CN111336150A

CN111336150A - 多路阀

Info

Publication number: CN111336150A
Application number: CN202010225252.XA
Authority: CN
Inventors: 刘毅; 王涛
Original assignee: Ningbo Institute of Technology of ZJU
Current assignee: Ningbo Institute of Technology of ZJU
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: CN111336150B

Abstract

本发明公开了一种多路阀，包括至少两个依次叠放组合在一起的阀片，阀片包括主体阀，主体阀设有阀体、第一阀芯和第二阀芯，第一阀芯的一端连接有第一直线电机，另一端连接有第一伺服电机，第二阀芯的一端连接有第二直线电机，另一端连接有第二伺服电机。阀片的第一工作油口和第二工作油口处设有工作油口集成块；多路阀一端的阀片的进油口和出油口处设有进出油口集成块。第一阀芯和第二阀芯上分别沿周向设有周向条码组，沿轴向设有轴向条码组；在周向条码组和轴向条码组相应的位置分别设有光电传感器。该多路阀的阀片可以实现阀芯位置的准确检测，每个阀片均可以实现负载独立控制，能够满足多种工作场合的需要。

Description

多路阀

技术领域

本发明属于液压阀领域，具体涉及一种多路阀。

背景技术

多路换向阀简称多路阀，是以两个或两个以上的换向阀为主体，集换向阀、过载阀、单向阀、制动阀等于一体的多功能集成阀。

按照控制方式的不同，多路阀主要分为整体式和组合式。其中，组合式多路阀因组成方便、通用性强等优势获得了广泛应用。而多路阀的阀片作为组合式多路阀的关键元件，其性能直接影响多路阀的工作质量。现有的多路阀的阀片多依靠手动或其他控制方式进行调节，难以测得阀芯的准确位置，且难以实现负载流量的精确控制。另外，传统的手动多路阀在运动过程中需要克服换向阀的弹簧力、液动力、摩擦力等，操作强度大，且其多采用机械结构控制，设计布局困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多路阀，该多路阀的阀片可以实现阀芯位置的准确检测，每个阀片均可以实现负载独立控制，能够满足多种工作场合的需要。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种多路阀，所述多路阀包括至少两个依次叠放组合在一起的阀片，所述阀片包括主体阀，所述主体阀设有阀体、第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯的一端连接有第一直线电机，另一端连接有第一伺服电机，所述第二阀芯的一端连接有第二直线电机，另一端连接有第二伺服电机；所述阀体内部设有连通所述第一阀芯和所述第二阀芯的油路；

所述阀体的表面设有进油口、出油口、第一工作油口和第二工作油口，所述第一阀芯的轴线和所述第二阀芯的轴线相平行，所述进油口和所述出油口设置在所述阀体与该两阀芯的轴线所在平面平行的侧面上，所述进油口和所述出油口分别贯穿所述阀体形成通孔；所述第一工作油口和所述第二工作油口设置在所述阀体与该两阀芯的轴线所在平面垂直的侧面上；

所述阀片的所述第一工作油口和所述第二工作油口处设有工作油口集成块；所述多路阀一端的所述阀片的所述进油口和所述出油口处设有进出油口集成块；以及，

所述第一阀芯和所述第二阀芯上分别沿周向设有周向条码组，沿轴向设有轴向条码组；在所述周向条码组和所述轴向条码组相应的位置分别设有光电传感器。

一优选实施例中，所述阀片设有装配孔，所述多路阀设有连接件，所述连接件贯穿所述阀片的装配孔以将各所述阀片叠放组合在一起。

一优选实施例中，油液从所述进油口流入所述阀体，依次流经所述第一阀芯、所述第一工作油口，回油时依次流经所述第二工作油口、所述第二阀芯，并由所述出油口流出所述阀体；

油液换向时，油液从所述进油口流入所述阀体，依次流经所述第一阀芯、所述第二工作油口，回油时依次流经所述第一工作油口、所述第二阀芯，并由所述出油口流出所述阀体。

一优选实施例中，所述阀体和所述第一阀芯之间设有第一阀套，所述阀体和所述第二阀芯之间设有第二阀套；所述第一阀芯和所述第二阀芯分别设有两个台肩，台肩上沿周向开设有对称的节流阀口，所述第一阀套和所述第二阀套分别沿周向开设有进油窗口、出油窗口和两个工作窗口。

