[发明专利]一种可检测并修复卡紧故障的液压阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压阀，特别是一种可检测并修复卡紧故障的液压阀。

背景技术

滑阀类阀芯机构是各类液压阀中采用最多的一种结构形式。滑阀一般包括阀芯和阀体，阀体包括阀壁和阀腔。通过改变阀芯在阀体的阀腔里的位置，滑阀可以实现流体流向的改变及通断。滑阀卡紧故障是液压系统中最为常见的故障和失效形式之一，一般可分为液压卡紧和机械卡紧两大类。液压卡紧是因机加工造成阀芯几何性状误差和同轴度误差产生径向不平衡压力引起的；而机械卡紧则由运行现场的颗粒污染物在滑阀间隙逐渐淤积而引起的。卡紧故障有轻度和重度的区分。

滑阀卡紧故障是液压系统中最为常见的故障和失效形式之一。液压系统作为大功率执行机构，一旦出现卡紧故障，轻者系统失效，重者还会危及设备甚至人身安全。因此，首先，及时发现卡紧故障对液压系统的安全运行至关重要；其次，对卡紧故障的预报更能将故障扼杀在萌芽状态，对提高整个系统的可靠性意义重大；第三，如果卡紧故障已发生，判断阀芯卡紧在阀腔内的那个侧面位置对于卡紧故障的排除也很关键。

现有滑阀卡紧信息的获取，主要是通过对液压系统压力、流量、位移等量的检测来实现，属于间接检测诊断的方法，无法直接获取阀芯工作状态。特别的，影响压力、流量、位移等参量的因素很多，而卡紧只是其中之一，因此卡紧检测的准确性有待推敲。

也有的学者提出利用叠加在阀芯上的颤振信号的变化来检测卡紧卡涩故障，这种方法可以在一定程度上实现卡紧故障的检测和预报，但由于其也是通过电磁场变化间接检测阀芯机械运动状态，存在判断影响因素多，判断阈值难以统一标定等问题。

另外，对于卡紧后阀芯卡紧位置的检测，则较少见诸报道。

现有技术中，排除故障的方法主要有两种：一是在加工和现场运行过程中采取措施，减少发生故障的几率。比如在系统中安装精过滤器、阀芯上合理开设均压槽、严格加工装配质量等；另一种方法就是在线实时故障诊断和故障排除。

HERION公司设计制造的一种电磁换向阀，除了它的工作阀芯外，还有一个“击锤”阀芯。正常工作时，“击锤”阀芯不动作，当阀芯因卡紧无法归位时， “击锤”阀芯在弹簧力作用下敲击工作阀芯，使其回位。这一方案的局限性在于，由于是靠上电时压缩机械弹簧来获得敲击能量，“击锤”阀芯只有一次敲击动作，而且是单向的，无法确保故障排除，也无法应用于伺服、比例阀控制系统。

有鉴于此，本发明人结合从事液压阀领域研究工作多年的经验，对上述技术领域的缺陷进行长期研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉的可检测并修复卡紧故障的液压阀，可方便、准确、实时的预报、检测滑阀阀芯卡紧故障、判断卡紧位置，并可便捷的利用电磁力修复由污染和径向力不平衡造成的卡紧故障，操作简便，使用效果好。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可检测并修复卡紧故障的液压阀，包括比例电磁铁、阀芯和带阀腔的阀体。还包括智能控制器和多个超声换能器，阀体包括特制阀壁，智能控制器分别和超声换能器、比例电磁铁和特制阀壁电连接。

所述智能控制器包括中央处理器模块、电磁力卡紧排除模块、通用比例放大器模块、超声卡紧故障预报检测定位模块、无线通讯模块和稳压电源模块；超声卡紧故障预报检测定位模块包括高速A/D转换模块、回波信号滤波放大模块、超声发射模块和多路切换模块。

其中，稳压电源模块和中央处理器模块、电磁力卡紧排除模块、通用比例放大器模块、超声卡紧故障预报检测定位模块、无线通讯模块相连并提供所需电压；中央处理器模块和电磁力卡紧排除模块、超声卡紧故障预报检测定位模块、无线通讯模块、稳压电源模块相连并控制整个电路的工作；无线通讯模块和中央处理器模块相连；通用比例放大器模块和中央处理器模块以及比例电磁铁相连；电磁力卡紧排除模块和中央处理器模块以及四块阀壁主壁上的四个螺线管线圈相连；超声卡紧故障预报检测定位模块和中央处理器模块以及多个超声波换能器相连，具体为中央处理器模块和高速A/D转换模块相连可处理采集的回波信号，中央处理器模块和超声发射模块相连可控制超声脉冲产生，中央处理器模块和多路切换模块相连可用于在多个超声换能器之间切换超声发射、接收对象，超声发射模块和多路切换模块相连，高速A/D转换模块和回波信号滤波放大模块相连，回波信号滤波放大模块和多路切换模块相连，多路切换模块和多个超声换能器相连；