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CN108266562B - 一种高压气体流量控制装置 - Google Patents

一种高压气体流量控制装置 Download PDF

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CN108266562B CN201611256730.3A CN201611256730A CN108266562B CN 108266562 B CN108266562 B CN 108266562B CN 201611256730 A CN201611256730 A CN 201611256730A CN 108266562 B CN108266562 B CN 108266562B
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Abstract

本发明公开了一种高压气体流量控制装置,包括流量阀、先导伺服阀以及位移传感器,流量阀包括阀体、阀座、阀套、阀芯、阀套端盖、下端盖、弹簧导向套和复位弹簧,阀体下端面固定有下端盖,位移传感器固定在下端盖上,阀体的轴向通孔内自下而上依次安装有弹簧、弹簧导向套、阀套端盖、阀套、阀芯以及阀座,阀芯外壁包套有阀套,阀芯外壁具有环形凸台,环形凸台位于阀套的下孔内并将下孔的容腔分为控制腔a和控制腔b,阀体壁面上设置有第二、第三孔道,第二孔道连通控制腔a,第三孔道连通控制腔b,先导伺服阀包括三位四通电‑气伺服阀、第一、第二电磁开关阀及连接阀块。本发明的高压气体流量控制装置响应速度快、控制精度高。

Description

一种高压气体流量控制装置
技术领域
本发明属于气动伺服比例控制元件领域,具体涉及一种大通径高压气体流量控制装置。
背景技术
气动技术中,工作介质为压缩空气,其具有能源获得方便、清洁无污染、低成本、易操作等优点,气动技术广泛应用于农业机械、自动化工业、交通运输、能源、化工、航空航天、航海、国防军事等领域。
高压气体由于功率比重大、快速膨胀能力强、相对于低压系统可有效改善系统动态性能与刚度,且有利于元件结构小型化及执行机构高速化,还可以节省安装空间,因此,高压气动技术成为当前国内外流体传动与控制领域的研究热点之一。在气动领域中,压力低于1MPa的气动系统称为低压气动系统,压力在1MPa~10MPa之间的气动系统称为中压气动系统,压力高于10MPa的气动系统称为高压气动系统。
随着各个行业、特别是天燃气输送、氢能源汽车、国防军事工业对气动系统高压、高响应、高精度、连续控制的需求日益增加,同时也由于各种新材料、新工艺及高寿命器件的出现,有力地推动了高压气动技术的发展,新型高压气动元件的开发与研制已成为气动技术新的发展方向。
近十多年来,国内外对高压气动元件进行的研究工作主要集中在高压气动开关阀与减压阀方面,而可实现高响应、高精度、连续控制的高压气动伺服控制技术仍处于起步阶段。大通径高压气体流量调节阀作为大型高压气动伺服比例控制系统的核心元件,目前已成为高压气动伺服比例控制技术在大型装备中应用的瓶颈。
大通径高压气体流量调节阀作为一种控制气体输出流量/压力的气动控制元件,其在控制精度与动态响应方面能满足要求较高的大型控制装备的应用要求,尤其适合应用在天燃气输送、氢能源汽车、航空航天与国防军事领域。
因此,针对上述需求,需要开发一种高精度、高响应、大通径高压气体流量调节阀,这对大型高压气动系统的快速精确控制具有十分重要意义和工程应用价值。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种大通径高压气体流量控制装置,其目的在于,将流量阀和先导伺服阀巧妙连接,以利用三位四通电-气伺服阀控制流量阀阀口开度,实现气体流量的快速精确控制,本发明的高压气体流量控制装置响应速度快、控制精度高。
为实现上述目的,本发明提供了一种高压气体流量控制装置,其包括流量阀、先导伺服阀以及位移传感器,其中,
所述流量阀包括阀体、阀座、阀套、阀芯、阀套端盖、下端盖、弹簧导向套和复位弹簧,所述阀体为具有轴向通孔的筒状体,其轴向通孔为多阶阶梯孔,所述阀体下端面固定有下端盖,所述位移传感器固定在下端盖上且所述位移传感器的伸长杆伸入流量阀内,所述阀体的轴向通孔内自下而上依次安装有弹簧、弹簧导向套、阀套端盖、阀套、阀芯以及阀座,
