[发明专利]一种低泄漏高频响大流量高速开关阀

说明书

技术领域

本发明是涉及一种低泄漏高频响大流量高速开关阀，属于数字式电液控制领域。

背景技术

随着计算机技术的发展和应用的日益广泛，电液数字控制技术已成为实现机电一体化的重要手段，是实现对液压系统进行高速、高精度控制的理想方法，目前已广泛应用于航空航天、汽车、冶金、农业机械、工程机械等重要领域。高速开关阀的研究是电液数字控制技术中的一个重要部分，是实现电液数字控制的关键元件，利用高速开关阀采用脉宽调制（PWM）的液压数字控制，具有工作可靠、维修方便、对油液污染不敏感以及便于与计算机连接的特点。

近年来工程机械等的发展对高速开关阀提出了更高的技术要求，如快速响应、大流量等。目前高速开关阀工作原理是直接根据一系列脉冲电信号控制电磁铁产生吸力，使得阀芯高速正、反运动，从而实现液流在阀口处的交替通、断功能，已有相应专利如[200820182070.3]和[200320110969.1]，已有产品如美国BKM公司与贵阳红林集团合作开发的一种螺纹插装式高速强力电磁阀（HSV）。但这种直线运动式高速开关阀阀芯运动过程存在加减速度，因此驱动电磁铁除了克服阀芯与阀套之间的摩擦力、液动力之外，还得克服阀芯的惯性力，为此要研制高压大流量的高速开关阀并非易事，并且存在阀芯高速撞击阀座而产生振荡、噪声等问题。其通径一般较小，通流能力较差，空载流量小于                                               ，一般用于先导级控制主阀。

为提高高速开关阀的流量，可采用转阀克服直线运动形式高速开关阀的缺陷，如美国明尼苏达大学开发的一种高速开关转阀，以及已有专利[201110046020.9]。但目前该类型转阀存在高压下泄漏大等问题，并且由于阀芯作旋转与直线运动，其磨损问题也较为严重。

可见转阀结构对提高开发阀的动态是有利的，但却带来了高压内泄漏导致效率不高的问题，因此如何通过结构的设计，保证高速开关阀在不同压力下保持低泄漏并实现大流量，同时进一步提高高速开关阀的PWM控制频率与阀本身的响应特性是高速开关转阀走向工业应用的关键所在。

发明内容

本发明目的是提供一种低泄漏高频响大流量高速开关阀，能在不同压力下保持大流量高频响以及低泄漏特性，解决了高速开关阀低效率以及通流能力小的问题。

本发明的技术方案在于：

一种低泄漏高频响大流量高速开关阀，包含第一阀套（1）、密封圈（2）、第一浮动补偿块（3）、第一阀芯（4）、位移传感器移动部分（5）、位移传感器固定部分（6）、控制器（7）、直线电机次级（8）、直线电机初级（9）、第二阀套（10）、第二阀芯（11）、密封圈（12）、第二浮动补偿块（13），其特征在于：所述第一阀芯（4）和第二阀芯（11）都分成带有螺纹的固定段（D）、轴承颈部与自旋转部分（E）以及阀口（F），其中阀口（F）开有个三角槽阀口（H），1≤N≤6，并且三角槽阀口（H）的一边（G）与其对边平行；同时三角槽阀口（H）所占圆周方向比例即为PWM控制的占空比，即占空比为，最小占空比为0%，最大占空比为；第一阀芯（4）和第二阀芯（11）运动行程为；轴承颈部与自旋转部分（E）上开有5个射流壁（V），螺纹的固定段（D）上开有螺纹槽并带有一定位面。

取值，所述第一阀套（1）和第二阀套（10）上都开有6个射流孔（N），先导高压油通过射流孔（N）冲击阀芯的射流壁（V）上，使得相应阀芯自旋转，从而形成PWM信号控制流量；其次第一阀套（1）和第二阀套（10）上都开有个阶梯孔（K）、一个环形槽（M）以及个矩形花键（I），1≤N≤6；同时第一阀套（1）和第二阀套（10）内径与相应阀芯为间隙配合，间隙为，并且。

所述第一浮动补偿块（3）和第二浮动补偿块（13）都带有径向定位边（O）和定位边（U），定位边（O）和定位边（U）在矩形花键（I）作用下轴向定位；同时第一浮动补偿块（3）和第二浮动补偿块（13）上面开有等边菱形口（P），其边长等于三角槽阀口（H）的边长（G）；等边菱形口（P）带有工艺倒角（R），菱形边轴向夹角为；第一浮动补偿块（3）和第二浮动补偿块（13）上的圆形凸台带有密封边（S），并且密封边（S）上开有密封槽（Q），在阶梯孔（K）配合下将高压油与控制腔隔离；第一浮动补偿块（3）和第二浮动补偿块（13）上的圆弧面（T）与相应阀芯配合间隙为一油楔形状（X）。