CN112879602B - 一种轴配流脉冲开关阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轴配流脉冲开关阀，包括轴配流阀体定子可旋转地安装在轴配流阀体定子内的轴配流阀芯转子，该轴配流伺服阀由上至下由三组密封圈依次分割为互不连通的两个密封区域，所述的轴配流阀体定子侧壁上对应两个密封区域分别开设工作油口和一个供油口，所述的轴配流阀芯转子沿轴向在中心处开设一个供油通道，并且在轴配流阀芯转子对应两个密封区域内分别设置用以与供油通道连通的沟槽和流道，所述的工作油口与外部执行机构连接，供油口与外部油源连通。与现有技术相比，本发明具有脉冲输出、无磨损、调节简单方便、通流能力大等优点。

Description

一种轴配流脉冲开关阀
技术领域
本发明涉及流体控制技术领域，尤其是涉及一种轴配流脉冲开关阀。
背景技术
对于常规开关电磁换向阀，双线圈的电磁阀结构主要采用锁紧螺母+电磁线圈+芯管+弹簧+垫片+阀芯+阀体+垫片+弹簧+芯管+电磁线圈+锁紧螺母的结构；单线圈的电磁阀结构主要采用锁紧螺母+电磁线圈+芯管+弹簧+垫片+阀芯+阀体+垫片+弹簧+端盖的结构；供电电压类型可分为直流和交流，供电电压值可以选范围较大，阀芯在阀体内运动主要靠液压油膜支承，油液污染颗粒通过阀芯阀体间隙将影响其阀芯运动的平滑性，若电磁线圈长期处于得电状态，阀芯容易卡滞，造成执行机构故障；且由于安装空间所限，线圈的尺寸规格将限制其最大吸持力，影响其输出功率特性，流体流过阀芯/阀体所构成的腔体，所产生的液动力也限制常规开关电磁换向阀的通流能力；线圈的尺寸也影响其散热特性，在高温或高湿环境容易烧线圈，线圈的塑封工艺及与电气连接的方式也会影响其防水等级；
目前采用常规开关电磁换向阀实现脉冲开关功能，需要电磁线圈频繁切换开关电源，由于电磁阀芯管所采用的材料需要实现得电增磁，失电快速消磁，在高频切换工况，存在剩磁现象，从而导致电磁阀不能正常切换，其最大切换频率受限；且在高频切换状态，电磁阀阀芯通流能力受限，不适用于实现脉冲开关功能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轴配流脉冲开关阀。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种轴配流脉冲开关阀，包括轴配流阀体定子可旋转地安装在轴配流阀体定子内的轴配流阀芯转子，该轴配流伺服阀由上至下由三组密封圈依次分割为互不连通的两个密封区域，所述的轴配流阀体定子侧壁上对应两个密封区域分别开设工作油口和一个供油口，所述的轴配流阀芯转子沿轴向在中心处开设一个供油通道，并且在轴配流阀芯转子对应两个密封区域内分别设置用以与供油通道连通的沟槽和流道，所述的工作油口与外部执行机构连接，供油口与外部油源连通。
所述的轴配流阀芯转子外表面在第一密封区域的第一水平设定位置处沿周向分别设置i个工作开槽，并且通过i个未开槽区段分隔，每个工作开槽分别通过流道与供油通道连通，所述的工作油口设置在轴配流阀体定子在第一密封区域的第一水平设定位置处，且在设定的角度范围内与供油通道连通。
每个工作开槽对应的圆心角为β，每个未开槽区段对应的圆心角为(360-β*i)/i，且未开槽区段在圆周方向的弧长及轴向尺寸均大于工作油口的底径，用以实现在转动过程中对工作油口的封堵。
所述的轴配流阀芯转子外表面在第二密封区域的第二水平设定位置处全周向开槽，且该全周向的开槽通过流道与供油通道连通，并且与供油口连通，所述的供油口设置在轴配流阀体定子在第二密封区域的第二水平设定位置处。
所述的工作开槽的数量i的取值范围为1-3。
当工作开槽的数量为3时，三个工作开槽在周向开设的角度分别为0°、90°和-90°。
所述的三个工作开槽与供油通道连通的三个流道形状呈T字形。
所述的供油通道通过三个流道和全周向的开槽与供油口连通。
所述的三个流道形状呈T字形。
通过转动轴配流阀芯转子，分别实现工作油口与供油口之间的通断，进而实现对工作油口的脉冲压力输出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明突破目前常规开关阀设计理念，采用在转子轴上开槽的形式，通过供油通道P和工作油口实现轴配流。
二、本发明在转子在周向对应工作油口开设多个工作开槽，实现工作油口的脉冲压力供油，以此实现对执行机构的逻辑配流控制。
三、由于轴向配流电磁阀的转子和定子之间采用间隙配合，且外部采用推力轴承减少转子的转动阻力矩及大流量通过时所产生的径向作用力。
四、该开关换向阀不论是轴向配流阀处于工作或非工作状态，轴向配流阀转子与定子之间均无机械接触，由此减少了转子与定子之间的机械接触磨损及偏磨隐患，确保轴向配流阀长期有效工作。
五、采用轴向配流结构，实现工作油口与供油/回油通道之间的间隙密封长度，并且配合沟槽与阀套上孔的位置配合，进一步的减小泄漏量，进而增大流通能力。
六、本发明无需采用电磁线圈频繁切换开关电源实现脉冲开关功能，仅需在电机的转动下即可实现，最大切换频率不受限制也不会存在剩磁现象。
附图说明
图1为本发明的主剖图。
图2为本发明的俯视图。
图3为图1中I-I截面的截面图。
图4为图1中II-II截面的截面图。
图5为旋转一周一次脉冲输出/隔断轴配流阀芯转子的配置示意图。
图6为旋转一周两次脉冲输出/隔断轴配流阀芯转子的配置示意图。
图7为旋转一周三次脉冲输出/隔断轴配流阀芯转子的配置示意图。
图中标记说明：
1、轴配流脉冲开关阀，2、轴配流阀芯转子，3、密封圈，4、轴配流阀体定子，31、第一密封圈，32、第二密封圈，33、第三密封圈，P、供油通道，A、工作油口，P0、供油口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1-4所示，本发明提供一种轴配流脉冲开关阀，包括内部的轴配流阀芯转子2和外部的轴配流阀体定子4；通过调节轴配流阀芯转子2转动到不同角度，实现工作油口与供油口连通/隔断，并根据开设工作开槽的数量和转速配合控制输出压力脉冲的频率，以此实现对工作油口脉冲压力输出，具有结构紧凑，简单，调节方便，通流能力大，重复性高等优点。
轴配流阀芯转子(2)，三组密封圈(3)及轴配流阀体定子(4)形成两个分隔的密封区域，对于轴配流阀体定子(4)，两个密封区域与工作油口的连通关系为：
第一密封区域具体为由第一转子密封圈31和第二转子密封圈32之间形成的范围，第一密封区域与工作油口A对应；第二密封区域具体为由第二转子密封圈32和第三转子密封圈33之间形成的范围，第二密封区域与定子供油通道P口连通；
对于轴配流阀芯转子(2)，两个密封区域与供油通道P的连通关系为：
第一密封区域与供油通道P在一定角度范围内连通；第二密封区域与转子的供油通道P连通；
在第一密封区域的第一水平设定位置处(I-I截面)，轴配流阀转子2在圆周上开设i个工作开槽；轴配流阀定子第一水平设定位置处只有一个工作油口A，第二密封区域的第二水平设定位置处(II-II截面)，轴配流阀转子2圆周上全周开槽，轴配流阀定子第二水平设定位置处只有一个供油口P0；
在第一密封区域的第一水平设定位置处(I-I截面)，轴配流阀芯转子(2)上的i个工作开槽，每个工作开槽对应的圆心角角度为β，相邻工作开槽间为间隙密封区段，即未开槽区段，每个间隙密封区段对应的圆心角为(360°-i*β)/i；i个工作开槽与轴配流阀芯转子(2)中间的供油通道P相通，每个间隙密封区段在圆周方向的弧长及轴向尺寸均大于工作油口A的底径；
轴配流阀芯转子(2)轴中间通道的数量可根据通过流量大小、切换频率以及轴配流阀芯转子(2)轴尺寸大小需要设计为1个至i个通道；
如图5-7所示，实际工作油口数量、相关角度及轴向配流阀中位机能可根据需要设计并调整相互对应角度关系，通过伺服电机/步进电机驱动轴配流阀转子的旋转，实现轴配流阀芯转子在I-I截面上的工作开槽i(i＝1～3)、轴配流阀定子工作油口A与供油口P0沟通或断开，实现对工作油口A脉冲性提供压力或者供油，实现对执行机构动作的控制或者供油量的控制。

