数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制

技术领域

本发明涉及数字组合阀及其改进，应用于激光切割辅助气体压力控制和激光焊接保护气体流量控制的技术领域。

背景技术

数字控制阀门，简称数字阀，是指用开关量0/1二进制数信号控制调节阀口开度（即流通截面积）输出离散的逼近连续的流体压力和流量的控制阀门，包括增量式数字阀、脉冲调制式数字阀和数字组合阀（也称组合式数字阀）。增量式数字阀，是步进电机驱动移动阀芯调节阀口开度，来控制输出离散的逼近连续的流体压力和流量，使用丝杆螺母等机械传动机构将旋转运动转换为阀芯直线位移，存在机械磨损，不适于频繁操作；脉冲调制式数字阀，如PWM脉宽调制式数字阀，通过调节脉冲时间占空比，控制高速电磁开关阀的开关时间，来控制流体输出的平均流量，只适用于小流量控制，且频繁开关高速电磁开关阀，会影响阀门使用寿命；

数字组合阀，是由电磁开关阀控制通断的多个分支节流通道并联构成，各个并联分支节流通道的节流流通截面积之比是2

由于数字组合阀，采用数字控制，具有控制简单，响应速度快，重复精度高等优点，期望将数字组合阀，应用于激光切割辅助气体压力控制以及激光焊接保护气体流量控制。

激光切割过程中用辅助气体将激光熔化板材产生的熔融物吹走，形成切割缝隙，通常使用辅助气体有O

激光焊接过程中用到气体保护焊缝及其周围区域不被氧化，通常采用CO

数字组合阀应用于激光切割辅助气体压力和激光焊接保护气体流量控制，需要面对克服的问题是：（1）数字组合阀不能连续调节流通截面积，气体输出压力和流量是离散数字化的逼近连续值，如要求离散数字化值越逼近连续值，所需流通截面积离散数字化分度越细，所需开关阀数量越多，体积越大，成本越高；（2）数字组合阀采用开环控制，即不进行气体输出压力或流量测量反馈与目标值比较自动调节，受供气压力波动等影响，可能导致气体输出压力和流量与设定目标值存在偏差，需要在线辅助校正气体输出压力和流量值；（3）数字组合阀采用闭环控制，即将气体输出压力或流量测量值反馈与设定目标值比较来通过自动调节数字组合阀流通截面积缩小二者之间的偏差，所经历的自动控制调节过程是设定一个气体压力或流量目标值，打开数字组合阀中一些开关阀，开通对应分支节流通道，产生一个数字组合阀流通截面积值，测量气体输出压力或流量值，反馈与目标值比较，利用自动控制中通用PID算法计算增大或缩小数字组合阀流通截面积的调节量，接着关闭一些开关阀，关断对应分支节流通道，同时打开另一些开关阀，开通相应分支节流通道，缩小气体输出压力或流量测量值与目标值的偏差，反复多次经历测量反馈比较的自动控制调节过程，直到气体输出压力或流量达到维持设定目标值为止，在这个自动控制调节过程中，必然会出现某些开关阀反复多次开关的现象，降低了开关阀使用寿命的有效利用，影响了数字组合阀的寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有数字组合阀技术应用于激光切割辅助气体压力控制和激光焊接保护气体流量控制，存在的上述需要克服的问题，对于开环控制，可以采取数字组合阀离散数字化控制流通截面积与手动调节辅助校正流通截面积相结合的技术措施；对于闭环控制，采取数字组合阀离散数字化控制流通截面积与小通径电磁比例阀自动控制连续调节流通截面积相结合的技术措施。

本发明提出的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，其特征在于，将数字组合阀用于激光切割辅助气体压力和激光焊接保护气体流量的控制；所述数字组合阀由开关阀控制通断的具有离散数字化固定节流流通截面积的多个分支节流通道（简称数字通道）并联构成，用于对气体压力和流量进行离散数字化控制；所述数字组合阀采用开环控制，可以采取设置手动连续调节通道流通截面积的并联分支节流通道（简称手动连续通道）的改进措施，对气体压力和流量进行局部连续调节，在线辅助校正气体压力和流量；所述数字组合阀采用闭环控制，采取设置自动连续调节通道流通截面积的并联分支节流通道（简称自动连续通道）的改进措施，在线实时自动调节校正气体压力和流量；采取改进措施后的数字组合阀简称为改进式数字组合阀，对于并联手动连续通道的，简称为手动改进式数字组合阀，对于并联自动连续通道的，简称为自动改进式数字组合阀，对于并联手动连续通道和自动连续通道的，简称为手动自动改进式数字组合阀；改进式数字组合阀的流通截面积是所有处于开通状态的数字通道和连续通道的节流流通截面积之和，通过控制各个数字通道的开通和关断状态组合，以及调节连续通道节流流通截面积，来改变数字组合阀的流通截面积，从而控制气体输出压力和流量。

