外控型先導比例方向閥的制作方法

本發(fā)明屬于電液控制閥技術領域，尤其是對流體流動方向和流量進行連續(xù)比例控制的外控型先導比例方向閥。

背景技術：

比例方向閥以及比例多路閥，是電液控制系統(tǒng)中的重要元件之一，其作用是連續(xù)控制液壓執(zhí)行器的運動速度、位置和輸出力。在現(xiàn)有技術中，比例方向閥和比例多路閥通常為內控式，壓力低時的可控性較差，動態(tài)響應變慢；當閥工作在特別高的壓力時，需在主級與先導級之間設置減壓閥降低先導級的供油壓力，提高閥的穩(wěn)定性；大多數(shù)的比例多路閥及部分比例方向閥采用壓力平衡的開環(huán)控制方式，受負載變化影響，控制精度低；為提高閥的穩(wěn)定性和動態(tài)響應速度，可采用先導閥芯位移和主閥芯位移的雙閉環(huán)控制原理，其帶來的問題是閥的靜動態(tài)特性完全依賴閉環(huán)控制器，先導閥和主閥中任意檢測和控制環(huán)節(jié)發(fā)生故障，閥便不能正常工作。

已經授權的一項發(fā)明專利，中國專利號200610102032.7，公開了一種“先導比例方向節(jié)流閥”，其將內反饋閥和電閉環(huán)閥結構在一起，當主閥芯位移傳感器和響應的反饋信號調節(jié)器發(fā)生故障時，自動轉換為內反饋控制狀態(tài)，確保了系統(tǒng)的安全可靠性，但其控制腔的先導閥出口分別與主閥的A油口和B油口連接，流道復雜；控制壓力與供油壓力使用同一油源，壓力低時，閥的可控性較差，壓力高時，先導閥穩(wěn)定性降低，影響控制精度。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有先導比例方向閥低壓可控性差、高壓穩(wěn)定性低等上述問題，實現(xiàn)閥的穩(wěn)定控制，本發(fā)明提供一種結構簡單、易于制造的外控型先導比例方向閥。

本發(fā)明的第一種技術方案：一種外控型先導比例方向閥，包含有第一先導比例閥、第二先導比例閥、比例放大器、主閥體、主閥芯、第一定位彈簧、第二定位彈簧、第一面積調節(jié)環(huán)、第二面積調節(jié)環(huán)，比例放大器的輸出端與第一先導比例閥和第二先導比例閥連接；其特征是：主閥芯、第一定位彈簧、第二定位彈簧、第一面積調節(jié)環(huán)和第二面積調節(jié)環(huán)同軸布置在主閥體中；主閥體與主閥芯形成7個與外界連通的油口，分別為油口Pc1、油口T、油口A、油口Ps、油口B、油口T、油口Pc2，其中Pc1和Pc2為控制油口，引入外部控制油，Ps為壓力油口，引入壓力油，A和B為工作油口，連接執(zhí)行器的工作腔，T為回油口，與油箱連接，第一面積調節(jié)環(huán)、第二面積調節(jié)環(huán)與主閥體形成的容腔h與主閥體的回油口T連通；主閥芯上設有兩組相互連通的油孔H1、H2和H3，H4、H5和H6，以及通油孔K1和K2，外部控制油通過主閥體上的控制油口Pc1進入油孔H3中，隨后進入與油孔H3連通的油孔H2中，通過與油孔H2連通的油孔H1進入主閥芯與第一面積調節(jié)環(huán)形成的容腔g1中，主閥芯的通油孔K1將g1容腔中的油液引入到第一面積調節(jié)環(huán)與主閥芯形成的g3容腔中，g1容腔中的控制油通過第一面積調節(jié)環(huán)的油孔H7進入第一面積調節(jié)環(huán)的油槽G，油槽G將控制油引入到第一面積調節(jié)環(huán)與主閥體形成的容腔e中；外部控制油通過主閥體上的控制油口Pc2進入H4油孔中，隨后進入與H4油孔連通的H5油孔中，通過與H5油孔連通的H6油孔進入主閥芯與第二面積調節(jié)環(huán)形成的g2容腔中，主閥芯的通K2油孔將g2容腔中的油液引入到第二面積調節(jié)環(huán)與主閥芯形成的g4容腔中，g2容腔中的控制油通過第二面積調節(jié)環(huán)的H7油孔進入第二面積調節(jié)環(huán)的油槽G，油槽G將控制油引入到第二面積調節(jié)環(huán)與主閥體形成的f容腔中；主閥體中的e容腔經第一流道L1與第一先導比例閥進油口連通，第一先導比例閥的出油口經第三流道L3與油箱T連通，主閥體中的容腔f經第二流道L2與第二先導比例閥進油口連通，第二先導比例閥的出油口經第三流道L3與油箱T連通。