Claims (9)

1.一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，包括轴配流阀体定子(4)可旋转地安装在轴配流阀体定子(4)内的轴配流阀芯转子(2)，该轴配流伺服阀由上至下由三组密封圈依次分割为互不连通的两个密封区域，所述的轴配流阀体定子(4)侧壁上对应两个密封区域分别开设工作油口(A)和一个供油口(P0)，所述的轴配流阀芯转子(2)沿轴向在中心处开设一个供油通道(P)，并且在轴配流阀芯转子(2)对应两个密封区域内分别设置用以与供油通道(P)连通的沟槽和流道，所述的工作油口(A)与外部执行机构连接，供油口(P0)与外部油源连通，所述的轴配流阀芯转子(2)外表面在第一密封区域的第一水平设定位置处沿周向分别设置i个工作开槽，并且通过i个未开槽区段分隔，每个工作开槽分别通过流道与供油通道(P)连通，所述的工作油口(A)设置在轴配流阀体定子(4)在第一密封区域的第一水平设定位置处，且在设定的角度范围内与供油通道(P)连通。
2.根据权利要求1所述的一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，每个工作开槽对应的圆心角为β，每个未开槽区段对应的圆心角为(360-β*i)/i，且未开槽区段在圆周方向的弧长及轴向尺寸均大于工作油口(A)的底径，用以实现在转动过程中对工作油口(A)的封堵。
3.根据权利要求1所述的一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，所述的轴配流阀芯转子(2)外表面在第二密封区域的第二水平设定位置处全周向开槽，且该全周向的开槽通过流道与供油通道(P)连通，并且与供油口(P0)连通，所述的供油口(P0)设置在轴配流阀体定子(4)在第二密封区域的第二水平设定位置处。
4.根据权利要求1所述的一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，所述的工作开槽的数量i的取值范围为1-3。
5.根据权利要求4所述的一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，当工作开槽的数量为3时，三个工作开槽在周向开设的角度分别为0°、90°和-90°。
6.根据权利要求5所述的一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，所述的三个工作开槽与供油通道(P)连通的三个流道形状呈T字形。
7.根据权利要求4所述的一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，所述的供油通道(P)通过三个流道和全周向的开槽与供油口(P0)连通。
8.根据权利要求7所述的一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，所述的三个流道形状呈T字形。
9.根据权利要求1所述的一种轴配流脉冲开关阀，其特征在于，通过转动轴配流阀芯转子(2)，分别实现工作油口(A)与供油口(P0)之间的通断，进而实现对工作油口(A)的脉冲压力输出，并且通过设置工作开槽的数量和位置，实现脉冲频率和波形的控制。
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