CN112983917B - 一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，包括轴配流阀转子和轴配流阀体定子，轴配流阀转子设有供油通道和回油通道，轴配流阀转子的侧面形成有多个分隔密封区，其中一个密封区域中，轴配流阀转子设有第一通孔，该第一通孔的一端连接供油通道，另一端连接有第一凹陷区域，轴配流阀体定子设有第一工作油口，第一凹陷区域为开关式凹槽，该开关式凹槽的底端连接第一通孔、两个侧边均与第一通孔平行。与现有技术相比，本发明通过调节轴向配流转子转动到不同角度范围，工作油口与供油油口、回油油口之间的连通/隔断，实现对执行机构动作的控制，具有结构紧凑，简单，调节方便，通流能力大，多执行机构依序供油/回油，重复性高等优点。

Description

一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀
技术领域
本发明涉及流体控制技术领域，尤其是涉及一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀。
背景技术
常规开关电磁换向阀，双线圈的电磁阀结构上主要包括：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上主要包括：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；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影响其防水等级。
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实现对执行机构动作开关式的连通/隔断控制、多执行机构依序供油/回油的顺序动作的轴配流开关换向多路阀。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，包括轴配流阀转子和轴配流阀体定子，所述轴配流阀转子设有竖直分布的供油通道和回油通道，所述轴配流阀转子的侧面设有多个环形的密封圈，形成有多个分隔密封区，所述分隔密封区以相邻的两个所述密封圈为分隔线；
所述多个分隔密封区包括自上而下分布的第一密封区域、第二密封区域、第三密封区域和第四密封区域；第一密封区域中，所述轴配流阀转子设有第一通孔，该第一通孔的一端连接所述供油通道，另一端连接有第一凹陷区域，所述轴配流阀体定子设有多个第一工作油口，所述多个第一工作油口均与所述第一凹陷区域相配合；
第二密封区域中，所述轴配流阀转子设有第二通孔，该第二通孔的一端连接所述回油通道，另一端连接有第二凹陷区域，所述轴配流阀体定子设有多个第二工作油口，所述多个第二工作油口均与所述第二凹陷区域相配合；
所述第一凹陷区域和第二凹陷区域均为开关式凹槽，该开关式凹槽的底端连接所述第一通孔或第二通孔，所述开关式凹槽的两个侧边均与所述第一通孔或第二通孔平行，所述开关式凹槽的截面为长方形；
第三密封区域中，所述轴配流阀转子设有第三通孔，所述轴配流阀体定子设有供油油口，该供油油口通过所述第三通孔连接所述供油通道；
第四密封区域中，所述轴配流阀转子设有第四通孔，所述轴配流阀体定子设有回油油口，该回油油口通过所述第四通孔连接所述回油通道。
进一步地，所述第一凹陷区域底端区域的面积大于所述第一通孔的截面面积，所述第二凹陷区域底端区域的面积大于所述第二通孔的截面面积。
进一步地，所述第一凹陷区域和第二凹陷区域的截面均为长方形。
进一步地，所述轴配流阀转子与轴配流阀体定子之间为间隙配合。
进一步地，第三密封区域中，所述轴配流阀转子的外侧全周开槽，形成有第一周向凹槽，所述供油油口经过所述第一周向凹槽和第三通孔连接所述供油通道。
进一步地，所述第三通孔的形状为T字形，所述供油通道贯穿所述第三通孔的中心。
进一步地，第四密封区域中，所述轴配流阀转子的外侧全周开槽，形成有第二周向凹槽，所述回油油口通过所述第二周向凹槽和第四通孔连接所述回油通道。
进一步地，所述第四通孔的形状为T字形，所述回油通道贯穿所述第四通孔的中心。
进一步地，一个所述供油通道和回油通道及其连接结构构成一个输油组合，所述轴配流阀转子设有多个所述输油组合。