进一步的，所述的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，其特征在于，所述的每个数字通道都由一个开关阀和一个固定节流孔串联构成，节流孔孔径大小决定了该数字通道的节流流通截面积；所述开关阀的开关状态控制该数字通道的开通和关断状态，采用开关量数字控制各个数字通道开关阀开关状态组合，对应各个并联数字通道开通和关断状态组合，形成所述数字组合阀的不同流通截面积；所述的每个数字通道都具有不同的离散数字化固定节流流通截面积，各个数字通道的节流流通截面积之比为s

进一步的，所述的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，其特征在于，所述的手动连续通道，由手动节流阀和开关阀串联构成，开关阀的开关状态对应控制该手动连续通道的开通和关断状态，通过手动连续调节手动节流阀阀口开度，改变所述手动连续通道的节流流通截面积，用于气体输出压力和流量的局部连续调节；在激光切割或激光焊接程序运行过程中，如气体输出压力或流量值偏离设定目标值，通过手动连续调节手动节流阀阀口开度，在线辅助校正气体输出压力或流量值，以便初步达到维持设定目标值。

需要特别说明的是：对于应用于激光切割辅助气体控制，手动改进式数字组合阀可以设置两个手动连续通道，分别用于激光穿孔和切割；对于应用于激光焊接保护气体控制，手动改进式数字组合阀可以设置一个手动连续通道。

进一步的，所述的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，其特征在于，所述的手动连续通道，由数字组合阀的某个数字通道串联接入手动节流阀构成，包括该数字通道的固定节流孔和手动节流阀阀口两个串联的节流孔，且要求手动节流阀阀口处于最大开度时阀口节流流通截面积大于该数字通道固定节流孔流通截面积；当手动节流阀阀口处于最大开度时，起节流作用的是该数字通道的固定节流孔，呈现为数字通道特征；当手动节流阀阀口小于该数字通道固定节流孔时，起节流作用的是手动节流阀阀口，该数字通道呈现为手动连续通道特征，把这种兼有手动连续调节的数字通道简称为手动连续数字通道；通过手动连续调节手动节流阀阀口开度，改变所述手动连续数字通道的节流流通截面积，用于气体输出压力和流量的局部连续调节；在激光切割或激光焊接程序运行过程中，如气体输出压力或流量值偏离设定目标值，通过手动连续调节手动节流阀阀口开度，在线辅助校正气体输出压力或流量，以便初步达到维持设定目标值。

进一步的，所述的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，其特征在于，所述的自动连续通道，由小通径电磁比例阀或开关阀和小通径电磁比例阀串联构成，通过电气信号驱动电磁比例阀连续调节其阀口开度，改变所述自动连续通道的节流流通截面积，用于气体输出压力和流量的局部连续调节；在激光切割或激光焊接程序运行过程中，如气体输出压力或流量值偏离设定目标值，通过自动控制连续调节电磁比例阀阀口开度，在线实时调节校正气体输出压力或流量值，以便精确地控制达到维持设定目标值。

进一步的，所述的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，其特征在于，所述的数字组合阀及其改进的控制方法是：（1）对于未设置连续通道的数字组合阀和设置手动连续通道的手动改进式数字组合阀，优先选择采用开环控制，用于激光切割辅助气体压力控制系统，在其气体输出段处接入压力表，通过气管连接，安装于激光切割设备上便于操作者观察处，用于气体压力的测量指示，在激光切割程序运行前，预先设定测试气体压力目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光切割程序设定数字组合阀流通截面积数字；用于激光焊接保护气体流量控制系统，在其输出段处接入流量计，通过气管连接，安装于激光焊接设备上便于操作者观察处，用于气体流量的测量指示，在激光焊接程序运行前，预先设定测试气体流量目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光焊接程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光切割或激光焊接程序运行过程中，如气体压力或流量偏离设定目标值，对于未设置连续通道的数字组合阀，通过手动操作增减其数字化流通截面积，对于设置手动连续通道的手动改进式数字组合阀，通过手动调节手动节流阀阀口开度，在线辅助校正气体输出压力或流量值，以便初步达到维持设定目标值；（2）对于设置自动连续通道的自动改进式数字组合阀，优先选择采用闭环控制，用于激光切割辅助气体压力控制系统，在数字组合阀气体输出段处接入压力传感器，作为气体压力测量反馈元件；用于激光焊接保护气体流量控制，在数字组合阀气体输出段处接入流量传感器，作为气体流量测量反馈元件；根据测量反馈气体压力或流量值与设定目标值比较，自动控制调节电磁比例阀阀口开度，在线实时局部连续调节校正气体输出压力或流量值，以便精确地控制达到维持设定目标值；自动改进式数字组合阀的数字通道，通常不参与气体输出压力或流量实际测量值偏离设定目标值的自动控制调节过程，只有超出电磁比例阀的调节范围时，才参与自动控制调节过程；（3）对于设置手动连续通道和自动连续通道的手动自动改进式数字组合阀，依据实际应用情况，选择采用开环控制或闭环控制；在开环控制时，自动连续通道处于关断状态，手动连续通道或手动连续数字通道可以处于开通状态；在闭环控制时，自动连续通道处于开通状态，手动连续通道处于关断状态或手动连续数字通道处于数字通道特征状态。

