CN110905879A - 一种流动助力型换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流动助力型换向阀，属于液压器件技术领域，包括阀体、阀杆、液力拨杆及旋转电机，安装于阀体两侧的复位弹簧用于撤销电流后阀体的复位，阀杆用于实现液体流向的切换，具有柱形凸台哑铃形结构，两侧用于安装复位弹簧，中间为导流部分，中间位置具有放置液力拨杆的通透空心，阀杆与阀体之间依靠密封圈实现液体密封，在阀体上方的旋转电机带动液力拨杆，在流体流动的情况下依靠马格努斯效应产生的力实现换向。本发明所产生的换向力随着液体流动速度的增大而增大，具有自适应特性，可在较大流速情况下实现比常规电磁阀更大的换向力。

Description

一种流动助力型换向阀

技术领域

本发明涉及液压器件技术领域，尤其是一种流动助力型换向阀，属于具有自适应力的换向阀，对于高流速的流体可以提供较大的换向力。

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，是实现液压油流的沟通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门，可分为手动换向阀，电磁换向阀，电液换向阀等。换向阀在石油和化工等行业有着广泛的应用。

在工业设备中的较大流量的流体进行换向的换向阀通常采用电磁阀，电磁阀的控制精度和灵活性都比较理想，但其产生的换向力是固定设置的，对液流流量的响应效果不够好，尤其在大流量工况或者流量异常增大的工况下，换向效果不够好。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种流动助力型换向阀，是在流体流动的情况下依靠马格努斯效应产生的力实现换向，所产生的换向力随着液体流动速度的增大而增大，具有自适应特性，可在较大流速情况下实现比常规电磁阀更大的换向力。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种流动助力型换向阀，包括阀体、阀杆、液力拨杆及旋转电机；阀体内两侧设置用于撤销电流后阀杆复位的复位弹簧；阀杆用于实现液体流向的切换，两侧同复位弹簧对接，中间为导流部分；阀杆与阀体之间设置实现液体密封的密封圈；阀体一侧设置一个液体入口A，阀体相对的另一侧设置液体出口B和液体出口C两个流体出口；液力拨杆一端同旋转电机转轴连接另一端同阀杆连接；安装在阀体外侧的旋转电机带动液力拨杆沿着安装在阀体上的拨杆导轨作轴向运动，在流体流动的情况下依靠马格努斯效应产生的力实现换向。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述阀杆具有柱形凸台的哑铃形结构，中间导流位置具有放置液力拨杆的通透空心。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述液力拨杆通过滚动轴承镶嵌于阀杆中部。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述阀体的侧面还安装用于封闭阀体的阀体盖，阀体盖与阀体采用螺钉连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述阀体上还安装电机盖，电机盖用于封闭阀体内的液体及对旋转电机起保护作用，在电机盖上还留有旋转电机电源线的出口。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

1、本发明克服了现有的电动驱动及液压驱动换向阀存在的问题：

（1）电动驱动换向阀：虽结构简单，但驱动力较小，对于高压流体会出现无法换向以及卡死的问题。

（2）液压驱动换向阀：可以提供较大的换向力，但需要单独配给高压油，结构复杂，造价高。

2、本发明利用液力拨杆在流体内部旋转产生的横向力来实现换向，圆柱体的液力拨杆很容易在液体中实现旋转，液力拨杆通过滚动轴承镶嵌于阀杆中部，旋转受到的摩擦阻力较小，不会出现卡死等现象。

3、本发明中当流经阀体的液体压力较大，流速较大时，液力拨杆旋转产生的横向力也相应增大，因此换向力具有自适应的特性。

4、本发明通过改变换向阀的结构，通过巧妙设计，结构简单，实现了在流体流动的情况下依靠马格努斯效应产生的力实现换向，可在较大流速情况下实现比常规电磁阀更大的换向力，可以满足大流速下的换向要求。

附图说明

图1是本发明接通液体出口B的俯视剖面图；

图2是本发明接通液体出口B的主视剖面图；

图3 是本发明换向力产生原理图；

图4是本发明接通液体出口C的俯视剖面图；

图5是本发明接通液体出口C的主视剖面图。

其中，1、复位弹簧，2、阀体，3、阀杆，4、液体入口A，5、液力拨杆，6、密封圈，7、液体出口B，8、液体出口C，9、电机盖，10、拨杆导轨，11、旋转电机，12、阀体盖，13、滚动轴承。

具体实施方式

下面结合图1-5及实施例对本发明做进一步详细说明：

一种流动助力型换向阀，包括阀体2、阀杆3、液力拨杆5及旋转电机11；具有长方体阀形的阀体2内两侧设置用于撤销电流后阀杆3复位的复位弹簧1；阀体2的侧面还安装用于封闭阀体2的阀体盖12，阀体盖12与阀体2采用螺钉连接；阀体2上还安装电机盖9，用于封闭阀体2内的液体，在电机盖9上还留有旋转电机11电源线的出口，同时电机盖9还对旋转电机10起保护作用；旋转电机11通过电源线连接电源，因为工作过程中电机盖9内充满液体，所以旋转电机10采用可浸在液体中的电机，旋转电机10通过控制器控制其开关和转速；阀体2一侧设置一个液体入口A4，阀体2相对的另一侧设置液体出口B7和液体出口C8两个流体出口。

