電閉環控制的三通比例減壓閥制造技術

一種電閉環控制的三通比例減壓閥是在機械反饋控制的三通比例減壓閥的工作油口管路上設置有壓力傳感器，用于檢測被控制的壓力pA；設置有位移傳感器與控制閥芯同軸安設，用于檢測控制閥芯的位移x和速度xV。本發明專利技術通過增設位移傳感器和壓力傳感器，提高了壓力控制精度，在壓力閉環控制中引入閥芯速度負反饋，提高了閥芯的動態穩定性，從而增大了阻尼孔的直徑甚至去掉阻尼孔，有效提高了閥的抗污染能力，通過實時檢測和監測閥芯位移，可判斷閥的工作狀態，提高了系統的安全性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電閉環控制的三通比例減壓閥，特別是一種采用電液比例方法，對封閉容腔內的壓力進行連續無級調整的三通比例減壓閥。
技術介紹
液壓系統中常常采用三通型的比例減壓閥對封閉的容腔，或多執行器系統中某一支路的壓力進行連續無級控制，對于小流量的場合，可采用比例電磁鐵直接驅動的方式，這樣的閥也常用作比例先導閥，如德國力士樂公司的FTDRE 4 K型三通比例減壓閥，流量范圍只有5 L/min左右，用兩個這樣的直動式三通比例減壓閥控制比例多路閥的 換向，許多公司采用類似的方案。當需要閥的輸出流量較大時，如10 L/min以上，往往需要采用先導型的結構，如德國力士樂公司的DRE 6-1X/100K4型號的閥，但閥的結構較直動方式復雜許多，制造難度和成本也增加，另外采用純機械式的控制方式，需要采用一些直徑非常小的阻尼孔，來提高閥工作的穩定性，降低了閥的抗油液污染能力和工作可靠性，在一些對閥工作可靠性和控制精度要求非常高的應用場合，如礦井提升機的制動器壓力控制系統，風力發電機的制動器等，需要實時判斷閥芯是否可靠工作，現有的這兩類閥都不具有這樣的功能，只采用機械反饋控制精度也較低。
技術實現思路
基于現有三通比例減壓閥，采用小直徑阻尼孔提高穩定性，影響閥的抗油液污染能力，只采用機械反饋，控制精度低；無論是直動式結構還是先導控制方式結構，均未設置有閥芯位置運行狀態監測裝置，無法判斷其閥的工作狀態，本專利技術提供一種能夠增加閥的工作穩定性和實時監測閥芯運行狀態的電閉環控制的三通比例減壓閥。為克服上述現有技術的不足，本專利技術所采用的技術方案是一種電閉環控制的三通比例減壓閥，其特征是 進一步增設有位移傳感器、壓力傳感器、比較器、閉環控制器和顯示器； 所述三通比例減壓閥是機械反饋控制的三通比例減壓閥，具有工作油口 A、壓力油口 P和油箱油口 T ； 所述位移傳感器是與控制閥芯和比例電磁鐵同軸設置，用于檢測控制閥芯的位移Z和速度A，并將速度信號輸入到比較器； 所述壓力傳感器是安設在與工作油口 A連通的管路上，用于檢測被控制的壓力/7A，并將被控制壓力信號/7A輸入到比較器； 所述比較器是接收壓力設定信號Gp與壓力傳感器的被控制壓力信號A，并進行比較，其差值輸入到閉環控制器運算后，再輸入到比例放大器及其輸出信號輸入到比例電磁鐵，控制閥的輸出壓力； 所述顯示器是設置于比例放大器中，或是設置在上層計算機中。為克服上述現有技術的不足，本專利技術所采用的另一技術方案是一種電閉環控制的三通比例減壓閥，包含有機械反饋控制的三通比例減壓閥、閥體、控制閥芯、比例電磁鐵、復位彈簧和后端蓋；其特征是 所述機械反饋控制的三通比例減壓閥是比例電磁鐵直接驅動的直動式閥，具有工作油口 A、壓力油口 P和油箱油口 T ； 所述控制閥芯是其中間開有通油孔L，通油孔L的兩端分別與第一端面C和第二端面D聯通，通油孔L同時和工作油口 A連通，控制閥芯與比例電磁鐵和復位彈簧同軸 設置； 所述比例電磁鐵是其一端集成有位移傳感器，用于檢測比例電磁鐵銜鐵的位置和速度；另一端直接作用在控制閥芯的第一端面C上； 所述復位彈簧是其一端作用在控制閥芯的第二端面D上，另一端作用在后端蓋上。上述技術方案進一步的附加技術特征在于 所述控制閥芯的第一端面C的直徑小于第二端面D的直徑，其差值由比例電磁鐵最大的輸出力而定。所述位移傳感器是集成在比例電磁鐵上，通過檢測比例電磁鐵銜鐵來檢測閥芯位置z和速度々，或是安設在控制閥芯上，直接檢測閥芯的位置z和速度為克服上述現有技術的不足，本專利技術所采用的還有一種技術方案是電閉環控制的三通比例減壓閥，包含有機械反饋控制的三通比例減壓閥、比例電磁鐵、復位彈簧、后端蓋、先導流量控制器、先導閥、主閥體、主閥芯、阻尼孔、彈簧腔和主閥控制腔；其特征是 所述機械反饋控制的三通比例減壓閥是先導控制型的閥，具有工作油口 A、壓力油口 P和油箱油口 T ； 所述主閥芯是與位移傳感器與復位彈簧，同軸設置，用于檢測主閥芯的位置z和速度Xv ;主閥芯的工作油口 A的壓力油經過阻尼孔引入到彈簧腔，油口 P的壓力油經過先導流量控制器進入到主閥控制腔。