[发明专利]呼吸机用双碟簧式精密比例阀的比例控制方法

说明书

本发明公开了一种呼吸机用双碟簧式精密比例阀的比例控制方法，所述比例阀包括含有动铁芯和静铁芯的电磁驱动组件，动铁芯和静铁芯之间连接有压簧，动铁芯上还连接有上碟簧和下碟簧，压簧始终给予动铁芯向下的作用力，电磁驱动组件断电状态下，上碟簧与下碟簧均给予动铁芯向上的作用力，所述比例控制方法包括：启动阶段：电磁力、上碟簧弹力和下碟簧弹力的合力克服压簧弹力，比例阀实现启动；比例放大阶段：动铁芯向上位移，比例阀实现比例放大；比例缩小阶段：动铁芯向下位移，比例阀实现比例缩小；关闭阶段：动铁芯向下位移至初始位置，比例阀实现关闭。本发明在兼顾动态频响快的前提下同时做到了良好的抗干扰能力，稳定性高。

技术领域

本发明涉及一种比例阀的控制方法，特别是呼吸机用双碟簧式精密比例阀的比例控制方法。

背景技术

新冠疫情盛行，医用呼吸机需求增加，呼吸机作为各大医院必备的抢救设备之一，是延长患者生命、为进一步治疗争取宝贵时间的重要医疗设备，高端呼吸机内部的一大核心是比例电磁阀，虽然国内气动技术产业起步较晚但发展迅速，在常规气动元件的研发和生产方面已经取得了显著成绩，部分产品的质量和性能已达到世界先进水平，但在电磁比例阀等关键气动元件的研发上则相对滞后，许多研究仍停留在理论和实验室阶段，呼吸机用微型比例电磁阀工况复杂，其流量特性具有非线性、时变性等特点。

比例电磁阀的控制方法普遍为通电后引入电磁力的作用，由电磁力和其它力结合影响比例电磁阀的启闭及启闭时的开度，目前有关比例电磁阀比例控制方法的研究，其中一大热门方向是动态频响快的研究，其能使得呼吸机启动时的流量控制反应更加迅速，而动态频响快的产品往往无法兼顾到稳定性，也即现有比例电磁阀的启动普遍存在抗干扰能力较差的问题，这同时也会影响到比例电磁阀的使用寿命，制约动态频响快的比例电磁阀更多地被应用到高端呼吸机内。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种呼吸机用双碟簧式精密比例阀的比例控制方法。本发明在兼顾动态频响快的前提下同时做到了良好的抗干扰能力，稳定性高。

本发明的技术方案：呼吸机用双碟簧式精密比例阀的比例控制方法，

所述比例阀包括含有动铁芯和静铁芯的电磁驱动组件，动铁芯和静铁芯之间连接有压簧，动铁芯上还连接有上碟簧和下碟簧，压簧始终给予动铁芯向下的作用力，电磁驱动组件断电状态下，上碟簧与下碟簧均给予动铁芯向上的作用力，所述比例控制方法包括：

启动阶段：电磁驱动组件由断电状态转为通电状态，动铁芯受到向上的电磁力，控制通电电流由小至大递增，在通电电流递增过程中，电磁力逐渐增大，上碟簧和下碟簧对动铁芯向上的作用力逐渐变小，直至电磁力、上碟簧弹力和下碟簧弹力的合力克服压簧弹力，使动铁芯向上位移，比例阀实现启动；

比例放大阶段：控制通电电流继续增大，电磁力和压簧弹力继续增大，上碟簧对动铁芯的作用力继续变小，且方向始终保持与压簧对动铁芯的作用力方向相反，下碟簧对动铁芯的作用力继续变小直至为零，为零后再反向逐渐增大，通电电流增大过程中，动铁芯向上位移，比例阀实现比例放大；

比例缩小阶段：控制通电电流由大至小递减，动铁芯向下位移，比例阀实现比例缩小；

关闭阶段：电磁驱动组件由通电状态转为断电状态，动铁芯向下位移至初始位置，比例阀实现关闭。