CN113719493B - 一种旋转式换向阀、液压控制系统及橡塑一体机 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀门技术领域，具体为一种旋转式换向阀、液压控制系统及橡塑一体机，包括阀体、内阀芯、外阀芯、阀套、溢流阀，外阀芯转动安装在阀体的内腔中，内阀芯转动安装在外阀芯腔中，套筒固定安装在内阀芯腔中，内阀芯腔下部连通进液口，套筒内部间隔固定设有三个溢流阀，每个溢流阀上部均具有溢流腔，内阀芯侧壁上具有多个出液孔，每个出液孔与其中一个溢流腔相连通，阀体侧壁上具有多个出液口，外阀芯上具有多个过流孔，过流孔、出液孔、出液口相连通时，使出液口导通。通过内阀芯和外阀芯的配合，任意的切换多个出液口的连通状态，灵活的进行压力油的供给，内阀芯和外阀芯不会受到液压油的压力的影响，更加精确的进行流量调节。

Description

一种旋转式换向阀、液压控制系统及橡塑一体机

技术领域

本发明属于阀门技术领域，具体为一种旋转式换向阀、液压控制系统及橡塑一体机。

背景技术

换向阀是液压控制系统中的重要部件之一，能够改变流体的流向，进而改变换向阀输出的液压方向，操纵液压控制系统中的液压部件进行工作。但是目前的换向阀多为滑阀，通过滑阀阀芯在阀体通孔中往复移动，切换各个流入口、流出口的连通状态，阀芯移动的力来自于电磁线圈或液压推力，由于电磁线圈的电流容易受到外界影响而产生波动、线圈与衔铁之间距离的变化而导致电磁力的不稳定，进而导致电磁换向阀阀芯运动的不稳定，从而使得换向阀分配的流体压力不稳定；液压推力驱动换向阀阀芯运动，由于液压流体来自于外界，常常存在波动，并且会与工作流体的压力相互干扰，也会使得换向阀阀芯运动不稳定，换向阀分配的流体压力不稳定。

现有技术中的旋转式换向阀虽然能够避免滑阀中的阀芯驱动力对工作流体压力产生干扰，但是其仅仅只能进行简单的换向，无法根据工作流体压力进行精细的管理，也无法实现多管道、多设备之间的液压系统的协同管理。在橡塑生产工艺中，需要使用到多种设备协同工作，各个设备分散布置，占地面积大，管理困难，并且不同的工作流程需要不同的液压供给，通过多个液压设备或多个换向阀来实现液压工作流体的供给，导致管线结果复杂，操作难度大，出现问题后不易排查。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转式换向阀、液压控制系统及橡塑一体机，通过内阀芯和外阀芯的配合，更加精确的进行流量的调节，具有较多的压力调节位；可实现多管道、多设备之间的液压系统的协同管理，提高了液压控制系统的适用性；简化管线和设备结构，便于整个生产设备的管理和问题的检修，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种旋转式换向阀，包括阀体、内阀芯、外阀芯、阀套、溢流阀、阀盖、进液接头，其中，阀体下部螺纹连接有阀盖，阀盖下部设有进液接头，进液接头上设有进液口；外阀芯转动安装在阀体的内腔中，内阀芯转动安装在外阀芯腔中，套筒固定安装在内阀芯腔中，内阀芯腔下部连通进液口，套筒内部间隔固定设有三个溢流阀，三个溢流阀从上到下依次是第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀，第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀的开启压力依次减小，每个溢流阀上部均具有溢流腔；其特征在于：内阀芯侧壁上具有多个出液孔，每个出液孔与其中一个溢流腔相连通，阀体侧壁上具有三个出液口或阀体左侧壁、右侧壁分别对称设有三个出液口，三个溢流腔与三个出液口对应，外阀芯上具有多个过流孔，过流孔、出液孔、出液口相连通时，使出液口导通，在外阀芯转动过程中，可使一个或多个出液口导通。在上述技术方案中，通过内阀芯和外阀芯的配合，任意的切换多个出液口的连通状态，灵活的进行压力油的供给，并且，即使液压油的压力产生波动，内阀芯和外阀芯不会受到液压油的压力的影响，而仅在驱动装置的驱动下进行转动，能够更加精确的进行流量的调节。

