CN217207896U - 一种回转式电液伺服阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回转式电液伺服阀，包括阀体，所述阀体上设有高压油P口、回油T口和工作油A口以及工作油B口，还包括：转动设置在阀体内的阀套和阀芯，所述阀芯的外侧面上设有多条环形工作油道，所述阀芯包括贴合转动设置的驱动侧阀芯和随动侧阀芯，其贴合转动设置的工作面上分别设有与所述环形工作油道连通的进油P孔和回油T孔、工作A孔和工作B孔；电机，固定在所述端盖上，包括分别与所述驱动侧阀芯和所述随动侧阀芯连接的驱动侧电机和随动侧电机。本实用新型，通过阀套内的驱动侧阀芯和随动侧阀芯形成对称的阀芯工作结构，提高了阀芯与阀体间密封性，同时实现阀芯工作过程中的油压平衡，降低了阀芯工作的偏向推力和摩擦力。

Description

一种回转式电液伺服阀

技术领域

本实用新型涉及电液伺服阀技术领域，具体涉及一种回转式电液伺服阀。

背景技术

电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件，它是一种接受模拟电信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。

传统的电液伺服阀采用滑阀式、喷嘴挡板式以及射流管式，结构复杂，且存在泄漏量较大导致误差较大的问题。因此阀芯回转式电液伺服阀越来越受到市场欢迎。如中国实用新型专利CN207777684U公开的一种阀芯回转式电液伺服阀结构，由变频器控制可调整转速的驱动电机，用于可转动并在内部开孔导引液压油流向的阀芯，用于支撑阀芯的轴承，用于安装轴承、连接阀体的两个端盖，用于容纳阀芯、与端盖连接的阀体，用于阀芯周向密封的密封圈，用于驱动电机与阀芯连接的联轴器，以及用于承载驱动电机与阀体的基座组成。该实用新型提供的阀芯回转式电液伺服阀结构简单，在一定程度上提高了电液伺服阀的精度，但是上述方案存在以下问题：

(1)阀芯直接设置在阀体内，在阀体内转动设置，阀芯与阀体连接密封性差，容易造成泄漏；

(2)阀芯回转式电液伺服阀为非对称式结构，在电液伺服阀工作过程中容易产生额外的侧偏推力，造成转动部件相互挤压并产生转动摩擦力，提高了驱动电机的要求。

有鉴于此，急需对现有技术中回转式电液伺服阀的结构进行改进，以提高电液伺服阀的密封性、降低电液伺服阀工作时的产生的摩擦力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的回转式电液伺服阀密封性差、工作时存在侧偏推力和转动摩擦力、对驱动电机要求高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种回转式电液伺服阀，包括阀体，所述阀体包括中间阀体以及设置在所述中间阀体的两端敞口上的端盖；所述中间阀体上设有高压油P口、回油T口和工作油A口以及工作油B口，还包括：

阀套，转动设置在所述中间阀体内；所述阀套上设有多个第一油孔；

阀芯，转动设置在所述阀套内，所述阀芯的外侧面上设有多条环形工作油路，所述阀芯包括贴合转动设置的驱动侧阀芯和随动侧阀芯，其贴合转动设置的工作面上分别设有与所述环形工作油路连通的进油P孔和回油T 孔、工作A孔和工作B孔；

电机，固定在所述端盖上，包括分别与所述驱动侧阀芯和所述随动侧阀芯连接的驱动侧电机和随动侧电机。

在上述方案中，优选的，所述驱动侧阀芯和随动侧阀芯包括阀芯本体和设置在所述阀芯本体的一端的阀芯轴，所述阀芯轴穿出所述端盖设置，所述阀芯轴通过联轴器与所述电机连接。

在上述方案中，优选的，所述环形工作油路内设有输油孔，所述输油孔分别通过设置在所述阀芯本体内的输油通道与工作面上的进油P孔和回油T孔、工作A孔和工作B孔连通，所述输油通道平行于所述阀芯本体的轴线方向设置。

