今天為大家介紹一項國家發明授權專利——一種電液比例溢流閥。該專利由浙江工業大學申請，并于2016年11月30日獲得授權公告。

內容說明

本發明屬于流體傳動及控制領域中的液壓控制元件，具體涉及一種電液比例溢流閥。

發明背景

在液壓系統中，溢流閥起到了非常重要的作用，溢流閥性能的好壞直接影響整個液壓系統的控制性能，進而影響到高端制造設備的整體質量和技術水平。現在電液比例溢流閥廣泛應用于許多重要的工程領域，如大型數控設備、工程機械等；導彈、衛星、艦船等軍工、航天領域；汽車、行走機械等領域，在國民經濟發展中占有相當重要的地位。

溢流閥按照控制方式可以分為手調式溢流閥和電液比例溢流閥。在航空、航天、武器裝備、鋼鐵、電站等重要的工業領域得到大力發展的今天，普通的液壓傳動系統就需要更多的結合電子技術，像伺服控制系統那樣在動力傳輸與轉換過程中實現連續自動控制，以滿足工業技術的發展，電液比例溢流閥就在這種背景下產生。電液比例溢流閥是在手調溢流閥的基礎上增加電磁鐵，利用電磁力來推動閥芯運動，電液比例溢流閥進口壓力的高低與輸入信號電流的大小成正比，即進口油壓受輸入電磁鐵的電流大小控制。若輸入信號電流是連續地按比例或按一定程序變化，則比例溢流閥所調節的液壓系統壓力也連續地按比例或按一定程序進行變化。隨著液壓技術的發展，電液比例溢流閥的發展趨勢開始向小型化大流量方向發展，并提出了低功耗的要求，但目前國內外廠家的主流溢流閥還沒有實現這一要求。

現有的直動式電液比例溢流閥采用比例電磁鐵輸出推力直接驅動閥芯運動，結構簡單，但由于受比例電磁鐵輸出推力的限制，無法從根本上解決高壓、大流量下液動力的影響問題，在高壓（壓差大）和大流量的工作狀態下仍然會出現流量飽和現象；要從根本上消除液動力影響、提高液壓閥的過流能力，最根本的辦法是采用導控（先導控制）技術，其基本思想是采用一通徑較小的導閥控制主閥敏感腔的壓力變化，驅動主閥芯運動，因液壓推力比油液流經閥口時所產生液動力大得多，足以消除其對主閥芯運動與控制產生的不利影響。導控式溢流閥雖然可以實現大流量控制，但其結構相對比較復雜，且不易小型化。

發明內容

為了進一步減小電液比例溢流閥尺寸，實現高壓、大流量控制，同時克服傳統溢流閥穩態調壓偏差大等問題，提高電液比例溢流閥的動態響應時間和降低功耗，本發明的提供一種電液比例溢流閥的技術方案。

所述的一種電液比例溢流閥，其特征在于包括2D閥部件、壓扭聯軸器部件、比例電磁鐵和壓力檢測部件。

其中2D閥部件包括閥體、閥芯、左端蓋、右端蓋、O型密封圈一、O型密封圈二和固定螺栓，左端蓋和右端蓋通過固定螺栓連接在閥體上；所述的閥芯設置在閥體內部，閥芯左端設置左側臺肩，閥芯中部設置右側臺肩，左側臺肩與閥體構成敏感腔，左側臺肩、右側臺肩與閥體構成低壓腔，右側臺肩、閥體與O型密封圈二構成高壓腔；所述的閥體左端內壁設置有兩個對稱的直槽，直槽與敏感腔連通；所述的閥芯的軸心上設置有高壓通道，左側臺肩和右側臺肩上分別設置有高壓孔一和高壓孔二，高壓孔一和高壓孔二均與高壓通道連通；所述的左側臺肩上還設置有低壓孔，低壓孔通過設置在左側臺肩上的低壓通道與低壓腔連通，低壓孔與高壓孔一對稱設置在直槽兩側；所述的閥體底部開有高壓油路通道和低壓油路通道，高壓油路通道直接與高壓腔和高壓孔二連通，右側臺肩用來控制溢流閥閥口的開度，低壓油路通道連通低壓腔；所述的閥芯右端固定設置銷軸，銷軸兩端過盈配合滾動軸承。

本發明所述的壓扭聯軸器部件包括楔形件、軸承軸、直線軸承、連接件和彈簧，楔形件上設置有直線軸承，連接直線軸承的軸承軸固定在閥體內壁上，楔形件沿軸承軸的軌跡左右運動；所述的楔形件中心開設通孔，與軸承軸相垂直的楔形件兩側面開設有斜槽，斜槽所在的兩側面上還開設有安裝銷軸的小孔，銷軸的直徑小于小孔的直徑，滾動軸承按照斜槽軌跡運行；所述的楔形件的右端設置有用于連接比例電磁鐵的連接件，楔形件的左端與閥體之間設置彈簧。

所述的壓力檢測部件包括壓力傳感器和比較放大器，壓力傳感器設置在高壓油路通道檢測高壓油路通道的壓力，比較放大器把接收到的壓力傳感器信號與預設信號進行比較，再進行放大驅動比例電磁鐵，比例電磁鐵根據接收到的電流信號來調定預設壓力大小，比例電磁鐵固定在右端蓋上，并通過連接件與楔形件相連。

本發明所述的一種電液比例溢流閥特征在于所述的楔形件是干式的，與高壓腔通過O型密封圈二隔離。同時，比例電磁鐵與右端蓋之間設置有O型密封圈三，所述的閥芯軸端面的面積是左側臺肩端面面積的一半，所述的右側臺肩與左側臺肩直徑相同，所述的O型密封圈一設置在左端蓋與閥體之間。

本發明的有益效果主要表現在：該溢流閥采用壓力電反饋方式，輸出壓力恒定，流量變化對壓力無影響；采用壓扭聯軸器結構，實現了力放大，電磁力通過壓扭聯軸器把軸向力轉換為轉矩力，可以實現較小的電磁力控制高壓大流量；閥體采用2D結構，閥芯可轉動和直動，閥口的穩態液動力和瞬態液動力不需要電磁力來進行平衡，因此電磁鐵功率不需很大即可控制高壓大流量；閥結構簡單，尺寸小；該溢流閥實現了機械閉環負反饋和壓力電反饋，系統穩定性增加，穩態調壓偏差較小。