CN111550578A - 一种阀芯及包含阀芯的液压阀 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种阀芯及包含阀芯的液压阀，属于液压阀技术领域，阀芯的外表面上设有第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽；在阀芯的表面沿着轴线方向，且呈圆周阵列设置第一轴向槽和第二轴向槽；所述第一轴向槽与第一环形槽相连接；所述第二轴向槽与第二环形槽相连接；在阀芯径向方向上设有第一径向孔、第二径向孔和第三径向孔；所述第一径向孔与第一环形槽相连接；第三径向孔与第三环形槽相连通，第一径向孔通过轴向孔与第三径向孔相连接，阀体的中心孔通过第二径向孔与第二环形槽相连接；阀芯可转动的设置在阀体内，该液压阀可实现高频开闭控制，解决了滑阀高频开启闭合轴向运动控制复杂性和存在的难点。

Description

一种阀芯及包含阀芯的液压阀

技术领域

本公开属于液压阀技术领域，具体是涉及一种阀芯及包含阀芯的液压阀。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前回转阀通过旋转阀芯实现油路切断，实现左右回转油缸的共同作用；但转速低(0.25r/s)，阀芯与壳体小间隙配合；若转速高，会导致阀芯与壳体直接的转动摩擦问题、油膜润滑问题以及动平衡问题，以上三个方面限制了回转阀的高速运转。普通换向阀(滑阀)轴向运动实现油路的关闭，目前液压管路或油缸脉冲试验所用的换向阀换向频率1Hz，换向效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本公开提供了一种阀芯及包含阀芯的液压阀。

本公开至少一实施例公开了一种阀芯，所述阀芯的外表面上间隔设有第一环形油槽、第二环形油槽和第三环形油槽；在阀芯的表面沿着轴线方向，且呈圆周阵列设置第一轴向槽和第二轴向槽；所述第一轴向槽与第一环形槽相连接；所述第二轴向槽与第二环形槽相连接；在阀芯径向方向上设有第一径向孔、第二径向孔和第三径向孔以及第四径向孔；所述第一径向孔与第一环形槽相连接；第三径向孔与第三环形槽相连通，第一径向孔通过轴向孔与第三径向孔相连接，阀体的中心孔通过第二径向孔与第二环形槽相连接，且通过第四径向孔与阀芯外表面相连通。

作为优选方案，第一轴向槽和第二轴向槽在阀芯轴线方向上交错分布。

作为优选方案，轴向孔的一端设有工艺堵。

本公开至少一实施例还公开了一种液压阀，该液压阀包括阀体和上述任一项所述的阀芯；所述阀芯可转动的设置在所述阀体内；阀体的外表面上设有进油口、第一出油口、第二出油口以及第三出油口；所述进油口与第一环形槽相连接；第一出油口和第二出油口的圆心位于与阀芯轴线垂直的同一截面上，且该截面上都有第一轴向油槽和第二轴向油槽；第三出油口与第二环形槽相连接。

作为优选方案，阀芯在轴向方向上的两端分别通过第一轴承和第二轴承固定在所述阀体内。

作为优选方案，阀体长度方向的一端通过设有第一端盖用于固定第一轴承；另一端通过第二端盖固定在第二轴承；第二端盖与第二轴承之间设有挡圈；第二端盖与阀芯之间旋转密封。

作为优选方案，所述第二端盖上连接驱动电机，驱动电机的旋转轴穿过所述第二端盖与所述阀芯相连接。

上述实施例公开的有益效果：

(1)、本公开的阀芯中液压油可从第一环形槽进入分成两道，其中一部分通过环形槽上径向孔，内部的轴向孔从第三环形槽流出，对阀芯的转动起到润滑的作用，同时第二部分可以通过内部的中心孔、内部的径向孔从第二环形槽流出实现了油路的循环。

(2)、本公开的液压阀可实现高频开闭控制，解决了滑阀高频开启闭合轴向运动控制复杂性和存在的难点；

(3)、本公开的液压阀旋转阀芯与阀体之间通过轴承连接，解决滑阀高频轴向运动或旋转阀旋转运动阀芯与壳体之间摩擦问题。

(4)、本公开的液压阀轴承通过压力油的泄露润滑，同时压力油在旋转阀芯与阀体之间形成润滑油膜，轴向槽压力油和环形通道压力油可对阀芯起静压轴承平衡支撑作用。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例提供液压阀的结构图；

