CN101787988A - 用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀，包括阀体和置于阀体内的双凸肩阀芯，其中，双凸肩阀芯的每个凸肩的两侧分别设有至少一个开口且两侧开口的数量相等，每个凸肩上的开口沿凸肩的周向错开布置，两个凸肩相同一侧的开口对应相同；阀体中的去执行机构工作腔的两个油口分别与各自所对应的凸肩上的开口连通；所述双凸肩阀芯通过联轴器与调速电机连接。本发明的阀芯凸肩上的开口结构，结合调速电机转速变化，可实现液流方向高速切换，切换频率可调。调速电机后还可以接角度传感器、编码器或者旋转变压器，来反馈调速电机的转角，用于激振频率的开环和闭环控制。

Description

用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀

技术领域

本发明涉及一种液压阀，主要用于实现连续换向和频率可调的液压系统中。

背景技术

激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置，是利用机械振动的重要部件。激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。按激励型式的不同，激振器分为惯性式电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等型式。激振器可作为激励部件组成振动机械，用以实现物料或物件的输送、筛分、密实、成型和土壤砂石的捣固等工作。近年来，液压激振器越来越多的被应用于许多工程机械，如矿山机械、建筑机械、装载机械和振动成形机械等中。与惯性激振器、弹性激振器和电磁激振器相比，液压激振器具有无级调幅、调频、简化系统和操作方便等优点。

换向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的不同，来变换阀体上各主油口的通断关系，实现各油路连通、切断或改变液流方向的阀类。目前常用的液压换向阀中有电液换向阀和电磁换向阀。电液换向阀的流量相对要大，但是其换向频率要比电磁换向阀低，不能满足液压激振器的高频要求。电磁换向阀的换向频率有电磁铁的工作频率决定，不易于调节，其阀芯作往复移动，响应速度慢，换向频率不高，且阀的开口量较小，其压力损失也大，流量大小受到限制。所以在一些需要高频以及换向频率需要调节的液压系统中，传统的换向阀无法满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀，通过阀芯旋转、液流方向高频换向来实现液压激振器调频，以克服现有的液压换向阀的流量小、换向频率低及不易调节的缺陷。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：该用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀，包括阀体和置于阀体内的双凸肩阀芯，其中，所述双凸肩阀芯的每个凸肩的两侧分别设有至少一个开口且两侧开口的数量相等，每个凸肩上的开口沿凸肩的周向错开布置，两个凸肩相同一侧的开口对应相同；阀体中的去执行机构工作腔的两个油口分别与各自所对应的凸肩上的开口连通；所述双凸肩阀芯通过联轴器与调速电机连接。

进一步地，本发明所述每个凸肩上的每侧的开口数为1、2或3个。

进一步地，本发明所述每个凸肩上的开口大小相同且沿凸肩的圆周均匀分布。

进一步地，本发明所述调速电机连接有角度传感器、编码器或者旋转变压器。

与现有的技术相比，本发明具有的有益效果是：结构简单，制造工艺好；阀芯上的开口沿凸肩的周向错开布置的设计，使阀芯旋转时油口始终处于与凸肩开口的导通状态，可实现大流量；本发明将传统的阀芯由电磁铁驱动或者其他方式驱动改为由调速电机连续转动，故能实现连续控制换向、换向频率进行无级调节，来满足需要进行高频液流换向的液压系统，实现液压激振器调频。

附图说明

图1是本发明用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀的结构示意图。

图2是图1在阀芯旋转180°后的结构示意图。

图3是图1的E-E剖视图。

图4是本发明的双凸肩四开口阀芯的局部结构示意图。

图5是本发明的双凸肩八开口阀芯的局部结构示意图。

图6是图4在A方向同一个凸肩的两侧开口的相对位置关系示意图

图7是图5在B方向同一个凸肩的两侧开口的相对位置关系示意图

图中1-阀体；2-阀芯；3-调速电机；4-联轴器；7-双凸肩四开口阀芯的第一凸肩；7′-双凸肩四开口阀芯的第二凸肩；8-双凸肩八开口阀芯的第一凸肩；8′-双凸肩八开口阀芯的第二凸肩；11-去执行机构工作腔的第一压力油口；12-去执行机构工作腔的第二压力油口；13-回油口；14-供油压力油口；51、51′、61、61′、21、21′、31、31′、22、22′、32、32′-阀芯凸肩上的开口。

