CN117469227A - 一种电机直驱式转阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压元器件技术领域，尤其涉及一种电机直驱式转阀，包括阀套、阀芯和外壳，所述阀套的外壁由左向右依次间隔设有呈环形的阀套第二窗口槽、阀套第一油口槽和阀套第一窗口槽；所述阀芯外壁中部形成环形的阀芯高压进油槽，所述阀芯高压进油槽的右侧和左侧的上下分别设有方形大的阀芯第一回油槽和阀芯第二回油槽；所述阀芯高压进油槽的前后的右侧和左侧分别设有阀芯第一高压进油沟和阀芯第二高压进油沟槽，所述阀芯右端形成电机连接键槽；所述外壳内壁左端与所述阀套的外壁右端相连，所述外壳的内壁右端通过电机组件与电机连接键槽相连。本发明可以提高流量阀整体的集成度，使得结构紧凑，简化外部液压回路，节约成本，方便安装。

Description

一种电机直驱式转阀

技术领域

本发明涉及液压元器件技术领域，尤其涉及一种电机直驱式转阀。

背景技术

伺服阀用于各种行业，根据输入信号控制液压或气动致动器的运动，并用于需要精确控制致动器的行业，例如航空航天行业。伺服阀改变流经阀门的液体流量，以控制执行机构（例如液压缸或气动缸或电机）产生的位置、速度、加速度或力。

伺服阀通常包括一个移动元件（滑阀）和一个固定元件（例如外壳、套筒或流道），包括流体入口和出口。这两个元件的相对运动控制着流经阀门的流体流量。

旋转伺服阀通常包括一个安装的滑阀，用于相对于定义流体入口和出口的固定元件旋转。通过相对于流体入口和出口旋转滑阀，可以提供或改变流体进口和出口之间的流道，从而控制流经阀门的流体流量。

线性伺服阀通常包括一个安装的滑阀，用于相对于定义流体入口和出口的固定元件进行轴向位移。通过相对于入口和出口前后移动滑阀，可以提供或改变流体入口和出口之间的流道，从而控制流经阀门的流体流量。

旋转伺服阀在高功率流体***中的使用受到了限制，因为旋转伺服阀由于工作摩擦较大，其效率往往低于线性伺服阀。

正是基于上述原因，本发明提供了一种电机直驱式转阀。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电机直驱式转阀，采用无框力矩电机作为驱动源，通过在阀芯上设置液压流道，可以提高流量阀整体的集成度，使得结构紧凑，简化外部液压回路，节约成本，方便安装。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种电机直驱式转阀，包括阀套、阀芯和外壳，所述阀套的外壁由左向右依次间隔设有呈环形的阀套第二窗口槽、阀套第一油口槽和阀套第一窗口槽，所述阀套的右端端面设有用于套装所述阀芯左端的阀芯孔，所述阀套第二窗口槽、阀套第一油口槽和阀套第一窗口槽分别设有与所述阀芯孔连通的阀套第一窗口、阀套第一油口和阀套第二窗口，所述阀套第一窗口与阀套第二窗口形成90°的夹角；

所述阀芯呈圆柱形结构，其外壁中部形成环形的阀芯高压进油槽，所述阀芯高压进油槽的右侧和左侧的上下分别设有方形大的阀芯第一回油槽和阀芯第二回油槽；所述阀芯高压进油槽的前后的右侧和左侧分别设有阀芯第一高压进油沟槽和阀芯第二高压进油沟槽，所述阀芯第一高压进油沟槽和阀芯第二高压进油沟槽的内端与所述阀芯高压进油槽连通；所述阀芯的轴向设有回油孔，所述阀芯第一回油槽和阀芯第二回油槽的外端分别设有与所述回油孔连通的阀芯第一回油口和阀芯第二回油口，所述回油孔的右端设有与所述外壳内腔连通的阀芯通油孔；所述阀芯右端外壁两侧设有电机连接键槽；所述外壳呈环形结构，其内壁左端与所述阀套的外壁右端相连，所述外壳的内壁右端通过电机组件与所述电机连接键槽相连。

