專利名稱：噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)字閥技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥。
背景技術(shù)：
當今世界科技迅速發(fā)辰，信息化、數(shù)字化己成為先進技術(shù)發(fā)展的趨勢。隨著微機的廣泛應(yīng)用與普及，電液控制系統(tǒng)的發(fā)展，也同微機的直接聯(lián)系成為一種先進科技發(fā)展的必然趨勢。光機電液精密控制系統(tǒng)中，最核心的部件就是具有噴流控制動鐵板球式電液轉(zhuǎn)換器一電液數(shù)字控制閥。目前國際上有二種數(shù)字閥，其一，日本式結(jié)構(gòu)一由步進電機與滑閥結(jié)合的數(shù)字閥(已經(jīng)有系列產(chǎn)品)；其二，歐美式開關(guān)數(shù)字閥，仍在開發(fā)之中。為什么要開發(fā)噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥？六十年前已成功應(yīng)用的電液伺·服閥為何不能適應(yīng)新要求呢？誠然，電液伺服閥是一種模擬控制閥，它已廣泛應(yīng)用于航空、船艦控制、冶金、電力控制、石油、機床、化工、輕工等控制中。然而，當前在汽油機、柴油機運行中，要想達到節(jié)能減排，就應(yīng)發(fā)展微機一數(shù)字式噴油技術(shù)，這種節(jié)能、減排控制技術(shù)，除需要一套完備電氣控制外，還必須有一種新型二通或三通電液變頻數(shù)字閥配套，形成一套與主機相匹配的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，經(jīng)我們反復(fù)研究，現(xiàn)已成功研制成體積小、性能可靠的電液數(shù)字閥，其開關(guān)頻率為30-50HZ，流量Q在10-30L/min0因此，當下需要迫切解決的一個技術(shù)問題就是如何能夠提出一種有效的措施，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，有效實現(xiàn)短時間完成切換，且，在高壓系統(tǒng)中兩個切換的終止位置沒有泄露，進而完成功率放大工作。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的一種噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，包括第一級控制閥和第二級球閥，在第二級球閥的基礎(chǔ)上設(shè)置第一級控制閥。進一步地，所述第一級控制閥包括外罩、導磁體、噴管、線圈、隔磁板、控制板和彈簧板。進一步地,所述第二級球閥包括節(jié)流孔、連接板和活芯。進一步地，在導磁體和噴管的上方，設(shè)置了可移動的控制板，此控制板在彈簧板作用下，用調(diào)整螺釘調(diào)整至平衡狀態(tài)。進一步地，導磁體與隔磁板結(jié)合。進一步地，控制板與導磁體緊密結(jié)合。綜上，本實用新型提供的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，在第二級球閥的基礎(chǔ)上，設(shè)置第一級控制閥，既保證了第二級球閥在高壓大流量下的推力不足的問題，也減小了因出力太大而使電磁鐵體積過大從而增大整個閥的體積，這對于應(yīng)用范圍的擴展是有重要意義的。把第一級控制閥的噴管2安裝在電磁鐵的鐵芯中，組成電磁鐵與噴流原件結(jié)合的一體化結(jié)構(gòu)，不僅使結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、工作可靠，而且響應(yīng)快速，適合于廣泛的工業(yè)控制系統(tǒng)。

圖I是本實用新型的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。參見圖1，給出一種噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一級控 制閥和第二級球閥，在第二級球閥的基礎(chǔ)上設(shè)置第一級控制閥。其中，所述第一級控制閥包括外罩、導磁體、噴管、線圈、隔磁板、控制板和彈簧板，第二級球閥包括節(jié)流孔、連接板和活芯，在導磁體和噴管的上方，設(shè)置了可移動的控制板，此控制板在彈簧板作用下，用調(diào)整螺釘調(diào)整至平衡狀態(tài)，導磁體與隔瓷板結(jié)合，控制板與導磁體緊密結(jié)合。