专利名称：水介质节流阀调速方法
技术领域：
本发明专利涉及一种水介质调速装置，特别是利用油压控制高压大流量的水介质 节流阀调速方法。
背景技术：
水介质节流阀调速方法主要是实现挤压速度的精确控制和锻造水压机的动梁的 位置精确控制，是一种高压大流量控制装置。现有调速装置主要是顶杆分配阀，控制方式由 直流电机(或液压缸)带动凸轮或顶杆，导致运动阻力大、传动环节多带来控制不可靠、机 械间隙带来控制滞后、经常因节流阀杆卡死而停用，也有采用油压系统控制节流阀并调节 工作缸工作速度，但是由于工业水介质的现实状况，节流阀都没有成功。由于上述原因，过 去的节流阀无法实现通过工业计算机进行的速度和位置闭环控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种水介质节流阀调速方法，该装置通过工业计算机进行控 制，精度高、使用寿命长和可靠性好。本发明专利的目的是这样实现的，设计一种水介质节流阀调速方法，其特征是水 压机动梁由主工作缸驱动，水压机动梁和后梁之间固定有磁致伸缩式高精度位移传感器， 主工作缸与大水介质节流阀和小水介质节流阀连接，主工作缸上固定有第一压力变送器， 大水介质节流阀和小水介质节流阀的阀前有第二压力变送器，大水介质节流阀和小水介质 节流阀上端固定有磁致伸缩式高精度位移传感器，油压伺服比例控制阀组与大水介质节流 阀和小水介质节流阀连接，油压伺服比例控制阀组由控制油源驱动，所有伸缩式高精度位 移传感器、压力变送器均与电气系统电连接，油压伺服比例控制阀组与电气系统电连接。所述水压机动梁位置通过伸缩式高精度位移传感器检测并将检测到的信号传送 给电气系统，电气系统将检测到的位置信号处理获得速度信号和给定值比较并计算出主工 作缸高压进水量，主工作缸进高压水量由大水介质节流阀和小水介质节流阀控制，水介质 节流阀的实际开口度由固定在水介质节流阀上端的磁致伸缩式高精度位移传感器检测，磁 致伸缩式高精度位移传感器将检测到的水介质节流阀的实际开口度传递给电气系统，电气 系统通过计算出的主工作缸高压进水量得出水介质节流阀的给定开口度，水介质节流阀的 实际开口度和给定开口度在电气系统中进行比较并输出信号给油压伺服比例控制阀组，油 压伺服比例控制阀组对水介质节流阀的实际开口度进行调节，并通过水介质节流阀的调 节，实现动梁位置、速度的精确控制。所述第一压力变送器检测到的工作缸内负载压力以及第二压力变送器检测到的 阀前压力，压力信息传递给电气系统，电气系统计算出两者的差值(压力差)，并根据压力 差对水介质节流阀的开口度进行微调，以提高控制精度。所述电气系统为PLC软件程序加上位计算机，由PLC软件程序控制水介质节流阀 开口度闭环并通过水介质节流阀的调节控制水压机动梁的位置、速度。
所述油压伺服比例控制阀组由控制油源驱动，控制油源提供了 3um过滤精度的恒 压控制源；所述大水介质节流阀控制动梁速度范围为0 lOmm/s，实现的控制精度为 (士 0. 02mm/s ；小水介质节流阀控制动梁速度范围为O 5mm/s，实现的控制精度为 ^ 士0.005mm/s ；大水介质节流阀主要用于挤压速度变化范围大的型材生产，小水介质节 流阀主要用于速度变化范围不大，但是要求速度控制精度更高的高难度工业型材挤压。本发明专利的优点是通过节流阀开口度位置检测及控制，进而控制工作缸高压 进水量的大小，使动梁的位置、速度实现电气系统即PLC和上位计算机闭环控制；采用大、 小两个水介质节流阀可适应不用的精度需求，达到高精度作业；设置压力变送器可对主工 作缸和阀前的压力进行检测并通过电气系统对进水量进行微调，以提高控制精度。