图2为本公开实施例提供液压阀内阀芯的结构图；

图3为本公开实施例提供液压阀纵向方向上剖视图；

图4为本公开实施例提供液压阀水平方向上剖视图；

图5为本公开实施例提供液压阀工作原理图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

如图1-图3所示，本实施例公开的液压阀主要包括阀体2和设置在内部的阀芯1，阀芯在长度方向上的两端分别通过一个轴承3相连接，阀体的两端设有左端盖10和右端盖8，其中阀体的左端盖10用于固定左轴承，左端盖与左轴承之间设有第一静密封11，阀体的右端盖8用于固定右轴承，右端盖与右轴承之间同样设有第二静密封4，这样就实现了阀芯可在阀体内转动。

为了实现阀芯的转动，本实施例中右端盖通过一个电机支座连接驱动电机6，可以理解的是，该电机支座通过螺栓固定在所述右端盖上，该驱动电机6的输出轴穿过所述右端盖与阀芯1相连接。

如图2所示，本实施例中的阀芯1在长度方向从左到右上设有第一环形油槽101、第二环形油槽103和第三环形油槽105，这三个环形槽间隔设置，其中第一环形油槽101和第二环形油槽103的宽度相同，第三环形油槽105的宽度小于第一环形油槽101和第二环形油槽103，第一环形油槽101和第二环形油槽103之间在阀芯的表面上设置均匀多个第一轴向油槽102和第二轴向油槽104，这些轴向油槽呈圆周阵列设置在阀芯的外表面上。其中第一轴向油槽102、第二轴向油槽104不限于3个，可为2个及其以上，但必须是均布。

需要注意的就是，如图2所示，第一轴向油槽102和第二轴向油槽104延伸的方向相反，延伸的距离相同，且在阀芯中间的垂直于阀芯轴线的某个纵向截面上，在截面的圆周方向上既有第一轴向油槽102和第二轴向油槽104。

进一步地，第一轴向油槽102与第一环形油槽101相连通，第二轴向油槽104与第二环形槽油槽103连通，如图1和图4所示，阀芯设有中心油孔107，该中心油孔107并不贯穿阀芯长度方向上的两个端面，只是从左端面开始，深入到内部，通过第二径向孔108与第二环形油槽103相连，然后通过第四径向孔110与阀芯的外面相连通。

进一步，如图3-图4所示，本实施例中的阀芯内径向方向上设有第一径向孔106、第二径向孔108和第三径向孔109，其中第一径向孔106与第一环形油槽102相连通，第二径向孔108与第二环形油槽102相连通，第三径向孔109与第三环形油槽103相连通。

所述阀芯内还设有一轴向孔111；第一径向孔106通过轴向孔111与第三径向孔109相连接，并且该轴向孔110与内部的中心孔107相平行，所述轴向孔110上设有工艺堵7，这样可以防止流入轴向孔111中液压油流出。

阀体2上设有P、T、A、B四个油口，其中P口与旋转阀芯1中的第一环形油道101互通，T口与旋转阀芯1中的第二环形油道103互通；A、B口成一定角度分布于阀体2上，即其分布角度＝360/(轴向油槽102数量+轴向油槽104数量)，且A、B口的圆心在垂于于阀芯轴线的同一截面上，且该截面上都有轴向油槽102和轴向油槽104，即不管是第一轴向油槽还是第二轴向油槽，阀芯在转动的时候，A或B都会有轴向油槽相连通的时候。

上述液压阀的具体工作原理：

如图3-图4所示，压力油通过阀体2的P口进入第一环形油槽101和第一轴向油槽102；部分压力油通过第一径向孔106、轴向孔111、径向孔109进入第三环形油道105；第三环形油道105中压力油形成静压支持，同时通过阀体2与旋转阀芯1的配合间隙泄露到第二环形油道103、轴承3与旋转密封5的空间内，一方面形成旋转阀芯1与阀体2之间的润滑油膜，另一方面对轴承3提供润滑。同时第一环形油槽101的压力油通过旋转阀芯1与阀体2的配合间隙泄露流向左侧的轴承，提供润滑。左侧轴承润滑泄露油液通过中心孔107、第二径向孔108通过第二环形油槽103、阀体T口回到油箱。右侧轴承、旋转密封5之间的润滑泄露油液通过第四径向孔110、中心孔107、第二径向孔108通过第二环形油道103、阀体T口回到油箱。避免两侧轴承润滑泄露油因困油形成高压现象。

