CN114738343A - 一种比例方向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种比例方向阀，涉及阀门控制技术领域，包括阀体，阀体的右侧设置有控制盒，阀体的左侧开设有滑道，本发明初始状态时，第一通道、环形流道和第四通道相连通，A流体可由第一通道进、第四通道出，第二通道和第三通道相连通，B流体可由第三通道进、第二通道出，驱动机构可通过导芯带动阀芯向右运动，此时两个活塞可分别对A、B两流体的流量进行调节，当左侧的活塞移动至第二通道和第三通道之间时，第一通道和第二通道相连通，A流体可由第一通道进、第二通道出，同时第三通道和第四通道相连通，B流体可由第三通道进、第四通道出，以实现对A、B两流体的方向进行调节，如此可同时对两种流体的流量和方向进行调节。

Description

一种比例方向阀

技术领域

本发明涉及阀门控制技术领域，尤其是涉及一种比例方向阀。

背景技术

比例方向阀是一种新型的液压控制装置，在普通压力阀、流量阀和方向阀上，用比例电磁铁替代原有的控制部分，按输入的电气信号连续地、按比例地对油流的压力、流量或方向进行远距离控制，比例阀一般都具有压力补偿性能，输出压力和流量可以不受负载变化的影响。

随着液压传动和液压伺服***的发展，生产实践中出现一些既要求能够连续的控制压力、流量和方向，又不需要其控制精度很高的液压***。由于普通的液压元件不能满足伺服性要求，而使用电液伺服阀又由于控制精度要求不高而过于浪费，因此近几年产生了介于普通液压元件(开关控制)和伺服阀(连续控制)之间的比例控制阀。

电液比例控制阀(简称比例阀)实质上是一种廉价的、抗污染性能较好的电液控制阀。比例阀的发展经历两条途径，一是用比例电磁铁取代传统液压阀的手动调节输入机构，在传统液压阀的基础下发展起来的各种比例方向、压力和流量阀；二是一些原电液伺服阀生产厂家在电液伺服阀的基础上，降低设计制造精度后发展起来的。

公开号为CN106555785A中国发明专利公开了一种先导型比例方向流量连续控制阀，其特征是驱动机构布置在主阀的一侧，在盖板中设有面积调节环，驱动阀芯与面积调节环同轴布置在盖板中，驱动阀芯与盖板之间设有控制油口Pc，连接外部控制油，主阀芯与驱动阀芯同轴布置，主阀芯布置在主阀体中，先导比例阀的出油口、面积调节环与盖板形成的容腔h与油箱连通，驱动单元与主阀单独供油，驱动单元采用恒压源供油，阀既可实现低压控制高压，也可以改善主阀在低压的动态响应与可控性，且动态响应可不受主阀进出口压差的影响。该发明将驱动机构布置在主阀体的一侧，方便安装手动装置，控制油口使用恒压源供油，可提高阀的稳定性、控制精度和动态特性，且结构简单，成本低，易于推广应用。

但是上述专利存在以下不足，首先只能对单一流体进行流量和方向的调节，给日常使用带来不便，其次在调节时，阀芯很容易产生微小的回位，导致调节精度不高，而且阀芯的密封性较差，同时在使用的过程中阀芯会与阀体的磨损，从而导致阀芯的使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种比例方向阀，以解决现有技术中针对比例方向阀的只能对单一流体进行调节，阀芯回位导致调节精度不准的技术问题。

本发明提供一种比例方向阀，包括阀体，所述阀体的右侧设置有控制盒，所述阀体的左侧开设有滑道，所述滑道内壁的顶部开设有环形流道，所述滑道的底部开设有第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，所述滑道的内腔设置有阀芯，所述控制盒的内腔设置有导芯，所述控制盒内设置有上下两个电磁铁。

进一步，所述第一通道的顶部、第二通道的顶部、第三通道的顶部和第四通道的顶部均与滑道的内腔相连通，所述第一通道的内径、第二通道的内径、第三通道的内径和第四通道的内径大小相同。