盡管電液伺服閥作為一種模擬控制閥已廣泛應(yīng)用于航空、船艦控制、冶金、電力控制、石油、機床、化工、輕工等控制中。但人們發(fā)現(xiàn)，它存在抗污染能力差、工作可靠性穩(wěn)定性不高、易受外界干擾、價格昂貴、維修管理要求高等弱點，從而，科學技術(shù)的發(fā)展需要，迫使人們開始對電液伺服閥控制系統(tǒng)存在的要害問題進行了系統(tǒng)性的研究，經(jīng)過世界上科學家們對噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥的多年研發(fā)，現(xiàn)已具備完善基礎(chǔ)理論和實踐方法，其發(fā)展趨勢將會代替電液伺服閥，并適合于各行各業(yè)的自動化系統(tǒng)控制要求。使得將微機與數(shù)字閥相結(jié)合的全數(shù)字電液控制系統(tǒng)是科技發(fā)展的必然趨勢，也是我國振興民族工業(yè)，創(chuàng)造具有自己知識產(chǎn)權(quán)、自己產(chǎn)品的重大項目。噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥功能噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥是一種機、電、液一體化的智能型液壓基礎(chǔ)元件，它可以對油缸進行位移、流量、方向一體化控制。噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥是用數(shù)字信號直接控制液流的壓力、流量和方向的閥類。與電液伺服閥和比例閥相比，電液數(shù)字閥的突出特點是，可直接與計算機接口，不需要D / A轉(zhuǎn)換器，具有結(jié)構(gòu)簡單；工藝性好；價廉；抗污染能力強；操作維護更簡單；而且數(shù)字閥的輸出量準確、可靠地由脈沖頻率或?qū)挾日{(diào)節(jié)控制，抗干擾能力強；重復(fù)誤差和滯環(huán)小、可得到較高的開環(huán)控制精度等優(yōu)點。因此廣泛用于汽車自動駕駛，火炮自控系統(tǒng)，數(shù)控機床，是計算機對電液系統(tǒng)進行實時控制，是光機電液一體化技術(shù)發(fā)展的一種重要途徑，目前在電液系統(tǒng)中，已部分取代伺服閥或比例閥。噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥的特點分辨率高。數(shù)字閥的位數(shù)越多，在同樣的最大流量系數(shù)條件下，可控制的流量分辨率越聞。精度高。由于組成數(shù)字閥的各閥，其節(jié)流孔是經(jīng)過流量校正的，因此，其流量控制精度可很聞。[0025]響應(yīng)速度快，關(guān)閉特性好。與生產(chǎn)過程的時間常數(shù)比較，可認為閥的開關(guān)是瞬時完成的，因此，數(shù)字閥的響應(yīng)速度快。此外，在數(shù)字閥設(shè)計中，采取了一系列措施來降低和消除泄漏量，使數(shù)字閥的關(guān)閉特性好。復(fù)現(xiàn)性好，跟蹤性好。數(shù)字閥響應(yīng)快，即使是活塞式執(zhí)行機構(gòu)，其響應(yīng)時間也僅50— 100ms，因此，與生產(chǎn)過程時間常數(shù)和時滯比較，可認為沒有時滯和時間常數(shù)，因此，閥位復(fù)現(xiàn)性好，幾乎沒有回差。此外，各閥是開關(guān)式控制，因此，數(shù)字閥不會發(fā)生超調(diào)或欠調(diào)情況，具有良好跟蹤特性?？芍苯优c計算機或其他數(shù)字式控制裝置連接。數(shù)字閥驅(qū)動信號是二進制信號，因此可方便地與計算機或其他數(shù)字式控制裝置直接連接，不需要數(shù)模轉(zhuǎn)換等裝置，因此，精度 得到提高。與計算機等數(shù)字式控制裝置直接連接的另一個優(yōu)點是可通過計算機控制裝置完成有關(guān)模型的計算，實現(xiàn)模型運算和控制。例如，可直接根據(jù)流體溫度、壓力和流量計算出該流體的質(zhì)量流量，從而用數(shù)字閥直接實現(xiàn)質(zhì)量流量控制。具有抗污染能力強、工作可靠性和穩(wěn)定性高、抗干擾性強和價格便宜等優(yōu)點。噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥分類根據(jù)控制方式的不同，電液數(shù)字閥可分為增量式數(shù)字閥和脈寬調(diào)制(PWM)式高速開關(guān)數(shù)字閥兩大類。前者已形成部分產(chǎn)品，后者則處于研究階段。