分流阀控双射流管电液伺服阀
技术领域
本实用新型涉及液压附件技术，特别涉及一种分流阀控双射流管电液伺服阀。
背景技术
射流管电液伺服阀是电液伺服控制系统中的核心元件，广泛应用于船舶、航空、航天及各种工业使用场合。射流管电液伺服阀典型结构是力反馈两级射流管电液伺服阀，这种摆动式单喷嘴结构，造成射流引压管较长且刚性较低，易受环境振动影响；运动部件惯量大、动态响应较慢；反馈杆组件焊接加工难度较大等缺陷，是当前射流管阀研制中难以解决的难点。
实用新型内容
本实用新型针对射流管电液伺服阀的固有缺陷，提出一种射流分流阀，通过把射流管摆动劈尖分流改为双锥阀移动劈环分流，以实现伺服阀前置级双锥阀与双射流管、双射流管喷嘴与双射流接收孔、反馈弹簧组件与控制阀芯等匹配结构的合理性，以解决射流管电液伺服阀的固有缺陷。
本实用新型采用以下技术方案实现上述目的。一种分流阀控双射流管电液伺服阀，包括主阀本体、阀盖和控制阀，所述主阀本体上面凹窝的中间设置有回油口，回油口的两侧设置有第一射流接收孔和第二射流接收孔，凹窝的外侧设置有进油口，控制阀通过螺钉B与主阀本体连接，控制阀的两端连接有比例电磁铁，比例电磁铁上设置有接线盒；控制阀上方的中间进油孔与引压管的一端连接，引压管的另一端与进油口连接；控制阀外装有带接线端子的阀盖，阀盖通过螺钉A与主阀本体连接；主阀本体的阀底面设置有油口P、油口A、油口T 和油口B；
所述控制阀包括呈长方形的阀壳体，阀壳体上方的中间设有进油孔，下方设有对称的通孔，通孔内分别安装有带第一喷嘴的第一射流管和带第二喷嘴的第二射流管，阀壳体内腔中段的内壁安装有呈圆环状的分流劈环，分流劈环的两端为凹面，凹面的中间设置有轴孔，分流劈环的中间设置有通孔，通孔与轴孔垂直交叉，位于分流劈环上方的通孔内安装有密封油塞；阀壳体的内腔安装有双锥阀芯，双锥阀芯由中轴连接两对称的锥体以及锥体外端连接的直柄构成，中轴的中间设置有安装孔，两对称的锥体的锥面相对，且锥体的锥面与分流劈环的凹面相对应匹配；中轴位于轴孔内，且中轴上的安装孔与分流劈环的通孔同轴心，安装孔与反馈弹簧杆的上端连接；
所述控制阀壳体的两端连接有比例电磁铁，比例电磁铁包括支架，支架内的中间设有台阶通孔，外周设有环槽；支架的台阶通孔内安装有衔铁，衔铁的一端与直柄外端连接，另一端与手动推杆连接，手动推杆的外端与端盖连接；支架外周的环槽内安装有线圈，线圈外包裹有外壳，外壳的外周设有接线盒；
所述主阀本体呈长方体，主阀本体内设有阀腔、左油道、右油道、油道A、油道B和横向油道，横向油道与进油口P相通，横向油道的左端与油道A连通，横向油道的右端与油道 B连通；阀腔的两端设置有内螺纹，阀腔内装有阀套；所述主阀芯的外周从左至右依次为凸环体A、左轴、凸环体B、中间轴、凸环体C、右轴和凸环体D，在中间轴的中间设置有盲孔，凸环体A和凸环体D的外周均设有密封槽；所述阀套上从左至右依次分段设有油封环，油封环的外周设有密封槽，两相邻的油封环之间通过隔膜连为一体，阀套从左至右的隔膜上分别设有油孔A、油孔B、油孔C、油孔D、油孔E、油孔F和油孔G；阀套内安装有主阀芯，阀套上的油孔B、油孔C、油孔D、油孔E、油孔F依次与主阀芯上的左轴、凸环体B、中间轴、凸环体C、右轴的位置对应；主阀芯的中间轴上的安装孔与反馈弹簧杆的下端连接，主阀芯的两端设置有挡环；阀腔两端通过内螺纹安装有内端盖，内端盖与主阀芯的端头之间安装有复位弹簧，内端盖与主阀芯的端头之间形成右油室和左油室；回油口通过射流回油道与油口 T连通，第一射流接收孔通过左油道与左油室连通，第二射流接收孔通过右油道与右油室连通；进油口通过射流进油道与油口P连通；第一射流接收孔与第一喷嘴连接，第二射流接收孔与第二喷嘴连接。
