[实用新型]数字比例阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字比例阀。 

背景技术

电液比例阀(数字比例阀)是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。 

在液压系统中，由于传统的电液比例阀存在中位死区等诸多原因，在闭环控制系统中，进行定压控制或微小速度的恒加荷控制时，表现为控制精度不高，甚至出现不能控制的情况。原因是在定压控制和微小速度的恒加荷控制时，比例阀大部分情况是在中位附近工作，这段一般是死区段，性能极为不好。为了获得更好的性能，一般是在控制器或软件算法上采取补偿的办法，方法上比较复杂或成本高。例如先导电流法和变增益法。 

现有的用步进电机来驱动阀芯的比例阀当中，一般阀芯是和电机轴连接在一起，或是跟齿轮机构中的齿轮连接在一起，这样在阀芯左右移动的同时，还会有绕轴线的转动，使得液压油中的杂质容易绞进 阀芯和阀体的间隙中，造成卡阀。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种新的结构的数字比例阀，克服现有数字比例阀卡阀的现象，再一目的设计辅助回油通道，实现对进油压力和流量进行分流，实现工作油压和进油速度更加缓和进而延长了加荷的时间的工作状况，进而实现加荷精度的提高，比如应有实验室液压举升系统中。 

为解决上述技术问题，本实用新型技术方案如下： 

一种数字比例阀，包括阀体，阀芯，步进电机，把步进电机角度转换为阀芯位移的齿轮，和带有与阀芯接触的球面的丝杆，进油口P的一端有工作口A，另一端有辅助回油口B，并且具有如下结构：当阀芯在中位时，进油口P和工作口A之间，以及进油口P和辅助回油口B之间，同时具有开度。 

丝杆和阀芯为分体设计，丝杆顶端为球面，丝杆的球面顶住阀芯，阀芯另外一端有弹簧压紧。 

阀具有如下结构：阀的进油口P的一端有工作口A，另一端设计有辅助回油口B，并且当阀芯在中位时，进油口P和工作口A之间，以及进油口P和辅助回油口B之间，同时具有微小量的开度，如图4。此工作状态时候，除了从P口到A口去执行元件的流量外，还同时存在从P口到B口的回油流量，这两个流量叠加在一起，可以改善定压控制特性和微小速度的恒加荷控制特性。这种四通孔的形式，与传统的三位四通阀有区别，传统的三位四通阀的A和B口在使用中是作为正反方向的工作口使用，控制执行元件的不同运动方向。本实用新型在使用中，还有一个压差溢流阀配合使用，进油口P和压差溢流阀的主阀芯口相通，工作口A和压差溢流阀负反馈口相通，保持P口和A口之间的节流阀口前后压差基本不变，会让通过A口进入执行元件的流量基本不变，从而实现恒加荷控制。 

步进电机接受控制系统的控制，作正反转运动，通过齿轮变速， 使步进电机的力矩放大，再通过丝杆，把步进电机角度转换成位移。现有的用步进电机来驱动阀芯的比例阀当中，阀芯是和电机轴连接在一起，或是跟齿轮机构中的齿轮连接在一起，阀芯左右移动的同时，还会有绕轴线的转动。本实用新型的丝杆和阀芯不是一体的，而是通过丝杆的球面顶住阀芯，阀芯另外一端有弹簧压紧。阀芯在左右移动的同时，不产生绕轴线的转动，从而大大减少液压油中的杂质绞进阀芯和阀体的间隙中的机会，不容易造成卡阀。弹簧压紧阀芯，使阀芯能复位，并消除因丝杆螺纹间隙而导致的阀芯做往复运动时产生的死区误差。 

阀的工作状态： 

1。卸载状态：如图1，当阀芯位置靠近B口一端时，从P口到A口的油路被关死，油从P口进入，从B口回到油箱。A口和回油口T相通，执行元件中的油从A口到T口，回到油箱。此时阀处于卸载状态。