[发明专利]直动式数字伺服阀

说明书

本发明提供一种直动式数字伺服阀，采用数字量控制，阀芯驱动力大，阀芯不易卡涩，提高了伺服阀的抗污染能力。本发明的直动式数字伺服阀，包括步进电机、联轴器、阀体和阀芯，所述阀体具有轴向贯通的阀腔、以及与所述阀腔连通的进油口、回油口和至少两个工作油口，所述阀芯具有至少两个工作位，用于切换与所述进油口和所述回油口连通的所述工作油口及流量所述联轴器的一端与所述步进电机的输出轴固定连接，另一端与所述阀芯的第一端周向固定、轴向可移动连接，所述阀芯的第二端与所述阀体螺纹连接，以便将所述阀芯相对所述阀体的周向转动转化沿轴向的螺旋运动，进而切换所述工作位并实现流量的连续调节。

技术领域

本发明涉及伺服阀技术领域，特别是涉及直动式数字伺服阀。

背景技术

随着工业往自动化发展，越来越多的液压控制系统采用伺服系统，而液压伺服系统的核心控制元件为伺服阀，其品质直接决定系统的控制精度、可靠性。市场常用的伺服阀按结构分为喷嘴挡板伺服阀、射流管伺服阀、高频响比例伺服阀等。

喷嘴挡板伺服阀是目前最通用的伺服阀，采用四个一致的小孔径节流孔喷嘴，采用力矩马达驱动挡板，其控制精度高。但是，频响高，对油液清洁度要求高，可靠性差，经常出现喷嘴堵塞、喷嘴腐蚀、阀芯卡涩等故障。

射流管伺服阀较喷嘴挡板伺服阀的抗污染能力略强，但制造难度大，一致性差，控制难度高，弹性射流管及受油孔易出故障，成本高，其市场应用较少。

高频响比例伺服阀采用比例直线双向马达直接驱动，并在阀芯上设置位移传感器检测阀芯位置，内部通过模拟集成电路组成闭环放大回路进行控制。但因比例直线双向马达的驱动力有限(小于150N)，行程短，抗污染能力有限，且控制复杂，易出现阀芯卡涩及控制板卡烧毁等故障。

可见，以上伺服阀都存在抗污染能力差的问题，极易因油质恶化而出现故障。

因此，如何设计一种直动式数字伺服阀，以提高伺服阀的抗污染能力，并实现数字量控制，是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种直动式数字伺服阀，通过数字信号控制，阀芯驱动力大，阀芯不易卡涩，提高了伺服阀的抗污染能力

为实现上述目的，本发明提供了一种直动式数字伺服阀，包括步进电机、联轴器、阀体和阀芯，所述阀体具有轴向贯通的阀腔、以及与所述阀腔连通的进油口、回油口和至少两个工作油口，所述阀芯具有至少两个工作位，用于切换与所述进油口和所述回油口连通的所述工作油口；所述联轴器的一端与所述步进电机的输出轴固定连接，另一端与所述阀芯的第一端周向固定、轴向可移动连接，所述阀芯的第二端与所述阀体通过螺母套螺纹连接，以便将所述阀芯相对所述阀体的周向转动转化沿轴向的螺旋运动，进而切换所述工作位并实现流量的连续调节。

本发明的直动式数字伺服阀，一方面，采用步进电机进行驱动，可以接收远方控制器的数字脉冲信号，进而转化为步进电机的输出轴的旋转角度、角速度和方向，其中，脉冲数对应步进电机的旋转角度，脉冲频率对应角速度，脉冲方向对应正反转，相对于现有技术的模拟量控制，本发明采用数字量控制具有控制精度高、稳定性好等优点。另一方面，阀芯的第一端在步进电机的驱动下周向转动，另一端与阀体螺纹连接，进而将阀芯的周向转动转化为相对阀体的螺旋运动，进而沿阀体的轴向螺旋地往复运动，以切换工作位；相对于现有技术的直线运动，这种螺旋运动的阻力较小，阀芯的驱动力大，阀芯不易卡涩，大幅提高了抗污染能力，可在油液的清洁度为NAS9的条件下可靠工作，故障率低，无需设置滤油器就可以工作，使用简单可靠。

可选地，还包括复位机构，用于在所述步进电机失电后驱动所述阀芯复位。

可选地，还包括连接罩，所述连接罩的两端分别与所述步进电机的输出端和所述阀腔的一端密封连接，所述联轴器置于所述连接罩内，所述步进电机的输出轴和所述阀芯的第一端分别由轴向两端伸入所述连接罩内，以分别与所述联轴器的两端连接。