CN102720669B - 平面配油的随动旋阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面配油的随动旋阀，包括中心轴、固联的端盖、阀体和底盖，在阀体内的中心轴上通过传动键设有阀芯，在阀芯的两端面上均设有一环槽和对称分布的圆弧形的两配油槽，每道环槽均通过内部油路分别与位于两端面上的一配油槽相连，两道环槽连接不同的两配油槽，与同一环槽相连的两配油槽位于中心轴的两侧；在阀芯两侧的中心轴上均滑动装有浮动侧板，每块浮动侧板内均设有连接油路和数个连接油孔；在端盖和底盖上分别设有油口和数个工作油口，油口分别通过内部油路和相邻浮动侧板内的连接油路与阀芯相邻端面上的环槽连接；在端盖与相邻的浮动侧板之间设有环形的补偿压力油腔。本发明具有随动性好、可靠性高、配油效率高、使用寿命长等优点。

Description

平面配油的随动旋阀

技术领域

   本发明涉及一种用于对液压双作用柱塞马达或泵进行配油的随动旋阀。

背景技术                

传统的柱塞马达（泵）多为单作用机能，既其活塞只有在一个方向运动时做功，而双作用柱塞马达由于具有活塞往返双向做功的特点，其功率密度更大，优越性明显。双作用柱塞马达本身是一个比较前沿的研究课题，由于双作用柱塞马达（泵）配油机构的可靠性直接影响马达或泵能否正常工作以及工作效率，所以，可靠的配油机构是其中的重大难点。国内外很多公司正在对其进行研究，在双作用柱塞马达（泵）的配油方式上，已经实现的主要有凸轮随动机构带动滑阀换向配油、电控滑阀换向配油、随动轴配油等技术，但是，上述机构均有其较大的缺点：滑阀配油方式，在理论上是可行的，但是，由于滑阀本身的可靠性缺陷（如容易发生卡涩、疲劳损坏等）将对双作用柱塞马达（泵）的可靠性带来影响，一旦其中一个滑阀故障将影响整个马达（泵）机构的正常运行及安全，而且，由于每个活塞需要配备一只或者两只滑阀，其成本也较高，多个滑阀的泄漏累积起来，效率也很低；随动轴配油方案虽然解决了滑阀配油的一些可靠性问题，但是，由于无法实现间隙补偿，长期磨损会使间隙增大而影响效率。

发明内容

 本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种平面配油的随动旋阀，它具有随动性好、可靠性高、配油效率高、使用寿命长等优点。 

为达到上述目的，本发明的平面配油的随动旋阀，包括中心轴、固联的端盖、阀体和底盖，中心轴的内端通过轴承装于端盖、阀体和底盖内，中心轴的外端设有传递扭矩的结构，其特征在于在阀体内的中心轴上通过传动键设有阀芯，在阀芯的两端面上均设有一环槽和对称分布的圆弧形的两配油槽，每道环槽均通过内部油路分别与位于两端面上的一配油槽相连，两道环槽连接不同的两配油槽，与同一环槽相连的两配油槽位于中心轴的两侧；在阀芯两侧的中心轴上均滑动装有浮动侧板，每块浮动侧板内均设有连接油路和数个连接油孔，连接油孔的径向位置与阀芯相邻端面上的配油槽的径向位置相对应；在端盖上设有进油口和数个工作油口，进油口通过内部油路和相邻浮动侧板内的所述连接油路与阀芯相邻端面上的环槽连接，在底盖上设有回油口和数个工作油口，回油口通过内部油路和相邻浮动侧板内的所述连接油路与阀芯相邻端面上的环槽连接，端盖与底盖上对应的一工作油口为一组，同组的两工作油口均通过各自的内部油路与相邻浮动侧板内的所述连接油孔相连，同组的两连接油孔在以中心轴为中心的相位角相同；在端盖与相邻的浮动侧板之间设有环形的补偿压力油腔，补偿压力油腔与相邻浮动侧板内所述连接油路相通，补偿压力油腔内设有密封元件；一浮动侧板通过径向定位件与端盖相连，另一浮动侧板通过径向定位件与底盖相连。