所述阀座为具有轴向中心通孔的旋转体,所述轴向中心通孔为圆锥形,以与阀芯上端面具有的锥形面形成密封配合,
所述阀芯设置在阀体轴向通孔内,所述阀芯外壁包套有阀套,所述阀套为筒状,其中心具有二阶阶梯状的轴向通孔,该二阶阶梯状的轴向通孔自上而下依次为相互连通的上孔和下孔,所述阀芯外壁具有环形凸台,该环形凸台位于阀套的下孔内,阀芯上部从阀套的上孔穿出,并与阀套的上孔内壁形成密封,所述阀芯的环形凸台将下孔的容腔分为位于环形凸台上方的控制腔a和位于环形凸台下方的控制腔b,所述阀芯下段内部具有与阀芯孔壁成一体的连接板,所述连接板中心具有中心通孔,该中心通孔用于供位移传感器的伸长杆穿出,所述连接板上围绕所述中心通孔具有多个平衡孔,所述平衡孔用于使连接板两侧面气体压力平衡,
弹簧导向套固定在所述连接板上,所述复位弹簧圈套在所述弹簧导向套外壁处,所述复位弹簧一端抵接所述下端盖且另一端抵接所述连接板,
阀套端盖设置在所述阀套的下端面和所述下端盖的上端面间,
所述阀体壁面上设置有第一孔道、第二孔道以及第三孔道,所述第二孔道连通所述控制腔a,所述第三孔道连通所述控制腔b,第一孔道连通所述阀体的入口,
所述先导伺服阀包括三位四通电-气伺服阀、第一电磁开关阀、第二电磁开关阀及连接阀块,所述三位四通电-气伺服阀上具有A口、P口、B口以及T口,所述三位四通电-气伺服阀上的A口、P口、B口分别通过连接阀块内部孔道连通所述阀体上的第二孔道、第一电磁开关阀的出口、第二电磁开关阀的入口,所述三位四通电-气伺服阀的T口连通大气,
所述第一电磁开关阀的入口通过连接阀块内部孔道连通所述阀体上的第一孔道,第一电磁开关阀的入口同时通过连接阀块内部节流孔连通所述阀体上的第三孔道和第二电磁开关阀的出口。
进一步的,所述阀体具有的轴向通孔为六阶阶梯孔,其包括自上而下依次同轴连通的一阶孔、二阶孔、三阶孔、四阶孔、五阶孔、六阶孔,其中,
所述六阶孔与所述四阶孔孔径相等且最大,所述五阶孔与所述三阶孔孔径相等且孔径次大,所述一阶孔孔径最小,所述二阶孔孔径介于所述一阶孔和所述五阶孔之间,所述一阶孔设置在阀体上端面以作为流量阀的出口,所述六阶孔设置在阀体下端面,所述阀体侧面具有入口,该入口其与所述四阶孔正交贯通,所述阀体上的第一孔道连通四阶孔,所述阀体上第二孔道和第三孔道连通所述六阶孔。
进一步的,所述阀座上端面有突出的圆环,所述圆环外壁面与所述阀体的一阶孔定位配合,所述阀座侧壁具有侧面环形密封凹槽,该侧面环形密封凹槽用于嵌装O形密封圈,以与阀体二阶孔形成密封配合。
进一步的,所述阀套包括上筒体和下筒体,所述上筒体和下筒体的外径分别与所述阀体的五阶孔、六阶孔孔径相匹配,
所述上筒体和下筒体结合处形成阶梯部位,以与阀体上第五阶孔和第六阶孔所形成的阶梯部位配合,
所述下筒体外壁具有两道环形凸台,第一道环形凸台上具有上环形密封槽,第二道环形凸台上具有下环形密封槽,所述上环形密封槽所述下环形密封槽均用于嵌装O形密封圈,以与阀体的六阶孔密封配合。
进一步的,所述阀套端盖位于所述六阶孔内,所述阀套端盖为具有轴向通孔的旋转体,其轴向通孔孔壁具有内孔环形凹槽,所述内孔环形凹槽用于嵌装O形密封圈,以与阀芯外壁形成密封配合,所述阀套端盖外壁具有环形凹槽,环形凹槽用于嵌装O形密封圈,以与阀体内壁形成密封配合,所述阀套端盖底面具有环绕自身轴向通孔的底面环形凹槽,该底面环形凹槽用于嵌装O形密封圈,以与下端盖配合形成轴向密封。
进一步的,所述下端盖为具有轴向中心通孔的旋转体,其上端面具有两个环形槽,分别为弹簧导向槽和缓冲垫片槽,所述弹簧导向槽和所述缓冲垫片槽分别用来保持复位弹簧位置和安放缓冲垫片,所述下端盖下端面具有围绕自身轴向中心通孔的位移传感器环形密封槽,位移传感器环形密封槽用于嵌状O形密封圈,以与位移传感器形成密封配合。
进一步的,所述三位四通电-气伺服阀为音圈电机直接驱动的滑阀式单级伺服阀。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
本发明中,流量阀入口通入的高压气体通过阀体上的流道进入先导伺服阀,当先导伺服阀的三位四通电-气伺服阀正向开度时,高压气体进入a 控制腔,同时b控制腔内的气体通过三位四通电-气伺服阀排到大气,阀芯向下运动,阀芯与阀座分开,流量阀开启,流量阀上的位移传感器实时监测阀芯位置,反馈到外界的控制器,动态调整三位四通电-气伺服阀的开度,可以精确控制流量阀阀芯位置,实现流量的精确调节功能。当三位四通电- 气伺服阀负向开度时,高压气体进入b控制腔,同时a控制腔内的气体通过三位四通电-气伺服阀排到大气,阀芯向上运动,阀芯被压紧在阀座上,流量阀关闭。
