CN106545538B - 一种无阀套数控旋芯式直动比例阀 - Google Patents

一种无阀套数控旋芯式直动比例阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，包括阀体和压盖；阀体上设有左右贯通的阀腔；阀腔的内壁依次并列设有第一环形凹槽、第二环形凹槽和第三环形凹槽；在阀体上设有油道A和油道B；还包括压盖；压盖设置在阀体的上端；阀体上设有回油口T、工作油口A、压力油口P、工作油口B；工作油口A处的阀体上设有上控制油孔A和下控制油孔A；上控制油孔A和下控制油孔A均与阀腔连通；工作油口B处的阀体上设有上控制油孔B和下控制油孔B；上控制油孔B和下控制油孔B均与阀腔连通。本发明的有益效果是：取消阀套，增大旋芯的直径，简化结构，增大阀的流量；可用数字技术实现高精度开环比例控制，并达到满意的频宽和伺服精度。

Description

一种无阀套数控旋芯式直动比例阀
技术领域
本发明涉及直动比例阀领域，尤其涉及一种无阀套数控旋芯式直动比例阀。
背景技术
现有一发明专利，其专利号为CN201620126253.8，该发明提供一种数控旋芯式直动比例阀，包括伺服电机、支座、旋芯、阀套、阀体和阀盖；阀体中部设有阀腔；阀套置于阀腔内；支座设在阀体一端，阀盖设在阀体另一端；伺服电机设在支座一端；旋芯一端置于阀套内，另一端与伺服电机固定连接；阀腔内壁上设有五个环形凹槽；阀体上设有回油口T、压力油口P、工作油口A、工作油口B；阀套上设有五对油孔；旋芯上设有两组下凹油道。本发明用旋芯转动替代传统直动比例阀的阀芯滑动，可靠性高；但由于数控旋芯式直动比例阀的工作油口A和工作油口B有较高的形状和尺寸精度要求，因而通常设置阀套，以便于控制油孔的加工，因此降低了旋芯的直径，从而减小了阀的流量，结构复杂，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，针对目前数控旋芯式直动比例阀的缺点，机械结构及电控系统较简单，工作可靠，使用方便；取消阀套也能实现直动比例阀的必要功能，从而增大了旋芯的直径，增大了阀的流量。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，包括阀体；所述阀体上设有左右贯通的阀腔；所述阀腔的内壁依次并列设有第一环形凹槽、第二环形凹槽和第三环形凹槽；在所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间的所述阀体上设有油道A；在所述第二环形凹槽与所述第三环形凹槽之间的所述阀体上设有油道B；还包括压盖；所述压盖设置在所述阀体的上端；所述压盖上设有连通所述第一环形凹槽和所述第三环形凹槽的回油通道；
所述阀体上设有与所述第一环形凹槽或所述第三环形凹槽连通的回油口T；所述阀体上设有与所述油道A连通的工作油口A；所述阀体上设有与所述第二环形凹槽连通的压力油口P；所述阀体上设有与所述油道B连通的工作油口B；
所述工作油口A处的所述阀体上设有上控制油孔A和下控制油孔A；所述上控制油孔A和所述下控制油孔A均与所述阀腔连通；所述油道A的两端分别与所述上控制油孔A和所述下控制油孔A对应连通；
所述工作油口B处的所述阀体上设有上控制油孔B和下控制油孔B；所述上控制油孔B和所述下控制油孔B均与所述阀腔连通；所述油道B的两端分别与所述上控制油孔B和所述下控制油孔B对应连通。
本发明的有益效果是：第一环形凹槽和第三环形凹槽主要方便工作油口A和工作油口B回油或卸压；将现有技术中的原阀体分为阀体和压盖两部分，取消阀套，将回油通道设置在压盖中，方便回油，简化了结构，降低了成本；在现有技术的基础上取消阀套，从而旋芯的直径增大，阀的流量增大；本无阀套数控旋芯式直动比例阀的安装尺寸和对外连接尺寸符合现行的国家标准和国际标准，通用性强，便于推广。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步：所述上控制油孔A的轴心线和所述下控制油孔A的轴心线均与所述阀腔的轴心线相交。
进一步：所述上控制油孔B的轴心线和所述下控制油孔B的轴心线均与所述阀腔的轴心线相交。
上述进两步方案的有益效果是：方便加工，方便油的流通。
进一步：所述阀体的上下两端面均设有第一工艺孔；两个所述的第一工艺孔分别对应的与所述上控制油孔A和所述下控制油孔A相连通。
进一步：两个所述的第一工艺孔、所述上控制油孔A和所述下控制油孔A均同轴心。
