CN103089732B - 双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀，包括阀体和装配在其内的AB阀芯和PT阀芯，AB阀芯和PT阀芯相对的内端面形成密封，AB阀芯的外端设有与反馈电机连接的反馈输入轴，PT阀芯的外端设有与驱动电机连接的控制输入轴；AB阀芯的内端面上设有环形凹槽C，环形凹槽C内设有油孔P和油孔T的孔口封盖柱销，孔口封盖柱销将环形凹槽C堵隔成相应的独立区段，相邻的两个独立区段内分别设有A油孔的孔口和B油孔的孔口。本发明结构对称，阀芯阀体受力均匀，结构稳定。两瓣阀芯均由驱动电机直接驱动旋转，避免了未知死区和零点漂移；而且利用两瓣阀芯的同向旋转，容易构成位置反馈，提高了控制精度。

Description

双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀

技术领域

本发明属于流体传动与控制领域，具体涉及一种双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀。

背景技术

电液比例阀廉价、节能、对油液清洁度要求低，结构简单。但是现有技术下，比例阀控制精度低；电液伺服阀死区小，滞环小，频响高，控制精度高，但是结构复杂，制造成本高，使用复杂。电机驱动的液压阀可直接由脉冲信号进行控制，无需D/A转换，易实现数字量化控制。

现有电机驱动的方向节流阀均为滑阀阀芯，与驱动电机一般通过丝杠或凸轮作为耦合接口，接口机构会因摩擦的存在产生磨损，从而导致未知的死区和零点漂移，控制精度降低；虽然也有电机驱动的旋转阀芯，但均为单电机驱动。发明专利200510082720.8公开了一种“无轴伸旋转式数字方向流量阀”，这种阀也是由主动和从动两个阀芯组成，但是这种阀芯的外圆周上设有齿，并通过齿轮与驱动电机耦合，避免了滑阀的一些缺点，但是要在阀芯外圆周上加工齿，增加了加工难度，结构也比较复杂；通过齿轮与电机耦合也使阀的结构变得复杂，控制精度降低。实用新型专利文献CN88200510U公开了一种“转动液压伺服阀”，这种阀虽有两个能相对转动的阀芯，但仅一侧阀芯由电机直接驱动旋转，且两瓣阀芯不对称，一侧阀芯上有三个油孔，另一侧阀芯上仅有一个回油孔，因此两瓣阀芯受力不均匀，且回油孔做在了端盖上，使端盖受到液压力的作用，结构不稳定。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀，该阀结构对称，阀芯阀体受力均匀，结构稳定。两瓣阀芯均由驱动电机直接驱动旋转，无须利用偏心轮或丝杠等机构把转角转换为直线位移，避免了未知死区和零点漂移；而且利用两瓣阀芯的同向旋转，容易构成位置反馈，提高了控制精度。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀，包括阀体和装配在其内的两个相对的阀芯，所述两个相对的阀芯分别为AB阀芯和PT阀芯，所述AB阀芯和所述PT阀芯相对的内端面形成密封，所述AB阀芯的外端设有反馈输入轴，所述反馈输入轴与反馈电机连接，所述PT阀芯的外端设有控制输入轴，所述控制输入轴与驱动电机连接；所述阀体上设有A、B、P、T四个油口；所述AB阀芯的外表面上设有与阀体油口A连通的环形凹槽A，与阀体油口B连通的环形凹槽B，所述AB阀芯内设有与所述环形凹槽A相通的油孔A，与所述环形凹槽B相通的油孔B；所述PT阀芯的外表面上设有与阀体油口P连通的环形凹槽P，与阀体油口T连通的环形凹槽T，所述PT阀芯内设有与所述环形凹槽P相通的油孔P，与所述环形凹槽T相通的油孔T，所述油孔P的孔口和所述油孔T的孔口相邻；所述AB阀芯的内端面上设有与其同心的环形凹槽C，所述环形凹槽C内设有所述油孔P和所述油孔T的孔口封盖柱销，所述孔口封盖柱销将所述环形凹槽C堵隔成相应的独立区段，相邻的两个所述独立区段内分别设有所述A油孔的孔口和所述B油孔的孔口。

