一种两级电液伺服阀

技术领域

本发明涉及伺服阀设备技术领域，特别是指一种两级电液伺服阀。

背景技术

电液伺服阀是电液伺服控制系统中的关键元件，它是一种接受模拟电信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金，化工等领域的电业伺服控制系统中。电液伺服阀是电液联合控制的多级伺服元件，它能将微弱的电气输入信号放大成大功率的液压能量输出。它具有控制精度高和放大倍数大等优点，在液压控制系统中得到广泛应用。

而目前的常用的电液伺服阀如弹簧对中两级伺服阀，由于弹簧刚度要求大、体积小，且抗疲劳性能强，所以弹簧的设计制作很困难；另外它的内部没有反馈回路，属于开环控制，故伺服阀的性能受压力、温度等外界条件的影响较大，容易引起零漂移，所以目前很少应用。而负载压力反馈两级伺服阀的结构比较复杂，使用的较少。至于射流管式力反馈两级伺服阀其缺点是射流能量损失大，零位无功损耗也大，效率较低，同时频率响应低，零位泄露流量大，受油液黏度变化的影响较显著。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种两级电液伺服阀，为有效解决上述背景技术中的技术问题。

基于上述目的本发明提供的一种两级电液伺服阀，该两级电液伺服阀包括力矩马达、设置在力矩马达上的挡板、设置在挡板上端的柔性供油管、设置在挡板下端的射流接收器、设置在力矩马达下方的阀体、两个设置在阀体上的反馈油管；所述阀体包括阀套、设置在阀套内的阀芯和两个分别设置在阀芯两端的对中弹簧，所述阀套的两端各设有一个进油口；所述柔性供油管的出油口对着射流接收器；所述射流接收器的下方连接有两个射流管，两个射流管分别与所述阀套的两端连通；所述射流接收器向哪个方向偏转，对应方向的射流管的流量增大；两个所述反馈油管分别设置在所述挡板的两侧，两个所述反馈油管的一端分别与阀套的两端端部连通，反馈油管远离阀套的一端正对着挡板。

可选的，所述力矩马达包括铁芯和缠绕在铁芯上的控制线圈，所述挡板固定设置在铁芯上。

可选的，所述反馈油管内设有反馈节流孔，所述反馈油管正对挡板的一端设有反馈喷嘴；反馈喷嘴和反馈节流孔组成的反馈压力计作为反馈装置。

可选的，阀芯包括设置在阀套内的芯体和设置在芯体上的芯块，所述芯块的横截面等于阀套内部空间的横截面，所述芯体的横截面小于所述芯块的横截面，所述芯体的两端端部各设有一个芯块。

可选的，所述芯块的数量为三个，分别设置在芯体的两端端部和芯体的中部；所述阀套上还设有第三进油口，所述阀套上还设有两个出油口，所述阀套上还设有两个调节口，阀芯位于阀套的中间位置时，所述第三进油口对着芯体的中部的芯块；阀套上的两个出油口分别对着芯体的两端端部的芯块；两个所述调节口分别对着芯体上两个相邻芯块之间的位置。

从上面所述可以看出，本申请提出一种两级电液伺服阀，其结构简单，元件加工精度要求低；射流管出口处面积大，对油液的污染不敏感，抗污染能力强，因而提高了安全可靠性和延长了使用寿命；并且流量效率和压力效率较高，射流管上没有不平衡的径向力，不会产生“卡住”现象。而喷嘴挡板的结构简单，不需要严格的制造公差，挡板惯量小，所需控制力小，响应快，抗污染能力强。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的两级电液伺服阀的结构示意图。

图中，铁芯1，力矩马达2，柔性供油管3，射流接收器4，阀芯5，阀套6，对中弹簧7，反馈节流孔8，反馈喷嘴9，挡板10，控制线圈11。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，此外本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置，因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明后续实施例对此不再一一说明。

如图所示，本发明提供的一种两级电液伺服阀，该两级电液伺服阀包括力矩马达2、设置在力矩马达2上的挡板10、设置在挡板10上端的柔性供油管3、设置在挡板10下端的射流接收器4、设置在力矩马达2下方的阀体、两个设置在阀体上的反馈油管。

所述阀体包括阀套6、设置在阀套6内的阀芯5和两个分别设置在阀芯5两端的对中弹簧7，所述阀套6的两端各设有一个进油口。阀芯5包括设置在阀套6内的芯体和设置在芯体上的芯块，所述芯块的横截面等于阀套6内部空间的横截面，所述芯体的横截面小于所述芯块的横截面。所述芯块的数量为三个，分别设置在芯体的两端端部和芯体的中部；所述阀套6上还设有第三进油口，所述阀套6上还设有两个出油口，所述阀套6上还设有两个调节口，阀芯5位于阀套6的中间位置时，所述第三进油口对着芯体的中部的芯块；阀套6上的两个出油口分别对着芯体的两端端部的芯块；两个所述调节口分别对着芯体上两个相邻芯块之间的位置。

所述柔性供油管3的出油口对着射流接收器4。所述射流接收器4的下方连接有两个射流管，两个射流管分别与所述阀套6的两端连通；所述射流接收器4向哪个方向偏转，对应方向的射流管的流量增大。

两个所述反馈油管分别设置在所述挡板10的两侧，两个所述反馈油管的一端分别与阀套6的两端端部连通，反馈油管远离阀套6的一端正对着挡板10。

所述力矩马达2包括铁芯1和缠绕在铁芯1上的控制线圈11，所述挡板10固定设置在铁芯1上。通过控制控制线圈11上的电流控制铁芯1的偏转。

所述反馈油管内设有反馈节流孔8，所述反馈油管正对挡板10的一端设有反馈喷嘴9；反馈喷嘴9和反馈节流孔8组成的反馈压力计作为反馈装置。

压力油经过柔性供油管3和挡板10进入射流接收器4中，由于在力矩马达2输入信号电流时，铁芯1产生的电磁力矩使挡板10偏离中位，所以两射流管的射流不一样，因此就会造成阀芯5两端控制腔存在压差，从而推动阀芯5运动。同时压差会通过反馈喷嘴9对挡板10产生反馈力矩，使挡板10回到中位。对中弹簧7起到了零位对中作用，同时可以用它产生的弹簧力去平衡输出液压力，使阀芯5移动相应位移，从而使阀输出流量。

其中，由于射流管中的射流速度很高且流动比较复杂，因此射流管的特性难以通过设计来确定，多采用经验和实验的方法获得。当负载压力p

利用挡板10的位移来调节反馈喷嘴9与挡板10之间的节流面积，由上述可知挡板10已经发生偏移，反馈压力使油液经反馈节流孔8由反馈喷嘴9喷出，s此时用反馈压力计来感受负载压力并对挡板10产生反馈力矩，使挡板10回归到中位，先导级停止工作，阀芯5停止运动。其中反馈喷嘴9挡板10的压力-流量特性如下：

由流体力学可知：通过阀口的流量应该满足伯努利方程，即：

式中A为阀口的面积，对于理想的阀口矩形阀口，有A＝Wx

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。