进一步的，所述的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，其特征在于，所涉及的开关阀，包括直动式电磁阀、分步直动式（内部先导式）电磁阀、先导式电磁阀、微型高速电磁开关阀控制先导气体开关阀、压电陶瓷阀控制先导气体开关阀、电磁插装阀类别；所涉及开关阀的安装类别，包括板接式、管接式和插装阀式。

进一步的，所述的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，其结构特征在于，所述的数字组合阀，可以采用气管连接开关阀的结构形式，但是，优先选择采用板接式、夹接式或插装阀式的集成紧凑型结构形式：

所述的板接式结构：由阀体、系列板接式开关阀、固定螺钉组成；所述阀体内设有进气分流通道及其气体输入接口、汇流出气通道及其气体输出接口、以及间隔排列的多个分支节流通道进气孔、出气节流孔和开关阀固定螺孔；各个分支节流通道进气孔都与进气分流通道连通，各个分支节流通道出气节流孔都与汇流出气通道连通；将板接式开关阀的进气孔、出气孔分别与阀体上的分支节流通道进气孔、出气节流孔对接，用螺钉将板接式开关阀固定在阀体上；在阀体内，每个间隔排列的分支节流通道进气孔、板接式开关阀进气孔及其出气孔、分支节流通道出气节流孔，都分别形成一个分支节流通道，这些分支节流通道通过进气分流通道和汇流出气通道并联连接，形成所述数字组合阀的各个并联分支节流通道；

所述的夹接式结构：由进气分流通道阀体及其气体输入接口、汇流出气通道阀体及其气体输出接口、系列管接式开关阀、固定螺钉组成；所述进气分流通道阀体上设有多个间隔排列的分支节流通道进气孔，汇流出气通道阀体设有多个间隔排列分支节流通道出气节流孔，分别与开关阀的进气孔和出气孔对接，将系列开关阀夹接在进气分流通道阀体和汇流出气通道阀体之间，用多条螺钉连接固定；每个分支节流通道进气孔、开关阀进气孔及其出气孔、分支节流通道出气节流孔，都分别形成一个分支节流通道，这些分支节流通道通过进气分流通道和汇流出气通道并联连接，形成所述数字组合阀的各个并联分支节流通道；

所述的插装阀式结构：由阀体和系列插装阀式开关阀组成；所述阀体内设有进气分流通道及其气体输入接口、汇流出气通道及其气体输出接口、以及多个间隔排列的插装阀式开关阀插入安装螺纹孔；所述的每个安装螺纹孔内，都有一个进气孔与进气分流通道连通，都有一个出气节流孔与汇流出气通道连通；将插装阀式开关阀拧入安装螺纹孔内，使插装阀式开关阀插入固定在阀体上；每个安装螺纹孔内的进气孔、插装阀式开关阀进气孔及其出气孔、安装螺纹孔内的出气节流孔，都形成一个分支节流通道，这些分支节流通道通过进气分流通道和汇流出气通道并联连接，形成所述数字组合阀的各个并联分支节流通道；

所述的各个分支节流通道的固定节流孔通常在分支节流通道出口处，也可以设置在分支节流通道控制的开关阀阀口或分支节流通道入口处；当分支节流通道的固定节流孔设置在分支节流通道控制的开关阀阀口时，所述各个分支节流通道控制开关阀的流通截面积之比等于各个分支节流通道节流流通截面积之比；

所述的手动连续通道的开关阀、自动连续通道的电磁比例阀，可以集成在所述的数字组合阀阀体上，也可以独立于数字组合阀阀体，通过气管与数字组合阀分支节流通道并联连接；所述的用于测量反馈的气体压力传感器或流量传感器，集成在所述的数字组合阀阀体汇流出气通道输出段处；手动节流阀安装于在激光切割和激光焊接设备上便于操作处。