在上述方案中，优选的，所述阀套呈柱形的套体，所述阀套的外侧面上设有多条环形油道，多个所述第一油孔分别设置在多个所述环形油道内。

在上述方案中，优选的，所述进油P孔为两个，沿所述驱动侧阀芯的工作面的轴线上下对称设置；

所述回油T孔为两组，每组所述回油T孔包括对称设置在所述进油P 孔两侧的两个回油T孔，两组所述回油T孔沿所述驱动侧阀芯的工作面的轴线上下对称设置。

在上述方案中，优选的，所述工作A孔和所述工作B孔均为两个，沿所述随动侧阀芯的工作面的轴线上下对称设置。

在上述方案中，优选的，所述进油P孔和回油T孔、工作A孔和工作B 孔的中心设置在同一个圆上。

在上述方案中，优选的，所述端盖上设有密封凸台，所述密封凸台设置在所述端盖与所述中间阀体连接的端面上，其端面上设有轴承凹槽，所述轴承凹槽内设有阀芯轴孔，所述阀芯轴孔的侧壁上设有旋转密封圈槽，所述旋转密封圈槽内设有旋转密封圈；

所述驱动侧阀芯和所述随动侧阀芯的阀轴通过设置在所述轴承凹槽内的推力球轴承和旋转密封圈转动设置在所述端盖上。

在上述方案中，优选的，所述密封凸台的外圆周面上设有缩颈部，所述缩颈部内设有密封圈。

在上述方案中，优选的，所述驱动侧阀芯和所述随动侧阀芯的外圆周面上设有环形密封槽，所述环形密封槽设置在所述环形工作油道的两侧。

与现有技术相比，本实用新型提供的回转式电液伺服阀，阀芯通过阀套转动设置在阀体内，通过阀套提高了阀芯与阀体间的密封性能。阀芯包括对称设置的驱动侧阀芯和随动侧阀芯，驱动侧阀芯和随动侧阀芯的外侧面上设有环形工作油路，降低了阀芯与阀套之间的摩擦力，降低了对驱动电机的要求。驱动侧阀芯和随动侧阀芯对称设置，实现阀芯上的液压平衡，降低了阀芯间的转动摩擦力。

驱动侧阀芯和随动侧阀芯在阀套内独立转动，通过驱动侧阀芯和随动侧阀芯的相对转动实现高压油口、回油口、进出油油口的接通或关闭，实现伺服控制过程，同时通过阀芯的转动角度对控制件的流量进行线性控制，提高了伺服阀的控制精度。

