閥芯內直動導控機構及流體控制閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及流體傳動及控制領域，特別地，涉及一種閥芯內直動導控機構及流體控制閥。
【背景技術】
[0002]流體控制閥在流體控制系統中被用來調節流體的壓力、流量和方向，保證執行元件按照要求進行工作。流體控制閥的基本結構包括:閥芯、閥體和驅動閥芯在閥體內做相對運動的裝置。流體控制閥的基本工作原理:利用閥芯在閥體內作相對運動來控制閥口的開度或者通斷，實現壓力、流量和方向的控制；且流經閥口的流量與閥口前后壓力差以及閥口過流面積有關，始終滿足壓力流量方程。
現有的高壓、大流量流體控制閥特別是液壓閥通常采用兩級或者三級的結構形式。以下以兩級液壓閥的結構為例進行說明，現有的兩級液壓閥一般采用一只主閥與一只導閥相疊加的形式構成，兩只閥中間通過增加位移一力轉換機構或者通過外加電氣裝置來實現導閥對主閥芯的位置伺服控制，具體結構如圖1、圖2所示。其中，圖1示出了的現有技術中兩級比例閥的結構示意圖，包括:導閥體101、先導控制閥芯102、比例電磁鐵103、主閥體104和主閥閥芯105。圖2示出了現有技術中兩級伺服閥的結構示意圖，包括:導閥體201、先導控制閥芯202、比例電磁鐵203、位移傳感器204、主閥體205和主閥閥芯206。從上述兩圖可知，現有技術中導閥體和主閥體均為相對獨立的結構，兩者以疊加的形式與其它構件組成流體控制閥整體。
在實現本發明過程中，發明人發現現有流體控制閥的結構形式至少存在如下問題:一、由于采用導閥體和主閥體相疊加的形式，流體控制閥的整體體積是兩只閥外形體積之和，從而增加了流體控制閥的安裝體積和重量。二、由于導閥體和主閥體之間需要增加位移一力轉換機構或電氣裝置以實現導閥對主閥芯的位置伺服控制，導致控制閥整體的結構復雜化，增加了加工制造難度，同時也增加了控制閥的制造成本；三、由于各構件的加工精度問題，不易提高導閥對主閥芯的導控精度。
總之，需要本領域技術人員迫切解決的一個技術問題就是:如何能夠提供一種結構簡單、外形尺寸小、位置控制精度高的流體控制閥。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種閥芯內直動導控機構和流體控制閥，能夠減小大流量流體控制閥的外形尺寸，簡化閥芯結構，并且提高導閥對主閥芯的位置控制精度。
為了解決上述問題，一方面提供了一種閥芯內直動導控機構，包括:主閥閥芯和導閥閥芯，所述主閥閥芯上間隔設置有數個軸向排列的環形槽；所述主閥閥芯的中心沿軸線方向開設有與所述主閥閥芯一端連通的安裝孔；所述導閥閥芯嵌套于所述安裝孔內；所述安裝孔的側壁上開設有一組沿周向分布的第一控制窗口和一組沿周向分布的第二控制窗口； 所述導閥閥芯上設置有一個環形槽，所述環形槽的兩端設置有左控制端和右控制端，所述導閥閥芯內開設有貫通的中心孔，所述環形槽底部開設有數個沿周向分布的、與所述中心孔連通的通孔；
所述第一控制窗口和第二控制窗口在所述導閥閥芯移動過程中分別與所述導閥閥芯的左控制端和右控制端形成通流面積變化的截流窗口，從而實現導閥對所述主閥閥芯任意位置的控制。
可選的，在所述主閥閥芯上開設的安裝孔占主閥閥芯的一部分；主閥閥芯的剩余部分為實心體。
可選的，所述安裝孔的長度等于主閥本體的整體長度，主閥閥芯的另一端封閉。
可選的，在所述主閥閥芯上開設的安裝孔占主閥閥芯的一部分；主閥閥芯的剩余部分開設有第一中心通孔和周向分布的、與所述第一中心通孔垂直連通的數個第一通孔；所述安裝孔與所述第一中心通孔不連通。
可選的，所述第一中心通孔與所述主閥閥芯的另一端連通；該主閥閥芯的另一端設有閥芯堵頭。
可選的，所述第一中心通孔的兩端均封閉。
可選的，所述導閥閥芯在安裝孔內向左移動過程中，所述左控制端的內側邊緣與第一控制窗口內側邊緣形成微小截流窗口 ；所述導閥閥芯在安裝孔內向右移動過程中，所述右控制端的內側邊緣與所述第二控制窗口的內側邊緣形成微小截流窗口。
