CN108397571B - 旋转式换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转式换向阀，包括阀盖、阀芯和阀体，阀芯的底面与阀体的底盘贴合，阀芯在阀体上转动，阀盖固定的覆盖在阀体上，阀芯贯穿阀盖；其中，阀体上设置有进油口、第一回油口和多个连接口，相应的内部设置有多条油路，每条油路上均开设有导通孔，通过转动阀芯使其底面上的导油槽分别与不同导通孔连通，形成多种位置机能。本发明换向阀实现的功能与传统式的液压换向阀相同，亦可以通过外部动力单元对阀芯通道截面大小的控制实现某些需要比较低的比例控制场合，但其体积与重量远远小于传统的液压控制阀，节省了空间和重量，使得应用不仅仅局限到工业范围的用途，甚至拓宽到可穿戴产品范围的用途。

Description

旋转式换向阀

技术领域

本发明涉及流体换向控制技术领域，尤其涉及一种旋转式换向阀。

背景技术

换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀，是实现液压油的流通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。

传统的液压换向阀多为电磁铁或者外力直线驱动的移动式换向滑阀，普遍存在于体积大、重量重，如果要实现比例控制代价也比较大，多局限于工业用途，无法应用在小型智能化设备中。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种旋转式换向阀。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供的一种旋转式换向阀，包括阀盖、阀芯和阀体，阀芯的底面与阀体的底盘贴合，阀芯在阀体上转动，阀盖固定的覆盖在阀体上，阀芯贯穿阀盖；其中，阀体上设置有进油口、第一回油口和多个连接口，相应的内部设置有多条油路，每条油路上均开设有导通孔，通过转动阀芯使其底面上的油腔分别与不同导通孔连通，形成多种位置机能。

更进一步的方案是，阀芯的底面上开设有第一油腔、第二油腔和第三油腔，第二油腔和第三油腔以第一油腔为中线对称设置；第一油腔的一端上开设有回油孔。

更进一步的方案是，第一油腔为长条形，第二油腔和第三油腔为圆弧形，第二油腔和第三油腔的圆弧相对设置。

更进一步的方案是，阀盖上设置有第二回油口，相应的阀盖内部设置有第二回油油路，第二回油油路与阀芯上的回油孔连通进行回油。

更进一步的方案是，阀体内部的油路包括进油油路、第一回油油路、第一连接油路和第二连接油路；进油油路与第一连接油路和第二连接油路之间垂直设置，进油油路和第一回油油路之间并行设置，第一连接油路和第二连接油路之间并行设置。

更进一步的方案是，阀芯转动到第一预设角度时，进油油路与第一连接油路之间导通，第一回油油路与第二连接油路之间导通；

阀芯转动到第二预设角度时，进油油路与第一回油油路之间导通；

阀芯转动到第三预设角度时，进油油路与第二连接油路之间导通，第一回油油路与第一连接油路之间导通；

阀芯转动到第四预设角度时，第一连接油路和第二连接油路之间导通，回油孔与第二回油油路之间导通。

更进一步的方案是，所述第一预设角度、第二预设角度、第三预设角度和第四预设角度均具有阈值范围。

更进一步的方案是，油路上的导通孔向上延伸在阀体的底盘上形成相应的导通口，相邻的导通口之间的距离相同。

更进一步的方案是，底盘上开设有导油槽；液压油一部分通过油路上开设的导通孔流进阀芯底部设置的油腔内；另一部分通过导通孔流入导油槽中；阀芯与阀盖之间留有导油孔隙，流入导油槽中的液压油通过导油孔隙流入阀芯上开设的环形槽中。

更进一步的方案是，导油槽开设在导通口两端。

本发明的有益效果是：本发明换向阀实现的功能与传统式的液压换向阀相同，亦可以通过外部动力单元对阀芯通道截面大小的控制实现某些需要比较低的比例控制场合，但其体积与重量远远小于传统的液压控制阀，节省了空间和重量，使得应用不仅仅局限到工业范围的用途，甚至拓宽到可穿戴产品范围的用途。