进一步地，第一密封区域中，所述多个第一工作油口均匀分布在所述轴配流阀体定子中；第二密封区域中，所述多个第二工作油口均匀分布在所述轴配流阀体定子中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明顺序动作的轴配流开关换向多路阀包括内部的轴配流阀转子和外部的轴配流阀体定子；通过调节轴向配流转子转动到不同角度范围，工作油口与供油油口，回油油口之间通过如第一凹陷区域和第一通孔，进行开关式的连通/隔断，第一凹陷区域为开关式凹槽，其两个侧边均与第一通孔平行，并且其大小与第一通孔相近，便于快速连通和隔断，由此实现对执行机构动作的控制，具有结构紧凑，简单，调节方便，通流能力大，多执行机构依序供油/回油，重复性高等优点；
本轴配流开关换向多路阀的部件仅包含轴配流阀转子和轴配流阀体定子，部件少，且不易受高温的影响，且通过旋转控制，不易卡滞，轴配流阀转子和轴配流阀体定子之间间隙配合，泄漏量小，适用于高温和高湿环境。
(2)本发明采用轴上开槽，经过供油和回油口实现轴配流；通过旋转体轴向非全周开槽可实现工作油口有序供油，实现对执行机构的逻辑配流控制。
(4)轴向配流电磁阀的转子和定子之间为间隙配合，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；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，减少转子与定子之间的机械接触磨损及偏磨隐患，可确保轴向配流阀长期有效工作。
(5)可通过增加旋转轴上通油口数量，提高工作油口的通流能力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀的主视图；
图2为本发明实施例提供的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀的俯视图；
图3为图1中轴配流阀转子的A口剖视图；
图4为图1中轴配流阀转子的B口剖视图；
图5为图1中轴配流阀转子P1口剖视图；
图6为图1中轴配流阀转子T1口剖视图；
图中，1、顺序动作的轴配流开关换向多路阀，2、轴配流阀芯转子，3、密封圈，31、第一密封圈，32、第二密封圈，33、第三密封圈，34、第四密封圈，35、第五密封圈，4、轴配流阀体定子，P为供油通道，T为回油通道，P1为供油油口，P2为回油油口。
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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
参考图1至6所示，本实施例提供一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀1，包括轴配流阀转子2和轴配流阀体定子4，轴配流阀转子2设有竖直分布的供油通道P和回油通道T，轴配流阀转子2的侧面设有多个环形的密封圈3，形成有多个分隔密封区，分隔密封区以相邻的两个密封圈3为分隔线；
多个分隔密封区包括自上而下分布的第一密封区域、第二密封区域、第三密封区域和第四密封区域；第一密封区域中，轴配流阀转子2设有第一通孔，该第一通孔的一端连接供油通道P，另一端连接有第一凹陷区域，轴配流阀体定子4设有多个第一工作油口，多个第一工作油口均与第一凹陷区域相配合；
第二密封区域中，轴配流阀转子2设有第二通孔，该第二通孔的一端连接回油通道T，另一端连接有第二凹陷区域，轴配流阀体定子4设有多个第二工作油口，多个第二工作油口均与第二凹陷区域相配合；
第一凹陷区域和第二凹陷区域均为开关式凹槽，该开关式凹槽的底端连接第一通孔或第二通孔，开关式凹槽的两个侧边均与第一通孔或第二通孔平行，截面为长方形；
第三密封区域中，轴配流阀转子2设有第三通孔，轴配流阀体定子4设有供油油口P1，该供油油口P1通过第三通孔连接供油通道P；
第四密封区域中，轴配流阀转子2设有第四通孔，轴配流阀体定子4设有回油油口T1，该回油油口T1通过第四通孔连接回油通道T。
相当于，四个密封区与定子工作油口的连通关系为：第一密封区域是由第一密封圈31、第二密封圈32与轴配流转子2的I-I所在截面构成，第一密封区域与定子工作油口A连通；第二密封区域是由第二密封圈32、第三密封圈33与轴配流转子2的II-II所在截面构成，第二密封区域与定子工作油口B连通；第三密封区域是由第三密封圈33、第四密封圈34与轴配流转子2的III-III所在截面构成；第四密封区域是由第四密封圈34、第五密封圈35与轴配流转子2的IV-IV所在截面构成；第三密封区域与第四密封区域不与工作油口连通；
四个密封区与转子供油通道P和回油通道T的连通关系为：第一密封区域与转子的供油通道P和回油通道T连通，第二密封区域与转子的供油通道P和回油通道T连通，第三密封区域只与转子的供油通道P连通，第四密封区域只与转子的回油通道T连通；
