CN109989953B - 一种双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，包括第一调节组件、第二调节组件和阀块；第一调节组件包括第一电机、第一阀芯、第一连接套、第一阀套；第二调节组件包括第二电机、第二阀芯、第二连接套、第二阀套；第一电机和第二电机上带角位移传感器；第一阀芯和第二阀芯均包括连接部、柱体部，柱体部上设有一组交叉的径向通孔；第一阀套和第二阀套均为空心圆柱结构，第一阀套和第二阀套的上均设有三组径向的连通孔、环槽和轴向槽；阀块上设有一组安装孔，阀块一侧设有A、B、P、T四个通口。液压调节阀可根据使用需要，通过控制软件，做到任意切换阀的工作状态及性质，廉价、节能、对油液清洁度要求低、结构简单、控制灵活。

Description

一种双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀
技术领域
本发明涉及液压调节阀领域，尤其是一种双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀。
背景技术
目前电机驱动各种液压阀的方式普遍存在，又分为双电机驱动和单电机驱动方式。
现有双电机驱动各种液压阀普遍存在结构复杂，双电机带动双阀芯工作，比较单电机控制单芯同等控制效果要增加难度。例如：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，并通过齿轮与电机耦合，避免了打滑的一些缺点，但是要在阀芯外圆周上加工齿，增加了加工的难度，结构也比较复杂；通过齿轮与电机耦合也降低控制精度。发明专利文献CN88200510U公开了一种“转动液压伺服阀”这种阀有两个相对转动的阀芯，分别由两个电机驱动旋转。由于两瓣阀芯不对称，一侧阀芯有三个孔，另一个有一个回油孔，因此两瓣阀受力不均，并且回油孔做在端盖上，使端盖受到液压力的作用，结构不稳。发明专利文献CN103089732B公开了一种“双电机驱动的双阀芯旋转式方向节流阀”，其结构由A、B通道组成一个阀芯；由P、T通道组成另一阀芯。两个阀芯由各自的电机驱动。如果要实现各通道控制需要两台驱动电机分别协调控制。因为阀结构决定控制精度必须高于P、T阀芯P、T孔道直径与A、B阀芯环型凹槽C内P、T的孔口封盖柱销直径差。所以两台驱动电机必须分别有各自的位置反馈其精度也必须高于控制精度。发明专利文献CN102889254A公开一种“一种双驱动伺服阀及其控制方法”，其结构是一端电机通过丝杠带动阀芯将转动变为直线运动，继而带动阀芯在阀体内滑动，阀芯阀体结构类似通用电磁阀的结构。另一端螺母套与另一电机连接，其螺母端的电机控制阀孔开度的微调，调节精度受到机械加工、螺纹螺距及精度的制约。由于同时控制两端两台电机，即增加了加工难度又增加了控制难度。
现有技术中，采用滑阀结构的方向控制液压阀只能实现方向上的控制，压力或流量的液压阀只能实现压力或是流量的控制，不能在同一阀体上实现多种不同控制方式，功能单一。
综上所述，现有技术中的单阀芯液压阀，存在不能实现一阀多用，及不能通过对阀芯的操作直接实现多种控制方式的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为了解决现有技术中的阀芯的加工难度大和控制困难的问题，本发明提供了一种双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，该液压调节阀可以根据使用的需要通过改变控制软件可以做到任意切换阀的工作状态及性质(换向阀、比例阀、伺服阀)，廉价、节能、对油液清洁度要求低、结构简单、控制灵活。
本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：该液压调节阀包括第一调节组件、第二调节组件和阀块；
所述第一调节组件包括第一电机、第一阀芯、第一连接套、第一阀套；
所述第二调节组件包括第二电机、第二阀芯、第二连接套、第二阀套；
所述第一电机和第二电机上带角位移传感器，用于监测电机转动的角度；
所述第一阀芯和第二阀芯均包括连接部、柱体部，所述连接部用于与所述第一电机和第二电机连接，所述柱体部上设有一组交叉的径向通孔，两个所述径向通孔之间的夹角为α；
所述第一阀套和第二阀套均为空心圆柱结构，所述第一阀套和第二阀套上均设有三组径向的连通孔、环槽和轴向槽，所述轴向槽与所述连通孔对应且相连通，每组所述连通孔的两个孔成中心对称，其中中间的一组连通孔与另外两侧的两组连通孔之间的夹角均为α，所述连通孔的与所述径向通孔相对应；
所述第一连接套用于连接第一电机和所述阀块，所述第二连接套用于连接第二电机和所述阀块；