进一步，所述分流劈环由上下对称的上劈环和下劈环构成，且由螺钉C固定连接为整体。
本实用新型通过双锥阀芯控制双锥环形缝隙大小，从而实现了控制油液压力和流量的控制，具有引压管较短、刚性强，不易受环境振动影响；运动部件惯量小、动态响应较快；反馈弹簧杆加工难度不高，容易安装；抗污染性能好、可靠性高等优点。为我国国防及航空运输业提供新型、高可靠性的关键伺服元件。
附图说明
图1是射流分流控制方法的原理结构示意图；
图2是本实用新型分流阀控双射流管电液伺服阀的外形立体结构图；
图3是本实用新型中控制阀7与主阀本体1安装结构立体示意图；
图4是本实用新型中主阀本体1顶面立体结构图；
图5是本实用新型中主阀本体1底面立体结构图；
图6是本实用新型的外形结构俯视图；
图7是图6中A-A向剖面结构图；
图8是图6中B-B向剖面结构图；
图9是本实用新型中主阀本体1的油路结构剖视图；
图10是本实用新型中分流劈环25的立体结构图；
图11是本实用新型中双锥阀芯26的立体结构图；
图12是本实用新型中阀芯16结构图；
图13是本实用新型中阀套15结构的剖视图。
图中：1.1-分流阀体，1.2-双锥阀芯，1.3-引压管，1.4-分流劈环，1.5-射流管，A、1.6- 射流管B；
1-主阀本体，2-螺钉A，3-阀盖，4-接线端子，5-比例电磁铁，6-接线盒，7-控制阀，8-引压管，9-螺钉B，10-阀腔；
11-阀底面，110-横向油道，111-油口P，112-油口A，113-油口T，114-油口B,115-油道A,116-油道B；
12-端盖，13-复位弹簧，14-阀套挡环；
15-阀套，150-油封环，151-油孔A，152-油孔B，153-左3油孔C，154-油孔D,155-油孔E，156-油孔F，157-油孔G，158-密封槽，159-隔膜；
16-主阀芯，161-密封槽,162-左轴,163-凸环体B，164-中间轴,165-凸环体C,166-右轴, 167-凸环体D，168-盲孔，169-凸环体A；
17-电磁铁端盖，18-手动推杆，19-衔铁，20-线圈；
21-电磁铁外壳，211-接线柱，22-线圈支架，23-控制阀壳体，24-密封油塞；
25-分流劈环，251-通孔，252-轴孔，253-凹面，254-螺钉C，255-上劈环，255-下劈环；
26-双锥阀芯，261-安装孔，262-中轴，263-锥面，264-直柄；
27-第一射流管，28-第二射流管，29-第二喷嘴，30-第一喷嘴；31-右油道，311-左油道， 32-反馈弹簧杆，33-射流回油道，34-射流进油道，35-第一射流接收孔，36-第二射流接收孔， 37-回油口，38-进油口，39-右油室，40-左油室。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。参见图1至图13，射流分流阀控原理(如图1所示)，射流经引压管1.3穿过分流阀体1.1壳体内中间位置设置的分流劈环1.4，再经分流劈环1.4与安装于分流劈环1.4内的双锥阀芯1.2之间的通道，分别从分流阀体1.1 下方左、右两侧的射流管A1.5、射流管B1.6顶端的喷嘴射出，从而形成双射流管的射流分流输出；当双锥阀芯1.2在分流劈环1.4内左、右移动时，由双锥阀芯1.2与分流劈环1.4之间的通道所构成的左、右环形缝隙发生变化，使射流管A1.5、射流管B1.6输出流量随双锥阀芯1.2左、右位移发生相应的射流变化。