一优选实施例中，所述第一阀芯的两个台肩上的节流阀口沿周向错开，所述第二阀芯的两个台肩上的节流阀口沿周向错开。

一优选实施例中，所述第二阀芯临近所述第一工作油口的台肩上的节流阀口形成径向贯穿矩形槽，所述第二阀芯内部设有连通该贯穿矩形槽与所述第二阀套的出油窗口的油路。

一优选实施例中，所述第二阀芯的另一台肩开设有朝向所述第二阀套的出油窗口的环形槽，以使该台肩的节流阀口与所述第二阀套的出油窗口相连通。

一优选实施例中，所述第一阀芯的两个台肩开设有相对的环形槽，以使该两个台肩的节流阀口与所述第一阀套的进油窗口相连通。

一优选实施例中，所述第一阀芯和所述第二阀芯的一端分别套设有复位弹簧。

一优选实施例中，所述阀体为长方体式结构。

采用本发明具有如下的有益效果：

1、本发明所述的多路阀，每个阀片均可以实现阀芯位置的准确检测，包括轴向位置检测和周向位置检测。

2、本发明所述的多路阀，每个阀片实现的阀芯位置检测功能，可以用于实现闭环的负载独立控制，满足各种工况的控制精度需求。

3、本发明所述的多路阀，阀片可以实现阀芯的周向和轴向运动，阀芯控制方式多样化。

4、本发明所述的多路阀，其阀片采用的复位弹簧可用于两个独立阀芯轴向移动位置的零位回复，也可用于防止液动力的干扰以保证阀芯移动过程中的平稳性。

附图说明

图1为本发明实施例的一种多路阀的装配示意图；

图2为本发明实施例的阀片的立体图；

图3为本发明实施例的阀片的剖视图；

图4为阀体的剖视图；

图5为阀套的立体图；

图6为阀套与阀芯装配结构剖视图及爆炸图；

图7为阀芯位置检测方法示意图；

图8为阀片内部油液流动路径示意图及阀芯转动立体示意图。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

参照图1-8，本发明公开了一种多路阀，多路阀包括多个(本实施例是4个，不限定个数，至少两个)叠放组合在一起的阀片1，阀片1的四角开设有装配孔，多路阀设有四个连接件，连接件贯穿阀片的装配孔以将各阀片叠放组合在一起。每个阀片1的第一工作油口和第二工作油口处设有工作油口集成块2；多路阀一端的阀片的进油口和出油口处设有进出油口集成块4，多路阀另一端的阀片的进油口和出油口可以使用堵头堵住。图1中示出多路阀统一供油，与泵站相联；以及多路阀统一回油，与油箱相联；多路阀的每个阀片的工作油口独立工作，分别与不同的液压执行元件的不同腔室相连通，用于其独立的运动控制。

阀片1包括四个独立控制的电机、主体阀5、阀芯位置检测装置3以及相关连接件。其中，四个电机包括第一伺服电机11、第二伺服电机12和第一直线电机71、第二直线电机72；主体阀5包括复位弹簧50、阀套51(包括与第一阀芯配合的第一阀套以及与第二阀芯配合的第二阀套)、两个完全独立的第一阀芯521和第二阀芯522、阀体53；阀片的动力传递部分包括联轴器30、连接套筒301、堵头54；阀芯位置检测装置3包括四个光电传感器31、32、33、34和安装板35。其中，阀芯(第一阀芯521、第二阀芯522)一端通过连接套筒、联轴器与伺服电机(第一伺服电机11、第二伺服电机12)相连接，可以带动阀芯旋转；阀芯(第一阀芯521、第二阀芯522)另一端通过堵头与直线电机相连，可以带动阀芯轴向移动。

阀体内部设有阀套安装槽531，阀套包括工作窗口511(包括511a、511b)以及进油窗口512a、出油窗口512b。以第一阀芯521的装配结构为例，第一阀芯521与阀套51之间的装配结构包括密封圈5211、弹簧套5212a、5212b和复位弹簧50、推力轴承5213a、5213b，以及均压槽5214、堵头54。其中，每个阀芯的2个台肩周向上分别开设有对称的2个矩形节流阀口5216(此外，节流阀口还可以是三角形、圆形等其他形状；节流阀口的个数可以是4个、8个、16个，依次类推)，并且同一阀芯的两个台肩上的节流阀口之间沿周向存在一定的错位关系，以使两个阀芯之间相互配合工作，实现负载独立控制功能。复位弹簧50的作用为：一方面可用于两个独立阀芯轴向移动位置的零位回复，另一方面可用于防止液动力的干扰以保证阀芯移动过程中的平稳性。阀芯位置检测装置的光电传感器与阀芯上的条码组5215相配合，实现阀芯位置的实时检测功能。

本发明所述的多路阀的阀片可以采用的阀芯位置检测方法如下：

第一阀芯521和第二阀芯522的左端分别布置有阀芯位置检测装置，用于阀芯的位置监测，阀芯位置检测装置包括四个光电传感器31、32、33、34以及安装盖板35(使用碳酸聚酯材料，特点是高冲击强度、透光性好、电气特性优)。与光电传感器相配合实现位置检测功能的条码组5215包括轴向条码组5215a(用于检测轴向位置)与周向条码组5215b(用于检测周向位置)，条码(轴向m个条码，周向n个条码)可以设置为黑色，依据宽度不同原则沿轴向或周向均布排列。其中，四个光电传感器31、32、33、34安装于安装盖板35的内部以进行固定，分别位于第一阀芯521和第二阀芯522的左侧末端(即靠近伺服电机端)。当阀芯轴向移动时，光电传感器31、33可依据检测到的轴向条码宽度，判定阀芯轴向位置；当阀芯旋转一定角度时，光电传感器32、34可依据检测到的周向条码宽度，判定阀芯周向位置。两独立阀芯的周向旋转位置和轴向移动位置的实时监测，可以实现系统的半闭环和/或闭环控制，进而能够提高控制精度。此外，这样的位置实时监测，还可保证在系统工作结束后，能够将监测到的阀芯实时位置反馈给控制设备，进而能够发送相应控制信号给伺服电机或直线电机，实现阀芯的自动复位。

