CN107420364A - 旋转换向阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转换向阀，包括阀体、阀芯、两端盖和连接轴，阀芯置于阀体内，在阀体的侧壁上设有主进油口P、工作油口和主出油口T，在阀芯上设有连通工作油口和主进油口P的进油通道及连通工作油口和主出油口T的出油通道，连接轴与阀芯连接驱动阀芯在阀体内旋转控制油路的连通换向，在与主进油口P和主出油口T对应的阀芯上分别布置有一圈环形槽，进油通道和出油通道在阀芯纵截面上均呈凵形并分别连通对应的环形槽和工作油口，进油通道至少有两个且在阀芯横截面上呈环形阵列布置，出油通道至少有两个且在阀芯横截面上呈环形阵列布置，进油通道和出油通道在阀芯横截面上依次交替布置。本发明径向力平衡，属阀体内的换向，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转换向阀。
背景技术
换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀，它是实现液压油流的沟通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。一般情况下，液压换向阀都是通过阀芯的左右滑动来控制阀体内部油道的通断，从而控制执行机构的运动方向。在一些工程机械中（例如液压破碎锤、液压打桩机等），要求其执行机构来回换向的频率比较高，如果仍然采用阀芯左右滑动方式来控制换向，则对控制技术要求较高。由于阀芯本身存在一定的惯性，且时刻处在加速、减速的状态，再加上阀芯本身的不确定因素（如阀芯发卡等），增加了与执行机构的匹配难度。为解决上述问题，转阀式换向阀应运而生。
然而，阀芯在旋转过程中会通过油路对阀体及阀芯施加一径向力，在径向力不平衡的状况下旋转会对阀体及阀芯造成冲击磨损，从而影响阀的使用寿命。因此，现有的转阀式换向阀基本都是采用通过阀芯正反转动一个角度改变油路连通的形式，换向连续性差。
申请公布号为CN201610563269.X的中国专利申请，公开了一种单电机驱动单阀芯旋转式液压阀，其包括角位移传感器、电机、阀体、阀芯、压力传感器、弹簧挡圈、压盖和控制器；电机转动带动阀芯转动，阀芯转动使第一贯穿孔与回油T贯穿孔连通，或者使U型槽与工作B贯穿孔和压力P贯穿孔连通，或者使第二贯穿孔与工作A贯穿孔连通，其只具备通过旋转控制单个油路的连通或封闭，不能实现油路的换向，仍然不能解决现有转阀式换向阀存在的上述问题。
授权公布号为CN205823771U的中国专利，公开了一种2位4通旋转换向阀，其中电机座上安装有电机减速机，电机座通过螺钉固定于阀体上，电机减速机输出轴与阀芯连接；阀芯水平位置上开有两组相互垂直且不交叉的阀芯通孔，阀体的正面与背面分别开有4个阀体通孔，阀体通孔与阀芯通孔相对应；阀体背面4个通孔通过外螺纹直通管接头与液体动力端连接，阀体正面的4个阀体通孔两个一组分别通过外螺纹直通管接头与工作载荷连接。其换向功能的实现主要是靠阀体正面及背面8个通孔与液体动力端及工作载荷连接的循序决定，属于阀体外的换向，需要在阀体外增加额外的配套设施才能实现换向功能，使用面积大，成本高，当与工作载荷连接的同一组通孔同时连接在供油口上时，无论阀芯怎么旋转，都无法实现油路的换向，因此对油路的连接要求也高，不适合低成本生产及快速运用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过阀芯按一定速度沿一个方向不断旋转且径向力平衡，实现阀体内连续换向功能的旋转换向阀。