所述孔口封盖柱销有4个，且均布在所述环形凹槽C内；所述油孔A的孔口、所述油孔B的孔口、所述油孔P的孔口和所述油孔T的孔口均为对称布置的2个。

本发明具有的优点和积极效果是：结构对称，阀芯阀体受力均匀，结构稳定。两瓣阀芯均由驱动电机直接驱动旋转，无须利用偏心轮或丝杠等机构把转角转换为直线位移，避免了未知死区和零点漂移；而且利用两瓣阀芯的同向旋转，容易构成位置反馈，提高了控制精度。本发明具有比例阀和伺服阀的优点，并且与比例阀和伺服阀相比，结构简单，加工容易，操作方便，容易实现量化控制，可应用于液压系统速度和位置控制等多种电液控制领域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明AB阀芯的结构示意图；

图3为本发明PT阀芯的结构示意图；

图4为本发明PT阀芯左旋时的方向切换示意图；

图5为本发明PT阀芯上的油孔被孔口封盖柱销完全封盖时的示意图；

图6为本发明PT阀芯右旋时的方向切换示意图。

图中：1、反馈电机；2、轴承端盖；3、反馈输入轴；4、推力轴承；5、阀体；6、油路接头；7、AB阀芯；8、PT阀芯；9、控制输入轴；10、驱动电机；31、环形凹槽B；32、环形凹槽A；33、孔口封盖柱销。在图4～图6中，AB阀芯在纸面下面，PT阀芯在纸面上面。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图6，一种双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀，包括阀体5和装配在其内的两个相对的阀芯，所述两个相对的阀芯分别为AB阀芯7和PT阀芯8，所述AB阀芯7和所述PT阀芯8相对的内端面形成密封，所述AB阀芯7的外端设有反馈输入轴3，所述反馈输入轴3与反馈电机1连接，所述PT阀芯8的外端设有控制输入轴9，所述控制输入轴9与驱动电机10连接；

所述阀体5上设有A、B、P、T四个油口；所述AB阀芯7的外表面上设有与阀体油口A连通的环形凹槽A32，与阀体油口B连通的环形凹槽B31，所述AB阀芯7内设有与所述环形凹槽A32相通的油孔A，与所述环形凹槽B32相通的油孔B。与AB阀芯结构相同，所述PT阀芯8的外表面上设有与阀体油口P连通的环形凹槽P，与阀体油口T连通的环形凹槽T，所述PT阀芯内设有与所述环形凹槽P相通的油孔P，与所述环形凹槽T相通的油孔T。所述油孔P的孔口和所述油孔T的孔口相邻。

所述AB阀芯7的内端面上设有与其同心的环形凹槽C，所述环形凹槽C内设有所述油孔P和所述油孔T的孔口封盖柱销33，所述孔口封盖柱销33将所述环形凹槽C堵隔成相应的独立区段，相邻的两个所述独立区段内分别设有所述A油孔的孔口和所述B油孔的孔口。

在本实施例中，所述孔口封盖柱销33有4个，且均布在所述环形凹槽C内；所述油孔A的孔口、所述油孔B的孔口、所述油孔P的孔口和所述油孔T的孔口均为对称布置的2个。反馈输入轴3和控制输入轴9各由一推力轴承4支撑，推力轴承4由端盖2支撑，端盖2通过压紧螺钉固定在阀体5上。阀体5上的四个油口各通过一油路接头6与外部管路相连，四个油口都有一油路接头6。驱动电机10和反馈电机1均可为步进电机或伺服电机。