阀杆3用于实现液体流向的切换，具有柱形凸台哑铃形结构，中间为导流部分，中间导流位置具有放置液力拨杆5的通透空心，两侧同复位弹簧1对接；阀杆3与阀体2之间设置实现液体密封的密封圈6；液力拨杆5通过滚动轴承13镶嵌于阀杆3中部；阀杆3与阀体2之间依靠密封圈6实现液体密封；阀体2一端设置一个液体入口A4，阀体2相对的另一端设置液体出口B7和液体出口C8两个流体出口。

液力拨杆5一端同旋转电机11转轴连接另一端同阀杆3连接；安装在阀体2外侧的旋转电机11带动液力拨杆5沿着安装在阀体2上的拨杆导轨10作轴向运动，在流体流动的情况下依靠马格努斯效应产生的力实现换向。

马格努斯效应是指当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯效应。

旋转物体之所以能在横向产生力的作用，是由于物体旋转可以带动周围流体旋转，使得物体一侧的流体速度增加，另一侧流体速度减小。

具体的如图1所示，液体出口B7为换向阀的常开口，液体入口A4流入液体，通过阀杆3的间隙后从液体出口B7流出，通过阀杆3与阀体2之间的密封圈6及阀杆3的凸起来关闭液体出口C8，安装于具有长方体阀形的阀体2两侧的复位弹簧1用于撤销电流后阀体2的复位。

如图2所示，液体出口B7接通过程中，旋转电机11停止运行，旋转电机11连接的液力拨杆5通过滚动轴承13连接阀杆3。

如图3所示，在需要换向的情况下，旋转电机11通电带动液力拨杆5逆时针方向旋转，由于马格努斯效应的产生，流体会对液力拨杆5产生横向的作用力F，该作用力随着流体流速及电机转速的增大而增大，作用力F推动阀杆3向左移动。

如图4所示，旋转电机11带动液力拨杆5旋转，流动流体对液力拨杆5产生向左的换向力，推动阀杆3运动，阀杆3凸起部分配合密封圈6封闭液体出口B7，流体通过阀杆3中间的间隙后从液体出口C8流出，完成了阀的换向过程。

如图5所示，在完成换向后，旋转电机11始终运动以平衡阀门两侧复位弹簧1的恢复力。

综上所述，本发明通过改变换向阀的结构，通过巧妙设计，实现了在流体流动的情况下依靠马格努斯效应产生的力实现换向，换向阀所产生的换向力随着液体流动速度的增大而增大，具有自适应特性，可在较大流速情况下实现比常规电磁阀更大的换向力，可以满足大流速下的换向要求。

Claims (5)

1.一种流动助力型换向阀，包括阀体（2）、阀杆（3）、液力拨杆（5）及旋转电机（11）；其特征在于：阀体（2）内两侧设置用于撤销电流后阀杆（3）复位的复位弹簧（1）；阀杆（3）用于实现液体流向的切换，两侧同复位弹簧（1）对接，中间为导流部分；阀杆（3）与阀体（2）之间设置实现液体密封的密封圈（6）；阀体（2）一侧设置一个液体入口A（4），阀体（2）相对的另一侧设置液体出口B（7）和液体出口C（8）两个流体出口；液力拨杆（5）一端同旋转电机（11）转轴连接另一端同阀杆（3）连接；安装在阀体（2）外侧的旋转电机（11）带动液力拨杆（5）沿着安装在阀体（2）上的拨杆导轨（10）作轴向运动，在流体流动的情况下依靠马格努斯效应产生的力实现换向。

2.根据权利要求1所述的一种流动助力型换向阀，其特征在于：所述阀杆（3）为具有柱形凸台的哑铃形结构，中间导流位置具有放置液力拨杆（5）的通透空心。

3.根据权利要求1或2所述的一种流动助力型换向阀，其特征在于：所述液力拨杆（5）通过滚动轴承（13）镶嵌于阀杆（3）中部。

4.根据权利要求1所述的一种流动助力型换向阀，其特征在于：所述阀体（2）的侧面还安装用于封闭阀体（2）的阀体盖（12），阀体盖（12）与阀体（2）采用螺钉连接。

5.根据权利要求1所述的一种流动助力型换向阀，其特征在于：所述阀体（2）上还安装电机盖（9），电机盖（9）用于封闭阀体（2）内的液体及对旋转电机（11）起保护作用，在电机盖（9）上留有旋转电机（11）电源线的出口。

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