俯视图；
23.图3为力矩马达的剖视图；
24.图4为阀体部分的剖视图；
25.图5为阀体部分的剖视图；
26.图6为阀体部分的剖视图；
27.图7为二维活塞的三维图；
28.图8为活塞套的三维图。
29.图中：1、连接板；2、力矩马达；21、衔铁；22、调零弹簧；23、线圈；24、极靴；25、永磁体；26、调零螺钉；27、连接弹簧；28、紧定螺钉；3、阀体；31、同心环；32、阀套；33、二维活塞；34、活塞套；35、功率阀套；36、右垫片；37、调压弹簧；38、左垫片；39、功率阀芯；310、敏感腔；311、高压油口；312、工作油口；313、低压油口；314、高压槽；315、低压槽；316、斜槽。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1
32.一种压力控制阀，如图1和图4所示，包括力矩马达2和阀体3，力矩马达2和阀体3之间安装有连接板1，所述阀体3包括阀套32，阀套32顶部与连接板1连接，阀套32底部安装有外堵盖，阀套32内由顶部向底部依次设有可轴向移动的二维活塞组件、右垫片36、调压弹簧37、左垫片38和阀芯组件。力矩马达2通电时能够通过二维活塞33组件使调压弹簧37的压力产生变化，进而带动阀芯组件的轴向运动，通过阀芯组件的轴向运动实现进出油口油油压的变化，达到调压的目的。
33.实施例2
34.一种压力控制阀，如图4-8所示，所述二维活塞组件包括活塞套34和二维活塞33，活塞套34的顶部开口，并通过同心环31封闭，活塞套34的底部设有中心孔。二维活塞33两端设有伸出杆，二维活塞33可轴向移动的设于活塞套34内，二维活塞33一端的伸出杆穿过同心环31和连接板1后伸入力矩马达2，力矩马达2可带动二维活塞33发生转动，二维活塞33另一端的伸出杆穿过活塞套34底部的中心孔与右垫片36抵接，二维活塞33的轴向运动能够带动右垫片36移动，并使调压弹簧37产生压缩或伸长。同时，二维活塞33两端的伸出杆上设有均压槽，其中一端伸出杆上的均压槽和同心环31的环心紧密配合，使二维活塞33、活塞套34和同心环31之间形成高压腔；另一端伸出杆上的均压槽与活塞套34底部的中心孔紧密配合，使二维活塞33与活塞套34的底部形成敏感腔310；二维活塞33上周向交替分布有两个高压槽314和和两个低压槽315(图7)，两个低压槽315在经向上连通，高压槽314与高压腔连通，伸出杆上设有低压油眼，低压油眼通过伸出杆内部的油路与低压槽315连通。
35.所述活塞套34上设有高压油眼和斜槽316(图8)，高压油眼与高压腔连通，斜槽316与敏感腔310连通。二维活塞33在转动和轴向移动是时候能够引起高压槽314或低压槽315与斜槽316的连通或闭合，进而实现敏感腔310中油压的变化。
36.其他结构同实施例1。
37.实施例3
38.一种压力控制阀，如图1-6所示，所述阀套32的轴向上由底部向顶部依次设有高压油口311、工作油口312和低压油口313，在经向上贯通阀套壁。所述阀套32的阀套壁中设有
高压油路和低压油路，高压油路和低压油路开设在阀套32的侧壁内，高压油口311通过高压油路与高压油眼连通，低压油口313通过低压油路与低压油眼连通。高压油沿着高压油路流通至活塞套34的高压油眼，又沿着高压油眼流入高压腔；低压油沿着低压油路流通至二维活塞33上的低压油眼，又沿着二维活塞33上的油路流入低压槽315。
39.所述阀芯组件包括功率阀套35和设于功率阀套35内的功率阀芯39，功率阀套35设有与高压油口311、工作油口312和低压油口313连通的三个油口，低压油口313还与调压弹簧调压弹簧37所处的空间连通，功率阀芯39上设有与三个油口相匹配的工作油槽，工作油槽为在功率阀芯39的环切槽，工作油槽的长度能够同时连通功率阀套35上的三个油口，通过轴向移动功率阀芯39可以调控工作油槽与高压油口311和低压油口313的连通面积，又能够通过功率阀芯39的轴向移动将其中一端的油口封闭，实现工作油口312内油压的调控。
40.所述功率阀芯39内设有阀芯油路，工作油槽通过阀芯油路与阀套32底部连通，使阀套32底部油压与工作油压相同。当工作油压发生变化时，阀套32底部油压也会产生变化，推动功率阀芯39轴向移动达到新的平衡点。
41.其他结构同实施例2。
42.实施例4
43.一种压力控制阀，如图1-3所示，所述力矩马达2包括位于中心的衔铁21，衔铁21为十字形结构，衔铁21其中两侧安装有线圈23，当线圈23通电时，会使衔铁21的两端产生磁性。沿线圈23的轴向对称设置有两个极靴24，极靴24位于线圈23上方，极靴24之间安装有永磁体25，使两个极靴24带有相反的磁性。衔铁21的另外两侧设有调零弹簧22，调零弹簧22共四个，每侧各两个，两个调零弹簧22位于衔铁21的两边，衔铁21位于两个调零弹簧22的中间，调零弹簧22一端通过调零螺钉26固定在连接板1上，能够限制衔铁21的转动角度。衔铁21下方安装有连接弹簧27；衔铁21中心设有通孔，二维活塞33插入通孔内，衔铁21侧面设有螺钉孔，螺钉孔内安装有紧定螺钉28，紧定螺钉28将衔铁21和二维活塞33固定在一起，当衔铁21发生转动时能够带动二维活塞33也发生转动；当二维活塞33轴向运动时，也能带动衔铁21上下移动。连接弹簧27套在二维活塞33上，液压系统没启动的时候能够避免二维活塞33轴向晃动。
44.其他结构同实施例3。
45.实施例5
46.一种压力控制阀，如图4和图5所示，所述功率阀芯39和外堵盖之间设有阀芯弹簧，当液压系统没启动的时候，阀芯弹簧推动功率阀芯39上移固定，能够避免高压油口311与工作油口312连通的。
47.其他结构同实施例4。
48.实施例6
49.一种压力控制阀的压力控制方法，如图1-8所示，包括力矩马达2无电信号接入模式和力矩马达2有电信号接入模式；
50.力矩马达2无电信号接入模式：衔铁21在调零弹簧22预紧力的作用下处于零位，无力矩输出，二维活塞33没发生转动，在阀芯弹簧的作用下功率阀芯39被顶起，工作油口312仅与低压油口313连通，二维活塞刚接触调压弹簧37，调压弹簧37未被压缩，敏感腔310压力与高压腔压力相等。因此，此时工作油口312油压为低压油口313油压，为最低输出油压；
51.力矩马达2有电信号接入模式：衔铁21产生磁性，与极靴24产生相互作用引起转动，衔铁21带动二维活塞33转动，使低压槽315与斜槽316相交面积增加，敏感腔310内压强下降，二维活塞33受高压腔液压力的作用向下滑动，导致低压槽315与斜槽316相交面积减小，直至达到新的平衡，调压弹簧37受到二维活塞33的挤压产生相应的弹簧力，推动功率阀芯39向高压油口311移动，高压油口311通量增加，低压油口313通量减少，工作油口312压力上升，阀套32底部压力升高直至平衡弹簧力；随电信号提高，二维活塞33转动变大，工作油口312压力升高。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。