附图说明

图1为本实用新型中回转式电液伺服阀的立体图；

图2为本实用新型中回转式电液伺服阀的结构拆分示意图；

图3为本实用新型中端盖的结构示意图；

图4为本实用新型中阀套的结构示意图；

图5为本实用新型中驱动侧阀芯的结构示意图；

图6为本实用新型中驱动侧阀芯的侧视图；

图7为本实用新型中图6中A-A的剖面示意图；

图8为本实用新型中图6中B-B的剖面示意图；

图9为本实用新型中随动侧阀芯的结构示意图；

图10为本实用新型中随动侧阀芯的侧视图；

图11为本实用新型中图10中C-C的剖面示意图。

图12为本实用新型中图10中D-D的剖面示意图。

其中，图1至图12中各部件名称与附图标记之间的对应关系如下：

阀体1，阀套2，阀芯3，电机4，

中间阀体11，端盖12，

阀体空腔110，回油T口111，高压油P口112，工作油A口113，工作油B口114，

密封凸台121，缩颈部122，轴承凹槽123，阀芯轴孔124，旋转密封圈槽125，

环形油道21，

第一油孔211，

驱动侧阀芯31，随动侧阀芯32，推力球轴承33，旋转密封圈34，环形密封槽35，

驱动侧阀芯本体311，驱动侧阀轴312，驱动侧阀芯工作面313，

回油油路3111，高压油路3112，输油T孔3113，第一输油通道3114，输油P孔3115，第二输油通道3116，

回油T孔3131，进油P孔3132，

随动侧阀芯本体321，随动侧阀轴322，随动侧阀芯工作面323，

第一环形工作油路3211，第二环形工作油路3212，输油B孔3213，第三输油通道3214，输油A孔3215，第四输油通道3216，

工作B孔3231，工作A孔3232，

驱动侧阀电机41，随动侧电机42，联轴器43，电机支架44。

具体实施方式

本实用新型提供了一种回转式电液伺服阀，结构紧凑，通过阀套内的驱动侧阀芯和随动侧阀芯形成对称的阀芯工作结构，提高了阀芯与阀体间密封性，同时实现阀芯工作过程中的油压平衡，降低了阀芯工作的偏向推力和摩擦力。下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做出详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型提供的回转式电液伺服阀包括阀体1、阀套2和阀芯3以及电机4。

阀体1包括中间阀体11和两个端盖12，中间阀体11上设有两端敞口的阀体空腔110，两个端盖12分别设置在阀体空腔110的敞口上。中间阀体11的外侧面上设有与阀体空腔110内连通的回油T口111、高压油P口 112和工作油A口113以及工作油B口114。

如图3所示，端盖12与阀体空腔110的敞口连接的端面上设有密封凸台121，密封凸台121的外径与阀体空腔110的敞口的内径相适配。密封凸台121上设有缩颈部122，缩颈部122内设有密封圈。密封凸台121的端面上设有轴承凹槽123，轴承凹槽123内设有阀芯轴孔124，阀芯轴孔124贯穿端盖12设置。阀芯轴孔124的侧壁上设有旋转密封圈槽125。

如图4所示，阀套2和阀芯3设置阀体空腔110内。阀套2呈柱形的套体，阀套2的外圆周面上设有多条环形油道21，每条环形油道21内设有第一油孔211，第一油孔211沿阀套2的轴线对称设置，多个第一油孔211 设置在平行于阀套2的长度方向的同一条直线上。回油T口111、高压油P 口112和工作油A口113以及工作油B口114分别与一条环形油道21连通。

阀芯3包括驱动侧阀芯31和随动侧阀芯32，驱动侧阀芯31和随动侧阀芯32的阀轴通过阀芯轴孔124穿出阀体1设置。驱动侧阀芯31和随动侧阀芯32的阀轴通过推力球轴承33和旋转密封圈34转动设置在端盖12 上，推力球轴承33设置在轴承凹槽123内，旋转密封圈34设置在旋转密封圈槽125内，通过旋转密封圈34确保驱动侧阀芯31和随动侧阀芯32的阀轴与阀芯轴孔124的侧壁之间保持密封。

如图5、图6、图7和图8所示，驱动侧阀芯31包括驱动侧阀芯本体 311和驱动侧阀轴312，随动侧阀芯32包括随动侧阀芯本体321和随动侧阀轴322。驱动侧阀芯本体311和随动侧阀芯本体321上分别设置有一个驱动侧阀芯工作面313和一个随动侧阀芯工作面323，驱动侧阀芯工作面313 和随动侧阀芯工作面323分别设置在驱动侧阀芯本体321和随动侧阀芯本体322远离阀轴的端面上。驱动侧阀芯工作面313和随动侧阀芯工作面323 贴合转动设置。驱动侧阀芯本体311和随动侧阀芯本体321转动设置在阀套2内。

阀芯本体上设有多条环形工作油路。环形工作油路包括设置驱动侧阀芯本体311的外圆周面上的回油油路3111和高压油路3112以及设置在随动侧阀芯本体321的外圆周面上第一环形工作油路3211和第二环形工作油路3212。驱动侧阀芯工作面313和随动侧阀芯工作面323上分别设有回油T孔3131和进油P孔3132、工作A孔3232和工作B孔3231。

回油油路3111上设有输油T孔3113，输油T孔3113与回油T孔3131 通过第一输油通道3114连通。高压油路3112上设有输油P孔3115，输油 P孔3115和进油P孔3132通过第二输油通道3116连通。

进油P孔3132为两个，沿驱动侧阀芯工作面313的轴线对称设置。回油T孔3131为两组，每组回油T孔3131为两个，两个回油T孔3131对称设置在进油P孔3132的两侧，每组回油T孔3131沿驱动侧阀芯工作面的轴线对称设置。