具体地，如图5所示，当连接在阀体上的驱动装置6带动旋转阀芯1旋转一定角度时(如左位图)，压力油通过阀体P口、旋转阀芯1的第一环形油道101、第一轴向油槽102通向阀体A口，形成P、A互通；此时阀体B口通过旋转阀芯1的第二轴向油槽104、第二环形油道103通向阀体的T口，形成B、T互通；

当驱动装置6带动旋转阀芯1旋转一定角度时(如中位图)，压力油通过阀体P口、旋转阀芯1的第一环形油道101、第一轴向油槽102形成封闭，导致P、A不互通；同时阀体的T口、旋转阀芯1、第二环形油道103、第二轴向油槽104形成封闭，导致B、T不互通；

当驱动装置6带动旋转阀芯1旋转一定角度时(如右位图)，压力油通过阀体P口、旋转阀芯1的第一环形油道101、轴向油槽102通向阀体B口，形成P、B互通；此时阀体A口通过旋转阀芯1的轴向油槽104、环形油道103通向阀体的T口，形成A、T互通；

从图中可知，当旋转阀芯1旋转一周时会产生P/A互通n次(B/T互通n次)(n为轴向油槽102的数量)、P/A切断n次(B/T切断n次)、P/B互通n次(A/T互通n次)(n为轴向油槽104的数量),即会产生A/B口会输出产生n次压力油；当改变旋转阀芯1旋转速度时即可改变P/A/B/T通断次数，实现高频开闭，且频率可调。

从图中可知，当旋转阀芯1旋转一周时会产生P/A互通n次(B/T互通n次)(n为第一轴向油槽102的数量)、P/A切断n次(B/T切断n次)、P/B互通n次(A/T互通n次)(n为第二轴向油槽104的数量),即会产生A/B口会输出产生n次压力油；当改变旋转阀芯1旋转速度时即可改变P/A/B/T通断次数，实现高频开闭，且频率可调。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种阀芯，其特征在于，所述阀芯的外表面上间隔设有第一环形油槽、第二环形油槽和第三环形油槽；在阀芯的表面沿着轴线方向，且呈圆周阵列设置第一轴向槽和第二轴向槽；所述第一轴向槽与第一环形槽相连接；所述第二轴向槽与第二环形槽相连接；在阀芯径向方向上设有第一径向孔、第二径向孔和第三径向孔以及第四径向孔；所述第一径向孔与第一环形槽相连接；第三径向孔与第三环形槽相连通，第一径向孔通过轴向孔与第三径向孔相连接，阀体的中心孔通过第二径向孔与第二环形槽相连接，且通过第四径向孔与阀芯外表面相连通。

2.如权利要求1所述的一种阀芯，其特征在于，第一轴向槽和第二轴向槽在阀芯圆周方向上交错分布。

3.如权利要求1所述的一种阀芯，其特征在于，轴向孔的一端设有工艺堵。

4.一种液压阀，其特征在于，包括阀体和上述权利要求1-3所述的阀芯；所述阀芯可转动的设置在所述阀体内；阀体的外表面上设有进油口、第一出油口、第二出油口以及第三出油口；所述进油口与第一环形槽相连接；第一出油口和第二出油口的圆心位于与阀芯轴线垂直的同一截面上，且该截面上都有第一轴向油槽和第二轴向油槽；第三出油口与第二环形槽相连接。

5.如权利要求4所述的一种液压阀，其特征在于，阀芯在轴向方向上的两端分别通过第一轴承和第二轴承固定在所述阀体内。

6.如权利要求5所述的一种液压阀，其特征在于，阀体长度方向的一端通过设有第一端盖同于固定第一轴承；另一端通过第二端盖固定在第二轴承；第二端盖与第二轴承之间设有挡圈；第二端盖与阀芯之间旋转密封。

7.如权利要求4所述的一种液压阀，其特征在于，所述第二端盖上连接驱动电机，驱动电机的旋转轴穿过所述第二端盖与所述阀芯相连接。

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