本发明公开的数字组合阀及其改进用于激光切割和焊接有关气体的控制，应用于激光切割辅助气体压力的控制和激光焊接保护气体流量的控制，克服了现有数字组合阀应用面临的问题，具有以下有益效果：

1. 继承了数字组合阀的优点：采用开关量数字控制，具有控制简单、响应速度快、重复精度高、可靠性高，便于维修替换损坏部件等。

2. 可以采取设置手动、自动连续调节流通截面积的分支节流通道的改进措施，弥补了数字组合阀流通截面积离散数字化不能连续调节的不足，实现了气体输出压力和流量的局部连续调节；同时避免了数字组合阀存在的要求气体输出压力和流量离散数字化值越逼近连续值，需要流通截面积离散数字化分度越细，开关阀越多、体积越大、成本越高的问题。

3. 采用开环控制，不涉及开关阀反复多次开关影响寿命的问题，开关阀寿命利用率高，数字组合阀使用寿命长；通过手动在线辅助校正，克服了开环控制存在的气体输出压力和流量偏离目标值的问题。

4. 采用闭环控制，由小通径电磁比例阀自动控制连续调节流通截面积，实现了气体输出压力和流量的离散数字化控制和自动连续调节相结合，控制精度高；并且数字组合阀的数字通道很少参与自动调节，尽可能避免了开关阀重复多次开关影响寿命的问题，开关阀寿命利用率高，数字组合阀使用寿命长。

