[发明专利]一种负载口独立控制的插装式水压数字节流阀及控制方法

说明书

本发明公开一种负载口独立控制的插装式水压数字节流阀及控制方法，属于液压阀领域。包括先导级和主级，先导级为双步进电机驱动双阀芯结构形式，主级为主动式阀芯结构，利用先导级的双步进电机控制双阀芯分别向主级的阀芯的两侧供油从而推动阀芯位移，最终通过主级的阀芯位移距离从而调整回液流量；先导级和主级通过螺栓固定连接并且均装有位移传感器，从而实现精确控制。其结构简单，控制方式方便，控制流量大，主阀芯控制自由度高，可满足不同的流量控制要求。

技术领域

本发明涉及一种负载口独立控制的插装式水压数字节流阀及控制方法，属于节流阀技术领域。

背景技术

水液压传动技术由于具有绿色、安全、环保，同时又兼具功率密度大、容易实现大的功率输出，在水利工程，食品加工等行业被广泛应用，水压阀作为水液压传动技术领域的核心元件之一，受到广泛的关注。

数字阀主要分为三类，第一类为增量式数字阀，以日本东京计器公司为代表，采用步进电机作驱动部，控制液压阀芯的运动；第二类为开关式数字阀，即通常所说的高速开关阀，其通过高频地切换“开”“关”工作状态来实现流体的离散；第三类为组合式数字阀，其由多个开关阀组成，通过计算机的逻辑控制来获得不同的压力和流量输出。

水压数字阀有高速开关阀和采用步进电机作驱动部两种形式。授权公告号CN101799025B2,一种内反馈型增量式水液压节流数字阀，采用步进电机作驱动部的形式，通过直接控制步进电机，来调节水液压阀的流量，可是该阀采用单个阀芯的结构形式，阀的进口与出口阀口开度有着联动的关系，由于无法独立地调节阀的进口和出口的压力，造成了系统发热以及能源浪费，并且由于该阀采用单级阀的结构形式，导致通过流量小。采用高速开关阀的负载口独立控制，因采用多个高速开关阀导致阀体积大，而且压力脉动和机械振动也比较剧烈，对多个高速开关阀的复合控制也导致控制算法设计复杂。

因此，在满足高水基介质的使用环境，在兼顾系统的节能特性的同时能够平稳、准确地控制系统的流量，是水液压传动技术领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足之处，提供一种负载口独立控制的插装式水压数字节流阀，以克服现有水压节流阀、控制流量小，控制自由度低、抗干扰能力弱的问题。

为了实现上述的目的，本发明的一种负载口独立控制的插装式水压数字节流阀，包括先导级和主级，先导级为双步进电机驱动双阀芯结构形式，主级为主动式阀芯结构，利用先导级的双步进电机控制双阀芯分别向主级的阀芯的两侧供油从而推动阀芯位移，最终通过主级的阀芯位移距离从而调整回液流量；

先导级为两个二位三通比例球阀，包括并排设置的两个电机丝杠组件，两个电机丝杠组件的传动轴分别通过两个电机传力部件连接有阀块，所述阀块内并排开有两个腔体，两个腔体内平行设有两组阀芯，两组阀芯底部分别连接有两个位移传感器；

每组阀芯包括设置在上方的柱阀芯和下方的弹簧球阀芯，其中柱阀芯与电机传力部件之间通过定位套连接有阀杆用于传动，柱阀芯与定位套之间设有阀垫；

柱阀芯包括上套、中套和阀座，上套中设有阀柱，阀柱上方通过定位套设有与电机传力部件位置匹配的阀杆，中套设置在上套下方，中套与上套之间设有垫圈，阀座设置在中套下方，阀座下方设有限位槽；

弹簧球阀芯包括限位槽中设有被弹簧座紧压的球阀芯，球阀芯与限位槽匹配，弹簧座下方设有弹簧受力座，弹簧受力座内设有给弹簧座提供压力的复位弹簧，弹簧受力座底部开有让移传感器探头通过的孔，孔与移传感器探头之间设有密封圈压块，阀块的腔体底部开口与位移传感器之间设有端套密封，电机传力部件与阀块腔体的上开口之间设有电机支撑座；

其中两组阀芯的上套位置设有互相连通的径向通孔，该径向通孔延伸出阀块构成回液用的T口；两组阀芯的弹簧受力座位置处设有互相连通的径向通孔，该径向通孔延伸出阀块构成进液用的P口；两组阀芯的中套和阀座之间分别设有沟通阀块外部的两个径向通孔，两个径向通孔在阀块上构成A口和B口；