本發(fā)明涉及液壓閥，具體為一種高水基大流量數(shù)字比例閥。

背景技術(shù)：

1、高壓大流量高水基電液換向閥是煤礦井下綜采工作的核心元件，但受限于防爆安全與環(huán)保等問(wèn)題，礦井液壓系統(tǒng)普遍采用高水基乳化液作為傳動(dòng)介質(zhì)，這種高水基介質(zhì)存在黏性低、易泄漏的特性；因此主要采用錐閥形式的開(kāi)關(guān)式電液換向閥進(jìn)行流量控制，存在液壓沖擊大、控制精度差、元件損害等問(wèn)題，且難以滿(mǎn)足微調(diào)動(dòng)作時(shí)對(duì)流量的精確控制，因此急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)流量比例調(diào)節(jié)的高水基換向閥。

2、目前，中國(guó)專(zhuān)利cn109555740a公開(kāi)了一種用于液壓支架電液控制系統(tǒng)的水基比例閥，采用直流伺服電機(jī)做控制，實(shí)現(xiàn)主換向閥的比例控制，但該發(fā)明結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，只能實(shí)現(xiàn)高壓進(jìn)水腔p→工作腔a的比例控制，而工作腔a→回水腔t向仍為開(kāi)關(guān)控制，且需要二位二通開(kāi)關(guān)閥輔助；中國(guó)專(zhuān)利cn115653961a公開(kāi)了一種高水基比例方向閥，通過(guò)雙音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)獨(dú)立的雙閥芯三通閥結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了換向閥的比例控制，但沒(méi)有o型中位機(jī)能，且滑動(dòng)密封件較多，運(yùn)行阻力大，閥芯動(dòng)態(tài)性能降低。因此，研發(fā)一種具有o型中位機(jī)能的低泄漏、高動(dòng)態(tài)與高可靠性的高水基大流量數(shù)字比例閥，是礦用液壓閥領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)難題。

3、針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高水基大流量數(shù)字比例閥，具備推桿與高壓側(cè)錐閥芯、低壓側(cè)錐閥芯為分離式驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了三位三通o型中位機(jī)能的全比例控制閥，保證了流量控制的精準(zhǔn)性，避免了液壓沖擊等優(yōu)點(diǎn)，解決了滑動(dòng)密封件較多，運(yùn)行阻力大，閥芯動(dòng)態(tài)性能降低的問(wèn)題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為解決上述滑動(dòng)密封件較多，運(yùn)行阻力大，閥芯動(dòng)態(tài)性能降低的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

5、一種高水基大流量數(shù)字比例閥，包括閥座單元：

6、所述閥座單元上分別設(shè)置有先導(dǎo)單元以及主換向閥單元；

7、所述閥座單元包括主閥體，所述主閥體的一端與先導(dǎo)單元固定連接，所述主換向閥單元上設(shè)置有閥套，所述閥套與主閥體的內(nèi)孔同心配合，所述主換向閥單元的內(nèi)部設(shè)置有推桿，所述先導(dǎo)單元的控制腔k1與控制腔k2分別作用于推桿的兩側(cè)，以使所述先導(dǎo)單元的控制腔k1與控制腔k2的壓力以驅(qū)動(dòng)推桿移動(dòng)，以用于控制高水基液壓介質(zhì)的方向與流量大??；

8、所述主換向閥單元包括右襯套，所述右襯套與閥套的內(nèi)孔同心配合，所述右襯套的右端設(shè)置有蓋板，所述右襯套通過(guò)蓋板與主閥體固定連接，所述蓋板壓緊閥套與右襯套的右端面，以使所述閥套與右襯套完成固定，所述推桿的左側(cè)與閥套的內(nèi)孔同心配合，形成控制腔k1，且所述推桿的右側(cè)與右襯套的內(nèi)孔同心配合，形成控制腔k2，所述推桿的左段外圓上從左端至右端依次套設(shè)有低壓側(cè)推擋圈、低壓側(cè)錐閥芯、復(fù)位彈簧、高壓側(cè)錐閥芯與高壓側(cè)推擋圈，所述低壓側(cè)錐閥芯左端為錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)，右端為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述低壓側(cè)錐閥芯左側(cè)錐面與閥套的臺(tái)階面配合，為工作腔→回水腔的錐形密封面，所述低壓側(cè)錐閥芯右端面與復(fù)位彈簧平面配合，所述復(fù)位彈簧的彈簧力作用于低壓側(cè)錐閥芯右端面，實(shí)現(xiàn)所述低壓側(cè)錐閥芯可靠壓緊在閥套的臺(tái)階面，以保證工作腔→回水腔形成極低泄漏的可靠錐形密封；

