[发明专利]行程比例控制阀和行程比例控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种行程比例控制阀及其控制装置。

背景技术

在工程机械操作过程中，人们希望各个机械动作都可以非常平滑的加速或者降速，因此开发出了电液比例阀、比例手控操作机构等比例操纵元件。但这些元器件大多是自身输出比例信号，但执行器件是否严格按照比例关系执行则难以控制。以液控操纵阀阀杆的行程控制而言，即使给其成比例的先导控制油，但是由于外界力对阀杆作用，如阀杆与阀体间的静摩擦力、动摩擦力、液压油流动时产生的液动力等，这些不确定因素都会致使阀杆的最终行程的不确定，因此也就导致了最终的机械动作的状态不确定性。

图1所示为现有技术中常见的一种行程比例控制阀的结构示意图。其中，阀体40上设有第一工作油口A和第二工作油口B以及进油口P。当先导比例电磁阀30通电时，先导比例电磁阀30根据输入电流值成比例的输出相应油压的先导油，先导油作用于阀杆50的右端面上，给阀杆50向左的一个推力，并且这个推力与输入的电流值应当也是成比例的，阀杆50向左移动过程中压缩弹簧。根据胡克定律，弹簧对阀杆的反作用力的大小和阀杆的行程是成比例的。如果仅考虑这些因素，阀杆50移动的行程应该和先导比例电磁阀1的通电电流呈线性比例关系。但是在实际使用过程中，阀杆50与阀体40之间的摩擦力是一个不确定的变量，而且，阀杆50还会受到第一工作油口A、第二工作油口B以及进油口P之间的油路中的动力油的影响，这些不确定因素将会导致阀杆50的最终行程并不能与先导比例电磁阀30的输入电流成线性比例。可见，在阀杆50行程的控制中，由于其它不确定因素的影响，阀杆50的实际行程与输入信号并不能成比例。因此，现有比例控制方式只是提供相应的单纯的成比例输入信号，但是执行器件是否与输入信号成比例执行则难以控制。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种行程比例控制阀和行程比例控制装置，使得操纵阀的输出行程能根据控制信号完全成比例地执行。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种行程比例控制阀，该控制阀包括可轴向移动地设置在阀体内的先导推杆和动力杆，所述阀体上设有进油口和第一泄油口，并且阀体内设有用于顶推所述动力杆的动力油腔，所述动力杆位于该动力油腔中的内端上形成有容纳腔，该容纳腔中设有分别与所述进油口、动力油腔和第一泄油口相连的中转油腔；其中，所述先导推杆的一端插入所述动力杆的容纳腔内且插入杆段上形成有密封段，该密封段能够通过所述先导推杆和动力杆的相对移动而在所述中转油腔中选择性地处于居中密封位置或偏置密封位置，在该居中密封位置，所述密封段的两端同时密封所述中转油腔与所述进油口和第一泄油口之间的油路，在所述偏置密封位置，所述密封段的一端密封所述进油口和第一泄油口中的一者与所述中转油腔之间的油路，另一者经由所述中转油腔连通所述动力油腔。

优选地，所述动力杆的容纳腔包括沿轴向依次连接的输入油道、中转油腔和输出油道，所述进油口与所述输入油道连通，所述第一泄油口与所述输出油道连通，所述中转油腔通过返通油道与所述动力油腔连通；

其中，所述输入油道、密封段和输出油道的横截面相同并且横截面积小于所述中转油腔，所述先导推杆的所述插入杆段在所述输入油道的一端密封该输入油道与所述动力油腔，在另一端通过所述密封段密封或连通所述输入油道与中转油腔，并且所述插入杆段在所述输入油道的两端之间的部分的横截面面积小于该输入油道。

优选地，所述阀体内形成有环绕所述动力杆的外周部设置的进油环腔和回油环腔，所述输出油道与第一泄油口之间设有泄油油腔，所述进油环腔分别与所述进油口和输入油道相连通，所述回油环腔分别与所述第一泄油口和泄油油腔相连通。

优选地，所述密封段处于所述居中密封位置时，该密封段的两端分别插入式密封所述输入油道和输出油道并且密封长度分别为第一封段距离和第二封段距离，该第一封段距离和第二封段距离均不大于2mm（范围适当扩大，可以降低加工要求，便于实际应用）。

优选地，所述输入油道和/或输出油道上靠近所述中转油腔的部分形成有与该中转油腔间隔开的辅助中转油腔，该辅助中转油腔的横截面积大于所述输入油道和输出油道；

所述先导推杆的所述插入杆段在对应于所述辅助中转油腔的位置上形成有与所述密封段的横截面相同的辅助密封段，该辅助密封段形成为在所述密封段处于所述居中密封位置时能够插入式密封相应的所述输入油道或输出油道。