CN107642624B - 一种多路换向转阀及其多缸控制方法 - Google Patents
一种多路换向转阀及其多缸控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种多路换向转阀及其多缸控制方法，属于液压传动技术领域。本发明包括阀套、阀芯、左端盖、右端盖、伺服电机、光电编码器；阀芯通过间隙配合安装于阀套内，左端盖固定在阀套的左端面，右端盖固定在阀套的右端面，阀芯通过轴承配合支承在左端盖和右端盖上；伺服电机中心花键孔与阀芯花键轴配合连接，光电编码器中心花键孔与伺服电机上的花键轴配合联接；密封圈Ⅰ安装在左端盖和右端盖上，用于防止阀套与左端盖和右端盖之间的泄漏；密封圈Ⅱ安装在阀芯的左轴肩和右轴肩上，用于防止阀芯与左端盖和右端盖之间的泄漏。本发明零件少，结构紧凑，可靠性高，维修方便。系统集成度高，可节约大量换向阀、安装空间和成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种多路换向转阀及其多缸控制方法，属于液压传动技术领域。
背景技术
换向阀是利用阀芯在阀体内相对位置的改变，控制阀体上各阀口的连通情况，从而使液流通路连通、断开或改变方向的阀。在液压控制系统中，对单作用多缸的单缸控制，或单作用多缸的顺序控制，或单作用多缸的同步控制等，需要多个换向阀组合集成实现，如多个二位二通换向阀或二位三通、二位四通换向阀等，这往往使控制阀增多，控制点增多，控制麻烦，成本高，实现较为困难。为此本发明设计一种多路换向转阀，并实现单作用多缸控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多路换向转阀及其多缸控制方法，实现单作用多缸的各种工作方式控制。
本发明的技术方案是：一种多路换向转阀，包括阀套1、阀芯2、左端盖3、右端盖4、伺服电机14、光电编码器15；阀芯2通过间隙配合安装于阀套1内，左端盖3固定在阀套1的左端面，右端盖4固定在阀套1的右端面，阀芯2通过轴承配合支承在左端盖3和右端盖4上；伺服电机14中心花键孔与阀芯2花键轴配合连接，光电编码器15中心花键孔与伺服电机14上的花键轴配合联接；密封圈Ⅰ5安装在左端盖3和右端盖4上，用于防止阀套1与左端盖3和右端盖4之间的泄漏；密封圈Ⅱ6安装在阀芯2的左轴肩和右轴肩上，用于防止阀芯2与左端盖3和右端盖4之间的泄漏。
所述阀套1周向分配设有六个阀套径向通孔10；阀芯2中心设有阀芯中心盲孔8，阀芯中心盲孔8与阀芯径向盲孔Ⅰ9相连，阀芯2周向分配设有五个阀芯径向盲孔Ⅱ11，阀芯2轴向均匀开设有五个阀芯轴向通孔12；左端盖3上开有左端盖液流孔7和左端盖偏心孔13，左端盖液流孔7与阀芯中心盲孔8相通，阀芯中心盲孔8与阀芯径向盲孔Ⅰ9相通，阀芯径向盲孔Ⅱ11与阀芯轴向通孔12相通；左端盖液流孔7与泵出口相连接，左端盖偏心孔13接回储液池；阀套1、阀芯2与左端盖3形成环形腔A，阀套1、阀芯2与右端盖4形成环形腔B，环形腔B通过阀芯轴向通孔12与环形腔A相通。
所述阀套径向通孔10外圆加工有接管螺纹。
所述左端盖液流孔7和左端盖偏心孔13加工有接管螺纹。
多路换向转阀的工作原理是：泵将储液池的液体泵出口接入孔左端盖液流孔7，经过阀芯2的阀芯中心盲孔8，进入阀芯径向盲孔9，再由阀套1的其中一个阀套径向通孔10分配供给目标地，其余五个阀套径向通孔10将供给管路残留的液体通过阀芯径向盲孔11和阀芯轴向通孔12，经环形腔A、左端盖偏心孔13回流至储液池。阀套1和阀芯2间泄漏至环形腔A的液体，经左端盖偏心孔13回流至储液池。阀套1和阀芯2间泄漏至环形腔B的液体，经阀芯轴向通孔12流至环形腔A、左端盖偏心孔13回流至储液池。同理，当阀芯2在阀套1内旋转一个角度，分别使阀芯径向盲孔9与阀套径向通孔10相连通时，泵供给的液体就被分配到相应的不同目标地，未被分配供给管路的残留液体均回流至储液池。阀在两两分配位间可形成液流封闭通路或液流节流通路。