當今世界科技迅速發(fā)辰，信息化、數(shù)字化己成為先進技術(shù)發(fā)展的趨勢。隨著微機的廣泛應(yīng)用與普及，電液控制系統(tǒng)的發(fā)展，也同微機的直接聯(lián)系成為一種先進科技發(fā)展的必然趨勢。光機電液精密控制系統(tǒng)中，最核心的部件就是具有噴流控制動鐵板球式電液轉(zhuǎn)換器一電液數(shù)字控制閥。目前國際上有二種數(shù)字閥，其一，日本式結(jié)構(gòu)一由步進電機與滑閥結(jié)合的數(shù)字閥(已經(jīng)有系列產(chǎn)品)；其二，歐美式開關(guān)數(shù)字閥，仍在開發(fā)之中。噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥應(yīng)用電液伺服閥經(jīng)過六十多年的推廣應(yīng)用，已在世界各國成立了 Moog分公司，應(yīng)用遍及全球的各行各業(yè)，我們研制生產(chǎn)的噴流控制動鐵板球式電液數(shù)字閥，如果取代Moog公司產(chǎn)品一半，價格僅為它的1/2，其產(chǎn)值也很可觀。況且在軍工部門數(shù)字閥明顯優(yōu)于伺服閥，取代伺服閥也是顯而易見的。另外，伺服閥的生產(chǎn)設(shè)備與工藝均要求很高，它以μ級精度為準，因此，廠房、設(shè)備都要求高、精、尖，其結(jié)果造價很高，售價均在4萬元/臺，而數(shù)字閥屬開關(guān)閥，加工設(shè)備要求一般，加工精度在絲級，造價便宜，售價約為伺服閥的一半，有較高的利潤空間。隨著工業(yè)數(shù)字化技術(shù)的擴展，用數(shù)字閥取代伺服閥的前景是十分明顯的。在國防軍事方面，導彈、魚雷的方向控制系統(tǒng)、航天、航空、飛機舵向控制系統(tǒng)、艦艇、潛水艇的舵機控制系統(tǒng)、坦克、炮塔的水平基準線控制系統(tǒng)、火箭發(fā)射架的方向、高低的控制系統(tǒng)等；在冶金方面，高爐的上料控制系統(tǒng)、鋼板的軋板控制系統(tǒng)、軋鋼的冷、熱及糾偏控制系統(tǒng)、卷板的糾偏控制系統(tǒng)、鋼定在壓制板的過程中，板厚度的控制系統(tǒng)等；在石油、化工、天然氣方面，流量、壓力、溫度及化工管線的氣液等的自動化控制系統(tǒng)；在發(fā)電方面，水電、火電的調(diào)速、地熱、太陽能、風能發(fā)電以及火電廠、核電站的能量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)等；在工程機械方面，各種工程機械及機械手的自動化控制系統(tǒng)，汽車燃油節(jié)能控制系統(tǒng)等；在機床打業(yè)方面，各種加工機床的自動化控制系統(tǒng)；在輕工、食品方面，各種輕工、食品機械及生產(chǎn)線的自動化控制系統(tǒng)，如注塑機上注入量控制、紡紗機械、木材、板材加工機械等。光機電液精密控制系統(tǒng)在各行各業(yè)的中得到了普遍的應(yīng)用。隨著原子能、空間技術(shù)、電子技術(shù)等方面的發(fā)展，機電精密控制系統(tǒng)向更廣闊的領(lǐng)域滲透，發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)?，F(xiàn)今，采用光機電液精密控制系統(tǒng)的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。如發(fā)達國家生產(chǎn)的95%的工程機械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動線都采用了機電精密控制系統(tǒng)。本實用新型所述方案的主要特點是切換時間特別短，在高壓系統(tǒng)中兩個切換的終止位置沒有泄露，作為功率放大是合適的。而采用第一級噴流式閥來控制第二級球閥，既具有結(jié)構(gòu)簡單、動作靈敏、工作可靠、壽命極長、價格不高等特點，又可適應(yīng)不同流量要求的應(yīng)用場合。 在第二級球閥的基礎(chǔ)上，設(shè)置第一級控制閥，既保證了第二級球閥在高壓大流量下的推力不足的問題，也減小了因出力太大而使電磁鐵體積過大從而增大整個閥的體積，這對于應(yīng)用范圍的擴展是有重要意義的。把第一級球閥的噴管2安裝在電磁鐵的鐵芯中，組成電磁鐵與噴流原件結(jié)合的一體化結(jié)構(gòu)，不僅使結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、工作可靠，而且響應(yīng)快速，適合于廣泛的工業(yè)控制系統(tǒng)。