本发明的工作原理：

请参见图5，PT阀芯油孔在零位时，PT阀芯8上的四个油孔被AB阀芯上的四个孔口封盖柱销完全封盖，油孔P、T、A、B互不相通。

请参见图4和图6，当液压系统开始工作时，控制系统发出经程序运行后产生的脉冲信号，驱动电机接受脉冲信号向左旋转时，带动PT阀芯向左旋转，油孔P与油孔A连通，油孔B与油孔T连通，阴影部分为流体通路截面。通过PT阀芯油孔开口对液压执行器两腔进行压力油和回油的分配，并通过PT阀芯油孔开口大小进行流量控制。而液压执行器的直线位移或角位移通过机械反馈或电子反馈，产生反馈信号，反馈电机接受液压执行器的反馈信号旋转，带动AB阀芯与PT阀芯同向旋转，PT阀芯油孔通流面积逐渐减小直至关闭，使PT阀芯回到中位，一个动作周期结束。当PT阀芯向右旋转时，情况相反，油孔连通状态变为P与B连通，A与T连通。从而实现对液压执行器的双向控制。

当驱动电机连续旋转时，由于反馈信号的滞后作用，PT阀芯油孔将保持一定的开口量，使液压执行器持续动作。PT阀芯油孔开口量的大小由步进电机的转速决定，即脉冲信号的频率，脉冲信号频率越高，电机转速越快，PT阀芯油孔开口量越大，PT阀芯油孔开口量的大小决定了液压执行器的速度。节流阀的输出流量由电机的转角决定，即总的脉冲信号的个数，脉冲信号越多，电机转角越大，阀的输出流量就越大，节流阀输出流量的大小决定了液压执行器的位移。

上述节流阀具有回转式机械伺服阀的特点，但是比普通机液伺服阀结构简单的多，而且主要部件AB阀芯和PT阀芯结构简单，加工制造非常简单。

本实施例中，PT阀芯油孔被孔口封盖柱销完全封盖，且PT阀芯油孔孔口面积与孔口封盖柱销面积相等时为零遮盖，此时PT阀芯油孔处于零位。通过改变油孔P、T的直径和／或孔口封盖柱销的直径，可以实现PT阀芯油孔处于零位时，孔口封盖柱销对PT阀芯油孔的正遮盖和负遮盖特性。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀，其特征在于，包括阀体和装配在其内的两个相对的阀芯，所述两个相对的阀芯分别为AB阀芯和PT阀芯，所述AB阀芯和所述PT阀芯相对的内端面形成密封，所述AB阀芯的外端设有反馈输入轴，所述反馈输入轴与反馈电机连接，所述PT阀芯的外端设有控制输入轴，所述控制输入轴与驱动电机连接；

所述阀体上设有A、B、P、T四个油口；所述AB阀芯的外表面上设有与阀体油口A连通的环形凹槽A，与阀体油口B连通的环形凹槽B，所述AB阀芯内设有与所述环形凹槽A相通的油孔A，与所述环形凹槽B相通的油孔B；所述PT阀芯的外表面上设有与阀体油口P连通的环形凹槽P，与阀体油口T连通的环形凹槽T，所述PT阀芯内设有与所述环形凹槽P相通的油孔P，与所述环形凹槽T相通的油孔T，所述油孔P的孔口和所述油孔T的孔口相邻；

所述AB阀芯的内端面上设有与其同心的环形凹槽C，所述环形凹槽C内设有所述油孔P和所述油孔T的孔口封盖柱销，所述孔口封盖柱销将所述环形凹槽C堵隔成相应的独立区段，相邻的两个所述独立区段内分别设有所述A油孔的孔口和所述B油孔的孔口。

2.根据权利要求1所述的双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀，其特征在于，所述孔口封盖柱销有4个，且均布在所述环形凹槽C内；所述油孔A的孔口、所述油孔B的孔口、所述油孔P的孔口和所述油孔T的孔口均为对称布置的2个。