所述阀块上设有两个安装孔，两个所述安装孔分别与所述第一阀套和所述第二阀套密封配合，所述阀块一侧设有A、B、P、T四个通口(且对称设置)，所述A通口通过阀块内的通路与所述第一阀套上的中间的连通孔相连，所述B通口通过阀块内的通路与所述第二阀套上的中间的连通孔相连，P、T通口分别与第一阀套和第二阀套上的两侧的两组连通孔相连。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述第一电机和第二电机为伺服电机或步进电机。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述连接部的直径大于所述柱体部的直径，形成一个限位台，所述限位台与所述第一阀套或第二阀套配合，限定第一阀芯或第二阀芯的位置。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述第一连接套和第二连接套上均设有限位部，所述限位部用于限定所述第一阀套或第二阀套的位置。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述连接部的顶端设有连接孔，所述连接孔内设有连接槽，所述连接部通过对应所述连接孔和对应所述连接槽与所述第一电机或所述第二电机相连。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：两个所述径向通孔之间的夹角为60°。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述阀块上还设有第一侧孔和第二侧孔，所述第一侧孔与所述第一阀套上的环槽相通，所述第二侧孔通过第一阀套上的中间的一组连通孔、轴向槽及阀块上的通道与阀块上的A通口相通。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述第一阀套上的环槽与第二阀套上的环槽通过阀块内的通路相连。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述阀块上还设有第三侧孔和第四侧孔，所述第三侧孔和第四侧孔均通过阀块上的通道将阀块上的P通口与第一阀芯上的环槽和第二阀芯上的环槽相通。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述阀块上还设有第五侧孔，所述第五侧孔通过所述第二阀套上的中间的一组连通孔相连的轴向槽及阀块上的通道与阀块上的B通口相通。
通过采用上述技术方案，本发明解取得以下有益效果：
1、同一阀体各阀芯具有单独控制、同步控制等不同的控制方式；
2、该装置结构简单紧凑、一体化，功能完善；
3、抗污染、抗干扰、可靠性强；
4、可实现数字化控制，且伺服工作点可调。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1中A-A向剖视图；
图3是图1中B-B向剖视图；
图4第一阀芯和第一阀套的初始状态剖视图；
图5是第二阀芯和第二阀套的初始状态剖视图；
图6是A通口与P通口连通时第一阀芯和第一阀套状态剖视图；
图7是B通口与T通口连通时第一阀芯和第一阀套状态剖视图；
图8是A通口与T通口连通时第一阀芯和第一阀套状态剖视图；
图9是B通口与P通口连通时第一阀芯和第一阀套状态剖视图；
图中具体附图标记如下：
1、第一调节组件；11、第一电机；12、第一阀芯；121、连接部；1211、连接孔；1212、连接槽；122、柱体部；1221、径向通孔；123、限位台；13、第一连接套；14、第一阀套；141、连通孔；142、环槽；143、轴向槽；144、限位部；2、第二调节组件；21、第二电机；22、第二阀芯；23、第二连接套；24、第二阀套；3、阀块；301、A通口；302、B通口；303、P通口；304、T通口；305、安装孔；306、第一侧孔；307、第二侧孔；308、第三侧孔；309、第四侧孔；310、第五侧孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，参考附图1-2所示，该液压调节阀包括第一调节组件1、第二调节组件2和阀块3；
所述第一调节组件1包括第一电机11、第一阀芯12、第一连接套13、第一阀套14；
所述第二调节组件2包括第二电机21、第二阀芯22、第二连接套23、第二阀套24；
所述第一电机11和第二电机21上带角位移传感器，用于监测电机转动的角度；