轴配流阀定子在与轴配流阀转子I-I截面所相对应配合圆周上均布i个工作油口Ai；轴配流阀定子在与轴配流阀转子II-II截面所相对应配合圆周上均布i个工作油口Bi；Ai/Bi工作油口连接到对应的第i个执行机构。
供油通道P和回油通道T内可以输送水、油等流体。
工作过程：在轴配流阀体定子外侧接入作动器，在每一密封区域内，通过旋转轴配流阀转子，使得供油通道或回油通道按照旋转顺序，依次接通作动器的各个控制端口，可设定每次接通的停留时间，实现按照预先设定控制逻辑控制作动器。
下面对本实施例顺序动作的轴配流开关换向多路阀的各部件进行具体描述。
1、第一凹陷区域和第二凹陷区域
第一凹陷区域和第二凹陷区域均为开关式凹槽，该开关式凹槽的底端连接第一通孔或第二通孔，开关式凹槽的两个侧边均与第一通孔或第二通孔平行；第一密封区域或第二密封区域中通孔与工作油口接通时，油流体会直接溢满整个第一凹陷区域或第二凹陷区域，并传输到第一工作油口或第二工作油口中，使得第一工作油口或第二工作油口瞬间开启；旋转轴配流阀转子2，第一凹陷区域或第二凹陷区域会瞬间离开第一工作油口或第二工作油口，实现供油关断，由此实现对工作油口供油/回油的开关控制。
具体地，第一凹陷区域底端区域的面积大于第一通孔的截面面积，第二凹陷区域底端区域的面积大于第二通孔的截面面积。第一凹陷区域和第二凹陷区域的截面均为长方形，大于通孔截面面积的长方形凹陷区域的设计，使得油流体存在短暂的缓存，可提升开通瞬间的油流体流动性能。
2、第一密封区域
第一密封区域I-I截面内，轴配流阀芯转子2上在+/-β2角度内开一个槽，在360°+/-β2角度内未开槽区域为间隙密封区域，一个槽与轴配流阀芯转子2中间P通道相通，未开槽区域圆周方向弧长及轴向尺寸均大于油口Ai的底径。
3、第二密封区域
第二密封区域II-II截面内，轴配流阀芯转子2上在+/-β2角度内开一个槽，在360°+/-β2角度内未开槽区域为间隙密封区域，一个槽与轴配流阀芯转子2中间T通道相通，未开槽区域圆周方向弧长及轴向尺寸均大于油口Bi的底径。
4、第三密封区域
第三密封区域III-III截面内，轴配流阀芯转子2为全周开槽的方式，并与轴配流阀芯转子2中间P通道相通；即轴配流阀转子2的外侧全周开槽，形成有第一周向凹槽，供油油口P1经过第一周向凹槽和第三通孔连接供油通道P。
第三通孔的形状为T字形，供油通道P贯穿第三通孔的中心。
5、第四密封区域
第四密封区域IV-IV截面内，轴配流阀芯转子2为全周开槽的方式，并与轴配流阀芯转子2中间T通道相通；即轴配流阀转子2的外侧全周开槽，形成有第二周向凹槽，回油油口T1通过第二周向凹槽和第四通孔连接回油通道T。
第四通孔的形状为T字形，回油通道T贯穿第四通孔的中心。
6、轴配流阀转子2
轴配流阀转子2和轴配流阀体定子4之间为间隙配合，无机械接触，减少转子与定子之间的机械接触磨损及偏磨隐患，可确保轴向配流阀长期有效工作。
7、其它设置
一个供油通道P和回油通道T及其连接结构构成一个输油组合，轴配流阀转子2设有多个输油组合。即轴配流阀芯转子2轴中间开孔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一组P、T通道，两组P、T通道，三组P、T通道乃至多组P、T通道；
8、基本工作原理
本顺序动作的轴配流开关换向多路阀突破目前常规开关阀设计理念，采用轴上开槽，P，T口实现轴配流；通过旋转体轴向非全周开槽可实现工作油口有序供油，实现对执行机构的逻辑配流控制；通过增加旋转轴上通油口数量，提高工作油口的通流能力；
轴向配流电磁阀的转子和定子之间为间隙配合，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；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，减少转子与定子之间的机械接触磨损及偏磨隐患，可确保轴向配流阀长期有效工作；采用轴向配流结构，可实现工作油口与供油/回油通道T之间的间隙密封长度，减小泄漏量。
可按照一定的逻辑动作通过控制轴配流阀转子的角度，实现轴配流转子I-I截面工作油口A及II-II截面上的工作油口B与轴配流阀定子工作油口Ai(i＝1～8)，Bi(i＝1～8)的连通，从而实现与对应Ai/Bi连接的执行机构动作的逻辑顺序控制，即可以通过一个轴配流阀控制多个执行机构顺序动作，减少控制电磁阀的数量及降低电磁阀的故障率；
执行机构的双方向运动可以通过控制轴配流阀供油P通道/回油T通道的相互切换实现；
下面以如下相关角度为例说明其相关机能相对关系：
