一种闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构的制作方法

1.本发明涉及一种液压工程中的电液伺服控制元件，尤其是一种射流管电液伺服阀结构。


背景技术：

2.电液伺服阀属于精密液压控制元件，内部孔口尺寸达到了微米级，因此很容易被油液中的污染物堵塞，导致整阀丧失功能。目前，在国内伺服阀领域，609所对喷嘴挡板式两级伺服阀的污染防护有较多研究，通过加装滤器及单向阀等类似手段，对喷嘴、回油口、底面油路进行防护；西安海声航空技术有限公司对喷嘴挡板阀的挡板进行结构优化，将挡板和喷嘴设计成球铰配合，使污染物难以进入。以上发明可以在一定程度上防止回油污染，但均未使先导级油路与回油腔隔离，无法消除回油紊流场对反馈组件的影响。
3.相较于喷嘴挡板式电液伺服阀，射流管电液伺服阀的先导级本身已具有较强的抗污染能力。
4.射流管电液伺服阀原理如图1所示，主要由力矩马达、射流放大器、滑阀组件及反馈组件组成。力矩马达采用永磁结构，弹簧管支承着衔铁射流管组件，并使马达与液压部分隔离。前置级为射流放大器，它由射流管和接受器组成。
5.其工作原理为：当马达线圈输入控制电流，在衔铁上生成的控制磁通与永磁磁通相互作用，于是衔铁上产生一个力矩，促使衔铁、弹簧管、喷嘴组件偏转一个正比于力矩的小角度。经过喷嘴的高速射流的偏转，使得接受器一腔压力升高，另一腔压力降低，连接这两腔的阀芯两端形成压差，阀芯运动直到反馈组件产生的力矩与马达力矩相平衡，使喷嘴回到两接受器的中间附近位置为止。此时阀芯的位移与控制电流的大小成正比，阀的输出流量比例于控制电流。
6.目前，射流管电液伺服阀的先导级结构(射流级)主要由力矩马达射流管、喷嘴、接受器、反馈弹簧组件、夹紧螺钉及滑阀组件(含阀体)组成(如下图2所示)。
7.现有结构是一种开放式容腔结构，其液压油通过进油口通高压油，高压油通过油滤过滤后经过马达射流管由喷嘴产生喷射液流使伺服阀接受器两腔产生压差，驱动伺服阀阀芯运动，多余的液压油则沿着滑阀流道流回回油腔(见图3)。该结构的伺服阀射流级与液压系统回油油路直接连通，属于开放式结构。
8.因此，该结构存在如下缺点：
9.1)电液伺服阀喷嘴、接受器组成的射流级易受到回油污染，导致伺服阀发生故障无法工作；由于开放式结构，射流级与液压系统回油油路直接连通，而大多数液压系统往往只在供油管路上安装滤油器进行防护，回油油路上不再安装滤器，当系统停机时，如存在回油反压或是油箱液位高于伺服阀安装面的情况，回油箱的油液就会反流回伺服阀回油口，而喷嘴、接受器孔径最小仅为0.2mm，容易受到污染物污染导致喷嘴或接受器孔口污染堵塞，造成功能失效。
10.2)由于反馈弹簧组件直接安装在喷嘴射流和滑阀回油流场交汇的容腔中，高压油
液在滑阀工作回油流量较大时，与喷嘴射流共同产生紊流流场，干扰了反馈弹簧组件的正常工作，导致伺服阀静态控制精度下降，严重时使伺服阀产生谐振、反馈弹簧组件断裂等故障。