优选地，还包括第一驱动装置、第二驱动装置；第一驱动装置设置在阀体顶部，用于驱动内阀芯转动；外阀芯的下部外侧设有外齿圈，外齿圈与传动齿轮啮合，传动齿轮与驱动齿轮啮合，第二驱动装置带动驱动齿轮转动。

优选地，外阀芯上部设有第一环形轴承，外阀芯下部设有第二环形轴承，内阀芯下部设有第三环形轴承，第三环形轴承下部设有弹簧。通过轴承的设置，能够保证内阀芯和外阀芯的顺畅转动。

优选地，第一溢流阀的开启压力是第二溢流阀的2-5倍，第二溢流阀的开启压力是第三溢流阀的2-5倍。在内阀芯腔中设置三个溢流阀，能够将压力油的供给划分为不同的压力档位，满足多个设备对于不同压力的液压油的需求。

优选地，当阀体侧壁上具有三个出液口时，将内阀芯外表面或外阀芯外表面平铺来看，其出液孔在周向上均匀布置有7列，列数记为Ki,其出液孔在轴向上具有三行，行数记为Kj,出液孔的位置记为K(I,j)，所有出液孔的坐标分别是K(1,1)，K(2,1)，K(2,2)，K(3,2)，K(4,2)，K(4,3)，K(5,3)，K(6,1)，K(6,3)，K(7,1)，K(7,2)，K(7,3)。

优选地，当阀体左侧壁、右侧壁分别对称设有三个出液口时，将内阀芯外表面或外阀芯外表面平铺来看，其出液孔在周向上均匀布置有14列，列数记为Ki,其出液孔在轴向上具有三行，行数记为Kj,出液孔的位置记为K(I,j)，所有出液孔的坐标分别是K(1,1)，K(2,1)，K(2,2)，K(3,2)，K(4,2)，K(4,3)，K(5,3)，K(6,1)，K(6,3)，K(7,1)，K(7,2)，K(7,3)，K(8,2)，K(8,3)，K(9,3),K(10,1),K(10,3),K(11,1),K(12,1),K(12,2),K(13,2),K(14,1),K(14,2),K(14,3)。通过对内阀芯和外阀芯上的通孔布置位置的设计，两者的通孔的配合方案更多，具有尽可能多的工作位，压力供给的选择会更多。

一种液压控制系统，其包括权利要求1-6中任一项所述的旋转式换向阀。通过旋转式换向阀的精细调节，来实现多管道、多设备之间的液压系统的协同管理。

一种橡塑一体机，其包括权利要求7中的液压控制系统。在橡塑生产设备中，通过上述液压控制系统能够进行多设备的集成布置，简化管线结构，便于整个生产工艺的管理。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)通过内阀芯和外阀芯的配合，任意的切换多个出液口的连通状态，灵活的进行压力油的供给；即使液压油的压力产生波动，内阀芯和外阀芯不会受到液压油的压力的影响，而仅在驱动装置的驱动下进行转动，能够更加精确的进行流量的调节；通过对内阀芯和外阀芯上的通孔布置位置的设计，两者的通孔的配合方案更多，具有尽可能多的工作位，压力供给的选择会更多。

(2)通过旋转式换向阀的精细调节，可实现多管道、多设备之间的液压系统的协同管理，提高了液压控制系统的适用性。

(3)在橡塑生产设备中，通过上述液压控制系统能够进行多设备的集成化布置，简化管线和设备结构，便于整个生产设备的管理和问题的检修，提高生产效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的旋转式换向阀的第一实施方式。

