[其他]數字式脈沖閥系統

無效

• 申請號: 85108167
• 申請日: 1985-11-08
• 公開（公告）號: CN85108167A
• 公開（公告）日: 1986-09-03
• 發明（設計）人: 楊世祥
• 申請（專利權）人: 冶金工業部北京鋼鐵設計研究總院
• 主分類號: F15B13/044
• 分類號: F15B13/044
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 盧寧

本發明的數字式脈沖閥系統涉及于流體傳動領域，例如液壓領域，是專門用來聯結計算機與流體傳動的中間元件。

隨著計算機的廣泛應用，尤其是微處理機日益普及的今天，流體技術必然要與計算機相結合，這是其發展方向。為方便起見，下面按液壓傳動敘述，其他流體相同。在先有的技術中，計算機要控制普通油缸大都是通過伺服閥或比例閥來實現。由于這種閥是模擬閥，為了控制油缸的速度和位置，必須采用閉環控制，這就需要配置昂貴的速度檢測器和位置傳感器，以及模數轉換器和數模轉換器等。這不但增加造價，而且也增加了維護難度，降低了系統的可靠性。因而大大的限制了它的使用范圍。從70年代開始，國外就開始了數字閥的研究。美國Y·M·Eiibiary，J·N·Wilson，P·N·Nikiforuk等著文介紹研制成功的數字式轉閥。計算機通過步進馬達控制轉閥的方向和位置，但是這種閥只是相當于將比例伺服閥的力馬達換成了步進馬達，只是省掉了一個數模轉換環節，而其它的所有環節仍未減少，因而其總的造價降低仍是很有限的。1983年11月，日本油壓技術介紹了日本研制成功的數字閥系統，該數字閥與油缸連為一體，通過二級機械反饋來代替電反饋，其成本大為降低，日本推出了一種產品，其重復定位精度達±0.2毫米，達到了工業應用水平。但它需要二級反饋，柔性皮帶，特制的精密螺紋付等。這不但增加了成本，加大了體積，而且還增加了傳動環節，降低了重復定位精度。由于體積偏大，因而與普通油缸配套使用不甚方便。

本發明的目的是提供一種更加簡單可靠，制造容易、體積小、使用安裝維護方便、定位精度更高的數字式脈沖閥。它能很方便的與執行機構，如普通油缸和油馬達配用。它與日本的數字閥系統比較，具有如下優點：（1）用一級直接反饋代替二級反饋機構，這不但減少了環節，節省了柔性皮帶等反饋元件，而且還提高了系統的重復定位精度，降低了制造成本。（2）步進電機與閥體連成一體，這不但減少了總體尺寸，縮小了體積，而且給閥芯檢修帶來了很大的方便，閥芯可以很方便地從閥體中直接抽出。（3）閥芯反饋螺母套接回流口低壓腔，這不但減少了閥芯的軸向推力，從而降低步進馬達力矩，而且利用回流的低壓所產生的軸向推力來消除螺紋付之間的間隙，因而該螺紋付不需精密制造亦不會影響精度和增大正反死區。（4）由于采取了多項措施，因而可獲得比日本產品更高的重復定位精度，其重復定位精度可達±0.05毫米左右。（5）螺紋付采用多頭螺紋，因而單位脈沖當量閥芯的軸向位移大，亦提高了閥的反應靈敏度。（6）閥芯開口可設計為高增益和低增益型，前者有利于提高停位精度，后者有利于減少沖擊。（7）閥體利用可拆卸支座固定在油缸體上，這不但節省了安裝位置，而且可隨缸體擺動，解決了安裝勁問題。

下面結合附圖對本發明的數字式脈沖閥作進一步說明：

圖1是本發明的數字式脈沖閥的系統方框圖。

圖2是本發明的數字式脈沖閥系統的工作安裝圖。

圖3是本發明的數字式脈沖閥系統的內部構造圖。

本發明是這樣實現的，它分為三大部分：即（1）電控部分、（2）閥部分及（3）反饋部分等。如圖1所示。其中第（1）部分包括速度及位置程序給定，處理該程序的微處理機，以及將微機信號放大的控制器等。此部分為先有技術，在市場上可以獲得。第二部分包括接收數字信號的步進電機及數字閥。第三部分包括執行機構、反饋機構等。

圖2表示了本發明的數字閥系統的工作安裝圖。該系統包括有一個位于數字閥（3）的上方，通過小支座（5）與閥體（13）連為一體的步進電機（6）;齒輪件（4、11）;一個具有閥體（13），閥芯（12），螺母套（14）的數字式脈沖閥（3）;一個具有反饋齒輪（7）、反饋齒條（8）、固定臂（9）的反饋機構。該反饋機構通過固定臂（9）與執行機構的運動件（例如油缸的油缸桿）相連。反饋齒條（8）一端由可調相位的螺釘（20）和鎖緊螺母（21）與固定臂（9）相互連接，另一端插入導向件（15）中。該固定臂與反饋齒條（8）相連的連接孔（19）制成長形。該步進馬達（6）的軸端固定聯接齒輪（4），并按一定的速比，驅動與齒輪（4）嚙合的齒輪（11）。小支座（5）是成直角形的，其垂直側面上固定步進電機（6），水平面與數字式脈沖閥（3）的閥體（13）連為一體。閥體（13）與支持座（2），執行機構固定聯接。