所述阀芯第一高压进油沟槽和阀芯第二高压进油沟槽的宽度相等；且所述阀芯第一高压进油沟槽的宽度小于四分之一所述阀套的内径。

所述电机组件包括无框力矩电机定子、无框力矩电机转子、外壳端盖、密封盖、圆形磁片和平键，所述无框力矩电机转子通过所述平键与所述电机连接键槽卡接，所述无框力矩电机定子设置于所述无框力矩电机转子与外壳之间，所述外壳端盖呈环形结构，其内圈套装于所述阀芯的右端外部，其外圈与所述外壳的右端端面相连，所述密封盖套接与所述外壳端盖的右端，所述阀芯的右端端面与所述外壳端盖的内端之间设有所述圆形磁片。

所述无框力矩电机定子的外端两侧设有左环形槽和右环形槽，所述左环形槽与设置于所述外壳的内壁左侧的凸起部顶紧接触，所述右环形槽用于定子紧固圈的左端***，所述定子紧固圈的右端与所述外壳端盖的左端顶紧接触。

所述平键的前端和后端设有套装于所述阀芯外部的止推轴承。

所述阀套第一油口槽上沿着其周向呈环形阵列有若干所述阀套第一油口。

所述阀套第二窗口槽左侧、阀套第二窗口槽和阀套第一油口槽之间、阀套第一油口槽和阀套第一窗口槽之间均形成有环形凸起，所述环形凸起的外壁中部形成环形的密封槽，所述密封槽嵌套有O型密封圈。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明采用无框力矩电机作为驱动源，通过在阀芯上设置液压流道，可以提高流量阀整体的集成度，使得结构紧凑，简化外部液压回路，节约成本，方便安装。

附图说明

图1是本发明电机直驱式转阀结构剖面图

图2是本发明电机直驱式转阀的结构示意图；

图3是本发明中阀套示意图；

图4是本发明中阀芯示意图；

图5是本发明中阀芯剖面图；

图6是按照阀芯中心线展开后流动路径图，处于第一工作模式；

图7是按照阀芯中心线展开后流动路径图，处于第二工作模式；

图8是按照阀芯中心线展开后流动路径图，处于第三工作模式；

图9是不同外形的阀套示例一；

图10是不同外形的阀套示例二。

图中：1、阀套；2、阀芯；3、外壳；4、无框力矩电机定子；5、无框力矩电机转子；6、定子紧固圈；7、外壳端盖；8、密封盖；9、圆形磁片；10、止推轴承；11、平键；110、阀套第二窗口槽；120、阀套第一油口槽；130、阀套第一窗口槽； 140、密封槽；111、阀套第二窗口；121、阀套第一油口；131、阀套第一窗口；210、阀芯第二回油槽；220、阀芯高压进油槽；230、阀芯第一回油槽；240、电机连接键槽；250、阀芯通油孔；260、回油孔；222、阀芯第一高压进油沟槽；221、阀芯第二高压进油沟槽；211、阀芯第二回油口；231、阀芯第一回油口。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明：

请参阅图1-10，

本发明公开了一种电机直驱式转阀，包括阀套1、阀芯2和外壳3，所述阀套1的外壁由左向右依次间隔设有呈环形的阀套第二窗口槽110、阀套第一油口槽120和阀套第一窗口槽130，所述阀套1的右端端面设有用于套装所述阀芯2左端的阀芯孔，所述阀套第二窗口槽110、阀套第一油口槽120和阀套第一窗口槽130分别设有与所述阀芯孔连通的阀套第一窗口131、阀套第一油口121和阀套第二窗口111，所述阀套第一窗口131与阀套第二窗口111形成90°的夹角；

所述阀芯2呈圆柱形结构，其外壁中部形成环形的阀芯高压进油槽220，所述阀芯高压进油槽220的右侧和左侧的上下分别设有方形大的阀芯第一回油槽230和阀芯第二回油槽210；所述阀芯高压进油槽220的前后的右侧和左侧分别设有阀芯第一高压进油沟槽222和阀芯第二高压进油沟槽221，所述阀芯第一高压进油沟槽222和阀芯第二高压进油沟槽221的内端与所述阀芯高压进油槽220连通；所述阀芯2的轴向设有回油孔260，所述阀芯第一回油槽230和阀芯第二回油槽210的外端分别设有与所述回油孔260连通的阀芯第一回油口231和阀芯第二回油口211，所述回油孔260的右端设有与所述外壳3内腔连通的阀芯通油孔250；所述阀芯2右端外壁两侧设有电机连接键槽240；所述外壳3呈环形结构，其内壁左端与所述阀套1的外壁右端相连，所述外壳3的内壁右端通过电机组件与所述电机连接键槽240相连，采用无框力矩电机作为驱动源，通过在阀芯上设置液压流道。可以提高流量阀整体的集成度，使得结构紧凑，简化外部液压回路，节约成本，方便安装。