上述进两步方案的有益效果是：在阀体的上下两端面均设置与上控制油孔A和下控制油孔A同轴心的第一工艺孔，便于上控制油孔A和下控制油孔A的加工，提高加工精度。
进一步：所述阀体的上下两端面还均设有第二工艺孔；两个所述的第二工艺孔分别对应的与所述上控制油孔B和所述下控制油孔B相连通。
进一步：两个所述的第二工艺孔、所述上控制油孔B和所述下控制油孔B均同轴心。
上述进两步方案的有益效果是：在阀体的上下两端面均设置与上控制油孔B和下控制油孔B同轴心的两个第二工艺孔，便于上控制油孔B和下控制油孔B的加工，提高加工精度。
进一步：两个所述的第一工艺孔的横截面均大于所述上控制油孔A的横截面和所述下控制油孔A的横截面；两个所述的第二工艺孔的横截面均大于所述上控制油孔B的横截面和所述下控制油孔B的横截面。
上述进一步方案的有益效果是：方便加工上控制油孔A、下控制油孔A、上控制油孔B和下控制油孔B。
进一步：所述油道A为半环形油道。
上述进一步方案的有益效果是：方便油道A与工作油口A连通，加工方便。
进一步：所述油道B为半环形油道。
上述进一步方案的有益效果是：方便油道B与工作油口B连通，加工方便。
附图说明
图1为本发明的主剖视图C-C；
图2为图1中A-A处的剖视图；
图3为图1中B-B处的剖视图；
图4为本发明旋芯的结构示意图；
图5为本发明处于第一工作位的示意图；
图6为本发明处于第二工作位的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其包括伺服电机1、支座2、压盖3、旋芯5、端盖4以及阀体6；所述阀体6的一端与所述支座2连接，所述阀体6的另一端与所述端盖4连接；所述伺服电机1设置在所述支座2远离所述端盖4的一端；所述压盖3设置在所述阀体6的上端；所述阀体6的中部设有阀腔；所述旋芯5的一端置于所述阀腔中、并与所述阀腔相配合，所述旋芯5的另一端置于所述支座2中、并与所述伺服电机1的输出轴固定连接；所述旋芯5通过联轴器7与所述伺服电机1的输出轴固定连接。
所述阀腔的内壁依次并列设有第一环形凹槽65、第二环形凹槽67和第三环形凹槽69；在所述第一环形凹槽65与所述第二环形凹槽67之间的所述阀体6上设有油道A66；在所述第二环形凹槽67与所述第三环形凹槽69之间的所述阀体6上设有油道B68；所述压盖3上设有连通所述第一环形凹槽65和所述第三环形凹槽69的回油通道31。
所述阀体6上设有与所述第一环形凹槽65或所述第三环形凹槽69连通的回油口T64；所述阀体6上设有与所述油道A66连通的工作油口A63；所述阀体6上设有与所述第二环形凹槽67连通的压力油口P62；所述阀体6上设有与所述油道B68连通的工作油口B61；其中工作油口A63和工作油口B61均为工作油孔。
如图2和图3所示，所述油道A66为半环形油道、呈C形；所述工作油口A63与所述油道A66的下端连通；所述油道B68为半环形油道、呈C形；所述工作油口B61与所述油道B68的下端连通。
所述工作油口A63处的所述阀体6上设有上控制油孔A632和下控制油孔A631；所述上控制油孔A632和所述下控制油孔A631均与所述阀腔连通；所述油道A66的两端分别与所述上控制油孔A632和所述下控制油孔A631对应连通。
所述工作油口B61处的所述阀体6上设有上控制油孔B612和下控制油孔B611；所述上控制油孔B612和所述下控制油孔B611均与所述阀腔连通；所述油道B68的两端分别与所述上控制油孔B612和所述下控制油孔B611对应连通。
所述上控制油孔A632的轴心线和所述下控制油孔A631的轴心线均与所述阀腔的轴心线相交；所述上控制油孔B612的轴心线和所述下控制油孔B611的轴心线均与所述阀腔的轴心线相交。
进一步地，所述上控制油孔A632的轴心线和所述下控制油孔A631的轴心线互相重合、且均与所述阀腔的轴心线垂直相交；所述上控制油孔B612的轴心线和所述下控制油孔B611的轴心线互相重合、且均与所述阀腔的轴心线垂直相交。
所述阀体6的上下两端面均设有第一工艺孔633；两个所述的第一工艺孔633分别对应的与所述上控制油孔A632和所述下控制油孔A631相连通；两个所述的第一工艺孔633、所述上控制油孔A632和所述下控制油孔A631均同轴心。
所述阀体6的上下两端面还均设有第二工艺孔613；两个所述的第二工艺孔613分别对应的与所述上控制油孔B612和所述下控制油孔B611相连通；两个所述的第二工艺孔613、所述上控制油孔B612和所述下控制油孔B611均同轴心。