實現本專利技術所描述的一種電閉環控制的三通比例減壓閥，與現有技術相比，所具有的突出特點與積極效果在于較只采用機械反饋式結構，加入壓力傳感器構成電閉環控制，極大地提高了閥控制壓力的精度；加入位移傳感器檢測閥芯的位置和速度，一方面能夠實時指示閥芯的工作狀態，用于判斷閥工作是否正常；另一方面，在壓力閉環控制中引入閥芯速度的負反饋，極大地提高了閥的工作動態穩定性，從而可增大阻尼孔的直徑，甚至去掉阻尼孔，有效地提高了閥的抗污染能力。附圖說明圖I是本專利技術實施例1，直動式的閥芯狀態可測的高穩定性三通比例減壓閥的原理示意圖。圖2是本專利技術實施例I中，直動式的閥芯狀態可測的高穩定性三通比例減壓閥控制閥芯示意圖。圖3是本專利技術實施例2，先導型閥的芯狀態可測的高穩定性三通比例減壓閥的原理示意圖。圖4是本專利技術實施例3的示意圖。圖中1 :機械反饋的三通比例減壓閥，2 :位移傳感器，3 :壓力傳感器，4 :閥體，5 ;控制閥芯，6 :比例電磁鐵，7 :復位彈簧，8 :后端蓋，9 :先導流量控制器，10 :先導閥，11 :主閥體，12 :主閥芯，13 :阻尼孔，14 :彈簧腔，15 :主閥控制腔，16 :比較器，17 :閉環控制器，18 比例放大器，19 :顯不器。A :工作油口，T :油箱口，P :壓力油口，C:第一端面，D:第二端面，L :通油孔，Vsp :壓力設定信號，:速度信號，^ :位移，Pa :被控制壓力。具體實施例方式下面對本專利技術的具體實施方式做出說明。實施本專利技術所提供的一種電閉環控制的三通比例減壓閥，其結構改進是在現有三通比例減壓閥的基礎上，增設有位移傳感器2和壓力傳感器3，位移傳感器2檢測閥芯的位置和速度信息，用于判斷閥芯的工作狀態，速度信息用來構成閥芯速度的負反饋，提高閥工作的穩定性，增大閥內阻尼孔的直徑，以便提高閥的抗污染能力；壓力傳感器3用來構成閥輸出壓力的閉環控制，進一步提高壓力控制精度，具體結構包括機械反饋控制的三通比例·減壓閥I，其構成是進一步增設有位移傳感器2，壓力傳感器3，機械反饋的三通比例減壓閥I具有工作油口 A，壓力油口 P和油箱口 T三個油口 ；壓力傳感器3安裝在與工作油口 A連通的管路上，用于檢測被控制的壓力& ;位移傳感器2與控制閥芯5同軸安裝，用于檢測控制閥芯5的位移和速度。當機械反饋控制的三通比例減壓閥I是比例電磁鐵直接驅動的直動式閥，其組成包括有閥體4，控制閥芯5，比例電磁鐵6，復位彈簧7，后端蓋8 ;位移傳感器2集成在比例電磁鐵6上，用于檢測比例電磁鐵銜鐵的位置和速度，位移傳感器2、比例電磁鐵6、控制閥芯5和復位彈簧7同軸布置，比例電磁鐵6的銜鐵直接作用在控制閥芯5的第一端面C上，復位彈簧7 —端作用在控制閥芯5的第二端面D上，復位彈簧7的另一端作用在后端蓋8上；控制閥芯5的第一端面C的直徑較第二端面D的直徑要小，其差值視比例電磁鐵6最大的輸出力而定；控制閥芯5的中間開有通油孔L，通油孔L的兩端分別和第一端面C和第二端面D聯通，這一通油孔L同時和工作油口 A連通。當機械反饋控制的三通比例減壓本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電閉環控制的三通比例減壓閥，其特征是：進一步增設有位移傳感器[2]、壓力傳感器[3]、比較器[16]、閉環控制器[17]和顯示器[19]；所述三通比例減壓閥是機械反饋控制的三通比例減壓閥[1]，具有工作油口A、壓力油口P和油箱油口T；所述位移傳感器[2]是與控制閥芯[5]和比例電磁鐵[6]同軸設置，用于檢測控制閥芯[5]的位移x和速度xV，并將速度信號xV輸入到比較器[16]；所述壓力傳感器[3]是安設在與工作油口A連通的管路上，用于檢測被控制的壓力pA，并將被控制壓力信號pA輸入到比較器[16]；所述比較器[16]?是接收壓力設定信號USP與壓力傳感器[3]的被控制壓力信號pA，并進行比較，其差值輸入到閉環控制器[17]運算后，再輸入到比例放大器[18]及其輸出信號輸入到比例電磁鐵[6]，控制閥的輸出壓力；所述顯示器[19]是設置于比例放大器[18]中，或是設置在上層計算機中。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：權龍，黃家海，李斌，權仲翊，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發明
國別省市：