附图说明

图1是本发明实施例的换向阀的主要结构爆炸图；

图2a是本发明实施例的换向阀的主视图；

图2b是图2a的主视图A-A方向的剖面图；

图3a是本发明实施例的换向阀中阀盖主视图；

图3b是图3a的阀盖主视图A-A方向的剖面图；

图4是本发明实施例的换向阀的阀芯仰视图；

图5是本发明实施例的换向阀的阀芯的导通原理图；

图6a是本发明实施例的换向阀的阀体侧视图；

图6b是本发明实施例的换向阀的阀体俯视图；

图6c是图6b的阀体俯视图C-C方向的剖面图；

图6d是图6b的阀体俯视图D-D方向的剖面图；

图6e是图6b的阀体俯视图E-E方向的剖面图；

图6f是图6b的阀体俯视图F-F方向的剖面图；

图7是本发明另一实施例的换向阀的剖面图。

标号说明：

1、阀盖；2、阀芯；3、阀体；10、第二回油口；100、第二回油油路；20、第二回油孔；201、环形槽；202、环形油腔；21、第一油腔；211、摩擦面；212、导油孔隙；22、第二油腔；23、第三油腔；30、底盘；301、导油槽；31、第一连接油路；311、第一导通口；311’、第一导通孔；32、第二连接油路；321、第二导通口；321’、第二导通孔；33、第一回油油路；331、回油导通口；331’、第一回油孔；34、进油油路；341、进油导通口；341’、进油孔。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀，是实现液压油的流通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。

由图1可知，本发明提供的一种旋转式换向阀，包括阀盖1、阀芯2和阀体3，结合图2a和图2b可知，阀芯2的底面与阀体3的底盘30贴合，阀芯2在阀体3上转动，阀盖1固定的覆盖在阀体3上，阀芯2贯穿阀盖1。阀体3上设置有进油口P、第一回油口T和多个连接口，相应的内部设置有多条油路，每条油路上均开设有第二回油孔，通过转动阀芯2使其底面上的油腔分别与不同第二回油孔连通，形成多种位置机能。

结合图3a和图3b可知，阀盖1上设置有第二回油口10，相应的阀盖内部设置有第二回油油路100，第二回油油路100与阀芯2上的第二回油孔连通进行回油。

由图4可知，阀芯2的底面上开设有第一油腔21、第二油腔22和第三油腔23，具体的，第二油腔22和第三油腔23以第一油腔21为中线对称设置；第一油腔21的一端上开设有第二回油孔20。

优选的，第一油腔21为长条形，第二油腔22和第三油腔23为圆弧形，第二油腔22和第三油腔23的圆弧相对设置。

由图6a至图6f可知，阀体3内部的油路包括进油油路34、第一回油油路33、第一连接油路31和第二连接油路32；进油油路34与第一连接油路31和第二连接油路32之间垂直设置，进油油路34和第一回油油路33之间并行设置，第一连接油路31和第二连接油路32之间并行设置。优选的，第一连接油路31和第二连接油路32并行设置在进油油路34和第一回油油路33的上方。

图6c为第二连接油路32的沿C-C方向的剖视图，C-C为第二连接油路32的中线，第二连接油路32两端的进油口的宽度大于内部的油路，第二连接油路32的中心处开设有第二导通孔321’，向上延伸在底盘30上形成第二导通口321；第二连接油路32的下方垂直方向上有并行设置的第一回油油路33和进油油路34。

图6d为沿D-D方向的剖视图，D-D为阀体3上的与第一连接油路31平行的中线，正好剖到第一回油油路33的第一回油孔331’和进油油路34的进油孔341’。

图6e为进油油路34的沿E-E方向的剖视图，E-E为进油油路34的中线，进油油路34两端的进油口的宽度大于内部的油路，进油油路34的中心处开设有进油孔341’，向上延伸在底盘30上形成进油导通口341；进油油路34的上方垂直方向上有并行设置的第一连接油路31和第二连接油路32。