本發(fā)明的第二種技術方案是在第一種技術方案的基礎上改變主閥芯和主閥體結構，其特征是：主閥體與主閥芯形成6個與外界連通的油口，分別為兩個回油口、兩個工作油口、一個壓力油口Ps、一個控制油口Pc，控制油口引入外部控制油，壓力油口引入壓力油，兩個工作油口分別接執(zhí)行器的工作腔，回油口與油箱連接；主閥芯上設有相互連通的H8油孔、H9油孔、H10油孔和H11油孔，以及通K1油孔和K2油孔，外部控制油通過主閥體上的控制油口Pc進入H8油孔中，隨后進入與H8油孔連通的H9油孔中，通過與H9油孔連通的H10油孔和H11油孔分別進入主閥芯與第一面積調節(jié)環(huán)形成的g1容腔中和主閥芯與第二面積調節(jié)環(huán)形成的g2容腔中，主閥芯的通K1油孔將g1容腔中的油液引入到第一面積調節(jié)環(huán)與主閥芯形成的g3容腔中，主閥芯的通K2油孔將g2容腔中的油液引入到第二面積調節(jié)環(huán)與主閥芯形成的g4容腔中， g1容腔中的控制油通過第一面積調節(jié)環(huán)的H7油孔進入第一面積調節(jié)環(huán)的油槽G，油槽G將控制油引入到第一面積調節(jié)環(huán)與主閥體形成的e容腔中，g2容腔中的控制油通過第二面積調節(jié)環(huán)的H7油孔進入第二面積調節(jié)環(huán)的油槽G，油槽G將控制油引入到第二面積調節(jié)環(huán)與主閥體形成的f容腔中。

上述兩種技術方案中，所述的第一先導比例閥和第二先導比例閥可以帶有位移傳感器構成閉環(huán)控制或不帶位移傳感器；第一先導比例閥和第二先導比例閥是連續(xù)控制的比例閥或高速開關閥。

本發(fā)明外控型先導比例方向閥，主要優(yōu)點體現(xiàn)在：結構簡單、成本低，易于推廣；主閥采用外部壓力油控制，可實現(xiàn)低壓油控制高壓油，先導比例方向閥的動態(tài)響應基本不受其進出口壓差的影響，保證了閥的動態(tài)響應的一致性，改善了閥的低壓可控性和高壓穩(wěn)定性；先導比例閥油液回油箱，h容腔回T口，簡化了閥體內部流道設計及加工，減小了先導級功率。

圖1是本發(fā)明實施方式1的結構原理示意圖；

圖2是本發(fā)明實施方式2的結構原理示意圖；

圖3是本發(fā)明實施方式1的主閥芯結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施方式2的主閥芯結構示意圖；

圖5是本發(fā)明的面積調節(jié)環(huán)結構示意圖

圖中，1a：第一先導比例閥，1b：第二先導比例閥，2：比例放大器，3：主閥體，4：主閥芯，5a：第一定位彈簧，5b:第二定位彈簧，6a：第一面積調節(jié)環(huán)，6b：第二面積調節(jié)環(huán)，7：主閥位移傳感器，e、f、g1、g2、g3、g4、h：容腔，A、B：工作油口，Ps：壓力油口，Pc、Pc1、Pc2：控制油口，T：油箱，H1-H11：油孔，G：油槽，K1，K2：通油孔，L1：第一流道，L2：第二流道，L3：第三流道。

具體實施方式

結合附圖和實施方式能夠對本發(fā)明的原理和結構做出進一步詳細說明，本實施方式是對本發(fā)明的詳細解釋，并不對本發(fā)明作出任何限制。

實施方式1

圖1所示，本發(fā)明外控型先導比例方向閥包含有第一先導比例閥1a、第二先導比例閥1b、比例放大器2、主閥體3、主閥芯4、第一定位彈簧5a、第二定位彈簧5b、第一面積調節(jié)環(huán)6a、第二面積調節(jié)環(huán)6b，主閥位移傳感器7，比例放大器2的輸出端與第一先導比例閥1a和第二先導比例閥1b連接，主閥位移傳感器7檢測主閥芯4位移；其特征是：主閥芯4、第一定位彈簧5a、第二定位彈簧5b、第一面積調節(jié)環(huán)6a和第二面積調節(jié)環(huán)6b同軸布置在主閥體3中；主閥體3中的容腔e經第一流道L1與第一先導比例閥1a進油口連通，第一先導比例閥1a的出油口經第三流道L3與油箱T連通，主閥體3中的容腔f經第二流道L2與第二先導比例閥1b進油口連通，第二先導比例閥1b的出油口經第三流道L3與油箱T連通。

圖1中，主閥體3與主閥芯4形成7個與外界連通的油口，分別為油口Pc1、油口T、油口A、油口Ps、油口B、油口T、油口Pc2，其中Pc1和Pc2為控制油口，引入外部控制油，Ps為壓力油口，引入壓力油，A和B為工作油口，連接執(zhí)行器的工作腔，T為回油口，與油箱連接，第一面積調節(jié)環(huán)6a、第二面積調節(jié)環(huán)6b與主閥體3形成的容腔h與主閥體3的回油口T連通。