一种分流阀控双射流管电液伺服阀，包括主阀本体1、阀盖3和控制阀7，所述主阀本体 1上面凹窝的中间设置有回油口37，回油口37的两侧设置有第一射流接收孔35和第二射流接收孔36，凹窝的外侧设置有进油口38，控制阀7通过螺钉B9与主阀本体1连接，控制阀7的两端连接有比例电磁铁5，比例电磁铁5上设置有接线盒6；控制阀7上方的中间进油孔与引压管8的一端连接，引压管8的另一端与进油口38连接；控制阀7外装有带接线端子4 的阀盖3，阀盖3通过螺钉A2与主阀本体1连接；主阀本体1的阀底面11设置有油口P111、油口A112、油口T113和油口B114；
所述控制阀7包括呈长方形的阀壳体23，阀壳体23上方的中间设有进油孔，下方设有对称的通孔，通孔内分别安装有带第一喷嘴30的第一射流管27和带第二喷嘴29的第二射流管28，阀壳体23内腔中段的内壁安装有呈圆环状的分流劈环25，分流劈环25的两端为凹面 253，凹面253的中间设置有轴孔252，分流劈环25的中间设置有通孔251，通孔251与轴孔252垂直交叉，位于分流劈环25上方的通孔内安装有密封油塞24；阀壳体23的内腔安装有双锥阀芯26，双锥阀芯26由中轴262连接两对称的锥体263以及锥体263外端连接的直柄 264构成，中轴262的中间设置有安装孔261，两对称的锥体263的锥面相对，且锥体263的锥面与分流劈环25的凹面253相对应匹配；中轴262位于轴孔252内，且中轴262上的安装孔261与分流劈环25的通孔251同轴心，安装孔261与反馈弹簧杆32的上端连接；
所述控制阀壳体23的两端连接有比例电磁铁5，比例电磁铁5包括支架22，支架22内的中间设有台阶通孔，外周设有环槽；支架22的台阶通孔内安装有衔铁19，衔铁19的一端与直柄264外端连接，另一端与手动推杆18连接，手动推杆18的外端与端盖17连接；支架 22外周的环槽内安装有线圈20，线圈20外包裹有外壳21，外壳21的外周设有接线盒6；
所述主阀本体1呈长方体，主阀本体1内设有阀腔10、左油道311、右油道31、油道A115、油道B116和横向油道110，横向油道110与进油口P111相通，横向油道110的左端与油道A115连通，横向油道110的右端与油道B116连通；阀腔10的两端设置有内螺纹，阀腔 10内装有阀套15；所述主阀芯16的外周从左至右依次为凸环体A169、左轴162、凸环体B 163、中间轴164、凸环体C165、右轴166和凸环体D167，在中间轴164的中间设置有盲孔168，凸环体A169和凸环体D167的外周均设有密封槽161；所述阀套15上从左至右依次分段设有油封环150，油封环150的外周设有密封槽158，两相邻的油封环150之间通过隔膜 159连为一体，阀套15从左至右的隔膜159上分别设有油孔A151、油孔B152、油孔C153、油孔D154、油孔E155、油孔F156和油孔G157；阀套15内安装有主阀芯16，阀套15上的油孔B152、油孔C153、油孔D154、油孔E155、油孔F156依次与主阀芯16上的左轴162、凸环体B163、中间轴164、凸环体C165、右轴166的位置对应；主阀芯16的中间轴164上的安装孔168与反馈弹簧杆32的下端连接，主阀芯16的两端设置有挡环14；阀腔10两端通过内螺纹安装有内端盖12，内端盖12与主阀芯16的端头之间安装有复位弹簧13，内端盖 