所述第一阀芯12和第二阀芯22均包括连接部121、柱体部122，所述连接部121用于与所述第一电机11和第二电机21连接，所述柱体部122上设有一组交叉的径向通孔1221，两个所述径向通孔1221之间的夹角为α；
所述第一阀套14和第二阀套24均为空心圆柱结构，所述第一阀套14和第二阀套24上均设有三组径向的连通孔141、环槽142和轴向槽143，所述轴向槽143与所述连通孔141对应且相连通，每组所述连通孔141的两个孔成中心对称，其中中间的一组连通孔141与另外两侧的两组连通孔141之间的夹角均为α，所述连通孔141的与所述径向通孔1221相对应；
所述第一连接套13用于连接第一电机11和所述阀块3，所述第二连接套23用于连接第二电机21和所述阀块3；
所述阀块3上设有两个安装孔305，两个安装孔305分别与第一阀套14和第二阀套24密封配合，所述阀块3一侧设有A、B、P、T四个通口(301/302/303/304)，所述A通口301通过阀块3内的通路与所述第一阀套14上的中间的连通孔141相连，所述B通口302通过阀块3内的通路与所述第二阀套24上的中间的连通孔141相连，P、T通口(303/304)分别与第一阀套14和第二阀套24上的两侧的两组连通孔141相连。
本发明中连通孔141设置在所述阀套的侧表面上，并且设计成对称分布，中和了径向压力，这样的设计使电机轴仅受到转动力矩的作用，而且转动力矩仅用于克服摩擦力，这就很小了，提高阀的响应速度。连通孔141设置在所述阀套的侧表面上，油口在油路切断状态下，开始转动，要么是A-T、B-P相连，要么是A-P、B-T相连，不可能出现A-B相连贯通的状态，本发明所设计的调节阀在阀芯上没有设计凹槽结构，不是通过凹槽结构均压，而是通过对称布局实现阀芯的受力平衡。
为了实现对第一阀芯12和第二阀芯22的精准控制，作为优选方案，所述第一电机11和第二电机21为伺服电机或步进电机。
为了限定第一阀芯12和第二阀芯22的位置，作为优选方案，所述连接部121的直径大于所述柱体部122的直径，形成一个限位台123，所述限位台123与所述第一阀套14或第二阀套24配合，限定第一阀芯12或第二阀芯22的位置。
为了进一步限定第一阀套14和第二阀套24的位置，作为优选方案，所述第一连接套14和第二连接套24上均设有限位部144，所述限位部144用于限定所述第一阀套14或第二阀套24的位置。
作为优选方案，所述连接部121的顶端设有连接孔1211，所述连接孔1211内设有连接槽1212，所述连接部121通过对应所述连接孔1211和对应连接槽1212与第一电机11和第二电机21相连。
作为优选方案，两个所述径向通孔1221之间的夹角为60°。
作为优选方案，所述阀块3上还设有第一侧孔306和第二侧孔307，所述第一侧孔306与所述第一阀套14上的环槽142相通，所述第二侧孔307通过第一阀套14上的中间的一组连通孔141、轴向槽143及阀块3上的通道与阀块3上的A通口301相通。所述第一侧孔306和第二侧孔307均为工艺孔。
作为优选方案，所述第一阀套14上的环槽142与第二阀套24上的环槽142通过阀块3内的通路相连。
作为优选方案，所述阀块3上还设有第三侧孔308和第四侧孔309，所述第三侧孔308和第四侧孔309均通过阀块3上的通道将阀块3上的P通口303与第一阀芯12上的环槽142和第二阀芯22上的环槽242相通。所述第三侧孔308和第四侧孔309均为工艺孔。
作为优选方案，所述阀块3上还设有第五侧孔310，所述第五侧孔310通过所述第二阀套24上的中间的一组连通孔141相连的轴向槽143及阀块3上的通道与阀块3上的B通口302相通。所述第五侧孔310为工艺孔。
第一调节组件1的原理如下，当给带角位移传感器的第一电机11脉冲信号时，第一电机11带动第一阀芯12旋转一定角度，第一阀芯12上的孔与第一阀套14上的孔相通，当需要换向时，继续给电机脉冲信号，第一电机11再带动第一阀芯12旋转一定角度，改变第一阀芯12上的孔与第一阀套14上孔的连通方式，实现换向；改变脉冲信号，即可改变第一电机11带动第一阀芯12旋转的角度，则可改变第一阀芯12上的孔与第一阀套14上孔连接的相对位置，即改变了阀口的开度，从而实现数字阀对流量的控制。第二调节组件2的控制原理同理。
使用时，当第一电机11和第二电机21无信号时，第一阀芯12与第一阀套14的相对位置如图3中的位置，实现A通口301与P通口303、T通口304均断开；第二阀芯22与第二阀套24的相对位置如图4中的位置，实现B通口302与P通口303、T通口304均断开。两个调节阀组合起来实现A通口301、P通口303、B通口302、T通口304互不相通。
