專利名稱：串聯(lián)氣阻先導(dǎo)型超高壓氣動比例減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及氣動減壓閥，尤其涉及一種串聯(lián)氣阻先導(dǎo)型超高壓氣動比例減壓閥。
背景技術(shù)：
目前在氣動高壓領(lǐng)域高壓氣體一般儲存在高壓氣罐等容器中，然后通過減壓閥減至合適的壓力使用，而現(xiàn)階段減壓閥多為手動操作，自動化程度低，操作不方便，調(diào)節(jié)速度慢，安全性也得不到保證；少量電控減壓閥輸出壓力較低，都在10Mpa以下，且輸出流量小、調(diào)節(jié)不方便。在一些超高壓大流量特別是要求壓力變化快的場合迫切需要能實現(xiàn)自動控制的超高壓大流量氣動減壓閥。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供結(jié)構(gòu)較簡單，壓力控制精度較高的一種串聯(lián)氣阻先導(dǎo)型超高壓氣動比例減壓閥。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括用比例電磁鐵控制的裝在同一閥體上的先導(dǎo)閥和主閥。即在閥體上端開有螺孔并與第一螺堵相固連，第一螺堵與閥體用O橡膠密封圈密封，第一螺堵內(nèi)開有反饋腔，反饋腔內(nèi)裝有外套主閥閥芯彈簧的主閥閥芯，主閥閥芯與閥體之間通過主閥閥芯內(nèi)壓制的聚四氟乙烯密封元件密封，主閥閥芯與第一螺堵之間用O型橡膠密封圈密封，主閥閥芯推桿外套有活塞彈簧，主閥閥芯推桿的一端和主閥閥芯通過螺紋固連，主閥閥芯推桿的另一端與活塞相接觸，活塞和閥體之間通過O型橡膠密封圈密封，活塞內(nèi)開有調(diào)壓腔，活塞中間開有連通調(diào)壓腔和排氣腔的小孔，閥體下端由第二螺堵和O型橡膠密封圈密封，主閥閥芯和主閥閥芯推桿中心均開有細長孔，連通排氣腔和反饋腔；進氣腔與先導(dǎo)閥的進氣口連通，調(diào)壓腔與先導(dǎo)閥的出氣口連通，高壓氣體經(jīng)進氣口至進氣腔，一路由主閥閥芯處節(jié)流口、排氣腔至出氣口輸出，另一路經(jīng)先導(dǎo)閥套和先導(dǎo)閥閥芯通至主閥調(diào)壓腔，再經(jīng)由活塞中間小孔至排氣腔至出氣口輸出。
所述的先導(dǎo)閥為串聯(lián)氣阻先導(dǎo)閥，其先導(dǎo)閥上端蓋和O型橡膠密封圈用螺釘將先導(dǎo)閥的一端密封，先導(dǎo)閥腔體中裝有先導(dǎo)閥閥芯及與先導(dǎo)閥閥芯周面緊密接觸的先導(dǎo)閥套，先導(dǎo)閥套與閥體之間用O型橡膠密封圈密封，先導(dǎo)閥閥芯一端與先導(dǎo)閥彈簧接觸，另一端與比例電磁鐵的推桿相接觸，先導(dǎo)閥閥芯采用進氣節(jié)流和出氣節(jié)流兩級節(jié)流口串聯(lián)結(jié)構(gòu)，中間開有連接進氣口和出氣口的孔；先導(dǎo)氣體引自主閥進氣腔經(jīng)由先導(dǎo)閥套和先導(dǎo)閥閥芯通至主閥調(diào)壓腔。
本實用新型具有的有益效果是利用先導(dǎo)氣體控制主閥開口實現(xiàn)節(jié)流減壓，比例電磁鐵控制的先導(dǎo)閥采用電反饋技術(shù)，結(jié)合PID控制，提高了反應(yīng)速度和控制精度，可實現(xiàn)全自動化壓力控制，另外可以方便實現(xiàn)遠程控制。本實用新型中只使用了一個比例電磁鐵，結(jié)構(gòu)和控制較為簡單。當(dāng)系統(tǒng)掉電時先導(dǎo)閥和主閥能夠在彈簧和氣體壓力下自動關(guān)閉。系統(tǒng)設(shè)計的輸入壓力高，輸出壓力范圍大、精度高，輸出流量高。系統(tǒng)最高輸入壓力為31.5MPa，此時輸出壓力在可以穩(wěn)定在8～25MPa范圍內(nèi)。


附圖是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖中1、第二螺堵，2、O型橡膠密封圈，3、閥體，4、活塞，5、O型橡膠密封圈，6、活塞彈簧，7、主閥閥芯推桿，8、聚四氟乙烯密封元件，9、主閥閥芯，10、O型橡膠密封圈，11、第一螺堵，12、主閥閥芯彈簧，13、O橡膠密封圈，14、先導(dǎo)閥上端蓋，15、先導(dǎo)閥彈簧，16、螺釘，17、O型橡膠密封圈，18、先導(dǎo)閥閥芯，19、先導(dǎo)閥套，20、O型橡膠密封圈，21、比例電磁鐵，a、進氣腔，b、排氣腔，c、調(diào)壓腔，f、反饋腔。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