可選的，所述導閥閥芯在安裝孔內向左移動過程中，所述右控制端的外側邊緣與第二控制窗口外側邊緣形成微小截流窗口 ；所述導閥閥芯在安裝孔內向右移動過程中，所述左控制端的外側邊緣與所述第一控制窗口的外側邊緣形成微小截流窗口。
另一方面，還提供了一種流體控制閥，包括:閥體和上述任一所述的閥芯內直動導控機構；所述閥體具有貫通的閥腔，該閥腔的內壁上開設有若干貫穿所述閥體兩側的流體通路；所述閥芯內直動導控機構置于所述閥腔內，閥芯的左端面和一環面與所述閥腔的兩端分別形成敏感腔和右閥腔；所述敏感腔的閥芯左端面的面積大于形成所述右閥腔的閥芯環面的面積；
當所述導閥閥芯有一個直線運動輸入后，所述第一控制窗口和第二控制窗口在所述導閥閥芯移動過程中分別與所述導閥閥芯的左控制端和右控制端形成截流窗口的通流面積發生變化，進而改變所述敏感腔的壓力，從而實現導閥對所述主閥閥芯任意位置的控制。
可選的，所述流體控制閥具體為液壓閥。
與現有技術相比，上述技術方案中的一個技術方案具有以下優點:
本發明提供的閥芯內直動導控機構是在主閥閥芯的內部嵌套導閥閥芯，用主閥閥芯來充當導閥的閥體，與現有導控結構相比，結構簡化，削減了構件數目，不僅縮小了流體控制閥的體積還有效減輕了控制閥的重量。
另外，本發明提供的閥芯內直動導控機構不需要外加另外的機構就可以實現位置反饋，相比傳統流體控制元件省去了位移一力轉換機構，因而降低了加工制造難度，進而降低了生產成本。
此外，本發明提供的流體控制閥的閥芯內直動導控機構，通過內置的導閥閥芯在安裝孔中作直線運動調節敏感腔的流體壓力，進而連續調節左右閥腔的壓力差，實現主閥閥芯在閥體內做直線運動，從而提高了導閥對主閥芯的位置控制精度。
【附圖說明】
[0004]圖1是現有技術中比例閥的結構示意圖；
圖2是現有技術中伺服閥的結構示意圖；
圖3是本發明閥芯內直動導控機構實施例一的剖視圖；
圖4-1是本發明閥芯內直動導控機構實施例一的主閥閥芯的結構TK意圖一；
圖4-2是本發明閥芯內直動導控機構實施例一的主閥閥芯的結構示意圖二 ；
圖4-3是本發明閥芯內直動導控機構實施例一的主閥閥芯的剖視圖；
圖5是本發明閥芯內直動導控機構實施例一的導閥閥芯的結構TK意圖；
圖6是本發明流體控制閥實施例一的結構示意圖；
圖7-1是本發明流體控制閥實施例一在平衡狀態下的示意圖；
圖7-2是本發明流體控制閥實施例一在導閥閥芯向左移動時的工作示意圖；
圖7-3是本發明流體控制閥實施例一在導閥閥芯向右移動時的工作示意圖；
圖8是本發明閥芯內直動導控機構實施例二的剖視圖；
圖9-1是本發明閥芯內直動導控機構實施例二的主閥閥芯的結構示意圖一；
圖9-2是本發明閥芯內直動導控機構實施例二的主閥閥芯的結構示意圖二 ；
圖10是本發明流體控制閥實施例二的結構示意圖；
圖11-1是本發明流體控制閥實施例二在平衡狀態下的示意圖；
圖11-2是本發明流體控制閥實施例二在導閥閥芯向左移動時的工作示意圖；
圖11-3是本發明流體控制閥實施例二在導閥閥芯向右移動時的工作示意圖；
圖12是本發明閥芯內直動導控機構實施例三的剖視圖；
圖13-1是本發明閥芯內直動導控機構實施例三的主閥閥芯的結構示意圖一；
圖13-2是本發明閥芯內直動導控機構實施例三的主閥閥芯的結構示意圖二 ；
圖13-3是本發明閥芯內直動導控機構實施例三的主閥閥芯的剖視圖；
圖14是本發明流體控制閥實施例三的結構示意圖；
圖15-1是本發明流體控制閥實施例三在平衡狀態下的示意圖；
圖15-2是本發明流體控制閥實施例三在導閥閥芯向左移動時的工作示意圖；
圖15-3是本發明流體控制閥實施例三在導閥閥芯向右移動時的工作示意圖。
附圖標記說明:
[0005]I一第一主閥閥芯；2—導閥閥芯；11—第一環形槽；12—安裝孔；13—第一控制窗口 ；14一第二控制窗口 ；21—第二環形槽；22—左控