为了方便加工上控制油孔A632和下控制油孔A631、上控制油孔B612和下控制油孔B611，两个所述的第一工艺孔633的横截面均大于所述上控制油孔A632的横截面和所述下控制油孔A631的横截面；两个所述的第二工艺孔613的横截面均大于所述上控制油孔B612的横截面和所述下控制油孔B611的横截面。
上控制油孔A632和下控制油孔A631、上控制油孔B612和下控制油孔B611可在第一工艺孔633和第二工艺孔613的横截面范围内根据需要设置成圆形、矩形或椭圆形等形状。
所述阀体6上端面的所述第一工艺孔633和所述第二工艺孔613均由所述压盖3封闭，所述阀体6下端面的所述第一工艺孔633和所述第二工艺孔613均由承装该直动比例阀的安装面封闭。
对于通径等于或小于10mm的数控旋芯式直动比例阀，阀体6下端面的第一工艺孔633、第二工艺孔613也同时作为该直动比例阀的工作油口A63和工作油口B61。
第一环形凹槽65和第三环形凹槽69主要方便所述工作油口A63和所述工作油口B61回油或卸压。
如图4所示，为了简化旋芯5的结构，方便加工，靠近所述油道A66的所述旋芯5上设有第一控制阀盘52；靠近所述油道B68的所述旋芯5上设有第二控制阀盘54。
所述第一控制阀盘52上设有第一组下凹油道；所述第二控制阀盘54上设有第二组下凹油道；所述第一组下凹油道通过旋转所述旋芯5控制所述工作油口A63与所述回油口T64或所述压力油口P62连通；所述第二组下凹油道通过旋转所述旋芯5控制所述工作油口B61与所述回油口T64或所述压力油口P62连通。
所述第一组下凹油道包括用于连通所述工作油口A63和所述回油口T64的第一下凹回油油道521和用于连通所述工作油口A63和所述压力油口P62的第一下凹压力油油道522。
所述第二组下凹油道包括用于连通所述工作油口B61和所述回油口T64的第二下凹回油油道542和用于连通所述工作油口B61和所述压力油口P62的第二下凹压力油油道541。
为了消除液压径向力对旋芯5工作的不利影响，所述第一下凹回油油道521的数量为两个，两个所述第一下凹回油油道521呈中心对称，中心对称是指两个所述第一下凹回油油道521关于旋芯5的轴心呈中心对称；所述第一下凹压力油油道522的数量为两个，两个所述第一下凹压力油油道522呈中心对称，中心对称是指两个所述第一下凹压力油油道522关于旋芯5的轴心呈中心对称；所述第二下凹回油油道542的数量为两个，两个所述第二下凹回油油道542呈中心对称，中心对称是指两个所述第二下凹回油油道542关于旋芯5的轴心呈中心对称；所述第二下凹压力油油道541的数量为两个，两个所述第二下凹压力油油道541呈中心对称，中心对称是指两个所述第二下凹压力油油道541关于旋芯5的轴心呈中心对称。
使旋芯5呈中心对称结构，从而使旋芯5上的径向液压力完全平衡，可以很大程度的减小旋芯5转动的阻力；另一方面，旋芯5在阀腔中的旋转运动，有利于形成和保持工作间隙中的油膜，有利于克服液压和机械的卡阻力，从而有效提高了比例阀的整体可靠性。
在对应所述第一环形凹槽65处的所述旋芯5上设有第一退刀槽51，方便第一下凹回油油道521与第一环形凹槽65相连通；在对应所述第二环形凹槽67处的所述旋芯5上设有第二退刀槽53，方便第一下凹压力油油道522和第二环形凹槽67相连通，以及方便第二下凹压力油油道541和第二环形凹槽67相连通；在对应所述第三环形凹槽69处的所述旋芯5上设有第三退刀槽55，方便第二下凹回油油道542和第三环形凹槽69相连通。
另外，改变上控制油孔A632和下控制油孔A631、上控制油孔B612和下控制油孔B611的遮程及形状，可改变该比例阀的死区、滞环及线性度，可得到不同伺服精度的数控旋芯式直动比例阀，以满足不同需求。
所述伺服电机1为步进电机、直流伺服电机或交流伺服电机；与传统的比例电磁铁相比，伺服电机1的线性度更好，线性范围无限，便于用数字技术实现高精度开环比例控制，同时品种规格多，控制灵活，使用方便，可靠性高，并达到满意的频宽和伺服精度。
所述支座2、所述压盖3、所述端盖4、所述旋芯5以及所述阀体6之间的连接部位均采用密封连接，提高了整个比例阀的密封度。