主閥芯4和面積調節(jié)環(huán)結構分別如圖3和圖5所示，面積調節(jié)環(huán)共有兩個，在其上加工有P7油孔和油槽G；主閥芯4上設有兩組相互連通的H1油孔、H2油孔和H3油孔，以及H4油孔、H5油孔和H6油孔，外部控制油通過主閥體3上的控制油口Pc1進入H3油孔中，隨后進入與H3油孔連通的H2油孔中，通過與H2油孔連通的H1油孔進入主閥芯3與第一面積調節(jié)環(huán)6a形成的g1容腔中，主閥芯4的通K1油孔將g1容腔中的油液引入到第一面積調節(jié)環(huán)6a與主閥芯4形成的g3容腔中，g1容腔中的控制油通過第一面積調節(jié)環(huán)6a的H7油孔進入第一面積調節(jié)環(huán)6b的油槽G，油槽G將控制油引入到第一面積調節(jié)環(huán)6a與主閥體3形成的e容腔中；外部控制油通過主閥體3的控制油口Pc2進入H4油孔中，隨后進入與H4油孔連通的H5油孔中，通過與H5油孔連通的H6油孔進入主閥芯3與第二面積調節(jié)環(huán)6b形成的g2容腔中，主閥芯4的通K2油孔將g2容腔中的油液引入到第二面積調節(jié)環(huán)6b與主閥芯4形成的g4容腔中，g2容腔中的控制油通過第二面積調節(jié)環(huán)6b的H7油孔進入第二面積調節(jié)環(huán)6b的油槽G，油槽G將控制油引入到第二面積調節(jié)環(huán)6a與主閥體3形成的f容腔中。

上述結構特征構成第一種技術方案的外控型先導比例方向閥。

實施方式2

圖2所示，本發(fā)明外控型先導比例方向閥包含有第一先導比例閥1a、第二先導比例閥1b、比例放大器2、主閥體3、主閥芯4、第一定位彈簧5a、第二定位彈簧5b、第一面積調節(jié)環(huán)6a、第二面積調節(jié)環(huán)6b，比例放大器2的輸出端與第一先導比例閥1a和第二先導比例閥1b連接；其特征是：主閥芯4、第一定位彈簧5a、第二定位彈簧5b、第一面積調節(jié)環(huán)6a和第二面積調節(jié)環(huán)6b同軸布置在主閥體3中；主閥體3中的容腔e經第一流道L1與第一先導比例閥1a進油口連通，第一先導比例閥1a的出油口經第三流道L3與油箱T連通，主閥體中的容腔f經第二流道L2與第二先導比例閥1b進油口連通，第二先導比例閥1b的出油口經第三流道L3與油箱T連通。

圖2中，主閥體3與主閥芯4形成6個與外界連通的油口，分別為油口T、油口A、油口Ps、油口B、油口T、油口Pc，其中Pc為控制油口，引入外部控制油，Ps為壓力油口，引入壓力油，A和B為工作油口，連接執(zhí)行器的工作腔，T為回油口，與油箱連接，第一面積調節(jié)環(huán)6a、第二面積調節(jié)環(huán)6b與主閥體3形成的容腔h與主閥體3的回油口T連通。

主閥芯4和面積調節(jié)環(huán)結構分別如圖4和圖5所示，主閥芯4上設有相互連通的H8油孔、H9油孔、H10油孔和H11油孔，以及通K1油孔和K2油孔，外部控制油通過主閥體3上的控制油口Pc進入H8油孔中，隨后進入與H8油孔連通的H9油孔中，通過與H9油孔連通的H10油孔和H11油孔分別進入主閥芯3與第一面積調節(jié)環(huán)6a形成的g1容腔中和主閥芯3與第二面積調節(jié)環(huán)6b形成的g2容腔中，主閥芯4的通K1油孔將g1容腔中的油液引入到第一面積調節(jié)環(huán)6a與主閥芯4形成的g3容腔中，主閥芯4的通K2油孔將g2容腔中的油液引入到第二面積調節(jié)環(huán)6b與主閥芯4形成的g4容腔中，g1容腔中的控制油通過第一面積調節(jié)環(huán)6a的H7油孔進入第一面積調節(jié)環(huán)6b的油槽G，油槽G將控制油引入到第一面積調節(jié)環(huán)6a與主閥體3形成的e容腔中，g2容腔中的控制油通過第二面積調節(jié)環(huán)6b的H7油孔進入第二面積調節(jié)環(huán)6b的油槽G，油槽G將控制油引入到第二面積調節(jié)環(huán)6a與主閥體3形成的f容腔中。

上述結構特征構成第二種技術方案的外控型先導比例方向閥。