本发明中,流量阀阀芯具有中心通孔,阀芯开启后两端受力平衡,克服了截止式阀门受力不平衡现象,有效提高响应速度与控制精度,本发明的流量阀具有双作用气缸结构,且具有截止功能,可依靠弹簧预压紧,能确保在高压环境下流量阀不会泄露。
本发明中,利用三位四通电-气伺服阀控制流量阀阀口开度,实现气体流量的快速精确控制。三位四通电-气伺服阀由音圈电机直接驱动,解决了现有的喷嘴挡板式伺服阀额定压力低、结构复杂、喷嘴易被污染堵塞、先导控制部分排气噪声大且压缩空气消耗量大的问题,同时解决现有高压气动比例阀滞环大、频响低的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置整体结构示意图;
图2为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀体结构示意图;
图3为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀座结构示意图;
图4为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀套结构示意图;
图5为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀芯结构示意图;
图6为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀套端盖结构示意图;
图7为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置下端盖结构示意图;
图8为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置先导伺服阀原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置整体结构示意图,如图1所示,本发明大通径高压气体流量控制装置包括流量阀和先导伺服阀,所述流量阀为气控截止式流量调节阀,包括阀体110、阀座120、阀套 130、阀芯140、阀套端盖150、下端盖160、弹簧导向套170和复位弹簧 171。
图2为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀体结构示意图,如图2所示,所述阀体110为具有轴向通孔的筒状体,其轴向通孔为六阶阶梯孔,包括自上而下依次同轴连通的一阶孔111、二阶孔112、三阶孔113、四阶孔114、五阶孔115、六阶孔116,其中六阶孔116与四阶孔114孔径相等且最大,五阶孔115与三阶孔113孔径相等次之,二阶孔112孔径再次之,一阶孔111孔径最小,一阶孔111连通阀体110上端面,为流量阀的出口,六阶孔116连通阀体110下端面;所述阀体110侧面具有进气口,其与所述四阶孔114正交贯通。所述阀体110上设置有连通四阶孔114和阀体 110表面的第一孔道118A。阀体110上还具有连通六阶孔116和阀体110 表面的第二孔道118B和第三孔道118C。所述阀体110的轴向通孔内自下而上依次装有弹簧171、弹簧导向套170、阀套端盖150、阀芯140、位移传感器的磁环310、阀套130、阀座120。
图3为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀座结构示意图,如图3所示,所述阀座120为具有轴向中心通孔的旋转体,所述轴向中心通孔121为圆锥形,以与阀芯140上端面实现密封配合。阀座120上端面有突出的圆环122,圆环122外壁面与阀体110的一阶孔111定位配合。阀座120侧壁具有环形密封凹槽123,其内嵌装有O形密封圈,以与阀体110 二阶孔112密封配合。
图4为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀套结构示意图,如图4所示,所述阀套130为具有轴向通孔131的旋转体,由连为一体的上筒体131A和下筒体131B构成,上筒体131A和下筒体131B的外径分别与所述阀体110的五阶孔115、六阶孔116孔径相匹配,上筒体131A和下筒体131B结合处形成阶梯部位,该阶梯部位与阀体110上第五阶孔115和第六阶孔116所形成的阶梯部位配合。