如图9、图10、图11和图12所示，第一环形工作油路3211上设有输油B孔3213，输油B孔3213和工作B孔3231通过第三输油通道3214连通。第二环形工作油路3212上设有输油A孔3215，输油A孔3215和工作A孔 3232通过第四输油通道3216连通。

工作B孔3231和工作A孔3232分别有两个，两个工作B孔3231和工作A孔3232分别沿随动侧阀芯工作面323的轴线上下对称设置。工作B孔 3231和工作A孔3232在随动侧阀芯工作面323上交叉间隔设置。

回油T孔3131、进油P孔3132、工作B孔3231和工作A孔3232的中心设置在同一个圆上。

驱动侧阀芯本体311和随动侧阀芯本体321的外圆周面上设有环形密封槽35，环形密封槽35分别设置在回油油路3111、高压油路3112、第一环形工作油路3211和第二环形工作油路3212的两侧。通过环形密封槽35 减小与阀套2的接触面积，减小旋转摩擦阻力；同时通过设置在环形工作油路两侧的多个环形密封槽35形成迷宫减压结构，在环形工作油路之间起到减压密封作用。

电机4为伺服电机或步进电机，电机4包括驱动侧阀电机41和随动侧电机42，驱动侧电机41和随动侧电机42分别通过联轴器43与驱动侧阀轴 312和随动侧阀轴322连接。电机4通过电机支架44安装在端盖12上。驱动侧阀轴312上设有机械定位装置或电子定位装置，用于定位驱动侧阀轴 312的初始位置。

本实用新型的工作过程如下：

驱动侧阀芯32通过定位装置位于初始位置“零位”时，驱动侧阀芯 31的工作面上的回油T孔3131、进油P孔3132与随动侧阀芯32的工作面上的工作B孔3231、工作A孔3232错位，驱动侧阀芯31和随动侧阀芯32 的工作面互相封闭，液压油不能够流动。

当驱动侧阀电机41接收到控制脉冲时，驱动侧阀电机41根据脉冲性质与脉冲数可以做出一个角度的转动，同时带动驱动侧阀芯31转动。当驱动侧阀芯31逆时针转动，驱动侧阀芯31的工作面上的回油T孔3131与随动侧旋转阀芯32的工作面上的工作B孔3231接通，进油P孔3132与工作 A孔3232接通；当驱动侧阀芯31顺时针转动，回油T孔3131与随动侧旋转阀芯32的工作面上的工作A孔3232接通，进油P孔3132与工作B孔3231 接通。进而实现阀芯内液压油流动，第三输油通道3214和第四输油通道3216 内的液压油通过输油B孔3213和输油A孔3215进入第一环形工作油路3211 和第二环形工作油路3212内，并通过工作油B口114和工作油A口113进出口进入油缸，从而驱动液压油缸的运动。根据设定脉冲性质与脉冲数等控制参数，控制驱动侧阀芯31的转角大小，同时控制了阀内各工作油孔接通面积的大小，从而实现控制液压油的流通能力，实现了伺服阀的电液控制功能。

设置在液压缸上的传感器感知被控元件液压缸的运动，通过反馈伺服驱动器给随动侧电机42脉冲，形成反馈，带动随动侧阀芯32转动，至随动侧阀芯32的工作面上的工作B孔3231、工作A孔3232与驱动侧阀芯31 的工作面上的回油T孔3131和进油P孔3132，再次发生错位，至逐渐完全关闭油路，完成控制过程。

与现有技术相比，本实用新型提供的回转式电液伺服阀，具有以下优点：

(1)伺服阀包括阀体以及设置在阀套内的阀芯，阀芯包括独立转动设置的驱动侧阀芯和随动侧阀芯，伺服阀在静止状态时，阀内不需要液压油的流动，节省了能源的消耗；

(2)通过两个独立转动设置的驱动侧阀芯和随动侧阀芯以及设置在其工作面上的高压油孔、回油孔、工作油孔，实现油路的通断，使阀芯转动角度与液压油路流量建立起线性关系，实现对被控件如液压油缸的精确控制。

