CN203496247U - 换向阀的无极调速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换向阀的无极调速装置，包括阀套和能在阀套内旋转的阀芯，阀套上制有调速换向孔组，阀芯上制有与调速换向孔组配合的油槽组，阀芯在旋转过程中，油槽组与调速换向孔组中不同的孔、口对准连通，以实现无极调速、换向功能。将本技术方案用在高速注塑机上，使注塑机在开合模的过程中旋转阀芯的角度就可改变进出油路的方向和流量的大小，最终实现开合模油缸活塞的无极调速，同时使注塑机的开合模过程中速度变的圆滑，降低了抖动现象。

Description

换向阀的无极调速装置

技术领域

本实用新型涉及一种换向阀，尤其涉及一种换向阀的无极调速装置。 

背景技术

高速注塑机不同于普通注塑机，高速注塑机的成型周期很短，一般4秒内完成，开模和合模的时间，各要求1秒钟内完成。开合模的行程在0.5-1米，平均速度0.5-1米/秒，相当于0.5-1毫米/毫秒。 

目前的高速注塑机的开合模用换向阀控制，但其响应时间较慢，普通的换向阀从得到时电信号到电磁阀芯完全开启或关闭，时间需要0.1秒（100毫秒）左右，在电磁阀开启和关闭过程中相当于50-100毫米的距离是失控的，造成开合模不稳定，特别是合模低压保护（模保）位置和开模完终点位置。 

另外，开合模油缸活塞两端的面积（一端有活塞杆，另一端无活塞杆）大小不一样，无活塞杆端的活塞面积大于有活塞杆端的活塞面积。当活塞运动时油缸两端进油量与出油量的大小也是不一样的。所以注塑机开合模油缸的进/出油的选择油管直径也是不一样的，接无活塞杆端油腔的油管直径往往大于有活塞杆端油腔油管的直径。但开合模用的换向阀的开口大小相同（换向阀的开口是没办法改变的）。最终开合模活塞的速度，由无活塞杆端油腔的换向阀开口的大小以及流速（最终转化为无活塞杆端油腔内的液压油压强）决定的，有活塞端对速度影响不大。 

而控制开合模换向阀的大小阀转换时，因流量的突变导致模板的振动大。高速开合模时这种状况更加明显。 

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型为高速注塑机提供一种换向阀的无极调速装置，使注塑机在开合模的过程中旋转阀芯的角度就可改变进出油路的方向和流量的大小，最终实现开合模油缸活塞的无极调速，同时使注塑机的开合模过程中速度变的圆滑，降低了抖动现象。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

换向阀的无极调速装置，包括阀套和能在所述阀套内旋转的阀芯，其特征在于所述阀套上制有调速换向孔组，所述阀芯上制有与所述调速换向孔组配合的油槽组； 

所述调速换向孔组包括位于所述阀套中部的第一回油孔、第二回油孔、第一进油口和第二进油口，所述阀套上还制有第一出油口和第二出油口，所述第一出油口和所述第二出油口分别位于所述调速换向孔组的两侧； 

所述油槽组包括环形的第一出油槽和第二出油槽，所述第一出油槽（11）和所述第二出油槽（14）分别位于靠近所述阀芯（1）两端的位置，所述第一出油槽和所述第二出油槽之间制有第一进油槽和第二进油槽，所述第一进油槽与所述第一出油槽连通，所述第二进油槽与所述第二出油槽连通； 

所述阀芯在旋转过程中，所述第一出油槽对准所述第一出油口，所述第二出油槽对准所述第二出油口；当所述第一进油槽对准所述第一回油孔时，所述第二进油槽对准所述第二进油口；当所述第一进油槽对准所述第一进油口时，所述第二进油槽仍然对准所述第二进油口；当所述第一进油槽对准所述第二进油口时，所述第二进油槽对准所述第二回油孔。 

作为对上述技术方案的进一步优化，所述第二进油口呈L字形。 

将本技术方案用在高速注塑机上，使注塑机在开合模的过程中旋转阀芯的角度就可改变进出油路的方向和流量的大小，最终实现开合模油缸活塞的无极 调速，同时使注塑机的开合模过程中速度变的圆滑，降低了抖动现象。 