一种多路换向转阀的多缸控制方法，具体步骤为：
（1）首先在多路换向转阀阀芯2的轴右端安装伺服电机或步进电机，以驱动多路换向转阀按顺时针转动；
（2）其次，将光电编码器连接在伺服电机上，进而检测得到电机转动的位移模拟量，即阀芯转动位移模拟量，并将该模拟量转换成数字式电信号输入分析软件进行分析；
（3）再将分析后的信号，从分析软件输出后再输入伺服电机，伺服电机将分析后的信号转化为位移模拟信号以控制多路换向转阀阀芯2转动方向和位移；
（4）然后，控制了阀芯2的转动位移，多路换向转阀通流孔即被控制，与通流孔相连的液压缸也被控制；
（5）最后，多路换向转阀在两两分配控制位中间，液流形成封闭通路，为0位；多路换向转阀在分配控制位时，液流形成一缸工作，其余多缸回流，多路换向转阀进回油口反接时情况相反；
当多路换向转阀处于0位时，所有油口断开，即阀进油口、回油口不通，油缸油口封闭，缸处于自锁状态；
当多路换向转阀处于位Ⅰ时，压力油通过缸Ⅰ，为工作状态，并通过其余液压缸回油，为复位状态；
当多路换向转阀处于位Ⅱ时，压力油通过液压缸Ⅱ，为工作状态，并通过其余液压缸回油，为复位状态，其余位同理；
当返接多路换向转阀进油口、回油口时，缸Ⅰ接回油口，其它缸为工作缸；缸Ⅱ接回油口，其它缸为工作缸，其余同理；控制不同通路，可实现顺序或非顺序、单缸或多缸动作。
本发明的有益效果是：
（1）根据需要，转阀可分度布置多工作位，多通路数。
（2）伺服电机和光电编码器，使得转阀的控制精度提高。
（3）根据需要，转阀可控制任意液压缸。
（4）转阀只需一个驱动动力元件，如电动、液动等，就能实现多位多路液流控制。
（5）转阀分配转位，可实现液流断开、连通和节流控制工作状态。
（6）改变转阀内流结构，可同时控制给1组、2组、3组等任意液压缸。
（7）转阀零件少，结构紧凑，可靠性高，维修方便。
（8）系统集成度高，可节约大量换向阀、安装空间和成本。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明A-A向剖视图；
图3是本发明阀芯的剖视图；
图4是本发明阀芯B-B向剖视图；
图5是本发明多缸控制原理图。
图中：1-阀套，2-阀芯，3-左端盖，4-右端盖，5-密封圈Ⅰ，6-密封圈Ⅱ，7-左端盖液流孔，8-阀芯中心盲孔，9-阀芯径向盲孔Ⅰ，10-阀套径向通孔，11-阀芯径向盲孔Ⅱ，12-阀芯轴向通孔，13-左端盖偏心孔，14-伺服电机，15-光电编码器，16-液压源，17-油箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一种多路换向转阀，包括阀套1、阀芯2、左端盖3、右端盖4、伺服电机14、光电编码器15；阀芯2通过间隙配合安装于阀套1内，左端盖3固定在阀套1的左端面，右端盖4固定在阀套1的右端面，阀芯2通过轴承配合支承在左端盖3和右端盖4上；伺服电机14中心花键孔与阀芯2花键轴配合连接，光电编码器15中心花键孔与伺服电机14上的花键轴配合联接；密封圈Ⅰ5安装在左端盖3和右端盖4上，用于防止阀套1与左端盖3和右端盖4之间的泄漏；密封圈Ⅱ6安装在阀芯2的左轴肩和右轴肩上，用于防止阀芯2与左端盖3和右端盖4之间的泄漏。
实施例2：如图1-4所示，一种多路换向转阀，包括阀套1、阀芯2、左端盖3、右端盖4、伺服电机14、光电编码器15；阀芯2通过间隙配合安装于阀套1内，左端盖3固定在阀套1的左端面，右端盖4固定在阀套1的右端面，阀芯2通过轴承配合支承在左端盖3和右端盖4上；伺服电机14中心花键孔与阀芯2花键轴配合连接，光电编码器15中心花键孔与伺服电机14上的花键轴配合联接；密封圈Ⅰ5安装在左端盖3和右端盖4上，用于防止阀套1与左端盖3和右端盖4之间的泄漏；密封圈Ⅱ6安装在阀芯2的左轴肩和右轴肩上，用于防止阀芯2与左端盖3和右端盖4之间的泄漏。