具體說明為下從第二級球閥引來的壓力油P，經(jīng)節(jié)流孔11后，一方面通過噴管2，經(jīng)控制板4和彈簧板5至回油道，另一方面控制壓力油Pc作用于活芯10上，推動球閥的小球移動(即開、關(guān)),為主機供給P、Q,供油小大由脈沖寬度(時間t)決定，按照主機要求，實時控制線圈電流脈沖，既可控制耗油量的多少，實現(xiàn)自適應(yīng)控制。在固定的導磁體6和噴管2的上方，設(shè)置了可移動的控制板4，此控制板4在彈簧板5作用下，用調(diào)整螺釘I調(diào)整至平衡狀態(tài)，使控制板4保持在適中位置，以保證控制板4與噴管2間的合理間隙，使其達到最快最準的可靠控制。(B卩“O”與“I”的要求)控制線圈7是產(chǎn)生強磁場之源，只要電控(PLC)設(shè)備按設(shè)定程序，提供足夠的脈沖電流(I)，就可使控制板4快速啟閉，即使控制油壓Pc在“I” “O”間變化，操縱活芯10左右移動，進而推動第二級球閥左右移動，達到P —A開、關(guān)動作，只要控制球閥的停留時間，既可控制一定的流量，實現(xiàn)自適應(yīng)控制。導磁體6是不動件,它與隔磁板8結(jié)合,防止漏磁?？刂瓢?與導磁體6緊密結(jié)合，使控制磁通順利地從導磁體6到控制板4連通，在控制板4右端面與磁體6左端面產(chǎn)生強大吸力。通電時，可以達到完全閉合，失電時，由彈簧板5和噴射油壓迅速推開，達到開啟快速、準確。調(diào)整螺釘I，調(diào)整其平衡力，以達到噴射力、電磁吸力及彈簧力的最佳平衡點，達到控制快速與準確的目的。這種由固定導磁體6 (最好為高導磁率材料)和噴管2及線圈7 —體組合的結(jié)構(gòu)，如果要求功率小、靈敏度高，線圈體積還可以減小，故可使整體體積縮小，結(jié)構(gòu)緊湊。所述噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥帶有外罩3。本實用新型所述的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥是一種新型二位三通電液數(shù)字閥，它既可適應(yīng)大功率柴油機，也可應(yīng)用于汽油機，還可廣泛應(yīng)用于位置控制的工業(yè)領(lǐng)域。[0049]以上對本實用新型所提供的一種噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明
書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，其特征在于，包括第一級控制閥和第二級球閥，在第二級球閥的基礎(chǔ)上設(shè)置第一級控制閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，其特征在于，所述第一級控制閥包括外罩、導磁體、噴管、線圈、隔磁板、控制板和彈簧板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，其特征在于，所述第二級球閥包括節(jié)流孔、連接板和活芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，其特征在于，在導磁體和噴管的上方，設(shè)置了可移動的控制板，此控制板在彈簧板作用下，用調(diào)整螺釘調(diào)整至平衡狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，其特征在于，導磁體與隔磁板結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，其特征在于，控制板與導磁體緊密結(jié)合。
專利摘要本實用新型提供的噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，涉及數(shù)字閥技術(shù)領(lǐng)域，具體包括第一級控制閥和第二級球閥，在第二級球閥的基礎(chǔ)上設(shè)置第一級控制閥。本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種噴流控制動能板球式電液數(shù)字閥，有效實現(xiàn)短時間完成切換，且在高壓系統(tǒng)中兩個切換的終止位置沒有泄露，進而完成功率放大工作。
文檔編號F15B13/02GK202690563SQ20122034709
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者王業(yè)運, 徐興齋, 劉永健, 萬會雄, 王祖瑩 申請人:王業(yè)運, 徐興齋, 劉永健, 萬會雄, 王祖瑩