CN104747519A - 一种旋转换向阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转换向阀，包括阀体、阀芯，阀体上具有阀芯孔，阀体还具有流体第一主通道、第二主通道、第一工作通道、第二工作通道以及它们在阀体外壳、阀芯孔上对应的连通开口，具有一些孔道和连通开口的阀芯位于阀体的阀芯孔内且能自由旋转，其特征在于，所述阀芯在所述阀体内具有旋转位置能将流体第一、第二主通道分别选择与流体第一、第二工作通道或者流体第二、第一工作通道进行相互连通，并且通过控制所述阀芯的旋转位置能调节相互连通面积的大小。它具有通流能力大、压损低，小流量控制准确、比例特性好，成本低等优点，在大流量液压系统特别是泵控开式系统中有广泛的应用情景。

Description

一种旋转换向阀
技术领域
本发明涉及一种流体控制阀，具体涉及一种旋转换向阀。 
背景技术
随着液压技术的不断发展，高压、大流量液压系统的使用越来越广泛，由于开式泵不能改变流体的方向，因此换向阀在开式系统中具有不可或缺的地位。目前几乎所有换向阀都为滑阀结构，基于结构的原因，其具有通流量有限、压损高等不足，这不仅造成系统效率比较低而且系统发热比较严重，影响系统的正常运行。因而在大流量系统中人们也常通过控制多个二通逻辑阀的相互逻辑关系来进行换向；这种逻辑阀虽然通流量大，压损比滑阀低不少，但其功能为开关换向，常造成很大的系统冲击，并且具有成本高、大流量压损仍然偏高等缺陷。随着人们节能环保意识的不断增强，泵控系统凭其高效节能的特点，将成为双高液压系统发展的主流。而在开式泵控系统中，系统要求换向阀既要具有非常大的流通量和非常小的压损，又要有高的小流量控制精度。显然单独的滑阀类的换向阀或者二通逻辑阀组没法很好满足系统的需求。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有滑阀类换向阀的不足，而提供一种通流量大、压损小、比例性能好、控制精度高的换向阀。 
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种旋转换向阀, 包括有阀体、阀芯，阀体上具有阀芯孔，阀体还具有流体第一主通道、第二主通道、第一工作通道、第二工作通道以及它们在阀体外壳、阀芯孔上对应的连通开口，具有一些孔道和连通开口的阀芯位于阀体的阀芯孔内且能自由旋转，其特征在于，所述阀芯在所述阀体具有旋转位置能将流体第一、第二主通道分别选择与流体第一、第二工作通道或者流体第二、第一工作通道进行相互连通。 
作为优选，其特征在于，通过控制所述阀芯的旋转位置能调节相互连通面积的大小。 
作为优选，其特征在于，在连通时，连通通道之间具有 2个连通面积。 
作为优选，其特征在于，阀芯与阀芯孔为圆柱面间隙配合。 
作为优选，其特征在于，阀体可为多部件组合体，各部件通过安装连接。 
作为优选，其特征在于，第一、第二工作通道在阀芯孔上分别具有2个关于阀芯孔中心对称的连通开口。 
其特征在于，所述第一、第二工作通道在阀体上分别有1个或者2个独立的孔道；工作通道连通开口可分别通过阀体内孔道或者阀体外部管道并联在其所属的工作通道上。 
作为优选，第一工作通道与第二工作通道在阀芯孔上的连通开口相互成90度布置。 
作为优选，阀芯上具有2对关于阀芯中心对称的连通开口；它们通过阀芯孔道及开口分别与所述阀体上流体第一、第二主通道保持连通。 
作为优选，它进一步包括阀芯驱动装置，具体为电机或者者减速机电机或者液控旋转装置或者手动驱动装置等。 
与现有滑阀类（比例）换向阀相比，它的优点在于： 
1. 通流量大、压损低；
2. 实现比例换向，小流量控制精度高；
3. 能利用步进或伺服电机作为驱动，响应快、控制准确、重复精度高；
4. 阀体、阀芯结构简单、加工容易，功能扩展方便。 
 附图说明。
图1a示出第一优选实施例主剖视图。 
图1b示出第一优选实施例K-K剖视图。 
图1c示出第一优选实施例阀芯在中位时H-H剖视图。 
图2a示出第二优选实施例主剖视图。 
图2b示出第二优选实施例K-K剖视图。 
图2c示出第二优选实施例阀芯在中位时H-H剖视图。  
具体实施方式。