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步说明。 

附图说明

图1是本实用新型一种较佳实施方式的结构示意图。 

图2是图1中阀套的结构示意图。 

图3是图1中阀芯的结构示意图。 

图4是图3沿第一进油槽方向剖开对应的剖视图。 

图5是图2的阀套对应的后视图。 

图6是本实用新型对应的原理图。 

图7是本实用新型第二进油口的另一种变形。 

图8是本实用新型第二进油口的又一种变形。 

图9是本实用新型第二进油口的还一种变形。 

图10是安装本实施方式的换向阀的结构示意图。 

具体实施方式

如图1—4所示，换向阀的无极调速装置，包括阀套2和能在阀套2内旋转的阀芯1，阀芯1的一端制有与伺服电机轴连接的轴槽15。阀套2上制有调速换向孔组，阀芯1上制有与调速换向孔组配合的油槽组。 

上述调速换向孔组包括位于阀套2中部的第一回油孔T1、第二回油孔T2、第一进油口A1和第二进油口P。第一回油孔T1、第二回油孔T2、第一进油口A1和第二进油口P均有一对，而且每对各自关于阀套2的中心轴对称，通过对比图2和图5更形象的显示。如图2所示，其中第一回油孔T1与第二进油口P之间沿阀套2表面的弧长L1对应的圆心角为a，第二回油孔T2与第二进油口P之间沿阀套2表面的弧长L2对应的圆心角为b，a、b之间满足a+b=180°。 

阀套2上还制有第一出油口B和第二出油口A，第一出油口B和第二出油口A分别位于调速换向孔组的上、下两侧，第一出油口B与高速注塑机开合模油缸的有活塞杆端油腔的油管连接，第二出油口A与高速注塑机开合模油缸的无活塞杆端油腔的油管连接。其中第一进油口A1与第二出油口A或者第一进油口A1与第二进油口P连通，两者原理一样，均为了实现开合模油缸的差动状态。本实施方式采用第一进油口A1与第二出油口A连通。 

油槽组的具体结构为：在靠近阀芯1两端的位置分别制有环形的第一出油槽11和第二出油槽14，第一出油槽11和第二出油槽14均为环形。第一出油槽11和第二出油槽14之间制有第一进油槽12和第二进油槽13，第一进油槽12和第二进油槽13也均有一对，每对各自关于阀芯1的中心轴对称。其中第一进油槽12与第一出油槽11连通，第二进油槽13与第二出油槽14连通。 

第一进油槽12所在的平面和第二进油槽13所在的平面成一定的夹角c（即弧长L1’对应的圆心角），其大小满足c=a。 

阀芯1在阀套2内的整个旋转过程中，由于第一出油槽11和第二出油槽14均为环形，因此第一出油槽11始终对准第一出油口B，第二出油槽14也始终对准第二出油口A；但是调速换向孔组与油槽组之间的闭、通情况会出现五种状态，即图6所显示的五种状态，字母之间带雪花的连线表示两者连通。由于第一进油口A1与第二出油口A连通，为更清楚、明了显示其连通状态，在原理图中省略了第一进油口A1。 

第一种状态（图6中的中间状态）：第一进油槽12对准第一回油孔T1，第二进油槽13对准第二进油口P，也就是图1对应的状态。此时油泵中的液压油依次通过第二进油口P、第二进油槽13、第二出油槽14、第二出油口A、油管注入高速注塑机开合模油缸的无活塞杆端油腔，同时开合模油缸的有活塞杆端 油腔中的液压油依次通过油管、第一出油口B、第一出油槽11、第一进油槽12、第一回油孔T1回到油箱。此状态为高速注塑机的合模过程，但未完全合模到位。 

第二种状态（图6中的右起第二个状态）：图1状态的阀芯1逆时针旋转一定角度，至第一进油槽12对准第一进油口A1，此时第二进油槽13仍然对准第二进油口P；此时油泵中的液压油依次通过第二进油口P、第二进油槽13、第二出油槽14、第二出油口A、油管注入高速注塑机开合模油缸的无活塞杆端油腔。由于第一进油口A1与第二出油口A连通，与此同时，开合模油缸的有活塞杆端油腔中的液压油依次通过油管、第一出油口B、第一出油槽11、第一进油槽12、第一进油口A1、第二出油口A也注入高速注塑机开合模油缸的无活塞杆端油腔。此状态实际为油缸的差动状态，高速注塑机快速合模到位。 

第三种状态（图6中的右起第一个状态）：上述第二种状态下的阀芯1逆时针继续旋转一定角度，直至第一进油槽12脱离第一进油口A1，第二进油槽13也脱离第二进油口P，此状态下，只有第一进油口A1与第二出油口A处于连通状态，其余两两之间均不连通。该状态为高速注塑机的注塑状态。 