当给第一电机11一个M信号、给第二电机21一个N信号时，第一阀芯12与第一阀套14的相对位置如图5中的位置，实现A通口301与P通口303相通，A通口301与T通口304断开；第二阀芯22与第二阀套24的相对位置如图6中的位置，实现B通口302与P通口303断开，B通口302与T通口304相通。两个调节阀组合起来实现A通口301与P通口303相通，B通口302与T通口304相通。
当给第一电机11一个X信号、给第二电机21一个Y信号时，第一阀芯12与第一阀套14的相对位置如图7中的位置，实现A通口301与P通口303断开，A通口301与T通口304相通；第二阀芯22与第二阀套24的相对位置如图8中的位置，实现B通口302与P通口303相通，B通口302与T通口304断开。两个调节阀组合起来实现A通口301与T通口304相通，B通口302与P通口303相通。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，包括第一调节组件、第二调节组件和阀块；
所述第一调节组件包括第一电机、第一阀芯、第一连接套、第一阀套；
所述第二调节组件包括第二电机、第二阀芯、第二连接套、第二阀套；
所述第一电机和第二电机上带角位移传感器，用于监测电机转动的角度；所述第一阀芯和第二阀芯均包括连接部、柱体部，所述连接部用于与所述第一电机和第二电机连接，所述柱体部上设有一组交叉的径向通孔，两个所述径向通孔之间的夹角为α；
所述第一阀套和第二阀套均为空心圆柱结构，所述第一阀套和第二阀套上均设有三组径向的连通孔、环槽和轴向槽，所述轴向槽与所述连通孔对应且相连通，每组所述连通孔的两个孔成中心对称，其中中间的一组连通孔与另外两侧的两组连通孔之间的夹角均为α，所述连通孔与所述径向通孔相对应；
所述第一连接套用于连接第一电机和所述阀块，所述第二连接套用于连接第二电机和所述阀块；
所述阀块上设有两个安装孔，两个所述安装孔分别与所述第一阀套和所述第二阀套密封配合，所述阀块一侧设有A、B、P、T四个通口，A通口通过阀块内的通路与所述第一阀套上的中间的连通孔相连，B通口通过阀块内的通路与所述第二阀套上的中间的连通孔相连，P、T通口分别与第一阀套和第二阀套上的两侧的两组连通孔相连。
2.根据权利要求1所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，所述第一电机和第二电机为伺服电机或步进电机。
3.根据权利要求1所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，所述连接部的直径大于所述柱体部的直径，形成一个限位台，所述限位台与所述第一阀套或第二阀套配合，限定第一阀芯或第二阀芯的位置。
4.根据权利要求3所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，所述限位台和所述第一连接套或第二连接套之间设有限位部，所述限位部用于限定所述第一阀套或第二阀套的位置。
5.根据权利要求1所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，所述连接部的顶端设有连接孔，所述连接孔内设有连接槽，所述连接部通过对应所述连接孔和对应所述连接槽与所述第一电机或所述第二电机相连。
6.根据权利要求1所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，两个所述径向通孔之间的夹角为60°。
7.根据权利要求1所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，所述阀块上还设有第一侧孔和第二侧孔，所述第一侧孔与所述第一阀套上的环槽相通，所述第二侧孔通过第一阀套上的中间的一组连通孔、轴向槽及阀块上的通道与阀块上的A通口相通。
8.根据权利要求1所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，所述第一阀套上的环槽与第二阀套上的环槽通过阀块内的通路相连。
9.根据权利要求8所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，所述阀块上还设有第三侧孔和第四侧孔，所述第三侧孔和第四侧孔均通过阀块上的通道将阀块上的P通口与第一阀芯上的环槽和第二阀芯上的环槽相通。
10.根据权利要求9所述的双电机驱动并置双阀芯转动式多功能液压调节阀，其特征在于，所述阀块上还设有第五侧孔，所述第五侧孔通过所述第二阀套上的中间的一组连通孔相连的轴向槽及阀块上的通道与阀块上的B通口相通。
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