12与主阀芯16的端头之间形成右油室39和左油室40；回油口37通过射流回油道33与油口 T113连通，第一射流接收孔35通过左油道311与左油室40连通，第二射流接收孔36通过右油道31与右油室39连通；进油口38通过射流进油道34与油口P111连通；第一射流接收孔35与第一喷嘴30连接，第二射流接收孔36与第二喷嘴29连接。
进一步，所述分流劈环25由上下对称的上劈环255和下劈环256构成，且由螺钉C254 固定连接为整体。
实施例：本实用新型中的主阀本体1、阀壳体23采用优质钢30#；主阀芯16、双锥阀芯 26、分流劈环25均选用40Cr；阀套阀盖3、端盖12、和挡环14采用碳素钢ZG25；阀套15 选用聚四氟乙烯；比例电磁铁5型号为GP516-S-A；密封件材料选用NBR丁晴橡胶；复位弹簧13选用70钢。主阀本体1和阀壳体23的加工主要在数控铣床上加工完成；主阀芯16、双锥阀芯26、分流劈环25主要由数控车完成。
控制阀7安装时，先将上劈环255与下劈环256对正套在双锥阀芯中轴262上，再用螺钉C254将上劈环255与下劈环256两部分固定，然后将双锥阀芯26及分流劈环25组件与控制阀壳体23阀芯孔同轴对称安装。通孔251、安装孔261及阀壳体23上方的进油孔三孔同轴，上劈环255在上方，下劈环256在下方。
主阀芯16的安装顺序：阀套15对称安装在阀腔10内，阀套15两端用阀套挡环14定位固定。再把主阀芯16安装到阀套15孔中，主阀芯16中间位置的安装孔261与主阀本体1内射流回油道33同轴。油孔B152与左轴162的位置对应，油孔C153与凸环体B163的位置对应，油孔D154与中间轴164的位置对应，油孔E155与凸环体C165的位置对应，油孔F156 与右轴166的位置对应。
控制阀7与主阀本体1部分安装顺序：先将反馈弹簧杆32通过主阀本体1内射流回油道 32插入主阀芯16中部安装孔168。反馈弹簧杆32下端与主阀芯16中间的安装孔168采用螺纹固定连接。再将安装好的控制阀7放置在主阀本体1上表面，反馈弹簧杆32上端插入双锥阀芯26安装孔261，用螺母将反馈弹簧杆32上端与安装孔261固定。安装时孔261、孔168同轴。第一射流接收孔35与第一喷嘴30连接，第二射流接收孔36与第二喷嘴29连接。然后将密封油塞24装入上劈环255的通孔251内。
将引压管8的一端与控制阀壳体23的上表面进油孔采用管路接头固定连接，引压管8另一端与主阀本体1上表面进油口38采用管路接头固定连接。
将比例电磁铁5放置在主阀本体1上表面，支架22的台阶通孔与控制阀壳体23阀芯孔同轴，衔铁19与双锥阀芯26相接。再将支架22安装侧面与控制阀壳体23侧面用螺丝固定连接。控制阀7另一侧的比例电磁铁5安装过程与上述安装过程相同。
最后安装阀盖3，先将接线端子4用螺丝固定连接在阀盖3的外侧安装位置，再用导线将接线盒6的接线柱211与接线端子4中位于阀盖3内侧的端子连接，最后将阀盖3用螺钉A2 固定连接在主阀本体1上表面。
本分流阀控双射流管电液伺服阀的工作过程由控制阀7及主阀本体1联合控制实现。其控制方案采用两级控制：