在P通道作为供油压力通道/T通道作为回油通道T，通过调节伺服电机在+/-180°旋转，每旋转45°实现一个执行机构的运动控制，相邻两个执行机构的运动存在逻辑上的先后运动关系；实现八组开关电磁阀动作的切换；
反之，若P通道作为回油压力通道/T通道作为供油压力通道，公国调节伺服电机在+/-180°旋转，每旋转45°实现一个执行机构的反方向运动控制，相邻两个执行机构的运动存在逻辑上的先后运动关系；实现八组开关电磁阀动作的切换；
实际工作油口数量及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，具体对应角度通过配流轴在工作油口区的切槽与供油油口P1P/回油油口T1T的沟通或断开，实现油口Ai/Bi供油压力高低的切换，实现对执行机构动作的控制。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，其特征在于，包括轴配流阀转子(2)和轴配流阀体定子(4)，所述轴配流阀转子(2)设有竖直分布的供油通道和回油通道，所述轴配流阀转子(2)的侧面设有多个环形的密封圈(3)，形成有多个分隔密封区，所述分隔密封区以相邻的两个所述密封圈(3)为分隔线；
所述多个分隔密封区包括自上而下分布的第一密封区域、第二密封区域、第三密封区域和第四密封区域；第一密封区域中，所述轴配流阀转子(2)设有第一通孔，该第一通孔的一端连接所述供油通道，另一端连接有第一凹陷区域，所述轴配流阀体定子(4)设有多个第一工作油口，所述多个第一工作油口均与所述第一凹陷区域相配合；
第二密封区域中，所述轴配流阀转子(2)设有第二通孔，该第二通孔的一端连接所述回油通道，另一端连接有第二凹陷区域，所述轴配流阀体定子(4)设有多个第二工作油口，所述多个第二工作油口均与所述第二凹陷区域相配合；
所述第一凹陷区域和第二凹陷区域均为开关式凹槽，该开关式凹槽的底端连接所述第一通孔或第二通孔，所述开关式凹槽的两个侧边均与所述第一通孔或第二通孔平行，所述开关式凹槽的截面为长方形；
第三密封区域中，所述轴配流阀转子(2)设有第三通孔，所述轴配流阀体定子(4)设有供油油口，该供油油口通过所述第三通孔连接所述供油通道；
第四密封区域中，所述轴配流阀转子(2)设有第四通孔，所述轴配流阀体定子(4)设有回油油口，该回油油口通过所述第四通孔连接所述回油通道；
所述第一凹陷区域底端区域的面积大于所述第一通孔的截面面积，所述第二凹陷区域底端区域的面积大于所述第二通孔的截面面积；
所述第一凹陷区域和第二凹陷区域的截面均为长方形。
2.根据权利要求1所述的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，其特征在于，所述轴配流阀转子(2)与轴配流阀体定子(4)之间为间隙配合。
3.根据权利要求1所述的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，其特征在于，第三密封区域中，所述轴配流阀转子(2)的外侧全周开槽，形成有第一周向凹槽，所述供油油口经过所述第一周向凹槽和第三通孔连接所述供油通道。
4.根据权利要求3所述的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，其特征在于，所述第三通孔的形状为T字形，所述供油通道贯穿所述第三通孔的中心。
5.根据权利要求1所述的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，其特征在于，第四密封区域中，所述轴配流阀转子(2)的外侧全周开槽，形成有第二周向凹槽，所述回油油口通过所述第二周向凹槽和第四通孔连接所述回油通道。
6.根据权利要求5所述的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，其特征在于，所述第四通孔的形状为T字形，所述回油通道贯穿所述第四通孔的中心。
7.根据权利要求1所述的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，其特征在于，一个所述供油通道和回油通道及其连接结构构成一个输油组合，所述轴配流阀转子(2)设有多个所述输油组合。
8.根据权利要求1所述的一种顺序动作的轴配流开关换向多路阀，其特征在于，第一密封区域中，所述多个第一工作油口均匀分布在所述轴配流阀体定子(4)中；第二密封区域中，所述多个第二工作油口均匀分布在所述轴配流阀体定子(4)中。
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