图2为本发明的旋转式换向阀的第二实施方式。

图3为本发明的内阀芯的结构示意图。

图4为本发明中外阀芯的结构示意图。

图5为本发明中第一实施方式的内阀芯和外阀芯的通孔的布置示意图。

图6为本发明中第二实施方式的内阀芯和外阀芯的通孔的布置示意图。

图中，第一驱动装置1，内阀芯2，出液孔21，内阀芯腔22，阀体3,出液口31，外阀芯4，外齿圈41，外阀芯腔42，过流孔43，溢流阀5，第一溢流阀51，第二溢流阀52，第三溢流阀53，溢流腔54，阀套6，弹簧7，传动齿轮8，驱动齿轮9，第二驱动装置10，阀盖11，进液接头12，进液口13，第一环形轴承14，第二环形轴承15，第三环形轴承16。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

请参阅图1、3-5，本发明的实施例一：一种旋转式换向阀，包括阀体3、内阀芯2、外阀芯4、阀套6、溢流阀5、阀盖11、进液接头12，其中，阀体3下部螺纹连接有阀盖11，阀盖11下部设有进液接头12，进液接头12上设有进液口13；外阀芯4转动安装在阀体3的内腔中，内阀芯2转动安装在外阀芯腔42中，套筒固定安装在内阀芯腔22中，内阀芯腔22下部连通进液口13，套筒内部间隔固定设有三个溢流阀5，三个溢流阀5从上到下依次是第一溢流阀51、第二溢流阀52、第三溢流阀53，第一溢流阀51、第二溢流阀52、第三溢流阀53的开启压力依次减小，每个溢流阀5上部均具有溢流腔54；内阀芯2侧壁上具有多个出液孔21，每个出液孔21与其中一个溢流腔54相连通，阀体3侧壁上具有三个出液口31，三个溢流腔54与三个出液口31对应，外阀芯4上具有多个过流孔43，过流孔43、出液孔21、出液口31相连通时，使出液口31导通，在外阀芯4转动过程中，可使一个或多个出液口31导通。

可替代的，溢流阀5的数量还可以是3个以上，布置方式与上述实施方式相同；内阀芯2、外阀芯4、阀体3上的通孔的数量也是能够变化的，比如通孔在轴向上的数量可以是3个以上。

旋转式换向阀还包括第一驱动装置1、第二驱动装置10；第一驱动装置1设置在阀体3顶部，用于驱动内阀芯2转动；外阀芯4的下部外侧设有外齿圈41，外齿圈41与传动齿轮8啮合，传动齿轮8与驱动齿轮9啮合，第二驱动装置10带动驱动齿轮9转动。

外阀芯4上部设有第一环形轴承14，外阀芯4下部设有第二环形轴承15，内阀芯2下部设有第三环形轴承16，第三环形轴承16下部设有弹簧7。

第一溢流阀51的开启压力是第二溢流阀52的2-5倍，第二溢流阀52的开启压力是第三溢流阀53的2-5倍。

当阀体3侧壁上具有三个出液口31时，将内阀芯2外表面或外阀芯4外表面平铺来看，其出液孔21在周向上均匀布置有7列，列数记为Ki,其出液孔21在轴向上具有三行，行数记为Kj,出液孔21的位置记为K(I,j)，所有出液孔21的坐标分别是K(1,1)，K(2,1)，K(2,2)，K(3,2)，K(4,2)，K(4,3)，K(5,3)，K(6,1)，K(6,3)，K(7,1)，K(7,2)，K(7,3)。