9、所述高壓側(cè)錐閥芯整體為錐臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述高壓側(cè)錐閥芯右側(cè)錐面與右襯套的左臺(tái)階面配合，為高壓進(jìn)水腔→工作腔的錐形密封面，所述高壓側(cè)錐閥芯左端面與復(fù)位彈簧平面配合，以使所述復(fù)位彈簧的彈簧力作用于高壓側(cè)錐閥芯的左端面，實(shí)現(xiàn)所述高壓側(cè)錐閥芯可靠壓緊在右襯套的臺(tái)階面，以保證高壓進(jìn)水腔→工作腔形成極低泄漏的可靠錐形密封；

10、所述控制腔k1與控制腔k2的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，以使所述推桿受到兩側(cè)壓差作用產(chǎn)生移動(dòng)，所述推桿通過(guò)低壓側(cè)推擋圈或高壓側(cè)推擋圈的推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述高壓側(cè)錐閥芯或低壓側(cè)錐閥芯同步移動(dòng)，使另一側(cè)錐閥芯進(jìn)行壓緊，錐閥閥口的開(kāi)度與所述推桿的位移呈比例，實(shí)現(xiàn)了所述主換向閥流量的比例控制與流動(dòng)方向控制，以對(duì)所述推桿進(jìn)行精準(zhǔn)位置控制，實(shí)現(xiàn)所述錐閥開(kāi)度的精確比例控制，所述主換向閥為三位三通o型中位機(jī)能錐閥，以用于錐閥結(jié)構(gòu)的全比例流量控制。

11、優(yōu)選地，所述推桿為兩段同心圓柱體，所述推桿的左段開(kāi)設(shè)有均壓槽，所述控制腔k1通過(guò)推桿內(nèi)部孔道與先導(dǎo)壓力腔相連通，以使所述先導(dǎo)壓力腔與先導(dǎo)單元控制閥組相連通，所述推桿的右端與右襯套的內(nèi)孔滑動(dòng)配合，且所述推桿的右端外表面開(kāi)設(shè)有均壓槽，實(shí)現(xiàn)所述推桿沿右襯套的軸線(xiàn)往復(fù)移動(dòng)，以用于減小液壓卡緊力，防止閥芯偏置；

12、所述控制腔k2通過(guò)孔道與先導(dǎo)單元控制閥組連通，通過(guò)控制所述先導(dǎo)單元中四個(gè)高速開(kāi)關(guān)閥的有序高頻通斷，以用于靈敏快速的調(diào)節(jié)控制腔k1與控制腔k2兩腔的壓力，以使所述控制腔k1與控制腔k2形成的壓差作用在推桿的兩側(cè)，以用于產(chǎn)生對(duì)所述推桿的軸向推力，并使所述推桿進(jìn)行軸向移動(dòng)，所述先導(dǎo)控制單元亦可采用其他先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)控制腔k1與控制腔k2的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

13、優(yōu)選地，所述低壓側(cè)推擋圈與高壓側(cè)推擋圈分別固定裝配在推桿左段圓柱體的卡槽中，以使所述低壓側(cè)推擋圈與高壓側(cè)推擋圈跟隨推桿進(jìn)行軸向移動(dòng)，所述低壓側(cè)推擋圈與低壓側(cè)錐閥芯的左端面配合，所述高壓側(cè)推擋圈與高壓側(cè)錐閥芯的右端面配合；

14、所述高壓側(cè)錐閥芯左側(cè)錐臺(tái)面為高壓進(jìn)水腔→工作腔的密封錐面，所述高壓側(cè)錐閥芯右側(cè)外圓面與右襯套內(nèi)孔同心配合，以使所述高壓側(cè)錐閥芯平衡高壓水源對(duì)左側(cè)錐臺(tái)面所產(chǎn)生的推力與高壓水源對(duì)右側(cè)臺(tái)階面所產(chǎn)生的推力，以用于避免所述高壓側(cè)錐閥芯受高壓水源壓力作用而開(kāi)啟，所述高壓側(cè)錐閥芯右端與推桿所形成的腔室為低壓腔，所述低壓腔通過(guò)推桿內(nèi)部孔道與回水腔連通，以避免所述低壓腔的內(nèi)部產(chǎn)生吸空或憋壓。

15、優(yōu)選地，所述先導(dǎo)單元包括高速開(kāi)關(guān)閥和蓋板，采用四組二位二通高速開(kāi)關(guān)閥構(gòu)成先導(dǎo)單元控制閥組，所述先導(dǎo)單元控制閥組與蓋板的右端面插接固定，所述蓋板的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有孔道，以使所述孔道與高速開(kāi)關(guān)閥組成液壓全橋回路，控制所述四組高速開(kāi)關(guān)閥的有序高頻通斷，以使兩路先導(dǎo)控制油路分別進(jìn)入控制腔k1與控制腔k2的內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)所述控制腔k1與控制腔k2內(nèi)部壓力的快速控制，所述蓋板與主閥體通過(guò)螺栓連接，所述蓋板與主閥體之間的端面設(shè)置有靜密封圈密封。