图6f为沿F-F方向的剖视图，F-F为阀体3上的与D-D垂直的中线，正好剖到第一连接油路31的第一导通孔311’和第二连接油路32的第二导通孔321’。

各油路上的导通孔向上延伸在阀体3的底盘上30形成相应的导通口，各导通口的口径相同，相邻的导通口之间的距离相同。

由结合图6a和图7可知，底盘30上的回油导通口331上开设有导油槽301；液压油一部分通过第一回油油路33上开设的第一回油孔331’流进阀芯2底部设置的第一油腔21内，形成向上的压力F1；另一部分通过回油导通口331流入导油槽301中，具体的，导油槽301贯穿回油导通口331的上表面开设在回油导通口331两端。

阀芯2与阀盖1之间留有导油孔隙212，流入导油槽301中的液压油通过导油孔隙212流入阀芯2上开设的环形槽201中形成环形油腔202，从而形成向下的压力F2，具体的，环形油腔202的截面积与底部的第一油腔21面积均等,即F1与F2大小相等方向相反，可以互相抵消，从而使摩擦面211受到的摩擦力减小，阀芯2可轻易实现被外部驱动。

需要注意的是，导油槽301可以如上述的形式开设在任意导通口上，图7仅是其中的一种实施方式。

结合图5可知，本实施例的换向阀的四种位置机能如下所示：

具体的，第一种位置为阀芯2转动到第一预设角度时，进油油路34与第一连接油路31之间导通，第一回油油路33与第二连接油路32之间导通，即第二油腔22和第三油腔23导通，第一预设角度存在一个阈值范围，优选的第一预设角度为45度时，第二油腔22两边的弧形端口覆盖或刚好与阀芯2的底盘30上的第一导通口311和进油导通口341对齐，第三油腔23两边的弧形端口覆盖或刚好与阀芯2的底盘30上的第二导通口321和回油导通口331对齐，此时导通的油量最大；当第一预设角度在一定阈值范围内少于或大于45度时第二油腔22和第三油腔23仍然导通，但油腔两边的弧形端口部分被遮挡，此时导通的油量相对减少。

第二种位置为阀芯1转动到第二预设角度时，进油油路34与第一回油油路33之间导通；此时第二预设角度为90度，即第一油腔21导通，第一连接油路31和第二连接油路32不导通，第二预设角度存在一个阈值范围，优选的第二预设角度为90度时，第一油腔21两边的弧形端口覆盖或刚好与阀芯2的底盘30上的回油导通口331和进油导通口341对齐，此时导通的油量最大；当第二预设角度在一定阈值范围内少于或大于90度时第一油腔21仍然导通，但第一油腔21两边的弧形端口部分被遮挡，此时导通的油量相对减少。

第三种位置为阀芯2转动到第三预设角度时，进油油路34与第二连接油路32之间导通，第一回油油路33与第一连接油路31之间导通，即第二油腔22和第三油腔23导通，第三预设角度存在一个阈值范围，优选的第三预设角度为135度时，第二油腔22两边的弧形端口覆盖或刚好与阀芯2的底盘30上的第一导通口311和回油导通口331对齐，第三油腔23两边的弧形端口覆盖或刚好与阀芯2的底盘30上的第二导通口321和进油导通口341对齐，此时导通的油量最大；当第三预设角度在一定阈值范围内少于或大于135度时第二油腔22和第三油腔23仍然导通，但油腔两边的弧形端口部分被遮挡，此时导通的油量相对减少。

第四种位置为阀芯2转动到第四预设角度时，第一连接油路31和第二连接油路32之间导通，即第一油腔21导通，第四预设角度存在一个阈值范围，优选的第四预设角度为180度时，第一油腔21两边的弧形端口覆盖或刚好与阀芯2的底盘30上的第一导通口311和第二导通口321对齐，此时导通的油量最大；当第四预设角度在一定阈值范围内少于或大于180度时第一油腔21仍然导通，但第一油腔21两边的弧形端口部分被遮挡，此时导通的油量相对减少；需要注意的是，此时第二导通口321与第二回油孔20连通，第二回油孔20与第二回油油路100之间导通。

在实际应用中，本发明的换向阀经常与液压杆连接使用，以上述四种位置为例进行与液压缸连接时的各位置机能的说明，需要说明的是，此时第一连接口A连接液压杆的伸出端，第二连接口B连接液压杆的回收端。