本发明提供的这种旋转换向阀，包括阀体、阀芯、两端盖和连接轴，阀芯置于阀体内，在阀体的侧壁上设有主进油口P、若干工作油口和主出油口T，在阀芯上设有连通工作油口和主进油口P的进油通道及连通工作油口和主出油口T的出油通道，连接轴与阀芯连接驱动阀芯在阀体内旋转控制油路的连通换向，在与主进油口P和主出油口T对应的阀芯上分别布置有一圈环形槽，所述进油通道和出油通道在阀芯纵截面上均呈凵形并分别连通对应的环形槽和工作油口，进油通道至少有两个且在阀芯横截面上呈环形阵列布置，出油通道至少有两个且在阀芯横截面上呈环形阵列布置，进油通道和出油通道在阀芯横截面上依次交替布置。
为使本发明阀芯不会产生轴向力，所述阀芯端面与端盖间隙连接，在该端的阀芯外圆柱面上设有一圈沉台，在阀体的侧壁上设有与该沉台相接的卸油口L。
为方便本发明阀体上工作油口的加工定位，所述工作油口沿阀体轴向布置于主进油口P和主出油口T之间，在与工作油口对应的阀芯外圆柱面上设有若干凹槽，进油通道和出油通道分别连通对应的环形槽和凹槽，通过调整阀芯上凹槽的开口弧长，可以起到执行机构来回换向缓冲的作用。
为方便本发明的阀芯加工，在所述阀芯的两端的轴心处均开有一盲孔，在阀芯两端分别连接有密封盲孔的堵头，各进油通道公用一盲孔，各出油通道公用另一盲孔。
所述工作油口包括在阀体横截面上呈90°夹角布置的油口A和油口B，进油通道有两个并对称布置在阀芯上，出油通道有两个并对称布置在阀芯上，进油通道和出油通道在阀芯横截面上呈依次交替的90°夹角布置，凹槽有四个并分别与各进油通道和出油通道连通。
为方便本发明阀体上工作油口的定位，所述阀体横截面采用方形，所述油口A和油口B设在阀体相邻两侧壁的中心上。
所述工作油口包括在阀体横截面上依次呈60°夹角布置的油口A1、油口B1和油口A2，进油通道有两个并对称布置在阀芯上，出油通道有两个并对称布置在阀芯上，进油通道和出油通道在阀芯横截面上呈60°夹角布置，凹槽有四个并分别与各进油通道和出油通道连通。
为方便本发明阀体上工作油口的定位，所述阀体横截面采用圆形。
所述工作油口包括在阀体横截面上依次呈60°夹角布置的油口A3、油口B3和油口A4，进油通道有三个并呈环形阵列的布置在阀芯上，出油通道有三个并呈环形阵列的布置在阀芯上，进油通道和出油通道在阀芯横截面上呈依次交替的60°夹角布置，凹槽有六个并分别与各进油通道和出油通道连通。
为方便本发明阀体上工作油口的定位，所述阀体横截面采用圆形。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、通过在阀芯上与主进油口P和主出油口T对应处布置环形槽，并将进油通道和出油通道均至少设成两个且在阀芯横截面上呈环形阵列布置，不论是进油还是出油，都可以通过环形槽布满相应的通道，而环形陈列布置又可使各通道的油液对阀芯的径向力进行平衡抵消，有效阻止了阀芯因连续旋转而产生的剧烈磨损，更加可靠实用。
2、通过阀芯转动的方式，改变阀体内部油道的通断及换向，从而控制执行机构的不断来回换向，不论液体动力端接在主进油口P还是主出油口T，都可以实现阀体内的换向功能，既不需要再增加额外的配套设施，成本低，减少了使用面积，对油路的连接方向性要求也不高，利于快速化生产。
本发明结构简单，易加工，成本低，兼具手动和电动的双优点，通过液压阀控制执行机构的往返运动更加方便，控制方式更简单，更合理实用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一。
图2为图1 C-C处结构示意图。
图3为图1 D-D处结构示意图。