第四种状态（图6中的左起第一个状态）：第三种状态下的阀芯1继续逆时针旋转，转至第一进油槽12对准第二进油口P，此时第二进油槽13对准第二回油孔T2。该状态下，油泵中的液压油依次通过第二进油口P、第一进油槽12、第一出油槽11、第一出油口B、油管进入高速注塑机开合模油缸的有活塞杆端油腔；开合模油缸的无活塞杆端油腔的液压油依次通过油管、第二出油口A、第二出油槽14、第二进油槽13、第二回油孔T2回到油箱。此过程为注塑机的开模过程。 

第五种状态（图6中的左起第二个状态）：第四种状态下的阀芯1继续逆时针旋转，直至第一进油槽12脱离第二进油口P，第二进油槽13也脱离第二回油 孔T2，此状态与第三种状态一样，也只有第一进油口A1与第二出油口A处于连通状态。该状态为高速注塑机两生产周期的间歇状态或者注塑机的停机状态。如果阀芯1继续逆时针旋转，又回到第一种状态。 

本技术方案中，各油槽、油口、油孔前面的进、出、回等字只是为了区分名称对这些结构作出的一般性定义，并非指对应结构中的液压油流向，这些结构的液压油流向以上述五种状态中的描述为准。 

上述技术方案中，各油槽、油口、油孔的大小根据实际情况具体设定，通过上述五种状态可见，开合模的过程中旋转调节阀芯2的角度能实现改变进出油路的方向和流量的大小，最终实现开合模油缸活塞的无极调速，使注塑机的开合模过程中速度变的圆滑，降低了抖动现象。 

上述技术方案中，第二回油孔T2的位置并非如图2所显示固定不变的，实际会根据圆心角为a、b的变动而变化。比如当a=b=90°时，第二回油孔T2就位于第一回油孔T1的正下方，而非如图2所显示在第一进油口A1的正下方。而当a=120°，b=60°时，第二回油孔T2就会在第一进油口A1的正下方。 

上述技术方案中，第二进油口P整体呈L字形，其具体结构也并非局限于如图2所显示上口和下口组成，还可以制成图7、图8、图9的任一种结构。只要这些结构内部都是连通（图2中：上口与下口连通，图8中：左口与右口连通，图9中：三口均连通）的，同时在尺寸上能满足上述五种状态的要求，均可使用。 

如图10所示，无极调速装置安装在阀体3内，构成换向阀，阀体3上在与第一出油口B和第二出油口A相对应的位置制有接口31，用于与油管的连接。使用时，通过阀体3可直接安装在开合模油缸的端盖上。 

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通 技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型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，皆应落入本实用新型的保护范围内。 

Claims (2)

1.换向阀的无极调速装置，包括阀套（2）和能在所述阀套（2）内旋转的阀芯（1），其特征在于所述阀套（2）上制有调速换向孔组，所述阀芯（1）上制有与所述调速换向孔组配合的油槽组； 

所述调速换向孔组包括位于所述阀套（2）中部的第一回油孔（T1）、第二回油孔（T2）、第一进油口（A1）和第二进油口（P），所述阀套（2）上还制有第一出油口（B）和第二出油口（A），所述第一出油口（B）和所述第二出油口（A）分别位于所述调速换向孔组的两侧； 

所述油槽组包括环形的第一出油槽（11）和第二出油槽（14），所述第一出油槽（11）和所述第二出油槽（14）分别位于靠近所述阀芯（1）两端的位置，所述第一出油槽（11）和所述第二出油槽（14）之间制有第一进油槽（12）和第二进油槽（13），所述第一进油槽（12）与所述第一出油槽（11）连通，所述第二进油槽（13）与所述第二出油槽（14）连通； 

所述阀芯（1）在旋转过程中，所述第一出油槽（11）对准所述第一出油口（B），所述第二出油槽（14）对准所述第二出油口（A）；当所述第一进油槽（12）对准所述第一回油孔（T1）时，所述第二进油槽（13）对准所述第二进油口（P）；当所述第一进油槽（12）对准所述第一进油口（A1）时，所述第二进油槽（13）仍然对准所述第二进油口（P）；当所述第一进油槽（12）对准所述第二进油口（P）时，所述第二进油槽（13）对准所述第二回油孔（T2）。 

2.根据权利要求1所述的换向阀的无极调速装置，其特征在于所述第二进油口（P）呈L字形。 

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