[发明专利]方波状阀芯的液压旋转阀

说明书

技术领域：

本发明属于液压控制技术领域，具体涉及一种方波状阀芯的液压旋转阀。

背景技术：

液压阀是流体传动中用于控制液体压力、流量和方向的关键元件，其应用领域越来越宽泛，主要技术要求包括高可靠性、抗油液污染、使用维护方便、成本低廉及能够高精度快响应的控制液体流量或压力输出。现有液压阀为满足这些要求往往需要复杂的结构和高精度的加工，以致价格高昂。随着新型驱动器的研制开发，机械设计制造技术和微电子技术的发展，直接驱动式结构的电液伺服阀快速发展，如文献(1)张光琼，单级转轴式旋转电液伺服阀，机床与液压，1991(2)：34-38；(2)刘长青，太军君，新型二级电液数字伺服阀，水力发电，2003(2)：49-51；(3)焦宗夏，李树立，郭宏，有限角度旋转式电液伺服阀，发明专利申请号：200410004538.6。文献(1)采用极化式双向旋转比例电磁铁作为驱动器；文献(2)采用步进电机作为驱动器；文献(3)采用直流无刷电机作为驱动器。此类专利权利点多为新型驱动器，由于此类新型阀的驱动多为旋转式的，阀体也多采用旋转式结构。

旋转阀为消除不平衡力多采用对称式结构，即沿圆周均匀分布8个油口，为了在阀体内有足够空间连接相同油口，阀体轴向长度被拉大，阀体的径不平衡力作用面积因此增大；同时旋转阀在工作时阀芯左右腔体油压并不相同，泄漏到阀芯左右端油压也跟着不相同，为消除因此产生的轴向不平衡力，阀芯和阀体需要超高的加工精度。

发明内容：

本发明是液压阀结构的创新，能够大为降低阀体的轴向和径向不平衡力，降低加工精度从而降低生产成本。新型阀可由手动或电机拖动。

一种液压旋转阀，包括上阀盖、阀体、密封圈、阀芯、下阀盖，阀芯由手动或电力拖动在阀体内腔中转动实现三位四通；上阀盖和下阀盖分别通过螺钉与阀体的端面牢固连接，将阀芯控制在阀体内腔中限制其轴向移动；阀芯在与阀盖连接处设置阶梯状结构，使得阀芯与阀盖在结合处形成左右两个腔体，同时阀芯上设置有4个轴向孔将所述腔体相连；阀体内开有通油腔，在阀体中段对称于轴线的两个阀口是P口，另外两个与P口成90°分布的是T口，相同阀口在阀体内部相连，各只引出一个外接接口；A口和B口则分别和阀芯的所述两个腔体相连。P口和T口关于阀芯轴线对称，阀口形状为矩形。阀芯在其中间部位的外围设置有一圈凸起，该圈凸起沿其周长伸展开后呈方波状结构。

本发明零件数目少，结构简单，加工、装配容易，可靠性高，可大幅度降低生产使用成本。

附图说明：

图1为阀总体结构示意图。

图2(a)为阀芯结构示意图。

图2(b)为图2(a)中阀芯的方波状结构的A，B，C剖面图。

图3(a)为阀盖结构的侧视图。

图3(b)为阀盖结构的正视图。

图4(a)为阀体的P、T接口结构示意图。

图4(b)为阀体的A接口结构示意图。

图4(c)为阀体的B接口结构示意图。

图5为阀口开度与转角关系计算示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做详细描述。

如图1所示，阀体包括上阀盖1、阀体2、密封圈3～8、阀芯9、下阀盖10；上阀盖1和下阀盖10分别通过螺钉与阀体2的端面牢固连接，将阀芯控制在阀体内腔中限制其轴向移动。阀芯9在与阀盖结合处制成阶梯状，如图1中的细节A的放大图，阀芯在与阀盖结合处制成阶梯状，与阀体、阀盖配合形成两个腔体11，两个腔体通过4个轴向孔12相连。阀芯9在其中间部位的外围设置有凸起13，该凸起呈方波状结构，如图2(a)所示。

阀芯如图2所示为双输出结构，两端可连接驱动器或角位移传感器。若阀加工精度高，则少量的泄漏将不足以填满腔体，阀的轴向不平衡力被消除；若为了降低成本采用较低的加工精度，则两端泄漏油迅速填满腔体，两端不同油压的泄漏油结成一体后压力差被消除，亦没有轴向不平衡力。相比传统液压阀结构，本发明摈弃传统液压阀结构中左右两端与T口相连的凹槽，，大大减短阀芯长度，同等条件下更易提高阀芯表面加工精度。阀芯与阀体在中端方波状结构13的作用下形成两个腔体14，分别连接A口和B口。当如图2(b)的B-B视图所示阀芯的四个轴向突起中心线与阀体的P口和T口中心线重合时，四个阀口恰好被完全封闭；当阀芯转动时，左右两个腔体14能分别同P口或T口连通，从而实现三位四通功能。其中，两个P口在内部连通；两个T口在内部连通由于阀芯与阀体内腔的接触长度变短，面积大为减小，径向不平衡力的作用面积亦减小。