请参阅图2-4、6，本发明的实施例二：一种旋转式换向阀，包括阀体3、内阀芯2、外阀芯4、阀套6、溢流阀5、阀盖11、进液接头12，其中，阀体3下部螺纹连接有阀盖11，阀盖11下部设有进液接头12，进液接头12上设有进液口13；外阀芯4转动安装在阀体3的内腔中，内阀芯2转动安装在外阀芯腔42中，套筒固定安装在内阀芯腔22中，内阀芯腔22下部连通进液口13，套筒内部间隔固定设有三个溢流阀5，三个溢流阀5从上到下依次是第一溢流阀51、第二溢流阀52、第三溢流阀53，第一溢流阀51、第二溢流阀52、第三溢流阀53的开启压力依次减小，每个溢流阀5上部均具有溢流腔54；其特征在于：内阀芯2侧壁上具有多个出液孔21，每个出液孔21与其中一个溢流腔54相连通，阀体3左侧壁、右侧壁分别对称设有三个出液口31，三个溢流腔54与三个出液口31对应，外阀芯4上具有多个过流孔43，过流孔43、出液孔21、出液口31相连通时，使出液口31导通，在外阀芯4转动过程中，可使一个或多个出液口31导通。

可替代的，溢流阀5的数量还可以是3个以上，布置方式与上述实施方式相同；内阀芯2、外阀芯4、阀体3上的通孔的数量也是能够变化的，比如通孔在轴向上的数量可以是3个以上。

旋转式换向阀还包括第一驱动装置1、第二驱动装置10；第一驱动装置1设置在阀体3顶部，用于驱动内阀芯2转动；外阀芯4的下部外侧设有外齿圈41，外齿圈41与传动齿轮8啮合，传动齿轮8与驱动齿轮9啮合，第二驱动装置10带动驱动齿轮9转动。

外阀芯4上部设有第一环形轴承14，外阀芯4下部设有第二环形轴承15，内阀芯2下部设有第三环形轴承16，第三环形轴承16下部设有弹簧7。

第一溢流阀51的开启压力是第二溢流阀52的2-5倍，第二溢流阀52的开启压力是第三溢流阀53的2-5倍。

当阀体3左侧壁、右侧壁分别对称设有三个出液口31时，将内阀芯2外表面或外阀芯4外表面平铺来看，其出液孔21在周向上均匀布置有14列，列数记为Ki,其出液孔21在轴向上具有三行，行数记为Kj,出液孔21的位置记为K(I,j)，所有出液孔21的坐标分别是K(1,1)，K(2,1)，K(2,2)，K(3,2)，K(4,2)，K(4,3)，K(5,3)，K(6,1)，K(6,3)，K(7,1)，K(7,2)，K(7,3)，K(8,2),K(8,3),K(9,3),K(10,1),K(10,3),K(11,1),K(12,1),K(12,2),K(13,2),K(14,1),K(14,2),K(14,3)。

本发明的实施例三：一种液压控制系统，其包括旋转式换向阀。通过在液压控制系统中设置旋转式换向阀，能够进行液压油的分配和压力调节，保证液压控制系统的正常工作，可实现多管道、多设备之间的液压系统的协同管理，提高了液压控制系统的适用性。

本发明的实施例四：一种橡塑一体机，其包括液压控制系统。通过将橡胶生产设备和塑料生产设备进行集成式的布置和管理，降低了场地占地面积，通过本发明的液压控制系统，能够进行多设备的集成化布置，简化管线和设备结构，便于整个生产设备的管理和问题的检修，提高生产效率。

本发明旋转式换向阀的工作原理：液压油供给设备向进液口13提供液压油，转动外阀芯4，使外阀芯4上的任意1个、2个或3个过流孔43与阀体3上的出液口31对准形成连通通道，然后再转动内阀芯2，使内阀芯2上的任意1个、2个或3个与上述连通通道对准，从而实现整个流体通道的连通，此时，液压油能够从进液口13流向出液口31；当液压油压力较小时，液压油仅能通过第三溢流阀53，仅能进行简单的换向操作，能够适应少量设备工作的需求，当工作设备数量增加，可增大液压油的压力，使液压油通过第二溢流阀52或第一溢流阀51，从而实现更多的管道或设备的液压油的供给。