更详细的,所述下筒体131B外壁面上具有两道环形凸台,其中,第一道环形凸台上设有上环形密封槽134B,第二道环形凸台上具有下环形密封槽134C,上、下环形密封槽均用于嵌装O形密封圈,以与阀体110的六阶孔116密封配合。所述阀套130的轴向通孔为二阶阶梯孔,自上而下依次为同轴连通的上孔132和下孔133,上孔132孔径比下孔133孔径小,其中,所述上孔132的孔径与所述阀芯140外径相匹配,上孔132孔壁上具有环形凹槽134A,其用于内嵌格莱圈,以与阀芯140密封配合;下孔133的孔径与阀芯140外壁的环形凸台外径相匹配;所述上筒体131A壁面具有四个变截面通孔135,四个变截面通孔135绕上筒体131A轴线互成90°对称环绕。
所述下筒体131B的两道环形凸台之间具有一圈沿圆周均匀分布的上气孔136A,下筒体131B的下端面上具有一圈沿圆周均匀分布的下气孔 136B,上气孔136A和下气孔136B分别与所述下孔133连通。
图5为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀芯结构示意图,如图5所示,所述阀芯140为筒状旋转体,其上端面为圆锥面141,以与阀座120的轴向中心锥形通孔121实现密封配合。阀芯140内壁面具有加强肋状环形结构142,这样的结构设计能够在具备较高耐压强度的同时,最大程度减轻阀芯重量。阀芯140外壁具有环形凸台,环形凸台上开有密封沟槽143,用于内嵌格莱圈,以与阀套130内壁滑动密封。阀芯140内孔下部具有与孔壁成一体的连接板144,连接板144中心具有中心通孔146,用于供位移传感器主体300伸长杆穿出,连接板144上围绕所述中心通孔146 具有多个平衡孔147,平衡孔147用于使连接板144两侧阀芯内孔的气体压力平衡。连接板144上围绕所述中心通孔146还具有多个螺钉孔145,用于固定位移传感器的磁环310和弹簧导向套170。弹簧导向套170为顶端面具有通孔的圆筒,其顶端面通过螺钉与所述连接板144下端面连接。
当流量阀开启时,高压气体通过阀芯连接板144多个平衡孔147,使连接板144两侧阀芯内孔的气体压力平衡,从而减小了阀芯140驱动力,从而可以提高响应速度。
所述阀芯140安装在阀套130内,阀芯140的环形凸台位于阀套130 的下孔133内,阀芯140上部从阀套130的上孔132穿出,并与阀套130 上孔132中的格莱圈形成密封。阀芯140外壁的环形凸台将下孔133的容腔一分为二,环形凸台以上为a控制腔,a控制腔通过第二孔道118B与先导伺服阀连接,环形凸台以下为b控制腔,b控制腔通过第三孔道118C与先导伺服阀连接。
图6为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置阀套端盖结构示意图,如图6所示,所述阀套端盖150位于六阶孔116内,阀套端盖150 为具有轴向通孔的旋转体,其轴向通孔孔壁具有内孔环形凹槽151,孔环形凹槽151用于内嵌O形密封圈,以与阀芯140形成密封。阀套端盖150外壁具有外壁环形凹槽152,外壁环形凹槽152用于内嵌O形密封圈,以与阀体110内壁形成密封,阀套端盖150底面具有环绕轴向通孔的底面环形凹槽153,底面环形凹槽153用于内嵌O形密封圈,以与下端盖160配合形成轴向密封。
图7为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置下端盖结构示意图,由图7可知,所述下端盖160为具有轴向中心通孔的旋转体,其上端面具有两个环形槽,从中心到外壁面依次设置有弹簧导向槽161和缓冲垫片槽162,弹簧导向槽161和缓冲垫片槽162分别用于保持复位弹簧171位置以及安放缓冲垫片162A,下端盖160的下端面具有围绕所述轴向中心通孔的位移传感器环形密封槽163,位移传感器环形密封槽163用于内嵌安装 O形密封圈,以与位移传感器主体300密封配合,下端盖160的下端面还沿圆周均匀分布有圆形通孔164,用于通过螺栓165与阀体110形成紧固。