上述补偿压力油腔可设于端盖的端面上，所述密封元件为紧贴相邻浮动侧板端面的密封圈，所述径向定位件为连接浮动侧板与端盖或底盖的轴向的定位销；如此可实现端面密封，并由定位销实现定位，避免浮动侧板转动；

上述补偿压力油腔也可设于端盖和相邻浮动侧板二者的相邻端面上，所述密封元件为设于补偿压力油腔内的密封套、设于密封套与端盖及浮动侧板侧壁之间的密封圈；在一浮动侧板的连接油孔与端盖的内部油路的两端面之间设有定位腔，在另一浮动侧板的连接油孔与底盖的内部油路的两端面之间也设有定位腔，所述径向定位件为设于对应定位腔内的定位套，在一定位套与端盖及浮动侧板侧壁之间、在另一定位套与底盖及浮动侧板侧壁之间均还设有密封圈；如此可实现径向密封，且具有更大的轴向补偿能力，并由定位套实现径向定位，避免浮动侧板转动，定位腔还具有辅助的压力补偿功能；

使用时，同组的两工作油口与一双作用油缸的两油口相连，中心轴由外部驱动装置带动旋转，阀芯也同步转动，阀芯两端面上的两配油槽依次与端盖或底盖上的各工作油口接通，同组的两工作油口同时与阀芯两端面上同侧的两配油槽接通，实现按需随动配油，阀芯旋转一周，各双作用油缸的两腔交替进油和排油，实现双向做功；本装置用于液压马达时，从进油口通入的高压油依次进入各双作用油缸，各双作用油缸的活塞驱动马达的输出轴转动，做功后的失压油经回油口排出，本装置用于液压泵时，泵的主轴带动各双作用油缸的活塞往复移动，油缸的两腔交替吸油和排油，回油口作为总吸油口吸油后在分流于各油缸，各油缸排油后汇聚于进油口后排出；

本装置将配油槽设于阀芯的两端面上，便于浮动侧板和补偿压力油腔的安装和设置，整体结构更为简单，补偿压力油腔的受压面积略大于阀芯的压力油腔面积，使之产生的轴向推力始终指向阀芯，阀芯和两侧板可轴向移动，使阀体内的轴向间隙保留在端盖与相邻的浮动侧板之间，使两浮动侧板与阀芯之间的旋转工作面始终保持极小间隙，既能润滑又能控制机构的内泄漏，补偿压力油腔内的密封元件杜绝内、外泄漏，提高了可靠性和配油效率；

作为本发明的进一步改进，在阀芯的两端面上均还设有对称分布的圆弧形的两平衡压力油槽，阀芯每端面上的两平衡压力油槽通过各自的平衡油孔与另一端面上同侧的配油槽相连；平衡压力油槽的产生轴向液压推力可以平衡同侧配油槽产生的轴向液压力，使阀芯两端面均衡受力，避免产生摆动和与浮动侧板的局部接触，使得阀芯转动顺畅，并大大减小磨损，延长使用寿命；

作为本发明的进一步改进，在底盖与相邻的浮动侧板之间也设有环形的补偿压力油腔，该补偿压力油腔与相邻浮动侧板内所述连接油路相通，该补偿压力油腔内设有密封元件；

上述底盖与相邻浮动侧板之间的补偿压力油腔可设于底盖的端面上，该补偿压力油腔内的密封元件为紧贴相邻浮动侧板端面的密封圈；

上述底盖与相邻浮动侧板之间的补偿压力油腔也可设于底盖和相邻浮动侧板二者的相邻端面上，该补偿压力油腔内的密封元件为设于补偿压力油腔内的密封套、设于密封套与底盖及浮动侧板侧壁之间的密封圈；