图4为图1 E-E处结构示意图。
图5为图1 F-F处结构示意图。
图6为本发明的结构示意图二。
图7为图6 G-G处结构示意图。
图8为图6 H-H处结构示意图。
图9为图6 I-I处结构示意图。
图10为本发明的结构示意图三。
图11为图10 J-J处结构示意图。
图12为图10 K-K处结构示意图。
图13为图10 L-L处结构示意图。
图中示出的标记及所对应的构件名称为：1、阀体；2、阀芯；3、端盖；4、连接轴；5、堵头；21、进油通道；22、出油通道；23、环形槽；24、凹槽；25、盲孔；26、沉台；27、密封圈；31、端盖螺栓；32、O形圈；41、定位销。
具体实施方式
从图1至图13可以看出，本发明这种旋转换向阀，包括阀体1、阀芯2、端盖3和连接轴4，其中，端盖3包括左端盖和右端盖，该左、右端盖均通过若干端盖螺栓31固接在阀体1两端，阀芯2安装在阀体1内，在阀芯2左端的外圆柱面与阀体1之间设有一密封圈27，在阀体1的侧壁上设有主进油口P、若干工作油口和主出油口T，工作油口沿阀体1轴向布置于主进油口P和主出油口T之间，在阀芯2上设有连通工作油口和主进油口P的进油通道21及连通工作油口和主出油口T的出油通道22，在与主进油口P和主出油口T对应的阀芯2上分别布置有一圈环形槽23，进油通道21至少有两个且在阀芯2的横截面上呈环形阵列布置，出油通道22至少有两个且在阀芯2的横截面上呈环形阵列布置，进油通道21和出油通道22在阀芯2的横截面上依次交替布置，进油通道21和出油通道22在阀芯2的纵截面上均呈凵形，连接轴4伸入左端盖并通过一定位销41与阀芯2固定连接，连接轴4旋转驱动阀芯2在阀体1内转动，控制进油通道21和出油通道22分别连通对应的环形槽23和工作油口，实现旋转换向。
从图1至图13可以看出，本发明阀芯2的右端面与右端盖间隙连接，右端盖通过一O形圈32与阀体1密封连接，在与工作油口对应的阀芯2外圆柱面上设有若干凹槽24，在阀芯2的两端的轴心处均开有一盲孔25，在右端的阀芯2外圆柱面上设有一圈沉台26，在阀体1的侧壁上设有与该沉台26相接的卸油口L，进油通道21和出油通道22分别连通对应的环形槽23和凹槽24，在阀芯2两端分别螺纹连接有密封盲孔25的堵头5，各进油通道21公用阀芯左端的盲孔，各出油通道22公用阀芯右端的盲孔。
在本发明中，可通过调整凹槽24的开口弧长，使执行机构来回换向得到一定的缓冲。
在本发明中，连接轴4与外界的连接方式不局限于平键连接，也可以采用花键、螺纹连接、定位销连接。
实施例一
以二位四通换向阀为例，从图1至图5可以看出，本发明阀体1横截面采用方形，工作油口包括油口A和油口B，油口A和油口B设在阀体1相邻两侧壁的中心上并在阀体1横截面上呈90°夹角布置的，进油通道21有两个并对称布置在阀芯2上，两进油通道21公用阀芯2左端的盲孔25在阀芯纵截面上呈H形，出油通道22有两个并对称布置在阀芯2上，两出油通道22公用阀芯2右端的盲孔25在阀芯纵截面上呈H形，进油通道21和出油通道22在阀芯2的横截面上呈依次交替的90°夹角布置，凹槽24有四个并分别与各进油通道21和出油通道22连通。
本实施例的旋转换向过程如下：
1、将连接轴4与电动机或减速机连接。
2、启动电动机或减速机，连接轴4带动阀芯2沿一个方向连续转动。
3、阀芯2从0°旋转到90°时，阀芯2的进油通道21连通与主进油口P对应的环形槽23和与油口B对应的凹槽24，主进油口P与油口B连通供油；阀芯2的出油通道22连通与油口A对应的凹槽24和与主出油口T对应的环形槽23，油口A与主出油口T连通卸油；