进一步，所述控制盒内壁的顶部开设有第一流道，所述控制盒内壁的底部开设有第二流道，所述第一流道的内腔设置有第一单向阀，所述第二流道的内腔设置有第二单向阀。

进一步，所述阀芯包括芯杆，所述芯杆的外圈套设有两个活塞，所述活塞的外径大于第一通道的内径。

进一步，所述导芯包括推块，所述推块的左侧设置有推杆，所述推块的右侧与控制盒内壁的右侧之间连接有第一弹簧。

进一步，所述活塞正面与背面的中间均嵌设有密封块，所述活塞正面与背面的左右两侧均开设有固定槽，所述固定槽的内腔设置有固定块，所述固定块顶部远离密封块的一侧设置有凸起块，所述密封块和凸起块均与滑道的内壁相贴合，所述凸起块与固定块之间连接有第二弹簧。

进一步，所述第一单向阀的流通方向为从第一弹簧至推杆，所述第二单向阀的流通方向为从推杆至第一弹簧。

进一步，所述推杆的左侧依次贯穿控制盒内壁的左侧和阀体的右侧并与芯杆的右侧固定连接。

进一步，所述控制盒内壁的右侧设置有电机，所述电机的左侧设置有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠包括螺杆，所述螺杆的外圈套设有螺母。

进一步，所述螺母的左侧与推块的右侧固定连接，所述螺杆的左侧依次贯穿推块的右侧和推杆的右侧。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

(1)本发明初始状态时，第一通道、环形流道和第四通道相连通，A流体可由第一通道进、第四通道出，第二通道和第三通道相连通，B流体可由第三通道进、第二通道出，驱动机构可通过导芯带动阀芯向右运动，此时两个活塞可分别对A、B两流体的流量进行调节，当左侧的活塞移动至第二通道和第三通道之间时，第一通道和第二通道相连通，A流体可由第一通道进、第二通道出，同时第三通道和第四通道相连通，B流体可由第三通道进、第四通道出，以实现对A、B两流体的方向进行调节，如此可同时对两种流体的流量和方向进行调节。

(2)本发明调节流体的流量时，当推块向右运动时，会挤压右侧氮气，右侧气压增大，其内氮气通过第一单向阀进入左侧空间，两侧空间气压会逐渐相同，当推块向左运动时，会挤压左侧氮气，左侧气压增大，其内氮气通过第二单向阀进入右侧空间，两侧气压空间会逐渐相同，如此不仅可使推块保持平稳运动，进而使活塞保持平稳运动，还可防止活塞产生微小的回位，如此可提高流体流量的调节精度。

(3)本发明中，第二弹簧可使凸起块与滑道的内壁紧密贴合，同时密封块与滑道的内壁紧密贴合，活塞可通过密封块和凸起块保持高密封性，同时还可减小活塞与滑道内壁之间的摩擦，减小其磨损，可提高其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明阀体的立体结构示意图；

图3是本发明初始状态时阀体的正面剖视图；

图4是本发明运作时阀体的正面剖视图；

图5是本发明活塞的正面剖视图；

图6是本发明实施例一中控制盒的立体结构示意图；

图7是本发明实施例一中控制盒的正面剖视图；

图8本发明图5中的A处放大图；

图9是本发明实施例二中控制盒的立体结构示意图；

图10是本发明实施例二中控制盒的正面剖视图。

附图标记：

1、阀体；101、滑道；102、环形流道；103、第一通道；104、第二通道；105、第三通道；106、第四通道；2、控制盒；21、第一流道；22、第二流道；3、阀芯；31、芯杆；32、活塞；321、密封块；322、固定槽；323、固定块；324、凸起块；325、第二弹簧；4、导芯；41、推块；42、推杆；5、电磁铁；6、第一单向阀；7、第二单向阀；8、第一弹簧；9、滚珠丝杠；91、螺杆；92、螺母；10、电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