如此在阀芯两侧的浮动侧板外均设有补偿压力油腔，阀芯和两侧板可轴向双向移动，可实现进油口和回油口的互换，扩大旋阀的使用范围；

作为本发明的进一步改进，所述阀芯的两端面上均设有四道密封槽，每道密封槽内均设有密封圈，四道密封槽分别位于环槽、配油槽和平衡压力油槽的两侧；可进一步调高旋阀的密封性；

作为本发明的进一步改进，在所述每道配油槽的两端均设有节流槽；可避免配油槽与对应环槽在接通或切断时产生困油现象，提高阀芯转动的灵活性；

综上所述，本发明具有随动性好、可靠性高、配油效率高、使用寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明实施例一的主视图。

图2为图1的C-C剖视图。

图3为图2中阀芯的主视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为图3的B-B剖视图。

图6为本发明实施例二的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1至图5所示，该实施例的平面配油的随动旋阀，包括中心轴1、通过数根螺栓固联的端盖2、阀体3和底盖4，中心轴1的内端通过轴承5装于端盖2、阀体3和底盖4内，中心轴1的外端设有键槽等传递扭矩的结构，在阀体3内的中心轴1上通过传动键6设有阀芯7，在阀芯7的上端面上设有一环槽8和对称分布的圆弧形的两配油槽9、10，在阀芯7的下端面上设有一环槽11和对称分布的圆弧形的两配油槽12、13，两端面上的两配油槽9与12、10与13具有相同的相位角，在每道配油槽的两端均设有节流槽18；环槽8通过内部油路14和15分别与位于两端面上的配油槽9和13相连，环槽11通过内部油路16和17分别与位于两端面上的配油槽10和12相连，可以看出，两道环槽8和9连接不同的两配油槽，与同一环槽8或9相连的两配油槽位于中心轴1的两侧；在阀芯7的两端面上均还设有对称分布的圆弧形的两平衡压力油槽19，每端面上的两平衡压力油槽19通过各自的平衡油孔20与另一端面上同侧的配油槽相连；所述阀芯7的两端面上均设有四道密封槽，每道密封槽内均设有密封圈32，四道密封槽分别位于环槽8或11、配油槽和平衡压力油槽19的两侧；在阀芯两侧的中心轴1上均滑动装有浮动侧板21和22，每块浮动侧板内均设有连接油路23和五个连接油孔24，连接油孔24的径向位置与阀芯相邻端面上的配油槽的径向位置相对应；在端盖2上设有油口25和五个工作油口26，油口25通过内部油路和相邻浮动侧板21内的所述连接油路23与阀芯相邻端面上的环槽11连接，在底盖4上设有油口27和五个工作油口28，油口27通过内部油路和相邻浮动侧板22内的所述连接油路23与阀芯相邻端面上的环槽8连接，端盖2与底盖4上对应的一工作油口26和28为一组，同组的两工作油口26和28均通过各自的内部油路与相邻浮动侧板21或22内对应的连接油孔24相连，同组的两连接油孔24在以中心轴为中心的相位角相同；在与浮动侧板21相邻的端盖2的端面上以及与浮动侧板22相邻的底盖4的端面上均设有环形的补偿压力油腔29，补偿压力油腔29与相邻浮动侧板内所述连接油路23相通，补偿压力油腔29内设有紧贴相邻浮动侧板端面的密封圈30，两浮动侧板21、22均通过轴向的定位销31与端盖2或底盖4相连；

使用时，同组的两工作油口26和28与一双作用油缸的两油口相连，本装置用于液压马达时，端盖2和底盖4上的油口25或27，一个作为进油口，另一个则作为回油口，初始状态，阀芯两端面上的配油槽12和9与端盖2或底盖4上的各工作油口26和28接通，高压油经进油口、环槽8或11、配油槽9或12、工作油口28或26进入双作用油缸，双作用油缸的活塞驱动马达输出轴转动，同时中心轴1由马达输出轴带动作随动旋转，阀芯7也同步转动，阀芯两端面上的两配油槽12和13、9和10依次与端盖2或底盖4上的各工作油口26和28接通，同组的两工作油口26和28同时与阀芯两端面上同侧的两配油槽12和9或13和10接通，实现各双作用油缸油路的畅通，从进油口通入的高压油依次进入各双作用油缸，各双作用油缸的活塞继续驱动马达输出轴转动，做功后的失压油经回油口排出，实现按需随动配油，保证马达输出轴与油缸动作的连续性和协调性；阀芯7旋转一周，各双作用油缸的两腔交替进油和排油，实现双向做功；