具体的，如图5和图6所示，当旋芯5处于中位时，回油口T64、工作油口A63、压力油口P62和工作油口B61之间互不连通；当伺服电机1驱动旋芯5顺时针旋转一定角度时，比例阀处于第一工作位，工作油口A63通过第一下凹压力油油道522与压力油口P62相连通，同时工作油口B61通过第二下凹回油油道542、回油通道31与回油口T64相连通；当伺服电机1驱动旋芯5逆时针旋转一定角度时，比例阀处于第二工作位，工作油口B61通过第二下凹压力油油道541与压力油口P62相连通，同时工作油口A63通过第一下凹回油油道521与回油口T64相连通。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，例如阀体内的油道A、B及压盖内的回油通道用铸造或加工的方法形成；将压盖内的回油通道设置于阀体内或阀的外部；用不同的方法堵塞工艺孔等等；均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其特征在于：包括阀体(6)；所述阀体(6)上设有左右贯通的阀腔；所述阀腔的内壁依次并列设有第一环形凹槽(65)、第二环形凹槽(67)和第三环形凹槽(69)；在所述第一环形凹槽(65)与所述第二环形凹槽(67)之间的所述阀体(6)上设有油道A(66)；在所述第二环形凹槽(67)与所述第三环形凹槽(69)之间的所述阀体(6)上设有油道B(68)；还包括压盖(3)；所述压盖(3)设置在所述阀体(6)的上端；所述压盖(3)上设有连通所述第一环形凹槽(65)和所述第三环形凹槽(69)的回油通道(31)；
所述阀体(6)上设有与所述第一环形凹槽(65)或所述第三环形凹槽(69)连通的回油口T(64)；所述阀体(6)上设有与所述油道A(66)连通的工作油口A(63)；所述阀体(6)上设有与所述第二环形凹槽(67)连通的压力油口P(62)；所述阀体(6)上设有与所述油道B(68)连通的工作油口B(61)；
所述工作油口A(63)处的所述阀体(6)上设有上控制油孔A(632)和下控制油孔A(631)；所述上控制油孔A(632)和所述下控制油孔A(631)均与所述阀腔连通；所述油道A(66)的两端分别与所述上控制油孔A(632)和所述下控制油孔A(631)对应连通；
所述工作油口B(61)处的所述阀体(6)上设有上控制油孔B(612)和下控制油孔B(611)；所述上控制油孔B(612)和所述下控制油孔B(611)均与所述阀腔连通；所述油道B(68)的两端分别与所述上控制油孔B(612)和所述下控制油孔B(611)对应连通；
所述油道A(66)为半环形油道，所述油道B(68)为半环形油道。
2.根据权利要求1所述一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其特征在于：所述上控制油孔A(632)的轴心线和所述下控制油孔A(631)的轴心线均与所述阀腔的轴心线相交。
3.根据权利要求1所述一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其特征在于：所述上控制油孔B(612)的轴心线和所述下控制油孔B(611)的轴心线均与所述阀腔的轴心线相交。
4.根据权利要求1所述一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其特征在于：所述阀体(6)的上下两端面均设有第一工艺孔(633)；两个所述的第一工艺孔(633)分别对应的与所述上控制油孔A(632)和所述下控制油孔A(631)相连通。
5.根据权利要求4所述一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其特征在于：两个所述的第一工艺孔(633)、所述上控制油孔A(632)和所述下控制油孔A(631)均同轴心。
6.根据权利要求4所述一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其特征在于：所述阀体(6)的上下两端面还均设有第二工艺孔(613)；两个所述的第二工艺孔(613)分别对应的与所述上控制油孔B(612)和所述下控制油孔B(611)相连通。
7.根据权利要求6所述一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其特征在于：两个所述的第二工艺孔(613)、所述上控制油孔B(612)和所述下控制油孔B(611)均同轴心。
8.根据权利要求7所述一种无阀套数控旋芯式直动比例阀，其特征在于：两个所述的第一工艺孔(633)的横截面均大于所述上控制油孔A(632)的横截面和所述下控制油孔A(631)的横截面；两个所述的第二工艺孔(613)的横截面均大于所述上控制油孔B(612)的横截面和所述下控制油孔B(611)的横截面。
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