16、優(yōu)選地，所述閥座單元包括主閥體、lvdt鐵芯與lvdt殼體，所述主閥體為閥座形設(shè)計(jì)，所述主閥體的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有高壓進(jìn)水腔、回水腔與工作腔，所述高壓進(jìn)水腔連接系統(tǒng)壓力源，所述回水腔連通回水箱，所述工作腔連通工作腔，所述主閥體的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有與閥套配合裝配的閥孔，以實(shí)現(xiàn)所述主換向閥單元與閥座單元的連接，所述主閥體右端面與蓋板端面配合，并通過(guò)螺釘連接，實(shí)現(xiàn)所述先導(dǎo)單元與閥座單元的連接，所述lvdt鐵芯通過(guò)螺紋與推桿連接，所述lvdt殼體通過(guò)螺紋與主閥體固定連接，所述lvdt鐵芯跟隨推桿同步移動(dòng)，通過(guò)所述lvdt鐵芯快速且精確的反饋推桿的軸向位移，亦可采用其他能夠?yàn)橹鏖y閥芯位置閉環(huán)控制提供反饋信號(hào)的傳感器。

17、優(yōu)選地，所述高壓側(cè)錐閥芯、低壓側(cè)錐閥芯與推桿同心配合，且所述高壓側(cè)錐閥芯、低壓側(cè)錐閥芯與推桿存在相對(duì)位移，所述高壓側(cè)錐閥芯、低壓側(cè)錐閥芯與推桿的內(nèi)配合面設(shè)置有滑動(dòng)密封圈，以實(shí)現(xiàn)所述工作腔與高壓進(jìn)水腔、回水腔的密封。

18、(三)有益效果

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種高水基大流量數(shù)字比例閥，具備以下有益效果：

20、1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)控制腔k1與控制腔k2的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使控制腔k1與控制腔k2內(nèi)部的高水基液壓介質(zhì)形成一定的壓力差，以使高水基液壓介質(zhì)能夠推動(dòng)低壓側(cè)推擋圈或高壓側(cè)推擋圈進(jìn)行移動(dòng)，以使其能夠帶動(dòng)推桿進(jìn)行移動(dòng)，從而能夠使其帶動(dòng)高壓側(cè)錐閥芯或低壓側(cè)錐閥芯同步移動(dòng)，進(jìn)而當(dāng)高壓側(cè)錐閥芯進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，能夠使其配合復(fù)位彈簧對(duì)低壓側(cè)錐閥芯進(jìn)行壓緊，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)錐閥芯進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，能夠使其配合復(fù)位彈簧對(duì)高壓側(cè)錐閥芯進(jìn)行壓緊，由于推桿與高壓側(cè)錐閥芯、低壓側(cè)錐閥芯為分離式驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了三位三通o型中位機(jī)能的全比例控制閥，保證了流量控制的精準(zhǔn)性，避免了液壓沖擊。

21、2、本發(fā)明通過(guò)將高壓側(cè)錐閥芯右側(cè)外圓面與右襯套內(nèi)孔同心設(shè)置，且高壓側(cè)錐閥芯能夠平衡高壓水源對(duì)左側(cè)錐臺(tái)面產(chǎn)生的推力與高壓水源對(duì)右側(cè)臺(tái)階面所產(chǎn)生的推力，從而能夠避免高壓側(cè)錐閥芯受高壓水源壓力作用而開(kāi)啟，進(jìn)而能夠確保閥芯受力平衡的同時(shí)保證極低的泄漏。

22、3、本發(fā)明通過(guò)將多組滑動(dòng)密封圈分別設(shè)置在推桿、高壓側(cè)錐閥芯和低壓側(cè)錐閥芯之間，以便于對(duì)推桿、高壓側(cè)錐閥芯和低壓側(cè)錐閥芯進(jìn)行密封，確保換向閥芯的高動(dòng)態(tài)、高可靠性與低泄漏特性。

23、4、本發(fā)明通過(guò)先導(dǎo)單元控制閥組進(jìn)行有序的高頻通斷，使其中兩路高速開(kāi)關(guān)閥分別控制油路進(jìn)入控制腔k1與控制腔k2的內(nèi)部，從而能夠?qū)刂魄籯1與控制腔k2內(nèi)部壓力進(jìn)行高頻、精準(zhǔn)控制，具有控制靈活、控制精度高、響應(yīng)快的優(yōu)勢(shì)。