具体实施方式

如图1-7所示，用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀主要由阀体1、双凸肩阀芯2、调速电机3、联轴器4等组成。双凸肩阀芯2通过联轴器4与调速电机3连接。双凸肩阀芯2的每个凸肩的两侧分别设有至少一个开口且两侧开口的数量相等，每个凸肩上的开口沿凸肩的周向错开布置。以图4和图6所示的双凸肩四开口阀芯为例，在双凸肩四开口阀芯的第一凸肩7的一侧有一个开口51，在该第一凸肩7的另一侧也有一个开口51′。由图6可以看出，开口51和开口51′在同一个横截面投影上并不交叉，而是相互错开，即开口51和开口51′沿第一凸肩7的周向错开布置。同样，在该双凸肩四开口阀芯的第二凸肩7′的两侧也各有一个沿周向相互错开的开口61和开口61′。由图4可知，开口51和与其对应的开口61同在凸肩的左侧，且两者在凸肩上的位置及开口的大小均相同；开口51′和与其对应的开口61′同在凸肩的右侧，而且两者在凸肩上的位置及开口的大小也都相同。进一步地说，如果落在图6所示的横截面上，则开口51和开口61的投影相互重叠在一起，而开口51′和开口61′的投影也相互重叠在一起。

如图5和图7所示，当阀芯为双凸肩八开口阀芯时，在该阀芯的第一凸肩8的一侧有开口21和开口31，在该第一凸肩的另一侧也有两个开口，即开口21′和开口31′；在阀芯的第二凸肩8′的一侧有开口22和开口32，在该第二凸肩8′的另一侧也有两个开口，即开口22′和开口32′。

由图7可以进一步看出，开口21、开口31、开口21′和开口31′在同一个横截面投影上并不交错，而是沿周向相互错开。同样，开口22、开口32、开口22′和开口32′沿第二凸肩8′的周向相互错开，由于开口21与开口22、开口31与开口32、开口21′与开口22′、开口31′与开口32′由于在各自凸肩上的位置及开口的大小对应相同，体现在图7所示的横截面投影图上，开口21与开口22、开口31与开口32、开口21′与开口22′、开口31′与开口32′分别相互重叠。

当双凸肩阀芯2转到图1所示的位置时，阀体1中的去执行机构工作腔的第一压力油口11与第一凸肩7上的开口51连通，由此使供油压力油口14与第一压力油口11连通；并且，第二压力油口12与第二凸肩7′上的开口61连通，使得去执行机构工作腔的第二压力油口12也同时与回油口13连通，通往油箱。当双凸肩阀芯2旋转180°到图2所示的位置时，阀体1中的去执行机构工作腔的第一压力油口11和第二压力油口12对应地分别与开口51′和开口61′同时连通，使供油压力油口14与去执行机构工作腔的第二压力油口12连通，此时去执行机构工作腔的第一压力油口11也与回油口13连通，通往油箱。当阀芯2的结构设计如图4和6所示时，调速电机3的轴每转动一圈，联轴器4带动阀芯2旋转一圈，液流方向则换向一次，从而实现各油路连通切断各一次。

当阀芯2的结构设计如图5和7所示时，调速电机3的轴每转动一圈，联轴器4带动阀芯2旋转一圈，液流方向则换向二次，由此实现各油路连通切断各二次。

本发明阀芯2的凸肩开口结构和数量的不同设计，结合调速电机转速的变化，可实现对液流方向高速切换，切换频率可调。

本发明的开口结构实现了阀芯旋转时液流在不同时刻的高频换向，并且始终处于与凸肩开口的导通状态，实现大流量。各开口的深度可直至阀芯轴上。作为本发明的优选实施方案，每个凸肩上的每侧的开口数为1个、2个或3个，且每个凸肩上的开口大小相同且沿凸肩的圆周均匀分布。如图6所示，开口51的夹角为α、开口51′的夹角为α′。作为本发明的另一种实施方式，当α＝α′＝180°时，开口51的界边aa′与开口51′的界边cc′、开口51的另一个界边bb′与开口51′的另一个界边dd′在图6中对应重合。同理，当图7中的β＝β′＝γ＝γ′＝90°时，ee′与ff′、mm′与ll′、kk′与ii′、gg′与hh′在图7中对应重合。这种优选的阀芯设计方案能使阀最佳的实现大流量、高速换向的功能。

进一步地，本发明的调速电机3还可以与角度传感器、编码器或者旋转变压器连接，由此反馈调速电机的转角，用于激振频率的开环和闭环控制。

本说明书实施陈述的内容只是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为只局限于实施所示的具体方式，应当涉及于本领域技术人员根据本发明构思所能够思考到的等同技术方式。

Claims (4)

1.一种用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀，包括阀体和置于阀体内的双凸肩阀芯，其特征在于：所述双凸肩阀芯的每个凸肩的两侧分别设有至少一个开口且两侧开口的数量相等，每个凸肩上的开口沿凸肩的周向错开布置，两个凸肩相同一侧的开口对应相同；阀体中的去执行机构工作腔的两个油口分别与各自所对应的凸肩上的开口连通；所述双凸肩阀芯通过联轴器与调速电机连接。

2.根据权利要求1所述的用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀，其特征在于：所述每个凸肩上的每侧的开口数为1、2或3个。

3.根据权利要求1所述的用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀，其特征在于：所述每个凸肩上的开口大小相同且沿凸肩的圆周均匀分布。

4.根据权利要求1所述的用于液压激振器的阀芯旋转式四通高速换向阀，其特征在于：所述调速电机连接有角度传感器、编码器或者旋转变压器。

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