结合图1至图8所示，本发明提供了一种比例方向阀，包括阀体1，阀体1的右侧设置有控制盒2，阀体1的左侧开设有滑道101，滑道101内壁的顶部开设有环形流道102，滑道101的底部开设有第一通道103、第二通道104、第三通道105和第四通道106，滑道101的内腔设置有阀芯3，控制盒2的内腔设置有导芯4，控制盒2内设置有上下两个电磁铁5。

具体的，第一通道103的顶部、第二通道104的顶部、第三通道105的顶部和第四通道106的顶部均与滑道101的内腔相连通，第一通道103、第二通道104、第三通道105和第四通道106呈从左至右等距离排布，第一通道103的内径、第二通道104的内径、第三通道105的内径和第四通道106的内径大小相同。

具体的，阀芯3包括芯杆31，芯杆31的外圈套设有两个活塞32，活塞32的外径大于第一通道103的内径，活塞32可将第一通道103、第二通道104、第三通道105或第四通道106完全挡住，初始状态时，左侧的活塞32位于第一通道103和第二通道104之间，右侧的活塞32位于第三通道105和第四通道106之间，此时第一通道103、环形流道102和第四通道106相连通，流体A可由第一通道103进、第四通道106出，同时第二通道104和第三通道105相连通，流体B可由第三通道105进、第二通道104出。

进一步的，活塞32的顶部与底部分别和滑道101内壁的顶部与底部相贴合，活塞32正面与背面的中间均嵌设有密封块321，活塞32正面与背面的左右两侧均开设有固定槽322，固定槽322的内腔设置有固定块323，固定块323顶部远离密封块321的一侧设置有凸起块324，密封块321和凸起块324均与滑道101的内壁相贴合，凸起块324与固定块323之间连接有第二弹簧325，第二弹簧325可使凸起块324与滑道101的内壁紧密贴合，活塞32可通过密封块321和凸起块324保持高度密封性，同时还可减小活塞32与滑道101内壁之间的摩擦，减小其磨损，可提高其使用寿命。

具体的，导芯4包括推块41，推块41的左侧设置有推杆42，推块41的右侧与控制盒2内壁的右侧之间连接有第一弹簧8，推杆42的左侧依次贯穿控制盒2内壁的左侧和阀体1的右侧并与芯杆31的右侧固定连接，将第一电磁铁5通电，其产生的电磁力可吸引推块41向右运动，并通过推杆42带动阀芯3向右运动，此时活塞32可将第二通道104和第四通道106的顶部遮住，使其顶部口径变小，以对A、B两种流体的流量进行调节，当左侧的活塞32移动至第二通道104和第三通道105之间时，第一通道103和第二通道104相连通，流体可由第一通道103进、第二通道104出，同时第三通道105和第四通道106相连通，流体可由第三通道105进、第四通道106出，如此可对A、B两种流体的方向进行调节，此过程中第一弹簧8受到挤压从而产生弹性形变，当电磁铁5断电后，磁力消失，第一弹簧8恢复原状并带动推块41向右运动，可将阀芯3推回原位。

具体的，控制盒2内壁的顶部开设有第一流道21，控制盒2内壁的底部开设有第二流道22，第一流道21的内腔设置有第一单向阀6，第二流道22的内腔设置有第二单向阀7，第一单向阀6的流通方向为从第一弹簧8至推杆42，第二单向阀7的流通方向为从推杆42至第一弹簧8，调节流体的流量和方向时，当推块41向右运动时，会挤压其右侧空间内的氮气，右侧空间气压增大，其内的氮气通过第一单向阀6进入左侧空间，两侧空间气压会逐渐相同，当推块41向左运动时，会挤压其左侧空间内的氮气，左侧空间气压增大，其内的氮气通过第二单向阀7进入右侧空间，两侧气压空间会逐渐相同，如此不仅可使推块41保持平稳运动，进而使活塞32保持平稳运动，还可防止活塞32产生微小的回位，如此可提高流体流量的调节精度。