本装置用于液压泵时，端盖2和底盖4上的油口25或27，一个作为总吸油口，另一个则作为总排油口，泵的主轴带动各双作用油缸的活塞往复移动，油缸的两腔交替吸油和排油，同时中心轴1由泵的主轴带动作随动旋转，阀芯7也同步转动，阀芯两端面上的两配油槽12和13、9和10依次与端盖2或底盖4上的各工作油口26和28接通，同组的两工作油口26和28同时与阀芯两端面上同侧的两配油槽12和9或13和10接通，实现按需随动配油，总吸油口吸油后再通过本装置分流于各油缸，各油缸排油后再通过本装置汇聚于总排油口后排出；

本装置将配油槽9、10、12、13设于阀芯7的两端面上，便于浮动侧板21、、22和补偿压力油腔29的安装和设置，整体结构更为简单，端盖2上的油口25和底盖4上的油口27作为进油口和回油口可以互换，补偿压力油腔29的受压面积略大于阀芯7的压力油腔面积，一侧的补偿压力油腔29与进油口相通，其产生的轴向推力始终指向阀芯7，阀芯7和两浮动侧板21和22可轴向移动，使阀体3内的轴向间隙保留在端盖2与浮动侧板21或底盖4与浮动侧板22之间，使两浮动侧板21、22与阀芯7之间的旋转工作面始终保持极小间隙，既能润滑又能控制机构的内泄漏，补偿压力油腔29内的密封圈32杜绝内、外泄漏，提高了可靠性和配油效率；平衡压力油槽19与另一端面上同侧的配油槽相连，其的产生轴向液压推力可以平衡同侧配油槽产生的轴向液压力，使阀芯7两端面均衡受力，避免产生摆动和与浮动侧板21或22的局部接触，使得阀芯转动顺畅，并大大减小磨损，延长使用寿命；四道密封圈32可进一步调高旋阀的密封性，每道配油槽两端的节流槽18可避免配油槽与对应环槽在接通或切断时产生困油现象，提高阀芯转动的灵活性。

实施例二

如图6所示，该实施例与实施例一的区别在于：在端盖2与浮动侧板21二者的相邻端面上、在底盖4与相邻浮动侧板22二者的相邻端面上均设有补偿压力油腔33，在补偿压力油腔33内均设有密封套34，在密封套34与端盖2及浮动侧板21侧壁之间设有密封圈，在密封套34与底盖4及浮动侧板22侧壁之间也设有密封圈；在每块浮动侧板21、22的连接油孔24与端盖2或底盖4的内部油路的两端面之间均设有定位腔，在定位腔内均设有定位套35，在定位套35与端盖2及浮动侧板21侧壁之间、在定位套35与底盖4及浮动侧板22侧壁之间均还设有密封圈；其它结构均与实施例一相同；

此补偿压力油腔33为径向密封结构，密封套34在轴向有较大的行程，具有更大的轴向补偿能力，即使浮动侧板21或22的磨损量较大，补偿压力油腔33内的液压油使两浮动侧板21、22与阀芯7之间的旋转工作面始终保持极小间隙，内泄漏不会发生变化；定位套35实现径向定位，定位腔还具有辅助的压力补偿功能。

