[其他]直接數(shù)字壓力閥

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 88100096
• 申請日: 1988-01-09
• 公開（公告）號: CN88100096A
• 公開（公告）日: 1988-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚迪華;陳昌巨
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工學(xué)院
• 主分類號: F16K31/02
• 分類號: F16K31/02;H02N2/00
• 代理公司: 武漢工學(xué)院專利事務(wù)所
• 代理人: 朱云,韓桂蓮

本發(fā)明是一種用于液壓技術(shù)的控制元件，特別是其中的步進驅(qū)動器除用于控制領(lǐng)域以外，還可以廣泛用于其它領(lǐng)域。

長期以來，人們追求一種控制精度高，響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡單，成本低的直接數(shù)字控制元件。直接數(shù)字控制元件的優(yōu)點就在于它的控制方式及功能能夠克服模擬控制所固有的不足，加上微電腦所具有的處理信息無比靈活性及可靠性。因此，以電腦為控制單元的直接數(shù)字控制具有無可比擬的優(yōu)越性，它正不斷取代傳統(tǒng)的模擬控制及各種間接的數(shù)字控制，并在自動化、節(jié)能、編程控制高精度，高靈活性及系統(tǒng)簡單化等諸方面表現(xiàn)其適應(yīng)性及強大的生命力。

現(xiàn)有技術(shù)的直接數(shù)字閥有兩種：一種為脈沖寬度調(diào)制（簡稱PWM）技術(shù)控制的簡單電磁換向閥。其開關(guān)周期T恒定，占空比由導(dǎo)通脈寬t_oN決定，輸出流量正比于t_oN，由于閥的開啟需要一定時間，即t_oN/T有最小比例，故該閥導(dǎo)致一定的死區(qū)流量，另外控制的流量脈動較大。另一種直接數(shù)字閥是采用常規(guī)的旋轉(zhuǎn)步進電機與絲桿-蚰母付驅(qū)動閥芯（或直線步進電機驅(qū)動閥芯）。這一種直接數(shù)字閥雖然比前種有一些優(yōu)點，但要得到很小的步距（轉(zhuǎn)角），必須使電極間距很小，另外加上“步距縮小機構(gòu)”（如絲桿-蚰母付），從而使加工工藝要求高，其本身精度高，所以成本無法降到理想程度。

目前，無論模擬式的比例閥、伺服閥，還是上述直接數(shù)字閥總含有線圈，電磁鐵等磁性元件，因此導(dǎo)致功耗大，磁滯、干擾、電磁噪聲;響應(yīng)速度無法極大提高，同時不能耐熱，抗潮濕等，還要占用大量的有色金屬。

本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種無需數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A），線性放大器的步進驅(qū)動器控制的直接數(shù)字壓力閥，它除具有與普通步進電機加絲桿-蚰母付驅(qū)動的數(shù)字閥相同的優(yōu)點外，由于該步進驅(qū)動器內(nèi)無磁性元件，所以抗干擾特強，無電磁噪聲，精度更高，響應(yīng)更快，同時耐熱、抗潮、抗振動、抗沖擊、體積小。特別強調(diào)的是該步進驅(qū)動器所選用的材料及其本身的結(jié)構(gòu)特點就決定著它的成本低，加工工藝性好，且少用金屬材料。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明加以說明：

圖1：直接數(shù)字壓力閥方框圖;

圖2：步進驅(qū)動器結(jié)構(gòu)（一種結(jié)構(gòu)形式）;

圖3：步進驅(qū)動器結(jié)構(gòu)（另一種結(jié)構(gòu)形式）;

圖4：導(dǎo)閥、主閥、阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖。

直接數(shù)字壓力閥由步進驅(qū)動器、導(dǎo)閥、主閥、阻尼器等組成。

步進驅(qū)動器有兩種結(jié)構(gòu)形式（如圖2、圖3所示），它們都包含有動子件組、殼體、嵌壓裝置、微調(diào)裝置等。

圖2所示結(jié)構(gòu)形式：由普通鋼和伸縮材料構(gòu)成的動子件組由動子前端部分〔15〕、后端部分〔9〕及中間部分〔16〕組成。兩組嵌壓裝置，右組有壓體〔17〕，張體〔18〕，保護體〔19〕，微調(diào)絲桿〔20〕。左組與右組相同，左右兩組嵌壓裝置可分別由微調(diào)絲桿〔24〕、〔20〕進行微調(diào)整。

圖3所示結(jié)構(gòu)形式：動子件組由動子前端部分〔10〕，后端部分〔1〕及中間部分〔6〕組成。〔10〕和〔1〕中各含有一組嵌壓裝置。動子后端部分〔1〕中的嵌壓裝置由壓體〔5〕、〔2〕，張體〔4〕，斜塊〔3〕及微調(diào)絲桿〔8〕組成。動子前端部分〔10〕中的嵌壓裝置與〔1〕中的相同，左右兩組嵌壓裝置分別由微調(diào)絲桿〔14〕、〔8〕進行微調(diào)整。動子位置調(diào)整絲桿〔7〕。

自PC來的弱電數(shù)字信號（TTL電平）進入脈沖放大器，脈沖放大器電源電壓為工廠常用直流電壓。

現(xiàn)以步進驅(qū)動器兩種結(jié)構(gòu)形式中的一種（如圖2所示）與導(dǎo)閥、主閥、阻尼器構(gòu)成的直接數(shù)字閥為例來說明其工作過程。當(dāng)步進驅(qū)動器動子中間部分〔16〕，嵌壓裝置（右）的張體〔18〕得電時，嵌壓裝置（左）的張體〔22〕失電，動子中間部分〔16〕伸長，動子前端部分〔15〕向前移動。當(dāng)動子中間部分〔16〕和嵌壓裝置（右）的張體失電，而嵌壓裝置（左）的張體〔22〕得電，動子中間部分〔16〕收縮，動子后端部分〔9〕也向前移動。然后張體〔18〕得電，壓體〔17〕壓住動子后端部分〔9〕，前端壓體〔21〕壓住動子前端部分〔15〕完成一步工作循環(huán)。

步進驅(qū)動器的動子向前移動時，推動導(dǎo)閥閥芯〔25〕（圖4所示），壓縮彈簧〔26〕的同時，控制導(dǎo)閥閥口的大小，液流經(jīng)導(dǎo)閥一方面作用于主閥閥芯〔27〕上，另一很小液流流經(jīng)阻尼器〔31〕回油箱，阻尼器〔31〕的液阻與導(dǎo)閥液阻的關(guān)系，使主閥無彈簧端的油壓作用力與彈簧力決定主閥的開口量，從而有效地控制進、出口壓力。

步進驅(qū)動器和導(dǎo)閥共同構(gòu)成直接數(shù)字閥的先導(dǎo)閥。由步進驅(qū)動器、導(dǎo)閥、主閥等共同構(gòu)成直接數(shù)字溢流閥、安全閥、卸荷閥、減壓閥、順序閥、壓力適應(yīng)閥。