下面结合实施例附图对本发明专利作进一步说明图1是本装置实施例示意图。图中1、磁致伸缩式高精度位移传感器；2、主工作缸；3、水压机动梁；4、第一压力 变送器；5、大水介质节流阀；6、小水介质节流阀；7、第二压力变送器；8、油压伺服比例控制 阀组；9、控制油源；10、电气系统。
具体实施例方式如图1所示，水压机动梁由主工作缸驱动，水压机动梁和后梁之间固定有磁致伸 缩式高精度位移传感器，水压机动梁3的位置由磁致伸缩式高精度位移传感器1检测，位置 检测信号经过与磁致伸缩式高精度位移传感器1电连接的电气系统10处理获得速度信号， 水压机动梁3的位置和速度是控制目标，电气系统10将检测并处理获得的位置、速度信号 和给定值比较并计算出主工作缸高压进水量，主工作缸与大水介质节流阀和小水介质节流 阀连接，电气系统10通过程序调节大水介质节流阀5或小水介质节流阀6的开口度，从而 控制了进入主工作缸2中高压水水量，实现工作缸驱动的动梁位置、速度控制，通过设置大 水介质节流阀5和小水介质节流阀6根据不同情况由电气系统10控制不同水介质节流阀 的开口度来达到精确控制；大水介质节流阀5和小水介质节流阀6上端固定有磁致伸缩式 高精度位移传感器1来检测开口度，将检测到的信号传递给与磁致伸缩式高精度位移传感 器1电连接的电气系统10，电气系统10将实际开口度与设定高压进水量计算出的开口度进 行比较，比较结果不一致时，电气系统10通过与大水介质节流阀和小水介质节流阀连接的 油压伺服比例控制阀组8调节实际开口度与设定开口度的差异，实现开口度大小的闭环控 制，油压伺服比例控制阀组8由控制油源9驱动。主工作缸上固定有第一压力变送器，通过第一压力变送器4检测到工作缸内负载 压力，大水介质节流阀和小水介质节流阀的阀前有第二压力变送器，通过第二压力变送器7 检测到阀前压力也是高压来水压力，第一压力变送器4和通过第二压力变送器7的压力差 值(压差)也影响了进入工作缸内高压水量，因此将第一压力变送器4和第二压力变送器7 检测到的压力信号传递给与之电连接的电气系统10，电气系统10计算出压差值，根据压力 差对水介质节流阀的开口度进行微调，以提高速度控制精度，满足了挤压水压机的挤压速度控制和锻造水压机动梁位置控制；实现挤压水压机的挤压速度控制，能够完成硬铝、超硬 铝、白铜、磷青铜、钛合金挤压；实现锻造水压机的位置控制，能够实现锻件尺寸精度控制， 减少机械加工切削量。控制油源9为油压伺服比例控制阀组8提供了 3um过滤精度的恒压控制源。电气系统10为PLC软件程序加上位计算机，电气系统10接收以下输入量，经过程 序运算控制以下输出量。输入量磁致伸缩式高精度位移传感器1检测到的水压机动梁3位置及速度信号； 第二压力变送器7检测到的阀前压力；第一压力变送器4检测到的主工作缸2内压力。输出量大水介质节流阀5和小水介质节流阀6的开口度；油压伺服比例控制阀 组8 ；控制油源9。大水介质节流阀5控制动梁速度范围为0 lOmm/s，实现的控制精度为 (士0. 02mm/s ；小水介质节流阀6控制动梁速度范围为O 5mm/s，实现的控制精度为 < 士0. 005mm/s。大水介质节流阀5主要用于挤压速度变化范围大的型材生产挤压，小水介 质节流阀6主要用于速度变化范围不大，但是要求速度控制精度更高的高难度工业型材挤 压。在工业水介质存在随机杂质(小于0. 2mm)条件下，水介质节流阀调速装置能够正
常使用。
权利要求