本发明不限于上述实施方式，如端盖2与底盖4上的工作油口的数量根据需要还可设置更多，如工况决定无需交换进油口和回油口，则只需在一浮动侧板的外侧设置补偿压力油腔，但它们均落入本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种平面配油的随动旋阀，包括中心轴、固联的端盖、阀体和底盖，中心轴的内端通过轴承装于端盖、阀体和底盖内，中心轴的外端设有传递扭矩的结构，其特征在于在阀体内的中心轴上通过传动键设有阀芯，在阀芯的两端面上均设有一环槽和对称分布的圆弧形的两配油槽，每道环槽均通过内部油路分别与位于两端面上的一配油槽相连，两道环槽连接不同的两配油槽，与同一环槽相连的两配油槽位于中心轴的两侧；在阀芯两侧的中心轴上均滑动装有浮动侧板，每块浮动侧板内均设有连接油路和数个连接油孔，连接油孔的径向位置与阀芯相邻端面上的配油槽的径向位置相对应；在端盖上设有进油口和数个工作油口，进油口通过内部油路和相邻浮动侧板内的所述连接油路与阀芯相邻端面上的环槽连接，在底盖上设有回油口和数个工作油口，回油口通过内部油路和相邻浮动侧板内的所述连接油路与阀芯相邻端面上的环槽连接，端盖与底盖上对应的一工作油口为一组，同组的两工作油口均通过各自的内部油路与相邻浮动侧板内的所述连接油孔相连，同组的两连接油孔在以中心轴为中心的相位角相同；在端盖与相邻的浮动侧板之间设有环形的补偿压力油腔，补偿压力油腔与相邻浮动侧板内所述连接油路相通，补偿压力油腔内设有密封元件；一浮动侧板通过径向定位件与端盖相连，另一浮动侧板通过径向定位件与底盖相连。

2. 如权利要求1所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于所述补偿压力油腔设于端盖的端面上，所述密封元件为紧贴相邻浮动侧板端面的密封圈，所述径向定位件为连接浮动侧板与端盖或底盖的轴向的定位销。

3. 如权利要求1所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于所述补偿压力油腔设于端盖和相邻浮动侧板二者的相邻端面上，所述密封元件为设于补偿压力油腔内的密封套、设于密封套与端盖及浮动侧板侧壁之间的密封圈；在一浮动侧板的连接油孔与端盖的内部油路的两端面之间设有定位腔，在另一浮动侧板的连接油孔与底盖的内部油路的两端面之间也设有定位腔，所述径向定位件为设于对应定位腔内的定位套，在一定位套与端盖及浮动侧板侧壁之间、在另一定位套与底盖及浮动侧板侧壁之间均还设有密封圈。

4. 如权利要求1至3任一所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于在阀芯的两端面上均还设有对称分布的圆弧形的两平衡压力油槽，阀芯每端面上的两平衡压力油槽通过各自的平衡油孔与另一端面上同侧的配油槽相连。

5. 如权利要求1至3任一所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于在底盖与相邻的浮动侧板之间也设有环形的补偿压力油腔，该补偿压力油腔与相邻浮动侧板内所述连接油路相通，该补偿压力油腔内设有密封元件。

6. 如权利要求5所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于所述底盖与相邻浮动侧板之间的补偿压力油腔设于底盖的端面上，该补偿压力油腔内的密封元件为紧贴相邻浮动侧板端面的密封圈。

7. 如权利要求5所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于所述底盖与相邻浮动侧板之间的补偿压力油腔设于底盖和相邻浮动侧板二者的相邻端面上，该补偿压力油腔内的密封元件为设于补偿压力油腔内的密封套、设于密封套与底盖及浮动侧板侧壁之间的密封圈。

8. 如权利要求6至7任一所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于在阀芯的两端面上均还设有对称分布的圆弧形的两平衡压力油槽，阀芯每端面上的两平衡压力油槽通过各自的平衡油孔与另一端面上同侧的配油槽相连。

9. 如权利要求8所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于所述阀芯的两端面上均设有四道密封槽，每道密封槽内均设有密封圈，四道密封槽分别位于环槽、配油槽和平衡压力油槽的两侧。

10. 如权利要求9所述的平面配油的随动旋阀，其特征在于在所述每道配油槽的两端均设有节流槽。