作为可替换的实施方式，内阀芯2、外阀芯4以及阀体3上的通孔的数量或布置方式还可以进行扩展，只要通过内阀芯2、外阀芯4的旋转，能够灵活的实现多设备、多管道的压力油的灵活供给即可。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种旋转式换向阀，包括阀体、内阀芯、外阀芯、阀套、溢流阀、阀盖、进液接头，其中，阀体下部螺纹连接有阀盖，阀盖下部设有进液接头，进液接头上设有进液口；外阀芯转动安装在阀体的内腔中，内阀芯转动安装在外阀芯腔中，套筒固定安装在内阀芯腔中，内阀芯腔下部连通进液口，套筒内部间隔固定设有三个溢流阀，三个溢流阀从上到下依次是第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀，第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀的开启压力依次减小，每个溢流阀上部均具有溢流腔；其特征在于：内阀芯侧壁上具有多个出液孔，每个出液孔与其中一个溢流腔相连通，阀体侧壁上具有三个出液口或阀体左侧壁、右侧壁分别对称设有三个出液口，三个溢流腔与三个出液口对应，外阀芯上具有多个过流孔，过流孔、出液孔、出液口相连通时，使出液口与相应的溢流腔导通，在外阀芯转动过程中，可使一个或多个出液口与相应的溢流腔导通。

2.如权利要求1所述的一种旋转式换向阀，其特征在于：还包括第一驱动装置、第二驱动装置；第一驱动装置设置在阀体顶部，用于驱动内阀芯转动；外阀芯的下部外侧设有外齿圈，外齿圈与传动齿轮啮合，传动齿轮与驱动齿轮啮合，第二驱动装置带动驱动齿轮转动。

3.如权利要求1所述的一种旋转式换向阀，其特征在于：外阀芯上部设有第一环形轴承，外阀芯下部设有第二环形轴承，内阀芯下部设有第三环形轴承，第三环形轴承下部设有弹簧。

4.如权利要求1所述的一种旋转式换向阀，其特征在于：第一溢流阀的开启压力是第二溢流阀的2-5倍，第二溢流阀的开启压力是第三溢流阀的2-5倍。

5.如权利要求1所述的一种旋转式换向阀，其特征在于：当阀体侧壁上具有三个出液口时，将内阀芯外表面或外阀芯外表面平铺来看，其出液孔或过流孔在周向上均匀布置有7列，列数记为Ki,其出液孔或过流孔在轴向上具有三行，行数记为Kj,出液孔或过流孔的位置记为K(i,j)，所有出液孔或所有过流孔的坐标分别是K(1,1)，K(2,1)，K(2,2)，K(3,2)，K(4,2)，K(4,3)，K(5,3)，K(6,1)，K(6,3)，K(7,1)，K(7,2)，K(7,3)。

6.如权利要求1所述的一种旋转式换向阀，其特征在于：当阀体左侧壁、右侧壁分别对称设有三个出液口时，将内阀芯外表面或外阀芯外表面平铺来看，其出液孔或过流孔在周向上均匀布置有14列，列数记为Ki,其出液孔或过流孔在轴向上具有三行，行数记为Kj,出液孔或过流孔的位置记为K(i,j)，所有出液孔或所有过流孔的坐标分别是K(1,1)，K(2,1)，K(2,2)，K(3,2)，K(4,2)，K(4,3)，K(5,3)，K(6,1)，K(6,3)，K(7,1)，K(7,2)，K(7,3)，K(8,2)，K(8,3)，K(9,3)，K(10,1)，K(10,3)，K(11,1)，K(12,1)，K(12,2),K(13,2),K(14,1),K(14,2),K(14,3)。

7.一种液压控制系统，其包括权利要求1-6中任一项所述的旋转式换向阀。

8.一种橡塑一体机，其包括权利要求7中的液压控制系统。

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