 图1a、1b、1c分别为本发明旋转换向阀第一优选实施例的主视图、K－K剖视图和阀芯处于中位时的H-H剖视图。图中：1为阀体，2为阀芯，3为阀芯驱动装置，4为端盖。在本实施例中，如图所示：阀芯（2）安装在阀体（1）的阀芯孔内，阀芯与阀芯孔之间为圆柱面间隙配合，阀芯驱动装置（3）安装在阀体端部的盖板（4）上并能驱动阀芯在阀体内旋转。A、B分别为阀体上流体第一、第二主通道，C、D分别为阀体上流体第一、第二工作通道。KC1、KC2和KD1、KD2 分别为流体第一工作通道C和第二工作通道D在阀芯孔上关于阀芯孔中心对称的2个连通开口；流体第一工作通道C和第二工作通道D分别通过阀体内部一个整体孔道直接将各自的连接开口并联，因而在阀体表面可以只要一个连接口。KA1、KA2和KB1、KB2分别为阀芯表面上关于阀芯中心对称的2对连通开口，它们通过阀芯孔道及开口分别与阀体上流体第一主通道A和第二主通道B保持连通，即连通开口KA1、KA2与阀体上流体第一主通道A保持连通，连通开口KB1、KB2与阀体上流体第二主通道B保持连通。在本实施例中，阀芯和阀芯孔上的通道连通开口KA1/KA2与KB1/KB2和KC1/KC2与KD1/KD2分别相互呈90度布置，当然它们也可以根据具体应用的需求相互呈其它的角度。当阀芯处于中位时，阀芯连通开口与阀芯孔连通开口相互错位，处在开口中间位置，如图1C所示，中间位置时，各连通开口分别被阀芯或阀芯孔表面封堵住了，因而换向阀的中位机能为各通道截止。当阀芯选择向左或者向右旋转时，阀芯连通开口KA1/KA2、KB1/KB2将能分别与阀体连通开口KC1/KC2、KD1/KD2或者KD2/KD1、KC1/KC2进行连通，由于各通道之间与对应通道口相通，这也就是说：所述阀芯在所述阀芯孔内具有旋转位置能将流体第一、第二主通道（A、B）分别选择与流体第一、第二工作通道（C、D）或者流体第二、第一工作通道（D、C）进行相互连通。随着阀芯的旋转，阀芯连通开口将逐渐与阀芯孔上的工作通道连通开口进行交错直至重合，2者的交错面积即为连通面积；从图可看出，由于每个通道的连接开口都相对圆心对称，因而在进行连通时，连通通道之间的2对开口将同时参与工作，这样它们就具有 2个连通面积；从这也可知，本旋转换向阀将拥有更大的连通能力。当阀芯连通开口将与阀芯孔上的连通开口重合时，开口之间将直接贯通，此时换向阀具有最大的连通面积，因而在此位置换向阀具有最大的通流量和最小的压损。通过换向阀的换向过程可看出，随着阀芯的旋转，换向阀的连通面积在零到最大连通面积之间逐渐变化，因此通过控制所述阀芯的旋转位置能调节相互连通面积的大小；更改连通开口的形状、位置、面积将能调整换向阀连通面积与阀芯旋转角度之间的比例特性。阀芯驱动装置（3）将驱动阀芯在阀芯孔内的各位置之间进行准确、快速的移动，在本实例中其为步进电机，当然它还可以为其它的装置，具体包括电机或者减速电机或者液控旋转装置或者手动控制装置等。 
在第一优选实施例中，第一、第二主通道均可为流体主进和出通道，其实在开式液压系统中，换向阀一般只有一个压力输入通道P和一个低压回油通道T需要进行控制，因此可对第一优选实施例进行优化，这就是第二优选实施例。 
在第二优选实施例中，图2a、2b、2c分别为本发明旋转换向阀第二优选实施例的主剖视图、K－K剖视图和阀芯处于中位时H-H剖视图。图中： 1为阀体，2为阀芯，3为阀芯驱动装置，4为端盖，5为阀体尾板。本优选实施例原理与第一优选实施例一样，主要区别在于：压油输入通道P为流体第一主通道，回油通道T为流体第二主通道。A1、A2和B1、B2 分别为第一工作通道A和第二工作通道B在阀体上2个独立的孔道，它们分别与阀芯孔连通开口KA1、KA2和KB1、KB2相连接的，如图2C所示，它们各自在阀体外壳上具有连接口并通过阀体外管道并联在其所属的工作通道上。另外，在本实施例中，由于回油通道T的压力不高，流速比较慢，因而将阀体设计成组合体，即分成阀体（1）和阀体尾板（5），它们通过安装连接，并且将回油通道T安放在阀体尾板（5）上，这样不仅有利于增大了通道T的通经，而且非常有助于减少换向阀的大小和重量。另外，在本实施例中图2c中，当阀芯在中位时，阀芯上的孔道ZT能将工作通道A和B分别与回油通道T相连通。这样在中位时，工作通道A、B将与回油通道T形成节流连通。以此为据，我们可以阀芯孔、阀芯表面连通开口的中间位置开设不同的开口和通道，使阀在中位时形成不同的中位机能以满足不同液压系统需要。由于换向阀的中位机需要根据具体系统的需求进行设计，种类又比较多，在本说明书中不再一一进行示例，但其均在本专利的涉及范围之内。 
通过以上2个优选实施例可看出，本发明换向阀主要通过每个通道在圆柱面上两个对称的连通开口进行比例换向。对称结构的开口不仅能自动平衡阀芯径向的液压力，减小阀芯与阀芯孔的摩擦力，能使阀芯的驱动阻力特别小，而且能让换向阀的通流能力翻倍提高，因此具有体积小，通流能力大，压损力，比例性能好等优点。 
本发明换向阀主要为针对大流量比例换向阀的特点而设计的，能满足大流量阀控系统特别是泵控开式系统对高性能比例换向阀的要求。以上所述仅为本发明较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡用本发明说明书及图示内容所为的简易变化及等效变换，均应包含于本发明的专利范围内。 