水介质节流阀调速方法，其特征是水压机动梁由主工作缸驱动，水压机动梁和后梁之间固定有磁致伸缩式高精度位移传感器，主工作缸与大水介质节流阀和小水介质节流阀连接，主工作缸上固定有第一压力变送器，大水介质节流阀和小水介质节流阀的阀前有第二压力变送器，大水介质节流阀和小水介质节流阀上端固定有磁致伸缩式高精度位移传感器，油压伺服比例控制阀组与大水介质节流阀和小水介质节流阀连接，油压伺服比例控制阀组由控制油源驱动，所有伸缩式高精度位移传感器、压力变送器均与电气系统电连接，油压伺服比例控制阀组与电气系统电连接。
2.根据权利要求1所述的水介质节流阀调速方法，其特征是所述水压机动梁位置通 过伸缩式高精度位移传感器检测并将检测到的信号传送给电气系统，电气系统将检测到的 位置信号处理获得速度信号和给定值比较并计算出主工作缸高压进水量，主工作缸进高压 水量由大水介质节流阀和小水介质节流阀控制，水介质节流阀的实际开口度由固定在水介 质节流阀上端的磁致伸缩式高精度位移传感器检测，磁致伸缩式高精度位移传感器将检测 到的水介质节流阀的实际开口度传递给电气系统，电气系统通过计算出的主工作缸高压进 水量得出水介质节流阀的给定开口度，水介质节流阀的实际开口度和给定开口度在电气系 统中进行比较并输出信号给油压伺服比例控制阀组，油压伺服比例控制阀组对水介质节流 阀的实际开口度进行调节，并通过水介质节流阀的调节，实现动梁位置、速度的精确控制。
3.根据权利要求1所述的水介质节流阀调速方法，其特征是所述第一压力变送器检 测到的工作缸内负载压力以及第二压力变送器检测到的阀前压力，压力信息传递给电气系 统，电气系统计算出两者的差值(压力差)，并根据压力差对水介质节流阀的开口度进行微 调，以提高控制精度。
4.根据权利要求1所述的水介质节流阀调速方法，其特征是所述电气系统为PLC软 件程序加上位计算机，由PLC软件程序控制水介质节流阀开口度闭环并通过水介质节流阀 的调节控制水压机动梁(3)的位置、速度。
5.根据权利要求1所述的水介质节流阀调速方法，其特征是所述油压伺服比例控制 阀组由控制油源驱动，控制油源提供了 3um过滤精度的恒压控制源；
6.根据权利要求1所述的水介质节流阀调速方法，其特征是所述大水介质节流阀控 制动梁速度范围为O lOmm/s，实现的控制精度为< 士0. 02mm/s ；小水介质节流阀控制动 梁速度范围为O 5mm/s，实现的控制精度为< 士0. 005mm/s ；大水介质节流阀主要用于挤 压速度变化范围大的型材生产，小水介质节流阀主要用于速度变化范围不大，但是要求速 度控制精度更高的高难度工业型材挤压。
全文摘要
本发明涉及一种水介质调速装置，特别是利用油压控制高压大流量的水介质节流阀调速方法，其特征是水压机动梁由主工作缸驱动，水压机动梁和后梁之间固定有磁致伸缩式高精度位移传感器，主工作缸与大水介质节流阀和小水介质节流阀连接，主工作缸上固定有第一压力变送器，大水介质节流阀和小水介质节流阀的阀前有第二压力变送器，大水介质节流阀和小水介质节流阀上端固定有磁致伸缩式高精度位移传感器，油压伺服比例控制阀组与大水介质节流阀和小水介质节流阀连接，油压伺服比例控制阀组由控制油源驱动。该装置通过工业计算机进行控制，精度高、使用寿命长和可靠性好。
文档编号B30B15/16GK101934598SQ201010301028
公开日2011年1月5日 申请日期2010年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者曹喜燕, 曹贤跃, 阎善武, 陈岗, 陈雪梅, 韩波, 魏亮, 魏会斌 申请人:陕西多伦科技发展有限公司;阎善武