技术实现要素：

11.本发明是要提供一种闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构，可有效防止伺服阀射流级(喷嘴、接受器)被回油污染，提高伺服阀的抗污染能力；同时也改善了伺服阀反馈弹簧组件的受力状态，提升了伺服阀的控制精度，提高了伺服阀可靠性及使用寿命。
12.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构，包括伺服阀力矩马达、阀芯、阀套、阀体、喷嘴、接受器、反馈弹簧组件，喷嘴、接受器，阀芯内设有安装反馈弹簧组件的u型槽口，阀芯装入阀套后与阀套内孔壁形成间隙密封，将阀体回油腔与阀芯的u型槽口容腔进行密封隔离，阀套与阀体之间采用间隙密封连接，将喷嘴、接受器所在的容腔与阀体回油腔进行隔离；阀体设有独立流道，用于将喷嘴射流油液引流至滤油器处，通过滤油器将油液引入阀体回油口。
13.进一步，反馈弹簧组件安装在与阀体回油腔密封隔离的阀芯u型槽口内，能避免紊流场对其的干扰，提升伺服阀的控制精度及可靠性和使用寿命。
14.进一步，反馈弹簧组件端头插入阀芯槽孔内，两个夹紧螺钉通过阀芯内的螺纹连接夹紧反馈弹簧组件端头，实现反馈弹簧组件与阀芯的连接。
15.进一步，当发生回油压力大于先导级压力时，回油介质通过滤油器过滤阻挡污染物，能保证喷嘴、接受器不受污染。
16.本发明的有益效果是：
17.1)反馈弹簧组件从伺服阀回油油腔中进行密封隔离，设计了单独流道将喷嘴输出的射流油液引至回油口并增加了滤油器结构，有效防止伺服阀射流级(喷嘴、接受器)被回油污染，提高伺服阀可靠性及使用寿命；
18.2)设计的密封隔离结构将反馈弹簧组件与伺服阀滑阀回油流场容腔进行隔离，防止了紊流流场直接干扰反馈弹簧组件，改善反馈杆受力状态。
19.3)改善反馈弹簧组件受力状态，提升了伺服阀的控制精度。
附图说明
20.图1为射流管电液伺服阀工作原理图；
21.图2为射流管电液伺服阀的先导级结构示意图；
22.图3为现有结构的液压油流动方向示意图；
23.图4为本发明的闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构示意图；
24.图5为图4的左剖视图；
25.图中：1-力矩马达、2-喷嘴、3-反馈弹簧组件、4-阀体、5-阀套、6-阀芯、7-滤油器、8-夹紧螺钉。
具体实施方式
26.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
27.如图4，5所示，一种电液伺服阀防止回油污染的结构，包括力矩马达1、喷嘴2、反馈弹簧组件3、阀体4、阀套5、阀芯6、滤油器7、夹紧螺钉8。
28.服阀力矩马达1、喷嘴2、反馈弹簧组件3装配成组件安装在阀体4，反馈弹簧组件3端头插入阀芯6槽孔内，两个夹紧螺钉8通过阀芯6内的螺纹连接夹紧反馈弹簧组件3端头，实现反馈弹簧组件3与阀芯6的连接；阀芯6安装反馈弹簧组件3的槽孔设计成u型槽孔，安装入阀套5后与阀套5内孔壁形成间隙密封将阀体4回油腔与阀芯6的u型槽孔容腔进行密封隔离，同时阀套5装入阀体4中也采用了间隙密封将喷嘴2、接受器3容腔与阀体4回油腔进行了隔离；阀体4设计了独立流道，将喷嘴2射流油液引流至滤油器7处，通过滤油器7将油液引入阀体4回油口，当发生回油压力大于先导级压力时，回油介质通过滤油器7过滤阻挡污染物，保证了喷嘴2、接受器不受污染；同时反馈弹簧组件3安装在与阀体4回油腔密封隔离的阀芯6u型槽孔内，避免了紊流场对其的干扰，提升了伺服阀的控制精度，提高了伺服阀可靠性及使用寿命。


技术特征：
1.一种闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构，包括伺服阀力矩马达、阀芯、阀套、阀体、喷嘴、接受器、反馈弹簧组件，喷嘴、接受器，其特征在于：阀芯内设有安装反馈弹簧组件的u型槽口，阀芯装入阀套后与阀套内孔壁形成间隙密封，将阀体回油腔与阀芯的u型槽口容腔进行密封隔离，阀套与阀体之间采用间隙密封连接，将喷嘴、接受器所在的容腔与阀体回油腔进行隔离；阀体设有独立流道，用于将喷嘴射流油液引流至滤油器处，通过滤油器将油液引入阀体回油口。2.根据权利要求1所述的闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构，其特征在于：反馈弹簧组件安装在与阀体回油腔密封隔离的阀芯u型槽口内，能避免紊流场对其的干扰，提升伺服阀的控制精度及可靠性和使用寿命。3.根据权利要求1所述的闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构，其特征在于：反馈弹簧组件端头插入阀芯槽孔内，两个夹紧螺钉通过阀芯内的螺纹连接夹紧反馈弹簧组件端头，实现反馈弹簧组件与阀芯的连接。4.根据权利要求1所述的闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构，其特征在于：当发生回油压力大于先导级压力时，回油介质通过滤油器过滤阻挡污染物，能保证喷嘴、接受器不受污染。

技术总结
本发明涉及一种闭式防回油污染的射流管电液伺服阀结构，阀芯内设有安装反馈弹簧组件的U型槽口，阀芯装入阀套后与阀套内孔壁形成间隙密封，将阀体回油腔与阀芯的U型槽口容腔进行密封隔离，阀套与阀体之间采用间隙密封连接，将喷嘴、接受器所在的容腔与阀体回油腔隔离；阀体设有独立流道，将喷嘴射流油液引流至滤油器处，通过滤油器将油液引入阀体回油口。本发明设计了密封隔离结构将反馈弹簧组件与伺服阀滑阀回油流场容腔进行隔离，防止了紊流流场直接干扰反馈弹簧组件，改善反馈杆受力状态；设计了单独流道将喷嘴输出的射流油液引至回油口并增加了滤油器结构，有效防止伺服阀射流级(喷嘴、接受器)被回油污染，提高伺服阀可靠性及使用寿命。靠性及使用寿命。靠性及使用寿命。


技术研发人员：张宪 金瑶兰 丁建军 朱可 渠立鹏
受保护的技术使用者：上海衡拓液压控制技术有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/8/24