(3)阀芯的外圆周面和阀套的外圆周面上设有环形工作油路，驱动侧阀芯和随动侧阀芯形成对称结构，避免了油压对机械结构及转动部件产生额外的侧偏推力，造成转动部件相互挤压而产生的转动摩擦力；同时环形工作油路降低了阀芯过程中的转动摩擦力大小，进而降低了对步进电机力矩的需求，节约了伺服阀的成本。

(4)阀芯轴通过推力球轴承与端盖连接，推力球轴承设置在端盖的轴承凹槽内，降低了阀芯转动阀芯轴与端盖间的摩擦力，方便小力矩电机驱动阀芯转动，同时避免伺服阀部件间的磨损，延长了伺服阀的使用寿命。

(5)阀芯工作面上的进油P孔、回油T孔和工作A孔以及工作B孔采用分布式多油口设计，增大了流通能力，缩小了阀芯的尺寸，从而满足不同使用场景对于伺服阀安装体积大小的要求，扩大了电液伺服阀的适用范围。

本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回转式电液伺服阀，包括阀体，所述阀体包括中间阀体以及设置在所述中间阀体的两端敞口上的端盖，所述中间阀体上设有高压油P口、回油T口和工作油A口以及工作油B口，其特征在于，还包括：

阀套，转动设置在所述中间阀体内；所述阀套上设有多个第一油孔；

阀芯，转动设置在所述阀套内，所述阀芯的外侧面上设有多条环形工作油路，所述阀芯包括贴合转动设置的驱动侧阀芯和随动侧阀芯，其贴合转动设置的工作面上分别设有与所述环形工作油路连通的进油P孔和回油T孔、工作A孔和工作B孔；

电机，固定在所述端盖上，包括分别与所述驱动侧阀芯和所述随动侧阀芯连接的驱动侧电机和随动侧电机。

2.根据权利要求1所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述驱动侧阀芯和随动侧阀芯包括阀芯本体和设置在所述阀芯本体的一端的阀芯轴，所述阀芯轴穿出所述端盖设置，所述阀芯轴通过联轴器与所述电机连接。

3.根据权利要求2所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述环形工作油路内设有输油孔，所述输油孔分别通过设置在所述阀芯本体内的输油通道与工作面上的进油P孔和回油T孔、工作A孔和工作B孔连通，所述输油通道平行于所述阀芯本体的轴线方向设置。

4.根据权利要求1所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述阀套呈柱形的套体，所述阀套的外侧面上设有多条环形油道，多个所述第一油孔分别设置在多个所述环形油道内。

5.根据权利要求1所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述进油P孔为两个，沿所述驱动侧阀芯的工作面的轴线上下对称设置；

所述回油T孔为两组，每组所述回油T孔包括对称设置在所述进油P孔两侧的两个回油T孔，两组所述回油T孔沿所述驱动侧阀芯的工作面的轴线上下对称设置。

6.根据权利要求1所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述工作A孔和所述工作B孔均为两个，沿所述随动侧阀芯的工作面的轴线上下对称设置。

7.根据权利要求1所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述进油P孔和回油T孔、工作A孔和工作B孔的中心设置在同一个圆上。

8.根据权利要求1所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述端盖上设有密封凸台，所述密封凸台设置在所述端盖与所述中间阀体连接的端面上，其端面上设有轴承凹槽，所述轴承凹槽内设有阀芯轴孔，所述阀芯轴孔的侧壁上设有旋转密封圈槽，所述旋转密封圈槽内设有旋转密封圈；

所述驱动侧阀芯和所述随动侧阀芯的阀轴通过设置在所述轴承凹槽内的推力球轴承和旋转密封圈转动设置在所述端盖上。

9.根据权利要求8所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述密封凸台的外圆周面上设有缩颈部，所述缩颈部内设有密封圈。

10.根据权利要求1所述的回转式电液伺服阀，其特征在于，所述驱动侧阀芯和所述随动侧阀芯的外圆周面上设有环形密封槽，所述环形密封槽设置在所述环形工作油道的两侧。

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