此外，为了实现多路阀的阀片所具备的换向功能，本发明实施例的阀片示例性地示出了(包括但不限于)下述结构特征：

1)阀体的表面设有进油口P、出油口T、第一工作油口A和第二工作油口B，阀体内部设有连通第一阀芯和第二阀芯的油路。

如图8所示，油液流动路径包括：油液从进油口流入阀体，依次流经第一阀芯、第一工作油口，回油时依次流经第二工作油口、第二阀芯，并由出油口流出阀体；

2)阀体和第一阀芯之间设有第一阀套，阀体和第二阀芯之间设有第二阀套；第一阀芯和第二阀芯分别设有两个台肩，台肩上沿周向开设有对称的节流阀口，第一阀套和第二阀套分别沿周向开设有进油窗口、出油窗口和两个工作窗口。

3)第一阀芯的两个台肩上的节流阀口沿周向错开，第二阀芯的两个台肩上的节流阀口沿周向错开。

4)第二阀芯临近第一工作油口的台肩上的节流阀口形成径向贯穿矩形槽，第二阀芯内部设有连通该贯穿矩形槽与第二阀套的出油窗口的油路。

5)第二阀芯的另一台肩开设有朝向第二阀套的出油窗口的环形槽，以使该台肩的节流阀口与第二阀套的出油窗口相连通。

6)第一阀芯的两个台肩开设有相对的环形槽，以使该两个台肩的节流阀口与第一阀套的进油窗口相连通。

除了上述结构特征，其他可以实现阀片的油液换向功能的油路结构也涵盖在本发明的保护范围之内。为了方便阀片的安装组合使用，可以做如下设置：第一阀芯的轴线和第二阀芯的轴线相平行，进油口和出油口设置在阀体与该两阀芯的轴线所在平面平行的侧面上，第一工作油口和第二工作油口设置在阀体与该两阀芯的轴线所在平面垂直的侧面上；阀体为长方体式结构。

应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims

1.一种多路阀，其特征在于，所述多路阀包括至少两个依次叠放组合在一起的阀片，所述阀片包括主体阀，所述主体阀设有阀体、第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯的一端连接有第一直线电机，另一端连接有第一伺服电机，所述第二阀芯的一端连接有第二直线电机，另一端连接有第二伺服电机；所述阀体内部设有连通所述第一阀芯和所述第二阀芯的油路；

2.如权利要求1所述的多路阀，其特征在于，所述阀片设有装配孔，所述多路阀设有连接件，所述连接件贯穿所述阀片的装配孔以将各所述阀片叠放组合在一起。

3.如权利要求2所述的多路阀，其特征在于，油液从所述进油口流入所述阀体，依次流经所述第一阀芯、所述第一工作油口，回油时依次流经所述第二工作油口、所述第二阀芯，并由所述出油口流出所述阀体；

4.如权利要求3所述的多路阀，其特征在于，所述阀体和所述第一阀芯之间设有第一阀套，所述阀体和所述第二阀芯之间设有第二阀套；所述第一阀芯和所述第二阀芯分别设有两个台肩，台肩上沿周向开设有对称的节流阀口，所述第一阀套和所述第二阀套分别沿周向开设有进油窗口、出油窗口和两个工作窗口。

5.如权利要求4所述的多路阀，其特征在于，所述第一阀芯的两个台肩上的节流阀口沿周向错开，所述第二阀芯的两个台肩上的节流阀口沿周向错开。

6.如权利要求5所述的多路阀，其特征在于，所述第二阀芯临近所述第一工作油口的台肩上的节流阀口形成径向贯穿矩形槽，所述第二阀芯内部设有连通该贯穿矩形槽与所述第二阀套的出油窗口的油路。

7.如权利要求6所述的多路阀，其特征在于，所述第二阀芯的另一台肩开设有朝向所述第二阀套的出油窗口的环形槽，以使该台肩的节流阀口与所述第二阀套的出油窗口相连通。

8.如权利要求5-7任一项所述的多路阀，其特征在于，所述第一阀芯的两个台肩开设有相对的环形槽，以使该两个台肩的节流阀口与所述第一阀套的进油窗口相连通。

9.如权利要求2所述的多路阀，其特征在于，所述第一阀芯和所述第二阀芯的一端分别套设有复位弹簧。

10.如权利要求2所述的多路阀，其特征在于，所述阀体为长方体式结构。