本发明中,位移传感器包括传感器主体300和磁环310。装配时,磁环 310通过螺钉连接于阀芯140的连接板144上,传感器主体300通过螺钉 301连接于下端盖160的下端面,圆杆依次穿过下端盖160的轴向中心通孔、弹簧导向套170、阀芯连接板的中心通孔146和磁环310。
装配时,所述阀座120以O形密封圈与阀体110的二阶孔112形成密封,阀套130的上筒体131A端面与阀座120下端面接触并压紧,阀芯140 上段穿过阀套130的上筒体131A,阀芯140的环形凸台穿过阀套130的下筒体131B,复位弹簧171一端抵接在阀芯140内孔下部的连接板144下端面,并受弹簧导向套170约束,另一端接触下端盖160上的弹簧导向槽161,阀套端盖150的外径配合于阀体110内部的六阶孔116,内径配合于阀芯140下段,下端盖160通过螺栓165固定在阀体110下端面,同时压紧阀套端盖150,并进而压紧阀套130。
图8为本发明实施例中大通径高压气体流量控制装置先导伺服阀原理示意图,如图8所示,所述先导伺服阀包括三位四通电-气伺服阀210、第一电磁开关阀220、第二电磁开关阀230及连接阀块240,该先导伺服阀用于实现先导气路的流通与关断。
其中,所述三位四通电-气伺服阀210的A口、P口、B口分别通过连接阀块240内部孔道连通所述阀体110上的第二孔道118B、第一电磁开关阀220的出口、第二电磁开关阀230的入口,三位四通电-气伺服阀210的 T口连通大气。第一电磁开关阀220的入口通过连接阀块240内部孔道连通所述阀体110上的第一孔道118A,同时通过连接阀块240内部节流孔240A连通所述阀体110上的第三孔道118C和第二电磁开关阀230的出口。
在本发明中,所述三位四通电-气伺服阀210为音圈电机直接驱动的滑阀式单级伺服阀。
本发明中,三位四通电-气伺服阀与流量阀阀芯位置可分别由各自位移传感器检测并反馈至外界控制器,整体构成闭环位置控制系统,实现了流量阀的高精度、高响应、全自动控制。
本发明工作原理为:
本发明的工作原理是:流量阀入口的高压气体通过阀体上的流道进入先导伺服阀,当先导伺服阀的三位四通电-气伺服阀正向开度时,高压气体进入a控制腔,同时b控制腔内的气体通过三位四通电-气伺服阀排到大气,阀芯向下运动,阀芯与阀座分开,流量阀开启,流量阀上的位移传感器实时监测阀芯位置,反馈到控制器,动态调整三位四通电-气伺服阀的开度,同时三位四通电-气伺服阀的阀芯位置由外界的位移传感器实时监测反馈,形成双闭环控制,可精确控制流量阀阀芯位置,实现流量的精确调节功能。当三位四通电-气伺服阀负向开度时,高压气体进入b控制腔,同时a控制腔内的气体通过三位四通电-气伺服阀排到大气,阀芯向上运动,阀芯被压紧在阀座上,流量阀关闭。
本发明由先导伺服阀和流量阀构成,流量阀入口通入的高压气体一部分进入先导伺服阀实现流量阀阀芯位移的伺服控制,另一部分流经流量阀阀口进入负载腔,实现被控系统压力、负载位置或速度控制。流量阀处于关闭状态能够截止气源,流量阀处于工作状态时,由伺服阀控制高压气体驱动流量阀阀芯;流量阀阀芯位置由位移传感器检测并反馈至外界控制器,在先导伺服阀的控制作用下整体构成大通径高压气体流量控制装置阀芯位置闭环控制。本发明的大通径高压气体流量控制装置具有密封性能好、工作压力高、流量范围大、控制精度高、响应快的特点,适用于高精度、快速响应的大型高压气动控制系统。
本发明中,所述三位四通电-气伺服阀210上具有A口、P口、B口以及T口,其中,A口、P口、B口以及T口是本领域技术人员对三位四通阀门通口的常用表示方法。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高压气体流量控制装置,包括先导伺服阀和位移传感器,其特征在于,还包括流量阀,其中,
所述流量阀包括阀体(110)、阀座(120)、阀套(130)、阀芯(140)、阀套端盖(150)、下端盖(160)、弹簧导向套(170)和复位弹簧(171),
所述阀体(110)为具有轴向通孔的筒状体,其轴向通孔为多阶阶梯孔,所述阀体(110)下端面固定有下端盖(160),所述位移传感器固定在下端盖(160)上且所述位移传感器的伸长杆伸入流量阀内,
所述阀体(110)的轴向通孔内自下而上依次安装有弹簧(171)、弹簧导向套(170)、阀套端盖(150)、阀套(130)、阀芯(140)以及阀座(120),
