[发明专利]多功能无静差比例压力控制阀

说明书

本发明涉及一种多功能无静差比例压力控制阀，其国际专利分类位置为IPC⁵F15B13/043。该阀属于先导型比例压力阀类，即由电控器、线性电磁铁、压力阀本体等部分组成，它是液压系统中实行连续控制、远程控制和开、闭环压力控制所不可少的重要元件。

现有的比例压力阀大多是用线性电磁性代替普通压力阀的手动调压装置，因此电磁铁的死区、滞环和非线性等一系列缺点都在比例压力阀中表现出来，而手动压力阀的启闭误差也在比例压力阀中同样存在，因此现有的比例压力阀的各项指标难以满足工程技术发展的需要。此外，近期也有一类采用闭环控制的比例压力阀问世，虽然性能有所提高，但由于是有差系统，故静差仍然存在，尤其是对流量的敏感性。

现有的比例阀也与手动压力阀一样种类繁多，仅主要类型即有比例溢流阀、比例定值减压阀、比例定差减压阀、比例定比减压阀、比例内控顺序阀和比例外控顺序阀等六种。这些阀在结构上各不相同，给工艺和生产上带来麻烦。

综上所述，现有的比例压力阀尚有两个未解决的问题，其一是阀功能的单一性，不具有多功能的特点，不同功能的阀在结构上各不相同，其间没有互换性;其二是各种比例压力阀均是有差系统，因为死区、滞环、非线性和压力对流量的敏感性都是静差的表现。

本发明的任务在于，提出一种具有多功能而又无静差的比例压力阀，使该阀在结构上具有较大的适用性，只需改变几个液压与电器开关的位置就可构成所需的功能，这对工艺、生产和使用都是极为有利的;同时使该阀具有高启闭精度和高稳定性，即具有无静差的性质，其控制压力不受流量变化的影响。

实施本发明任务的技术措施是，借助于一种特殊的电控器和两个微型压力传感器并按照一种新的控制理论来设置结构。

本发明的电控器中采用一种双输入网络，输入之一及与其相串联的微分放大器、阀本体和压力传感器组成一个快速反应的小闭环系统，相当于整个系统的等效开环部分;输入之二与压力传感器输出信号相减，并通过积分放大器积分后再输给上述等效开环，构成1型闭环负反馈系统。两个输入回路互相配合又可使系统具有2型无静差系统的特征，即在斜坡函数作用下也可做到无静差。

本发明所采用的两个微型压力传感器分别置于阀的进口和出口，两者经过放大并相减之后作为统一的反馈给系统。此反馈与若干个电、液开关相互配合构成了阀的多功能性。当作为比例溢流阀使用时，阀的出口压力传感器信号被断开，系统的被调量是阀的进口压力P1;当作为比例定值减压阀时，阀的进口压力传感器信号被断开，系统的被调量为阀的出口压力P2;当作为定差减压阀使用时，两个反馈信号同时反馈，显然此时系统的被调量为阀的进、出口压力差P1-P2;当做为定比减压阀时，应断开系统的指令信号，并令系统的输入端接地。此时系统的反馈信号自动调整为零。由于在阀的进口压力传感器的输出通道上串有一个系数γ可变的电位计，故此时γP1-P2＝0，即γ＝P2/P1。应该说明的是在阀的其他状态下令γ＝1。当作为比例顺序阀使用时应与比例溢流阀的状态相同，只是用一个转动的液压开关使阀的进口压力传感器依次与阀的进油口或外控油口相通，从而构成的内控或外控比例顺序阀。

本发明的另一个特点是对阀的本体部分要求不高，其先导阀既可以是圆柱形双边三通阀或圆柱形单边二通阀，也可以是锥阀;既可是开环的，即用弹簧与电磁力来平衡和控制先导阀芯的位置，也可以是闭环的，即用先导阀芯一端的压力与另一端电磁力来平衡和控制先导阀芯的位置。

下面结合附图所示的实施例，对本发明的多功能无静差比例压力阀作进一步的说明。其中：

图1（a）是本发明的先导阀为圆柱形双边三通阀的多功能无静差比例压力阀结构示意图。

图1（b）是按图1（a）所示多功能无静差比例压力阀的电控器线路图（三个实施例通用）。

图2是沿图1（a）所示A-A线的剖视图。

图3是本发明的先导阀为锥阀的多功能无静差比例压力阀的结构示意图。

图4是本发明的先导阀为单边二通阀的多功能无静差比例压力阀的结构示意图。