如附圖所示，本實用新型包括用比例電磁鐵21控制的裝在同一閥體3上的先導(dǎo)閥和主閥；即在閥體3上端開有螺孔并與第一螺堵11相固連，第一螺堵11與閥體3用O橡膠密封圈13密封，第一螺堵11內(nèi)開有反饋腔f，反饋腔f內(nèi)裝有外套主閥閥芯彈簧12的主閥閥芯9，主閥閥芯9與閥體3之間通過主閥閥芯9內(nèi)壓制的聚四氟乙烯密封元件8密封，主閥閥芯9與第一螺堵11之間用O型橡膠密封圈10密封，主閥閥芯推桿7外套有活塞彈簧6，主閥閥芯推桿7的一端和主閥閥芯9通過螺紋固連，主閥閥芯推桿7的另一端與活塞4相接觸，活塞4和閥體3之間通過O型橡膠密封圈5密封，活塞4內(nèi)開有調(diào)壓腔c，活塞4中間開有連通調(diào)壓腔c和排氣腔b的小孔，閥體3下端由第二螺堵1和O型橡膠密封圈2密封，主閥閥芯9和主閥閥芯推桿7中心均開有細長孔，連通排氣腔b和反饋腔f；進氣腔a與先導(dǎo)閥的進氣口連通，調(diào)壓腔c與先導(dǎo)閥的出氣口連通，高壓氣體經(jīng)進氣口至進氣腔a，一路由主閥閥芯處節(jié)流口、排氣腔b至出氣口輸出，另一路經(jīng)先導(dǎo)閥套19和先導(dǎo)閥閥芯18通至主閥調(diào)壓腔c，再經(jīng)由活塞4中間小孔至排氣腔b至出氣口輸出。
所述的先導(dǎo)閥為串聯(lián)氣阻先導(dǎo)閥，其先導(dǎo)閥上端蓋14和O型橡膠密封圈17用螺釘16將先導(dǎo)閥一端的密封，先導(dǎo)閥腔體中裝有先導(dǎo)閥閥芯18及與先導(dǎo)閥閥芯18周面緊密接觸的先導(dǎo)閥套19，先導(dǎo)閥套19與閥體3之間用O型橡膠密封圈20密封，先導(dǎo)閥閥芯18一端與先導(dǎo)閥彈簧15接觸，另一端與比例電磁鐵21的推桿相接觸，先導(dǎo)閥閥芯18采用進氣節(jié)流和出氣節(jié)流兩級節(jié)流口串聯(lián)結(jié)構(gòu)，中間開有連接進氣口和出氣口的孔；先導(dǎo)氣體引自主閥進氣腔經(jīng)由先導(dǎo)閥套19和先導(dǎo)閥閥芯18通至主閥調(diào)壓腔c。
本實用新型的工作原理是利用先導(dǎo)氣體控制主閥開口實現(xiàn)節(jié)流減壓，先導(dǎo)氣體流量的控制由比例電磁鐵(如GP45A4-AIW9)21控制先導(dǎo)閥閥芯18的開度實現(xiàn)。剛開始工作時，主閥閥芯9和先導(dǎo)閥閥芯18均處于關(guān)閉狀態(tài)，電控器得到輸出壓力信號后，控制比例電磁鐵21開啟先導(dǎo)閥閥芯18，小股氣體經(jīng)由先導(dǎo)閥進入調(diào)壓腔c，推動活塞4從而開啟主閥閥芯9，實現(xiàn)減壓輸出。同時電控器檢測氣體輸出壓力，不斷與設(shè)定壓力比較，結(jié)合PID控制動態(tài)調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥閥芯18的開度，使輸出壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力的附近保持動態(tài)平衡。在輸出流量為零時，先導(dǎo)閥閥芯18和主閥閥芯9均處于靜止狀態(tài)，輸出壓力保持不變；在設(shè)定輸出壓力為零時，控制器將通過比例電磁鐵21關(guān)閉先導(dǎo)閥閥芯，調(diào)壓腔得不到壓力補充，壓力逐漸下降至與輸出壓力相同，由于活塞4在與排氣腔b同側(cè)的受壓面積較大，活塞4向下移動，主閥閥芯9在復(fù)位彈簧及兩側(cè)的壓力差作用下也將關(guān)閉，從而關(guān)閉主閥，此時輸出壓力為零。系統(tǒng)意外掉電的情況下，先導(dǎo)閥閥芯18在先導(dǎo)閥彈簧15及氣體的壓力差下關(guān)閉，此時主閥輸出壓力也為零。