所述阀座(120)为具有轴向中心通孔(121)的旋转体,所述轴向中心通孔(121)为圆锥形,以与阀芯(140)上端面具有的锥形面形成密封配合,
所述阀芯(140)设置在阀体(110)轴向通孔内,所述阀芯(140)外壁包套有阀套(130),所述阀套(130)为筒状,其中心具有二阶阶梯状的轴向通孔,该二阶阶梯状的轴向通孔自上而下依次为相互连通的上孔(132)和下孔(133),
所述阀芯(140)外壁具有环形凸台,该环形凸台位于阀套(130)的下孔(133)内,阀芯(140)上部从阀套(130)的上孔(132)穿出,并与阀套(130)的上孔(132)内壁形成密封,
所述阀芯(140)的环形凸台将下孔(133)的容腔分为位于环形凸台上方的控制腔a和位于环形凸台下方的控制腔b,
所述阀芯(140)下段内部具有与阀芯(140)孔壁成一体的连接板(144),所述连接板(144)中心具有中心通孔(146),该中心通孔(146)用于供位移传感器的伸长杆穿出,所述连接板(144)上围绕所述中心通孔(146)具有多个平衡孔(147),所述平衡孔(147)用于使连接板(144)两侧面气体压力平衡,
弹簧导向套(170)固定在所述连接板(144)上,所述复位弹簧(171)圈套在所述弹簧导向套(170)外壁处,所述复位弹簧(171)一端抵接所述下端盖(160)且另一端抵接所述连接板(144),
阀套端盖(150)设置在所述阀套(130)的下端面和所述下端盖(160)的上端面间,
所述阀体(110)壁面上设置有第一孔道(118A)、第二孔道(118B)以及第三孔道(118C),所述第二孔道(118B)连通所述控制腔(a),所述第三孔道(118C)连通所述控制腔(b),第一孔道(118A)连通所述阀体(110)的入口,
所述先导伺服阀包括三位四通电-气伺服阀(210)、第一电磁开关阀(220)、第二电磁开关阀(230)及连接阀块(240),
所述三位四通电-气伺服阀(210)上具有A口、P口、B口以及T口,所述三位四通电-气伺服阀(210)上的A口、P口、B口分别通过连接阀块(240)内部孔道连通所述阀体(110)上的第二孔道(118B)、第一电磁开关阀(220)的出口、第二电磁开关阀(230)的入口,所述三位四通电-气伺服阀(210)的T口连通大气,
所述第一电磁开关阀(220)的入口通过连接阀块(240)内部孔道连通所述阀体(110)上的第一孔道(118A),第一电磁开关阀(220)的入口同时通过连接阀块(240)内部节流孔(240A)连通所述阀体(110)上的第三孔道(118C)和第二电磁开关阀(230)的出口。
2.如权利要求1所述的一种高压气体流量控制装置,其特征在于,所述阀体(110)具有的轴向通孔为六阶阶梯孔,其包括自上而下依次同轴连通的一阶孔(111)、二阶孔(112)、三阶孔(113)、四阶孔(114)、五阶孔(115)、六阶孔(116),其中,
所述六阶孔(116)与所述四阶孔(114)孔径相等且最大,所述五阶孔(115) 与所述三阶孔(113)孔径相等且孔径次大,所述一阶孔(111)孔径最小,所述二阶孔(112)孔径介于所述一阶孔(111)和所述五阶孔(115)之间,
所述一阶孔(111)设置在阀体(110)上端面以作为流量阀的出口,所述六阶孔(116)设置在阀体(110)下端面,
所述阀体(110)侧面具有入口,该入口其与四阶孔(114)正交贯通,
所述阀体(110)上的第一孔道(118A)连通四阶孔(114),所述阀体(110)上第二孔道(118B)和第三孔道(118C)连通所述六阶孔(116)。
3.如权利要求2所述的一种高压气体流量控制装置,其特征在于,所述阀座(120)上端面有突出的圆环(122),所述圆环(122)外壁面与所述阀体(110)的一阶孔(111)定位配合,所述阀座(120)侧壁具有侧面环形密封凹槽(123),该侧面环形密封凹槽(123)用于嵌装O形密封圈,以与阀体(110)二阶孔(112)形成密封配合。
4.如权利要求3所述的一种高压气体流量控制装置,其特征在于,所述阀套(130)包括上筒体(131A)和下筒体(131B),所述上筒体(131A)和下筒体(131B)的外径分别与所述阀体(110)的五阶孔(115)、六阶孔(116)孔径相匹配,
所述上筒体(131A)和下筒体(131B)结合处形成阶梯部位,以与阀体(110)上第五阶孔(115)和第六阶孔(116)所形成的阶梯部位配合,