5. 数字组合阀和小通径电磁比例阀相结合，避免了使用较大通径电磁比例阀。

6. 数字组合阀的各个开关阀不一定同时使用，不仅节能，而且还提高了数字组合阀使用寿命。

附图说明

图1-1是数字组合阀气动系统图

图1-2是数字组合阀板接式结构实例示意图

图1-2-1是数字组合阀板接式阀体结构示意图

图1-2-2是数字组合阀板接式电磁开关阀倒置底座外形结构示意图

图1-2-3是数字组合阀板接式阀体进气分流通道剖面结构示意图

图1-2-4是数字组合阀板接式阀体汇流出气通道剖面结构示意图

图1-2-5是数字组合阀板接式阀体并联分支节流通道剖面结构示意图

图1-2-6是数字组合阀板接式矩形排列布置结构实例示意图

图1-2-6-1是数字组合阀板接式矩形排列布置阀体俯视结构示意图

图1-3是数字组合阀夹接式结构实例示意图

图1-3-1是数字组合阀夹接式进气分流通道阀体结构示意图

图1-3-2是数字组合阀夹接式汇流出气通道阀体结构示意图

图1-3-3是数字组合阀夹接式夹块示意图

图1-3-4是数字组合阀夹接式电磁开关阀外形示意图

图1-3-5是数字组合阀夹接式阀体并联分支节流通道剖面结构示意图

图1-4是数字组合阀插装阀式结构实例示意图

图1-4-1是数字组合阀插装阀式阀体结构示意图

图1-4-2是数字组合阀插装阀式阀体俯视结构示意图

图1-4-3是数字组合阀插装阀式电磁开关阀外形示意图

图1-4-4是数字组合阀插装阀式并联分支节流通道剖面结构示意图

图1-5是数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统图

图1-6是数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统图

图2-1是手动改进式数字组合阀气动系统图

图2-2是手动改进式数字组合阀气动系统图

图2-3是手动改进式数字组合阀板接式结构实例示意图

图2-3-1是手动改进式数字组合阀板接式阀体结构示意图

图2-3-2是手动改进式数字组合阀板接式阀体手动连续通道剖面结构示意图

图2-4是手动改进式数字组合阀板接式结构实例示意图

图2-4-1是手动改进式数字组合阀板接式阀体结构示意图

图2-5是手动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统图

图2-6是手动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统图

图3-1是自动改进式数字组合阀气动系统图

图3-2是自动改进式数字组合阀板接式结构实例示意图

图3-2-1是自动改进式数字组合阀板接式阀体结构示意图

图3-2-2是自动改进式数字组合阀板接式传感器安装剖面结构示意图

图3-3是自动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统图

图3-4是自动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统图

图4-1是手动自动改进式数字组合阀气动系统图

图4-2是手动自动改进式数字组合阀板接式结构实例示意图

图4-3是手动自动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统图

图4-4是手动自动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统图

附图标记表示说明：1气体输入接口、2气体输出接口、3进气分流通道、4汇流出气通道、5阀体、5-1进气分流通道阀体、5-2汇流出气通道阀体、6开关阀、7堵头、7-1带气体输出接口孔堵头、8分支节流通道进气孔、9分支节流通道出气节流孔、10安装螺纹孔、11开关阀进气孔、12开关阀出气孔、13开关阀安装孔、14夹块、15安装连接螺钉、16插装阀插入安装螺纹孔、17阀体上通往手动节流阀的气体接口孔、18阀体上来自手动节流阀的气体接口孔、17-1阀体上通往第一个手动节流阀的气体接口、18-1阀体上来自第一个手动节流阀的气体接口、17-2阀体上通往第二个手动节流阀的气体接口、18-2阀体上来自第二个手动节流阀的气体接口、19电磁比例阀、20传感器安装孔、21压力或流量传感器、22传感器信号线、23气源、24减压阀、25气体种类选择开关阀、26单向阀、27气体输出喷嘴、28气管、P压力表、F流量计、P/S压力传感器、F/S流量传感器、V数字组合阀、v

具体实施方式

下面结合气动系统图、结构特征示意图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下结构实例和应用实例。

具体实施方式1：数字组合阀气体系统图、结构示意图及其应用实例

图1-1是n通道数字组合阀气动系统图：由气体输入口1、进气分流通道3、各个并联数字通道的控制开关阀v

对于n通道数字组合阀，其各个数字通道节流流通截面积之比s

图1-2是数字组合阀板接式结构实例示意图：数字组合阀由阀体5和各个分支节流通道的板接式电磁开关阀6（即v

图1-2-1是图1-2数字组合阀板接式阀体结构示意图：阀体5内部有进气分流通道3和汇流出气通道4，二者互相不连通；阀体端头有气体输入接口1是进气分流通道3的一个端口，有气体输出接口2是汇流出气通道4的一个端口，可以从阀体一端头进气分流通道进气，另一端头汇流出气通道出气，也可以从阀体同侧端头进气分流通道进气和汇流出气通道出气；阀体5上部有间隔排列的各个分支节流通道的进气孔8和出气节流孔9，以及板接式电磁开关阀6的安装螺孔10，对应每个板接式电磁开关阀6的都有4个安装螺孔10；其中：各个分支节流通道的进气孔8与进气分流通道3连通，各个分支节流通道的出气节流孔9与汇流出气通道4连通；各个分支节流通道的进气孔8的孔径大小都相等，且大于各个分支节流通道的出气节流孔9；各个分支节流通道的出气节流孔9是其通道的固定节流孔，其节流流通截面积分别对应等于s

图1-2-2是图1-2数字组合阀板接式电磁开关阀倒置底座外形结构示意图：板接式电磁开关阀6底座上有进气孔11和出气孔12和4个安装固定通孔13；将板接式电磁开关阀6安装在阀体5上时，开关阀进气孔11和阀体分支节流通道进气孔8连通；开关阀出气孔12和阀体分支节流通道出气节流孔9连通；用4条螺丝穿过开关阀4个安装固定通孔13，拧入阀体安装螺孔10内固定。

图1-2-3和图1-2-4分别是图1-2数字组合阀板接式阀体进气分流通道和汇流出气通道沿着通道方向断面剖面的结构示意图，图1-2-5是数字组合阀板接式阀体并联分支节流通道垂直于汇流出气通道方向断面剖面的结构示意图：某个分支节流通道的气体流动路径是气体输入接口1——阀体进气分流通道3——阀体分支节流通道进气孔8——电磁开关阀6底座上进气孔11——电磁开关阀6底座上出气孔12——阀体分支节流通道出气节流孔9——阀体汇流出气通道4——气体输出接口2。当该分支节流通道的控制电磁开关阀6关闭时，电磁开关阀6底座上进气孔11和电磁开关阀6底座上出气孔12之间不连通，该分支节流通道处于关断状态；当该分支节流通道的控制电磁开关阀6打开时，电磁开关阀6底座上进气孔11和电磁开关阀6底座上出气孔12之间连通，该分支节流通道处于开通状态；每个分支节流通道的电磁开关阀控制着该通道的开通和关断状态，n个分支节流通道中一些处于开通状态，另一些处于关断状态，组合形成数字组合阀不同的流通截面积。

需要说明的是数字组合阀的各个分支节流通道控制电磁开关阀可以采取单列长条形、双列矩形、环列环形等排列布置形式。如图1-2是数字组合阀板接式结构实例示意图是单列长条形排列布置形式；如图1-2-6是数字组合阀板接式矩形排列布置结构实例示意图和图1-2-6-1是数字组合阀板接式矩形排列布置阀体俯视结构示意图，是双列排列布置形式，其阀体靠近中间虚线部分是进气分流通道3，两侧虚线部分是汇流出气通道4，在阀体进气端部加工孔使两进气分流通道3贯通，用带气体输出接口孔的堵头7-1堵塞封闭；在阀体非进气端部加工孔通道使两侧汇流出气通道4贯通，外露加工孔用堵头7堵塞封闭。