4、阀芯2从90°旋转到180°时，阀芯2的进油通道21连通与主进油口P对应的环形槽23和与油口A对应的凹槽24，主进油口P与油口A连通供油；阀芯2的出油通道22连通与油口B对应的凹槽24和与主出油口T对应的环形槽23，油口B与主出油口T连通卸油；
5、阀芯2从180°旋转到270°时，重复上述步骤3；
6、阀芯2从270°旋转到360°时，重复上述步骤4；
7、阀芯2沿此方向连续旋转，重复上述步骤3至6，实现二位四通换向阀的连续匀速换向。
实施例二
以三位五通换向阀为例，从图6至图9可以看出，本发明阀体1的横截面采用圆形，工作油口包括在阀体横截面上依次呈60°夹角布置的油口A1、油口B1和油口A2，进油通道21有两个并对称布置在阀芯2上，两进油通道21公用阀芯2左端的盲孔25在阀芯纵截面上呈H形，出油通道22有两个并对称布置在阀芯2上，两出油通道22公用阀芯2右端的盲孔25在阀芯纵截面上呈H形，进油通道21和出油通道22在阀芯2的横截面上呈60°夹角布置，凹槽24有四个并分别与各进油通道21和出油通道22连通。
本实施例的旋转换向过程如下：
1、将连接轴4与电动机或减速机连接。
2、启动电动机或减速机，连接轴4带动阀芯2沿一个方向连续转动。
3、阀芯2从0°旋转到60°时，阀芯2的进油通道21连通与主进油口P对应的环形槽23和与油口A1对应的凹槽24，主进油口P与油口A1连通供油；阀芯2的出油通道22连通与油口B1对应的凹槽24和与主出油口T对应的环形槽23，油口B1与主出油口T连通卸油；
4、阀芯2从60°旋转到120°时，阀芯2的进油通道21连通与主进油口P对应的环形槽23和与油口B1对应的凹槽24，主进油口P与油口B1连通供油；阀芯2的出油通道22连通与油口A2对应的凹槽24和与主出油口T对应的环形槽23，油口A2与主出油口T连通卸油；
5、阀芯2从120°旋转到180°时，阀芯2的进油通道21连通与主进油口P对应的环形槽23和与油口A2对应的凹槽24，主进油口P与油口A2连通供油；阀芯2的出油通道22连通与油口A1对应的凹槽24和与主出油口T对应的环形槽23，油口A1与主出油口T连通卸油；
6、阀芯2从180°旋转到240°时，重复上述步骤3；
7、阀芯2从240°旋转到300°时，重复上述步骤4；
8、阀芯2从300°旋转到360°时，重复上述步骤5；
9、阀芯2沿此方向连续旋转，重复上述步骤3至8，实现三位五通换向阀的连续匀速换向。
实施例三
以二位五通换向阀为例，从图10至图13可以看出，本发明的工作油口包括在阀体横截面上依次呈60°夹角布置的油口A3、油口B3和油口A4，进油通道21有三个并呈环形阵列的布置在阀芯2上，三进油通道21公用阀芯2左端的盲孔25，出油通道22有三个并呈环形阵列的布置在阀芯2上，三出油通道22公用阀芯2右端的盲孔25，进油通道21和出油通道22在阀芯2的横截面上呈依次交替的60°夹角布置，凹槽24有六个并分别与各进油通道21和出油通道22连通。
本实施例的旋转换向过程如下：
1、将连接轴4与电动机或减速机连接。
2、启动电动机或减速机，连接轴4带动阀芯2沿一个方向连续转动。
3、阀芯2从0°旋转到60°时，阀芯2的进油通道21连通与主进油口P对应的环形槽23和与油口A3及油口A4对应的凹槽24，主进油口P与油口A1及油口A4连通供油；阀芯2的出油通道22连通与油口B3对应的凹槽24和与主出油口T对应的环形槽23，油口B3与主出油口T连通卸油；