所述阀芯第一高压进油沟槽222和阀芯第二高压进油沟槽221的宽度相等；且所述阀芯第一高压进油沟槽222的宽度小于四分之一所述阀套1的内径，确保电机组件能够驱动阀芯2转动至阀套第一、第二窗口没有与阀芯上的阀芯第一、第二高压进油沟槽有重叠部分，从而实现第二工作模式，即工作腔和工作腔中的流体均保持静态。

进一步的，电机组件包括无框力矩电机定子4、无框力矩电机转子5、外壳端盖7、密封盖8、圆形磁片9和平键11，所述无框力矩电机转子5通过所述平键11与所述电机连接键槽240卡接，所述无框力矩电机定子4设置于所述无框力矩电机转子5与外壳3之间，所述外壳端盖7呈环形结构，其内圈套装于所述阀芯2的右端外部，其外圈与所述外壳3的右端端面相连，所述密封盖8套接与所述外壳端盖7的右端，所述阀芯2的右端端面与所述外壳端盖7的内端之间设有所述圆形磁片9，无框力矩电机转子5通过平键与阀芯10相连，电机旋转带动阀芯10相对阀套1旋转实现流量控制。

进一步的，无框力矩电机定子4的外端两侧设有左环形槽和右环形槽，所述左环形槽与设置于所述外壳3的内壁左侧的凸起部顶紧接触，所述右环形槽用于定子紧固圈6的左端***，所述定子紧固圈6的右端与所述外壳端盖7的左端顶紧接触，通过外壳3的内壁左侧的凸起部与紧固圈6的左端配合将无框力矩电机定子4的左环形槽和右环形槽顶紧，确保无框力矩电机定子4不会发生轴向位移。

进一步的，平键11的前端和后端设有套装于所述阀芯2外部的止推轴承10，防止无框力矩电机转子5沿着轴承移动。

进一步的，阀套第一油口槽120上沿着其周向呈环形阵列有若干所述阀套第一油口121，另外，阀套第一油口121可以设置并列的两组，每组16个阀套第一油口121。

所述阀套第二窗口槽110左侧、阀套第二窗口槽110和阀套第一油口槽120之间、阀套第一油口槽120和阀套第一窗口槽130之间均形成有环形凸起，所述环形凸起的外壁中部形成环形的密封槽140，所述密封槽140嵌套有O型密封圈。

本发明有三种工作模式，其工作原理如下：

第一工作模式：高压油从阀套第一油口槽120通过阀套第一油口121进入到阀芯高压进油槽220，然后高压油通过阀芯第一高压进油沟槽222，然后通过阀套第一窗口131进入到阀套第一窗口槽130，最后进入到工作腔A内，工作腔B的流体通过阀套第二窗口槽110上的阀套第二窗口111流到阀芯第二回油槽210，接着通过阀芯第二回油窗口211到达回油孔260再流入到油箱中，并通过阀芯通油孔250流入到外壳3的内腔中。

第二工作模式：高压油从阀套第一油口槽120通过阀套第一油口121进入到阀芯高压进油槽220，然后高压油通过阀芯第一高压进油沟槽222和阀芯第二高压进油沟槽221内，此时阀套窗口没有与阀芯上的沟槽有重叠部分，工作腔和工作腔中的流体均保持静态。如图6所示，通过记忆合金或者其他方式来调整阀套窗口的位置能够实现不同的中位功能，例如O型、Y型、H型中位。