图1-3是数字组合阀夹接式结构实例示意图：数字组合阀由进气分流通道阀体5-1、各个分支节流通道的管接式电磁开关阀6、夹块14、汇流出气通道阀体5-2，通过螺钉15穿过安装孔10夹接固定而成，阀体上有气体输入接口1和气体输出接口2。

图1-3-1是图1-3数字组合阀夹接式进气分流通道阀体结构示意图：是图1-3中进气分流通道阀体5-1以进气分流通道方向作为轴线，绕轴线旋转180度角度的阀体结构示意图，进气分流通道阀体5-1内部开有进气分流通道3和间隔排列的各个分支节流通道进气口8，进气分流通道3的一个端口是气体输入接口1，阀体上有夹接安装孔10。

图1-3-2是图1-3数字组合阀夹接式汇流出气分流通道阀体结构示意图：汇流出气通道阀体5-2内部开有汇流出气通道4和间隔排列的各个分支节流通道出气节流孔9，汇流出气通道4的一个端口是气体输入接口2，阀体上有夹接安装孔10。

图1-3-3是图1-3数字组合阀夹接式夹块示意图：夹块14有螺钉穿过安装孔10。

图1-3-4是图1-3数字组合阀夹接式电磁开关阀外形示意图：电磁开关阀6的阀体上有进气口11和出气口12，其进气口11和进气分流通道阀体上的对应分支节流通道进气口8连通；其出气口12和汇流出气通道阀体5-2的对应分支节流通道出气节流孔9连通。

图1-3-5是图1-3数字组合阀夹接式阀体并联分支节流通道垂直于汇流出气通道方向断面剖面的结构示意图：某个分支节流通道的气体流动路径是气体输入接口1——进气分流通道3——分支节流通道进气孔8——电磁开关阀6阀座上进气孔11——电磁开关阀6阀座上出气孔12——分支节流通道出气节流孔9——汇流出气通道4——气体输出接口2，电磁开关阀6开关状态控制着分支节流通道的开通和关断状态。

图1-4是数字组合阀插装阀式结构实例示意图：数字组合阀由阀体5和间隔排列的各个分支节流通道控制的电磁插装阀式开关阀6组成，电磁插装阀式开关阀插入阀体5上安装螺纹孔16内拧紧固定。

图1-4-1是图1-4数字组合阀插装阀式阀体结构示意图和图1-4-2是图1-4数字组合阀插装阀式阀体俯视结构示意图：内部侧偏上部开有进气分流通道3，用虚线表示，上部开有间隔排列的各个分支节流通道的插装阀插入安装螺纹孔16，每个安装螺纹孔16侧壁开有分支节流通道进气孔8，都分别通过进气孔8与进气分流通道3连通，进气分流通道一个端口是气体输入接口1；阀体底中部开有汇流出气通道4，用虚线表示，开有间隔排列的各个分支节流通道出气节流孔9，都与汇流出气通道4连通，汇流出气通道一个端口是气体输出接口2。

图1-4-3是图1-4数字组合阀电磁插装阀式开关阀外形示意图：电磁插装阀式开关阀6阀体环形侧面是多个进气口11，底部是出气口12，其侧面进气口11通过对应分支节流通道的插装阀插入安装螺纹孔16与进气分流通道3连通，其底部出气口12通过对应分支节流通道出气节流孔9与汇流出气通道4连通。

图1-4-4是图1-4数字组合阀插装阀式并联分支节流通道垂直于汇流出气通道方向断面剖面对的结构示意图：某个分支节流通道的气体流动路径是气体输入接口1——进气分流通道3——分支节流通道的插装阀插入安装螺纹孔16——分支节流通道进气孔8——电磁插装阀式开关阀6侧面进气孔11——电磁开关阀6底座上出气孔12——分支节流通道出气节流孔9——汇流出气通道4——气体输出接口2，电磁插装阀式开关阀6开关状态控制着分支节流通道的开通和关断状态。

应用实例1：数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统

图1-5数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统图：由气源23、减压阀24、气体种类选择单元M、数字组合阀V、压力表P、气体输出喷嘴27通过气管28连接组成，其中：气体种类选择单元M由氧气（O

其控制方法是采用开环控制，在激光切割程序运行前，预先设定测试气体压力目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光切割程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光切割程序运行过程中，如气体压力偏离目标值，手动操作激光切割设备增减数字组合阀流通截面积数字，在线辅助校正气体输出压力值初步达到维持设定目标值。