第一级为控制级(先导级)，控制回路由射流进油道34、引压管8、控制阀7、第一射流管27、第二射流管28、第二喷嘴29、第一喷嘴30、第一射流接收孔35、第二射流接收孔 36、右、左油道31、311和左、右油室40、39组成。控制油液从油口P111引入，经横向油道110进入射流进油道34，再经引压管8进入控制阀7。油液经控制阀7的双锥环形缝隙后，分成左、右两路射流。左路射流经过第一射流管27从第一喷嘴30射出，再进入第一射流接收孔35，经左油道311后再通过阀套15的油孔A151进入左油室40，压力油对主阀芯16产生向右的液压力；右路射流经过第二射流管28从第二喷嘴29射出，进入第二射流接收孔36，经右油道31后再通过阀套15的油孔G157进入右油室39，压力油对主阀芯16产生向左的液压力。
当控制阀7左侧环形缝隙增大时，上述左路射流压力、流量增大，右路射流压力、流量减小，左油室40体积增大，右油室39体积减小，形成左油室40进油，右油室39回油的工况。右油室39的油液经右油道31反向流出，经回油口37进入射流回油道33，再通过阀套 15的油孔D154后，从油口T113流出。同理，当控制阀7内右侧环形缝隙增大时，上述右路射流压力、流量增大，左路射流压力、流量减小，右油室39体积增大，左油室40体积减小，形成右油室39进油，左油室40回油的工况。左油室40的油液经左油道311反向流出，经回油口37进入射流回油道33，再通过阀套15的油孔D154后，从油口T113流出。
第二级为主阀级(功率级)。主阀本体1的阀底面11设置有油口P111、油口A112、油口T113和油口B114。油液从油口P111进入，经过横向油道110后分成左、右两路。左路油液向左进入油道A115，再通过阀套15与凸环体B163左侧之间的环形缝隙从油口A112流出；右路油液向右进入油道A116，再通过阀套15与凸环体C165右侧之间的环形缝隙从油口B114 流出。
控制过程：当左比例电磁铁5电流增加时，其通电线圈所产生的磁力比例增大，电磁铁 5中的衔铁19向右移动，推动双锥阀芯26向右移动，在固定分流劈环25作用下，左侧环形缝隙减小，右侧环形缝隙增大。第一射流管27的流量和压力减小，第二射流管28的流量和压力增大。第二油室39的压力增大和左油室40压力减小，使主阀芯16向左移动，从而使主阀油口B114流量输出增大，油口A112输出流量减小。主阀芯16向左移动过程中，其位移通过反馈弹簧杆32反馈至双锥阀芯26中部。在反馈弹簧杆32弹簧力的作用下，使双锥阀芯 26向左返回，又使第一射流管27中压力、流量增加，射流管28压力、流量减小，最后使主阀芯16向右回到中位。
当右侧的比例电磁铁5电流增加时，双锥阀芯26及主阀芯16的联合控制的过程与上述过程相反。
上述工作过程中，双锥阀芯26的位移与比例电磁铁5电流成比例变化，在反馈弹簧杆 32弹簧力的作用下，使主阀芯16的位移与比例电磁铁5电流也成比例变化，构成主阀芯位移与弹簧力反馈回路。
本实用新型通过双锥阀芯控制双锥环形缝隙大小，实现了射流压力和流量与电磁铁输入电流成比例变化，最终实现了主阀芯16的位移与比例电磁铁5的输入电流成比例变化。具有以下突出优点：引压管8位置固定、容易安装，不易受环境振动影响；第一射流管27和第二射流管28短且位置固定，刚性强，不易受环境振动影响；双锥阀芯26惯量小、动态响应较快；反馈弹簧杆32为直杆结构，加工难度低，且容易安装；第一、二射流管27、28与第一、二喷嘴30、29距离短，抗污染性能好、可靠性高。可为我国国防及航空运输业提供新型、高可靠性的关键伺服元件。
