1申请分类比重统计
从申请的分类比重来看,动圈式电液伺服阀技术的专业申请量仅占总数的9%,相对最少,这可能是由于其相较于永磁式电液伺服阀技术,在性能方面存在某些不足,因而导致发展停滞。作为永磁式电液伺服阀技术中的重要分支,喷嘴挡板式电液伺服阀技术的专业申请量较大(占总数的66%),占据了历年专业申请的主导地位,其整体走势直接影响到总申请量走势,因此,喷嘴挡板式电液伺服阀技术以及基于其发展的直动式电液伺服阀技术是电液伺服阀领域的主导技术。作为永磁式电液伺服阀技术中的另一分支,射流管式电液伺服阀技术的专业申请量(占总数的25%)介于动圈式电液伺服阀技术和喷嘴挡板式电液伺服阀技术之间。
2电液伺服阀专业技术发展路线
二战前夕,随着工业发展的需要,液压控制技术得到了第一次快速发展,许多早期的控制阀产品及专业均是这一时代的产物,例如Askania调节器公司发明并申请了射流管阀产品的专业,Foxboro则发明并申请了喷嘴挡板阀产品的专业。二战末期,随着控制理论的成熟以及军事应用的刺激,伺服阀的研制和发展取得了重大的成就。1946年,Raytheon和Bell航空公司发明了带反馈的两级阀;1950年,W.C.Moog发明了单喷嘴两级电液伺服阀;1953-1955年,T.H.Carson发明了机械反馈式两级电液伺服阀;W.C.Moog在单喷嘴两级电液伺服阀的基础上又研发了双喷嘴两级电液伺服阀;1957年,Atchley业用Askania公司的射流管原理研制出了两级射流管电液伺服阀,并于1959年成功研制出三级电反馈伺服阀;1963年,Moog公司推出了首款专为工业场合使用的73系列伺服阀产品;1974年,Moog公司推出了低成本、大流量的三级电反馈伺服阀。当时的电液伺服阀主要用于军事领域,随着太空时代的到来,电液伺服阀又被广泛用于航天领域,并研制出高可靠性的多余度伺服阀等尖端产品。以下选取电液伺服阀技术的重要分支——喷嘴挡板式(包含其基础上发展的直动式)电液伺服阀,按时间顺序详细阐述其技术发展:1951年,Foxboro公司发明并申请了最早的喷嘴挡板阀专业(专业文献公开号US2612185A,下同);1954年,Moog公司对传统的喷嘴挡板阀进行改进,提出了双喷嘴两级电液伺服阀的结构(US2931343A);1956年,Moog公司在双喷嘴两级电液伺服阀中首次引入滑阀机构,以增强高频响应特性(GB845109A);1963年,电液伺服阀开始被研制应用于工业场合(GB957725A);1971年,Moog公司对工业用两级电液伺服阀进行改进,使第二级对第一级反馈形成闭环控制(US3752189A);1975年,Dopt公司创造性的将电液伺服阀的前置级从阀体中独立出来,以提高高压条件下的使用可靠性(GB1389514A);1980年,Moog公司在双喷嘴两级电液伺服阀的基础上,研发了闭环控制的直动式两级电液伺服阀,其具有优秀的抗污染能力以及响应特性(US4338965A);1985年,DowtyHydraulic公司开发出永磁式力矩马达作为电液伺服阀的电-机转换部件,驱动力以及稳定性均得到大大增强(GB2124799A);2002年,Jansen公司提出采用额外的线圈控制电液伺服阀阀芯的运动,以提高响应特性,降低阀芯泄漏的风险(US6786236A);2007年,北京工业大学引入超磁致伸缩材料,业用驱动器的自传感功能,实现对驱动阀芯的精确定位(CN101196200A)。
3结论
输出相应的调制流量和压力的液压控制阀,其同时具有功率放大机构,能够将微弱的电信号转换成大功率的液压信号(流量和压力),具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点。一直以来,伴随着工业自动化水平的不断提升和电液伺服系统应用领域的日益拓宽,人们对于电液伺服阀的性能也不断提出更高的技术要求。因此,可以毫不夸张的说,电液伺服阀的发展历史,本身也是一部力图获得更快速度、更高精度以及更优稳定性的技术创新史。
作者:蒋中立 单位:专业审查协作江苏中心