氧气O

应用实例2：数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统

图1-6数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统图：由CO

其控制方法是采用开环控制，在激光焊接程序运行前，预先设定测试气体流量目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光焊接程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光焊接程序运行过程中，如气体流量偏离目标值，手动操作激光焊接设备增减数字组合阀流通截面积数字，在线辅助校正气体输出流量值初步达到维持设定目标值。

CO

具体实施方式2：手动改进式数字组合阀气体系统图、结构示意图及其应用实例

以下以板接式结构为例说明设置手动连续通道的手动改进式数字组合阀，且仅说明设置手动连续通道部分，其它与具体实施方式1中描述的数字组合阀相同，不再重复赘述。

图2-1是一个手动连续通道的手动改进式数字组合阀气动系统图：数字组合阀第n-1个数字通道串联接入手动节流阀，形成一个手动连续调节的手动连续数字通道，s

图2-2是两个手动连续通道的手动改进式数字组合阀气动系统图：第n-1个数字通道串联接入手动节流阀，形成一个手动连续调节的手动连续数字通道，s

图2-3是一个手动连续通道的手动改进式数字组合板接式结构实例示意图和图2-4是两个手动连续通道的手动改进式数字组合阀板接式结构实例示意图：阀体上有通往第一个手动节流阀的气体接口17-1、阀体上有来自第一个手动节流阀的气体接口18-1、阀体上有通往第二个手动节流阀的气体接口17-2、阀体上有来自第二个手动节流阀的气体接口18-2。

图2-3-1是图2-3一个手动连续通道的手动改进式数字组合阀板接式阀体结构示意图和图2-4-1是图2-4两个手动连续通道的手动改进式数字组合阀板接式阀体结构示意图：阀体有上通往手动节流阀的气体接口孔17、阀体上来自手动节流阀的气体接口孔18。

图2-3-2是手动改进式数字组合阀板接式阀体手动连续通道垂直于汇流出气通道方向断面剖面的结构示意图：手动连续通道的气体流动路径是气体输入接口1——进气分流通道3——分支节流通道进气孔8——电磁开关阀6阀座上进气孔11——电磁开关阀6阀座上出气孔12——分支节流通道出气孔9——阀体上有通往手动节流阀的气体接口17-1/2——手动节流阀（安装于应用设备上）——阀体上有来自手动节流阀的气体接口18-1/2——汇流出气通道4——气体输出接口2，电磁开关阀6开关状态控制着分支节流通道的开通和关断状态。

应用实例3：手动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统

图2-5手动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统图：由气源23、减压阀24、气体种类选择单元M、数字组合阀V、手动节流阀s

其控制方法是采用开环控制，在激光切割程序运行前，预先设定测试气体压力目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光切割程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光切割程序运行过程中，如气体压力偏离目标值，通过手动连续调节手动节流阀阀口开度，在线辅助校正激光穿孔和切割气体输出压力值，以便初步达到维持设定目标值。

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应用实例4：手动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统

图2-6手动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统图：由气源23、减压阀24、气体种类选择单元M、数字组合阀V、手动节流阀s

其控制方法是采用开环控制，在激光焊接程序运行前，预先设定测试气体流量目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光焊接程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光焊接程序运行过程中，如气体流量偏离目标值，通过手动连续调节手动节流阀阀口开度，在线辅助校正气体输出流量值，以便初步达到维持设定目标值。

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具体实施方式3：自动改进式数字组合阀气体系统图、结构示意图及其应用实例

以下以板接式结构为例说明设置自动连续通道的自动改进式数字组合阀，且仅说明设置自动连续通道部分，其它与具体实施方式1中描述的数字组合阀相同，不再重复赘述。

图3-1自动改进式数字组合阀气动系统图：v

图3-2是自动改进式数字组合阀板接式结构实例示意图和图3-2-1是图3-2自动改进式数字组合阀板接式阀体结构示意图：电磁比例阀19、阀体上有传感器安装孔20，与汇流出气通道4连通。

图3-2-2是图3-2自动改进式数字组合阀板接式传感器安装垂直于汇流出气通道方向断面剖面的结构示意图：传感器21安装在阀体上传感器安装孔20内，且传感器感应面面向汇流出气通道4内；传感器信号线22连接到数字组合阀控制电路（注：本发明图示未标示），所述传感器，对于气体压力控制是压力传感器P/S，对于气体流量控制是流量传感器F/S。

应用实例5：自动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统

图3-3自动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统图：由气源23、减压阀24、气体种类选择单元M、数字组合阀V、压力传感器P/S、压力表P、气体输出喷嘴27通过气管28连接组成，压力传感器P/S集成在数字组合阀V上；其中：数字组合阀V第n分支节流通道是自动连续通道，v