Claims (10)

1.一种旋转换向阀，包括有阀体、阀芯，阀体上具有阀芯孔，阀体还具有流体第一主通道、第二主通道、第一工作通道、第二工作通道以及它们在阀体外壳、阀芯孔上对应的连通开口，具有一些孔道和连通开口的阀芯位于阀体的阀芯孔内且能自由旋转，其特征在于，所述阀芯在所述阀体内具有旋转位置能将流体第一、第二主通道分别选择与流体第一、第二工作通道或者流体第二、第一工作通道进行相互连通。
2.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，通过控制所述阀芯的旋转位置能调节相互连通面积的大小。
3.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，在连通时，连通通道之间具有 2个连通面积。
4.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，所述阀芯与所述阀芯孔之间为圆柱面间隙配合。
5.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，所述阀体可为多部件组合体，各部件通过安装连接。
6.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，所述第一、第二工作通道在所述阀芯孔上分别具有2个关于阀芯孔中心对称的连通开口。
7.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，所述第一、第二工作通道在阀体上分别有1个或者2个独立的孔道。
8.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，所述第一工作通道与第二工作通道在阀芯孔上的连通开口相互成90度布置。
9.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，所述阀芯上具有2对关于阀芯中心对称的连通开口。
10.根据权利要求1所述的旋转换向阀，其特征在于，所述旋转换向阀进一步包括有阀芯驱动装置，具体为电机或者减速电机或者液控旋转装置或者手动驱动装置等。
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CN109424765A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 浙江三花制冷集团有限公司 一种旋转式换向阀

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