4、阀芯2从60°旋转到120°时，阀芯2的进油通道21连通与主进油口P对应的环形槽23和与油口B3对应的凹槽24，主进油口P与油口B3连通供油；阀芯2的出油通道22连通与油口A3及油口A4对应的凹槽24和与主出油口T对应的环形槽23，油口A3及油口A4与主出油口T连通卸油；
5、阀芯2从120°旋转到180°时，重复上述步骤3；
6、阀芯2从180°旋转到240°时，重复上述步骤4；
7、阀芯2从240°旋转到300°时，重复上述步骤3；
8、阀芯2从300°旋转到360°时，重复上述步骤4；
9、阀芯2沿此方向连续旋转，重复上述步骤3至8，实现二位五通换向阀的连续匀速换向。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种旋转换向阀，包括阀体（1）、阀芯（2）、两端盖（3）和连接轴（4），阀芯置于阀体内，在阀体的侧壁上设有主进油口P、若干工作油口和主出油口T，在阀芯上设有连通工作油口和主进油口P的进油通道（21）及连通工作油口和主出油口T的出油通道（22），连接轴与阀芯连接驱动阀芯在阀体内旋转控制油路的连通换向，其特征在于：在与主进油口P和主出油口T对应的阀芯上分别布置有一圈环形槽（23），所述进油通道和出油通道在阀芯纵截面上均呈凵形并分别连通对应的环形槽和工作油口，进油通道至少有两个且在阀芯横截面上呈环形阵列布置，出油通道至少有两个且在阀芯横截面上呈环形阵列布置，进油通道和出油通道在阀芯横截面上依次交替布置。
2.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于：所述阀芯端面与端盖间隙连接，在该端的阀芯外圆柱面上设有一圈沉台，在阀体的侧壁上设有与该沉台相接的卸油口L。
3.根据权利要求2所述的旋转换向阀，其特征在于：所述工作油口沿阀体轴向布置于主进油口P和主出油口T之间，在与工作油口对应的阀芯外圆柱面上设有若干凹槽（24），进油通道和出油通道分别连通对应的环形槽和凹槽。
4.根据权利要求3所述的旋转换向阀，其特征在于：在所述阀芯的两端的轴心处均开有一盲孔（25），在阀芯两端分别连接有密封盲孔的堵头（5），各进油通道公用一盲孔，各出油通道公用另一盲孔。
5.根据权利要求4所述的旋转换向阀，其特征在于：所述工作油口包括在阀体横截面上呈90°夹角布置的油口A和油口B，进油通道有两个并对称布置在阀芯上，出油通道有两个并对称布置在阀芯上，进油通道和出油通道在阀芯横截面上呈依次交替的90°夹角布置，凹槽有四个并分别与各进油通道和出油通道连通。
6.根据权利要求5所述的旋转换向阀，其特征在于：所述阀体横截面采用方形，所述油口A和油口B设在阀体相邻两侧壁的中心上。
7.根据权利要求4所述的旋转换向阀，其特征在于：所述工作油口包括在阀体横截面上依次呈60°夹角布置的油口A1、油口B1和油口A2，进油通道有两个并对称布置在阀芯上，出油通道有两个并对称布置在阀芯上，进油通道和出油通道在阀芯横截面上呈60°夹角布置，凹槽有四个并分别与各进油通道和出油通道连通。
8.根据权利要求7所述的旋转换向阀，其特征在于：所述阀体横截面采用圆形。
9.根据权利要求4所述的旋转换向阀，其特征在于：所述工作油口包括在阀体横截面上依次呈60°夹角布置的油口A3、油口B3和油口A4，进油通道有三个并呈环形阵列的布置在阀芯上，出油通道有三个并呈环形阵列的布置在阀芯上，进油通道和出油通道在阀芯横截面上呈依次交替的60°夹角布置，凹槽有六个并分别与各进油通道和出油通道连通。
10.根据权利要求9所述的旋转换向阀，其特征在于：所述阀体横截面采用圆形。
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