其控制方法是采用闭环控制，在激光切割程序运行前，预先设定测试气体压力目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光切割程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光切割程序运行过程中，如气体压力偏离目标值，通过压力传感器测量反馈气体输出压力值，自动控制调节电磁比例阀阀口开度，在线自动调节校正气体输出压力达到维持设定目标值。

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应用实例6：自动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统

图3-4自动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统图：由气源23、减压阀24、气体种类选择单元M、数字组合阀V、流量传感器F/S、流量计F、气体输出喷嘴27通过气管28连接组成，流量传感器F/S集成在数字组合阀V上；数字组合阀V第n分支节流通道是自动连续通道，v

其控制方法是采用闭环控制，在激光焊接程序运行前，预先设定测试气体流量目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光焊接程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光焊接程序运行过程中，如气体流量偏离目标值，通过流量传感器测量反馈气体输出流量值，自动控制调节电磁比例阀阀口开度，在线自动调节校正气体输出流量达到维持设定目标值。

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具体实施方式4：手动自动改进式数字组合阀气体系统图、结构示意图及其应用实例

以下以板接式结构为例说明设置手动和自动连续通道的手动自动改进式数字组合阀，且仅说明设置手动连续数字通道和自动连续通道部分，其它参照具体实施方式1、2和3中描述，不再重复赘述。

图4-1是手动自动改进式数字组合阀气动系统图：v

以板接式数字组合阀结构为例说明，图4-2是手动自动改进式数字组合阀板接式结构实例示意图：电磁比例阀19、阀体上有传感器安装孔20，与汇流出气通道4连通；阀体上有通往手动节流阀的气体接口17-1、阀体上有来自手动节流阀的气体接口18-1。

应用实例7：手动自动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统

图4-3手动自动改进式数字组合阀用于激光切割辅助气体压力控制系统图：由气源23、减压阀24、气体种类选择单元M、数字组合阀V、手动节流阀s

其控制方法是采用闭环控制，手动节流阀阀口调节到最大开度，使手动连续数字通道处于数字通道特征状态，在激光切割程序运行前，预先设定测试气体输出压力目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光切割程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光切割程序运行过程中，如气体压力偏离目标值，通过压力传感器测量反馈气体输出压力值，自动调节电磁比例阀阀口开度，在线调节校正气体输出压力值，以便达到维持设定目标值；也可以选择开环控制，此时，使第n自动连续通道处于关断状态，通过手动连续调节手动节流阀阀口开度，在线辅助校正气体压力值，初步达到维持设定目标值。

对于手动自动改进式数字组合阀，依据实际应用过程情况，选择采用开环控制和闭环控制满足不同的应用需求：（1）如气源供气压力稳定、故障应急（压力传感器、电磁比例阀损坏）、大量高速穿孔等情况，选择采用开环控制，使自动连续通道处于关断状态，使用手动连续数字通道在线辅助校正气体压力；（2）如气源供气压力波动（如压缩空气）、要求气体输出压力控制精度高的情况，优先选择采用闭环控制，使手动连续数字通道处于数字通道特征状态，自动连续通道处于开通状态；（3）对于激光切割的穿孔过程，可以选择采用开环控制，自动连续调节通道处于关断状态，通过手动连续通道在线辅助校正穿孔气体压力值；对于激光切割的切割过程，可以选择采用闭环控制，自动连续调节通道处于开通状态，手动连续数字通道处于数字通道特征状态，通过自动连续通道在线实时自动调节校正切割气体压力值。

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应用实例8：手动自动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统

图4-4手动自动改进式数字组合阀用于激光焊接保护气体流量控制系统图：由气源23、数字组合阀V、手动节流阀s

其控制方法是采用闭环控制，手动节流阀阀口调节到最大开度，使手动连续数字通道处于数字通道特征状态，在激光焊接程序运行前，预先设定测试气体流量目标值对应数字组合阀流通截面积数字，作为激光焊接程序设定数字组合阀流通截面积数字；在激光焊接程序运行过程中，如气体流量偏离目标值，通过流量传感器测量反馈气体输出流量值，自动调节电磁比例阀阀口开度在线实时调节校正气体输出流量值，以便达到维持设定目标值；也可以选择开环控制，此时，使第n自动连续通道处于关断状态，通过手动连续调节手动节流阀阀口开度，在线辅助校正气体流量达到目标值，以便初步达到维持设定目标值。

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需要说明的是：（1）以上实施例中数字组合阀的流通截面积以32mm

还需要说明的是本发明利用数字组合阀及其改进用于激光切割辅助气体压力控制和激光焊接保护气体流量控制不限于本说明书描述的具体结构实例及应用实例，凡是涉及利用本发明所述数字组合阀及其改进用于激光切割辅助气体压力控制和激光焊接保护气体流量控制的，都应在本发明的保护范围内。