所述下筒体(131B)外壁具有两道环形凸台,第一道环形凸台上具有上环形密封槽(134A),第二道环形凸台上具有下环形密封槽(134B),所述上环形密封槽(134A)、所述下环形密封槽(134B)均用于嵌装O形密封圈,以与阀体(110)的六阶孔(116)密封配合。
5.如权利要求4所述的一种高压气体流量控制装置,其特征在于,所述阀套端盖(150)位于所述六阶孔(116)内,所述阀套端盖(150)为具有轴向通孔的旋转体,其轴向通孔孔壁具有内孔环形凹槽(151),所述内孔环形凹槽(151)用于嵌装O形密封圈,以与阀芯(140)外壁形成密封配合,所述阀套端盖(150)外壁具有环形凹槽(152),环形凹槽(152)用于嵌装O形密封圈,以与阀体(110)内壁形成密封配合,所述阀套端盖(150)底面具有环绕自身轴向通孔的底面环形凹槽(153),该底面环形凹槽(153)用于嵌装O形密封圈,以与下端盖(160)配合形成轴向密封。
6.如权利要求5所述的一种高压气体流量控制装置,其特征在于,所述下端盖(160)为具有轴向中心通孔的旋转体,其上端面具有两个环形槽,分别为弹簧导向槽(161)和缓冲垫片槽(162),所述弹簧导向槽(161)和所述缓冲垫片槽(162)分别用来保持复位弹簧(171)位置和安放缓冲垫片(162A),所述下端盖(160)下端面具有围绕自身轴向中心通孔的位移传感器环形密封槽(163),位移传感器环形密封槽(163)用于嵌状O形密封圈,以与位移传感器形成密封配合。
7.如权利要求6所述的一种高压气体流量控制装置,其特征在于,所述三位四通电-气伺服阀(210)为音圈电机直接驱动的滑阀式单级伺服阀。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114367551B (zh) * 2020-10-15 2024-03-26 北京京诚瑞信长材工程技术有限公司 分水阀组和用于长材优特钢生产线的多通道水冷装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1098484A (zh) * 1993-05-27 1995-02-08 海德罗露克斯有限公司 先导式控制伺服阀
US5896890A (en) * 1994-11-06 1999-04-27 Hydrolux S.A R.L. Pilot-operated servo-valve
CN201672066U (zh) * 2010-05-10 2010-12-15 中国重型机械研究院有限公司 一种高频气液开关阀
CN202302220U (zh) * 2011-09-20 2012-07-04 国家气动产品质量监督检验中心 一种高精度气动比例压力阀
CN102635582A (zh) * 2012-03-27 2012-08-15 西安交通大学 一种高压大流量交流伺服直驱螺纹式流量阀
CN102913634A (zh) * 2012-10-31 2013-02-06 海门市油威力液压工业有限责任公司 大流量数字双闭环二通插装式比例节流阀

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1098484A (zh) * 1993-05-27 1995-02-08 海德罗露克斯有限公司 先导式控制伺服阀
US5896890A (en) * 1994-11-06 1999-04-27 Hydrolux S.A R.L. Pilot-operated servo-valve
CN201672066U (zh) * 2010-05-10 2010-12-15 中国重型机械研究院有限公司 一种高频气液开关阀
CN202302220U (zh) * 2011-09-20 2012-07-04 国家气动产品质量监督检验中心 一种高精度气动比例压力阀
CN102635582A (zh) * 2012-03-27 2012-08-15 西安交通大学 一种高压大流量交流伺服直驱螺纹式流量阀
CN102913634A (zh) * 2012-10-31 2013-02-06 海门市油威力液压工业有限责任公司 大流量数字双闭环二通插装式比例节流阀

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