当换向阀为第一种位置时，进油油路34与第一连接油路31之间导通，第一回油油路33与第二连接油路32之间导通，此时液压杆伸出。

当换向阀为第二种位置时，进油油路34与第一回油油路33之间导通，第一连接油路31和第二连接油路32之间不导通，此时液压泵卸荷，液压杆状态不变。

当换向阀为第三种位置时，此时的位置关系与第一种位置关系有90度角的差距，此时进油油路34与第二连接油路32之间导通，第一回油油路33与第一连接油路31之间导通，此时液压杆缩回。

当换向阀为第四种位置时，此时的位置关系与第二种位置关系有90度角的差距，此时第一连接油路31和第二连接油路32之间导通，阀芯2上的第一油腔上21的第二回油孔20与阀盖1上的第二回油油路100之间导通，多余的液压油被导出，液压缸可以自由伸缩。

需要注意的是，第二回油口10和第二回油油路100相对于阀体3上各油路的位置关系是可以变化的，同时第二回油孔20具体设置在第一油腔21的左端口或右端口同样是可以变化的，上述的四种位置机能只是一种优选的实施例，还存在其他的位置关系能够实现本发明的换向功能，均应认为在本发明的保护范围内。

以上实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.旋转式换向阀，包括阀盖、阀芯和阀体，所述阀芯的底面与所述阀体的底盘贴合，所述阀芯在所述阀体上转动，所述阀盖固定的覆盖在所述阀体上，所述阀芯贯穿所述阀盖；

其特征在于：

所述阀体上设置有进油口、第一回油口和多个连接口，相应的内部设置有多条油路，每条油路上均开设有导通孔，通过转动所述阀芯使其底面上的油腔分别与不同导通孔连通，形成多种位置机能；

所述阀芯的底面上开设有第一油腔，所述第一油腔的一端上开设有回油孔，所述阀盖上设置有第二回油口，相应的所述阀盖内部设置有第二回油油路，所述第二回油油路与所述阀芯上的所述回油孔连通进行回油。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于：

所述阀芯的底面上还开设有第二油腔和第三油腔，所述第二油腔和第三油腔以所述第一油腔为中线对称设置。

3.根据权利要求2所述的换向阀，其特征在于：

所述第一油腔为长条形，所述第二油腔和第三油腔为圆弧形，所述第二油腔和第三油腔的圆弧相对设置。

4.根据权利要求2所述的换向阀，其特征在于：

所述阀体内部的油路包括进油油路、第一回油油路、第一连接油路和第二连接油路；所述进油油路与所述第一连接油路和第二连接油路之间垂直设置，所述进油油路和第一回油油路之间并行设置，所述第一连接油路和第二连接油路之间并行设置。

5.根据权利要求4所述的换向阀，其特征在于：

所述阀芯转动到第一预设角度时，所述进油油路与所述第一连接油路之间导通，所述第一回油油路与所述第二连接油路之间导通；

所述阀芯转动到第二预设角度时，所述进油油路与所述第一回油油路之间导通；

所述阀芯转动到第三预设角度时，所述进油油路与所述第二连接油路之间导通，所述第一回油油路与所述第一连接油路之间导通；

所述阀芯转动到第四预设角度时，所述第一连接油路和所述第二连接油路之间导通，所述回油孔与所述第二回油油路之间导通。

6.根据权利要求5所述的换向阀，其特征在于：

所述第一预设角度具有第一阈值范围，所述第二预设角度具有第二阈值范围，所述第三预设角度具有第三阈值范围，所述第四预设角度具有第四阈值范围。

7.根据权利要求6所述的换向阀，其特征在于：

所述油路上的所述导通孔向上延伸在所述阀体的底盘上形成相应的导通口，相邻的所述导通口之间的距离相同。

8.根据权利要求7所述的换向阀，其特征在于：

所述底盘上开设有导油槽；液压油一部分通过所述油路上开设的所述导通孔流进所述阀芯底部设置的所述油腔内；另一部分通过所述导通孔流入所述导油槽中；

所述阀芯与所述阀盖之间留有导油孔隙，流入所述导油槽中的所述液压油通过所述导油孔隙流入所述阀芯上开设的环形槽中。

9.根据权利要求8所述的换向阀，其特征在于：

所述导油槽开设在所述导通口两端。

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