所述阀套1周向分配设有六个阀套径向通孔10；阀芯2中心设有阀芯中心盲孔8，阀芯中心盲孔8与阀芯径向盲孔Ⅰ9相连，阀芯2周向分配设有五个阀芯径向盲孔Ⅱ11，阀芯2轴向均匀开设有五个阀芯轴向通孔12；左端盖3上开有左端盖液流孔7和左端盖偏心孔13，左端盖液流孔7与阀芯中心盲孔8相通，阀芯中心盲孔8与阀芯径向盲孔Ⅰ9相通，阀芯径向盲孔Ⅱ11与阀芯轴向通孔12相通；左端盖液流孔7与泵出口相连接，左端盖偏心孔13接回储液池；阀套1、阀芯2与左端盖3形成环形腔A，阀套1、阀芯2与右端盖4形成环形腔B，环形腔B通过阀芯轴向通孔12与环形腔A相通。
所述阀套径向通孔10外圆加工有接管螺纹。
所述左端盖液流孔7和左端盖偏心孔13加工有接管螺纹。
实施例3，如图5所述，一种多路换向转阀的多缸控制方法，具体步骤为：
（1）首先在多路换向转阀阀芯2的轴右端安装伺服电机或步进电机，以驱动多路换向转阀按顺时针转动；
（2）其次，将光电编码器连接在伺服电机上，进而检测得到电机转动的位移模拟量，即阀芯转动位移模拟量，并将该模拟量转换成数字式电信号输入分析软件进行分析；
（3）再将分析后的信号，从分析软件输出后再输入伺服电机，伺服电机将分析后的信号转化为位移模拟信号以控制多路换向转阀阀芯2转动方向和位移；
（4）然后，控制了阀芯2的转动位移，多路换向转阀通流孔即被控制，与通流孔相连的液压缸也被控制；
（5）最后，多路换向转阀在两两分配控制位中间，液流形成封闭通路，为0位；多路换向转阀在分配控制位时，液流形成一缸工作，其余多缸回流，多路换向转阀进回油口反接时情况相反；
当多路换向转阀处于0位时，所有油口断开，即阀进油口、回油口不通，油缸油口封闭，缸处于自锁状态；
当多路换向转阀处于位Ⅰ时，压力油通过缸Ⅰ，为工作状态，并通过其余液压缸回油，为复位状态；
当多路换向转阀处于位Ⅱ时，压力油通过液压缸Ⅱ，为工作状态，并通过其余液压缸回油，为复位状态，其余位同理；
当返接多路换向转阀进油口、回油口时，缸Ⅰ接回油口，其它缸为工作缸；缸Ⅱ接回油口，其它缸为工作缸，其余同理；控制不同通路，可实现顺序或非顺序、单缸或多缸动作。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种多路换向转阀，其特征在于：包括阀套（1）、阀芯（2）、左端盖（3）、右端盖（4）、伺服电机（14）、光电编码器（15）；阀芯（2）通过间隙配合安装于阀套（1）内，左端盖（3）固定在阀套（1）的左端面，右端盖（4）固定在阀套（1）的右端面，阀芯（2）通过轴承配合支承在左端盖（3）和右端盖（4）上；伺服电机（14）中心花键孔与阀芯（2）花键轴配合连接，光电编码器（15）中心花键孔与伺服电机（14）上的花键轴配合联接；密封圈Ⅰ（5）安装在左端盖（3）和右端盖（4）上，用于防止阀套（1）与左端盖（3）和右端盖（4）之间的泄漏；密封圈Ⅱ（6）安装在阀芯（2）的左轴肩和右轴肩上，用于防止阀芯（2）与左端盖（3）和右端盖（4）之间的泄漏；
所述阀套（1）周向分配设有六个阀套径向通孔（10）；阀芯（2）中心设有阀芯中心盲孔（8），阀芯中心盲孔（8）与阀芯径向盲孔Ⅰ（9）相连，阀芯（2）周向分配设有五个阀芯径向盲孔Ⅱ（11），阀芯（2）轴向均匀开设有五个阀芯轴向通孔（12）；左端盖（3）上开有左端盖液流孔（7）和左端盖偏心孔（13），左端盖液流孔（7）与阀芯中心盲孔（8）相通，阀芯中心盲孔（8）与阀芯径向盲孔Ⅰ（9）相通，阀芯径向盲孔Ⅱ（11）与阀芯轴向通孔（12）相通；左端盖液流孔（7）与泵出口相连接，左端盖偏心孔（13）接回储液池；阀套（1）、阀芯（2）与左端盖（3）形成环形腔（A），阀套（1）、阀芯（2）与右端盖（4）形成环形腔（B），环形腔（B）通过阀芯轴向通孔（12）与环形腔（A）相通。
2.根据权利要求1所述的多路换向转阀，其特征在于：所述阀套径向通孔（10）外圆加工有接管螺纹。
3.根据权利要求1所述的多路换向转阀，其特征在于：所述左端盖液流孔（7）和左端盖偏心孔（13）加工有接管螺纹。
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