第三工作模式：高压油从阀套第一油口槽120通过阀套第一油口121进入到阀芯高压进油槽220，然后高压油通过阀芯第二高压进油沟槽221，然后通过阀套第二窗口111进入到阀套第二窗口槽110，最后进入到工作腔A内，工作腔B的流体通过阀套第一窗口槽130上的阀套第一窗口131流到阀芯第一回油槽230，接着通过阀芯第一回油口231到达回油孔260再流入到油箱中，并通过阀芯通油孔250流入到外壳3的内腔中。至此，本发明完成一个周期的工作模式，实现了执行机构往复运动一次，通过控制电机的旋转角度来调整阀的流量大小，本发明集成度高，结构紧凑，安装方便，实用性强。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种电机直驱式转阀，其特征在于：包括阀套（1）、阀芯（2）和外壳（3），所述阀套（1）的外壁由左向右依次间隔设有呈环形的阀套第二窗口槽（110）、阀套第一油口槽（120）和阀套第一窗口槽（130），所述阀套（1）的右端端面设有用于套装所述阀芯（2）左端的阀芯孔，所述阀套第二窗口槽（110）、阀套第一油口槽（120）和阀套第一窗口槽（130）分别设有与所述阀芯孔连通的阀套第一窗口（131）、阀套第一油口（121）和阀套第二窗口（111），所述阀套第一窗口（131）与阀套第二窗口（111）形成90°的夹角；

所述阀芯（2）呈圆柱形结构，其外壁中部形成环形的阀芯高压进油槽（220），所述阀芯高压进油槽（220）的右侧和左侧的上下分别设有方形大的阀芯第一回油槽（230）和阀芯第二回油槽（210）；所述阀芯高压进油槽（220）的前后的右侧和左侧分别设有阀芯第一高压进油沟槽（222）和阀芯第二高压进油沟槽（221），所述阀芯第一高压进油沟槽（222）和阀芯第二高压进油沟槽（221）的内端与所述阀芯高压进油槽（220）连通；所述阀芯（2）的轴向设有回油孔（260），所述阀芯第一回油槽（230）和阀芯第二回油槽（210）的外端分别设有与所述回油孔（260）连通的阀芯第一回油口（231）和阀芯第二回油口（211），所述回油孔（260）的右端设有与所述外壳（3）内腔连通的阀芯通油孔（250）；所述阀芯（2）右端外壁两侧设有电机连接键槽（240）；

所述外壳（3）呈环形结构，其内壁左端与所述阀套（1）的外壁右端相连，所述外壳（3）的内壁右端通过电机组件与所述电机连接键槽（240）相连；所述电机组件包括无框力矩电机定子（4）、无框力矩电机转子（5）、外壳端盖（7）、密封盖（8）、圆形磁片（9）和平键（11），所述无框力矩电机转子（5）通过所述平键（11）与所述电机连接键槽（240）卡接，所述无框力矩电机定子（4）设置于所述无框力矩电机转子（5）与外壳（3）之间，所述外壳端盖（7）呈环形结构，其内圈套装于所述阀芯（2）的右端外部，其外圈与所述外壳（3）的右端端面相连，所述密封盖（8）套接与所述外壳端盖（7）的右端，所述阀芯（2）的右端端面与所述外壳端盖（7）的内端之间设有所述圆形磁片（9）。

2.根据权利要求1所述的一种电机直驱式转阀，其特征在于：所述阀芯第一高压进油沟槽（222）和阀芯第二高压进油沟槽（221）的宽度相等；且所述阀芯第一高压进油沟槽（222）的宽度小于四分之一所述阀套（1）的内径。

3.根据权利要求1所述的一种电机直驱式转阀，其特征在于：所述无框力矩电机定子（4）的外端两侧设有左环形槽和右环形槽，所述左环形槽与设置于所述外壳（3）的内壁左侧的凸起部顶紧接触，所述右环形槽用于定子紧固圈（6）的左端***，所述定子紧固圈（6）的右端与所述外壳端盖（7）的左端顶紧接触。

4.根据权利要求1所述的一种电机直驱式转阀，其特征在于：所述平键（11）的前端和后端设有套装于所述阀芯（2）外部的止推轴承（10）。

5.根据权利要求1所述的一种电机直驱式转阀，其特征在于：所述阀套第一油口槽（120）上沿着其周向呈环形阵列有若干所述阀套第一油口（121）。

6.根据权利要求1所述的一种电机直驱式转阀，其特征在于：所述阀套第二窗口槽（110）左侧、阀套第二窗口槽（110）和阀套第一油口槽（120）之间、阀套第一油口槽（120）和阀套第一窗口槽（130）之间均形成有环形凸起，所述环形凸起的外壁中部形成环形的密封槽（140），所述密封槽（140）嵌套有O型密封圈。