[实用新型]开关阀位置伺服控制装置

说明书

本实用新型属于液压控制技术领域，是一种开关阀位置伺服控制装置。

在液压控制技术领域中，位置伺服技术已比较成熟，人们公认比较先进的伺服技术有电液伺服技术和电液比例技术，但这两种位置伺服技术都不同程度地存在着不足。电液伺服技术由于阀口的开口小，动力液流经阀口时，功耗大，效率低，阀口对液体污染十分敏感，并且成本价格高，因此在应用上受到许多限制。电液比例技术由于属于摸拟量变换，不能与计算机直接联接，它的控制装置与电液伺服装置相似，在运行中有时会出现温漂以及其他电信号干扰产生的工作点漂移，因而在应用上也受到许多限制。

本实用新型的目的在于克服已有技术的不足之处而提供一种能够直接与计算机联接，且结构简单、调节方便、工作可靠，适用范围广的位置伺服控制装置。

本实用新型的目的可以通过以下的技术措施得到实现：以二位四通开关阀为核心，与油缸组件、位移检测器以及由计算机和功率放大器构成的电控器一同组成位置伺服控制装置，形成液压伺服控制回路。二位四通开关阀并联安装在油缸和电控器之间，二位四通开关阀的输出口分别与油缸两侧油口联接，向二位四通开关阀输入电脉冲信号的电控器与该开关阀的电磁线圈相接，并为二位四通开关阀配置背压阀。

在本实用新型中，油缸中的活塞，其位移和位移方向均由二位四通开关阀来控制。位移检测器检测活塞移动位置，把信号输入计算机进行比较，如果活塞的位移与输入要求给定的值有差异，由计算机发出信号，经功率放大器，传到二位四通开关阀，控制活塞或作正向或反向移动，直到达到所要求的位置点为止，实现位置伺服控制。为二位四通开关阀配置背压阀，能够使油缸中的活塞获得平稳的运动，并且当活塞运动到给定点时能够自动平缓地停止下来，也使被控制的液动机获得平稳的运动。

本实用新型目的还可以通过采取以下技术措施得到进一步的实现：在活塞面积较小一侧的油缸与二位四通开关阀相接的管路上配置串联有顺序阀的分流节流阀。采取该技术措施，能够方便可靠地调节活塞正向或反向运动速度的比例，进而实现被控液动机所需运动速度的要求。如果二位四通开关阀的阀芯设计为二级同心凸肩，在开关阀处于关闭状态时，使其中的一个凸肩与阀体的圆柱孔的端面形成环状的端面密封，另一个凸肩与圆柱孔形成环形缝隙密封，则更有利于本实用新型目的实现。如果要获得本实用新型的最佳目的效果，应为二位四通开关阀设置开口调节件，并在调节件与阀芯之间配置弹簧。螺栓、端面倾斜而可转动的光杆等均可作为调节件。

本实用新型所揭示的位置伺服控制技术的核心部件是二位四通开关阀。二位四通开关阀的开闭是由输入到该开关阀电磁线圈的电脉冲所作用。而本实用新型对动力液流量大小的控制主要是通过控制开关阀的开关次数（即输入的电脉冲数）及开关阀的开口大小来实现。由于开关阀的开闭控制信号是一系列的脉冲数，即电数字信号，因而可以与计算机很方便地联接，通过计算机控制输入开关阀的电脉冲数和脉冲宽度，从而控制流量的大小。

由于二位四通开关阀在工作运行过程中，或处于全开状态，或处于全闭状态，在全闭时，流体不能通过，在全开时，由于阀口通道大，流通阻力小，因此功耗小，流体中的污染物小颗粒易于通。又因为开关阀在工作运行中不断地高速改变开闭状态，从而使得吸附在阀口附近的污染物因振动而很容易被冲掉，阀口不易堵塞，即对动力液的污染不敏感，增强了对动力液的抗污染能力，这就使得本实用新型在动力液质量不是很高的情况下也能可靠地工作运行，适用范围广。

本实用新型所揭示的二位四通开关阀的阀芯和阀体的特有结构，当开关阀处于关阀状态时（如附图2所示），在P口处形成环形端面阀口密封，密封十分可靠，动力液完全不能从P口流向或泄漏到A口；在O口处形成环形缝隙密封，该处的密封可通过提高阀芯凸肩的外圆柱面与阀体圆柱孔的配合精度，也可获得十分理想的阀口密封，使得动力液从B口泄漏到O口处的量很少或几乎等于零。因此，由于本实用新型的开关阀的特有结构，消除了或减小了开关阀的内泄漏对控制流量的影响，使得每个电脉冲控制的流量主要取决于阀口开口大小及脉冲宽度所占据的时间，从而提高了本实用新型控制流量的精度。又由于二位四通开关阀设置有开度调节件，可方便地调节开关阀的开口大小，即可实现无级调节每个电脉冲所控制的流量。在调节件与阀芯之间设置的弹簧除具有迫使阀芯复位的功能之外，还具有减缓阀芯对调节件的撞击作用，降低了噪音。

本实用新型与已有的位置伺服控制技术相比，具有以下优点：

1.因为控制本实用新型开关阀开关动作的信号是电脉冲数字信号，可以很方便地与计算机接口直接联接，实现自动控制或智能控制。