实施例二：

结合图9至图10所示，本发明提供了一种比例方向阀，控制盒2内壁的右侧设置有电机10，电机10的左侧设置有滚珠丝杠9，滚珠丝杠9包括螺杆91，螺杆91的外圈套设有螺母92，螺母92的左侧与推块41的右侧固定连接，螺杆91的左侧依次贯穿推块41的右侧和推杆42的右侧。

具体的，与实施例一不同的是，本实施例采用电机10作为驱动机构，打开电机10的正转开关，其输出轴可带动螺杆91顺时针转动，可使螺母92向右运动，螺母92通过导芯4带动阀芯3向右运动，此时与实施例一相同，活塞32可将第二通道104和第四通道106的顶部遮住，使其顶部口径变小，以对A、B两种流体的流量进行调节，当左侧的活塞32移动至第二通道104和第三通道105之间时，第一通道103和第二通道104相连通，流体可由第一通道103进、第二通道104出，同时第三通道105和第四通道106相连通，流体可由第三通道105进、第四通道106出，如此可对A、B两种流体的方向进行调节，与电磁驱动相比，电机驱动更稳定，在流体的调节过程中，流体的冲击力、压力等对调节的影响较小，可保证调节到位。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种比例方向阀，包括阀体(1)，其特征在于：所述阀体(1)的右侧设置有控制盒(2)，所述阀体(1)的左侧开设有滑道(101)，所述滑道(101)内壁的顶部开设有环形流道(102)，所述滑道(101)的底部开设有第一通道(103)、第二通道(104)、第三通道(105)和第四通道(106)，所述滑道(101)的内腔设置有阀芯(3)，所述控制盒(2)的内腔设置有导芯(4)，所述控制盒(2)内设置有上下两个电磁铁(5)。

2.根据权利要求1所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述第一通道(103)的顶部、第二通道(104)的顶部、第三通道(105)的顶部和第四通道(106)的顶部均与滑道(101)的内腔相连通，所述第一通道(103)的内径、第二通道(104)的内径、第三通道(105)的内径和第四通道(106)的内径大小相同。

3.根据权利要求1所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述控制盒(2)内壁的顶部开设有第一流道(21)，所述控制盒(2)内壁的底部开设有第二流道(22)，所述第一流道(21)的内腔设置有第一单向阀(6)，所述第二流道(22)的内腔设置有第二单向阀(7)。

4.根据权利要求1所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述阀芯(3)包括芯杆(31)，所述芯杆(31)的外圈套设有两个活塞(32)，所述活塞(32)的外径大于第一通道(103)的内径。

5.根据权利要求1所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述导芯(4)包括推块(41)，所述推块(41)的左侧设置有推杆(42)，所述推块(41)的右侧与控制盒(2)内壁的右侧之间连接有第一弹簧(8)。

6.根据权利要求4所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述活塞(32)正面与背面的中间均嵌设有密封块(321)，所述活塞(32)正面与背面的左右两侧均开设有固定槽(322)，所述固定槽(322)的内腔设置有固定块(323)，所述固定块(323)顶部远离密封块(321)的一侧设置有凸起块(324)，所述密封块(321)和凸起块(324)均与滑道(101)的内壁相贴合，所述凸起块(324)与固定块(323)之间连接有第二弹簧(325)。

7.根据权利要求3或5中任意一项所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述第一单向阀(6)的流通方向为从第一弹簧(8)至推杆(42)，所述第二单向阀(7)的流通方向为从推杆(42)至第一弹簧(8)。

8.根据权利要求4或5中任意一项所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述推杆(42)的左侧依次贯穿控制盒(2)内壁的左侧和阀体(1)的右侧并与芯杆(31)的右侧固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述控制盒(2)内壁的右侧设置有电机(10)，所述电机(10)的左侧设置有滚珠丝杠(9)，所述滚珠丝杠(9)包括螺杆(91)，所述螺杆(91)的外圈套设有螺母(92)。

10.根据权利要求5或9中任意一项所述的一种比例方向阀，其特征在于：所述螺母(92)的左侧与推块(41)的右侧固定连接，所述螺杆(91)的左侧依次贯穿推块(41)的右侧和推杆(42)的右侧。

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