減壓過程中，主閥活塞4中間的小孔構(gòu)成阻尼大小固定的固定氣體阻尼，由比例電磁鐵控制的先導(dǎo)閥構(gòu)成輸入端的動態(tài)氣體阻尼，和輸出端的固定氣體阻尼組成一個C型半橋。調(diào)壓腔的氣體處于動態(tài)平衡，其壓力大小介于進氣壓力和出氣壓力之間。
權(quán)利要求1.串聯(lián)氣阻先導(dǎo)型超高壓氣動比例減壓閥，其特征在于它包括用比例電磁鐵(21)控制的裝在同一閥體(3)上的先導(dǎo)閥和主閥；即在閥體(3)上端開有螺孔并與第一螺堵(11)相固連，第一螺堵(11)與閥體(3)用O橡膠密封圈(13)密封，第一螺堵(11)內(nèi)開有反饋腔(f)，反饋腔(f)內(nèi)裝有外套主閥閥芯彈簧(12)的主閥閥芯(9)，主閥閥芯(9)與閥體(3)之間通過主閥閥芯(9)內(nèi)壓制的聚四氟乙烯密封元件(8)密封，主閥閥芯(9)與第一螺堵(11)之間用O型橡膠密封圈(10)密封，主閥閥芯推桿(7)外套有活塞彈簧(6)，主閥閥芯推桿(7)的一端和主閥閥芯(9)通過螺紋固連，主閥閥芯推桿(7)的另一端與活塞(4)相接觸，活塞(4)和閥體(3)之間通過O型橡膠密封圈(5)密封，活塞(4)內(nèi)開有調(diào)壓腔(c)，活塞(4)中間開有連通調(diào)壓腔(c)和排氣腔(b)的小孔，閥體(3)下端由第二螺堵(1)和O型橡膠密封圈(2)密封，主閥閥芯(9)和主閥閥芯推桿(7)中心均開有細長孔，連通排氣腔(b)和反饋腔(f)；進氣腔(a)與先導(dǎo)閥的進氣口連通，調(diào)壓腔(c)與先導(dǎo)閥的出氣口連通，高壓氣體經(jīng)進氣口至進氣腔(a)，一路由主閥閥芯處節(jié)流口、排氣腔(b)至出氣口輸出，另一路經(jīng)先導(dǎo)閥套(19)和先導(dǎo)閥閥芯(18)通至主閥調(diào)壓腔(c)，再經(jīng)由活塞(4)中間小孔至排氣腔(b)至出氣口輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)氣阻先導(dǎo)型超高壓氣動比例減壓閥，其特征在于所述的先導(dǎo)閥為串聯(lián)氣阻先導(dǎo)閥，其先導(dǎo)閥上端蓋(14)和O型橡膠密封圈(17)用螺釘(16)將先導(dǎo)閥的一端密封，先導(dǎo)閥腔體中裝有先導(dǎo)閥閥芯(18)及與先導(dǎo)閥閥芯(18)周面緊密接觸的先導(dǎo)閥套(19)，先導(dǎo)閥套(19)與閥體(3)之間用O型橡膠密封圈(20)密封，先導(dǎo)閥閥芯(18)一端與先導(dǎo)閥彈簧(15)接觸，另一端與比例電磁鐵(21)的推桿相接觸，先導(dǎo)閥閥芯(18)采用進氣節(jié)流和出氣節(jié)流兩級節(jié)流口串聯(lián)結(jié)構(gòu)，中間開有連接進氣口和出氣口的孔；先導(dǎo)氣體引自主閥進氣腔經(jīng)由先導(dǎo)閥套(19)和先導(dǎo)閥閥芯(18)通至主閥調(diào)壓腔(c)。
專利摘要本實用新型公開了一種串聯(lián)氣阻先導(dǎo)型超高壓氣動比例減壓閥。它包括用比例電磁鐵控制的裝在同一閥體上的先導(dǎo)閥和主閥。利用先導(dǎo)閥的氣體壓力控制主閥的輸出壓力，調(diào)節(jié)壓力高，輸出壓力范圍大。先導(dǎo)閥采用C型半橋結(jié)構(gòu)，半橋的輸入端氣體引自主閥的高壓氣體的輸入端，由比例電磁鐵控制的先導(dǎo)閥構(gòu)成輸入端的動態(tài)氣體阻尼；半橋的輸出端與減壓閥的輸出端相連，其間設(shè)有一個阻尼大小固定的氣體阻尼，構(gòu)成輸出端的固定氣體阻尼。調(diào)壓腔氣體壓力在先導(dǎo)閥控制下處于動態(tài)平衡狀態(tài)。它只使用了一個比例電磁鐵，結(jié)構(gòu)簡單；調(diào)壓腔的活塞兩側(cè)面積不同，具有對輸出壓力比例放大的作用；當(dāng)系統(tǒng)掉電時，先導(dǎo)閥和主閥在復(fù)位彈簧和氣體壓力的作用下均可自動關(guān)閉。
文檔編號G05D16/20GK2806923SQ200520103090
公開日2006年8月16日 申請日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者王宣銀, 徐志鵬, 陳奕澤, 皮陽軍 申請人:浙江大學(xué)