一种旋转式的高速开关阀制造技术

一种旋转式高速开关阀，属于液压系统控制部件，它包括电机、阀体、PWM阀芯、旋转阀芯、阀套，其特征是PWM阀芯、旋转阀芯和阀套同轴布置在阀体中，PWM阀芯、旋转阀芯、阀套上设有相应的油槽，油槽将压力油分别引入出油口和进油口；电机通过调节PWM阀芯与阀套的相对位置控制高速开关阀的占空比，电机驱动旋转阀芯实现压力油在出油口与回油口的高频切换。本发明专利技术通过改变PWM阀芯与阀套的相对位置调节占空比，旋转阀芯每转动一周便可实现阀的n次开启与闭合，减小了高速开关阀的噪声，提高了高速开关阀寿命，且结构简单，易于实现，适用于液压控制系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于液压控制领域，具体涉及一种旋转式高速开关阀。
技术介绍
数字液压技术不需要A/D或D/A转换便可实现液压阀与控制器之间的信号传递，具有高的容错性和快速性、精确控制、效率高等优点。高速开关阀作为目前应用最广的数字阀，通过改变PWM信号的占空比控制开闭时间，从而实现流量和压力的控制。由于高速开关阀一直处于高频开关状态，由此产生的噪声及压力冲击问题一直是亟需解决的问题；同时受电-机械转换装置的限制以及高速开关阀对高频开关的要求，现有的电磁高速开关阀的通流能力较小。专利“一种液压传动用节能高速开关阀”公开号为CN102121486A提出了一种节能高速开关阀。该高速开关阀的阀芯分为三部分，中间部分为PWM段，两端为出口段，阀芯在旋转过程中，高压油便可在负载油口与回油口之间相互转换；通过控制阀芯相对于进油喷嘴的轴向位移，便可获得0 %-100 %的占空比。因此该阀通过阀芯的旋转运动便可实现一般高速开关阀的功能，降低了高速开关阀的噪声，提高了高速开关阀的通流能力及使用寿命，解决了高速开关阀大流量与高频之间的矛盾。但该阀芯的轴向位移控制需额外的液压泵及电机，增加了阀的体积及控制难度。为解决高速开关阀噪声及压力冲击问题、高频响应与低流量的矛盾，这就需要一种旋转式的阀芯结构，在阀芯旋转过程中便可实现高速开关阀的开闭功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种旋转式的高速开关阀结构，用于解决高速开关阀在高频启闭过程中产生的噪声问题、受电-机械转换装置限制的高频响应与大流量之间的矛盾，提高高速开关阀的使用寿命。本专利技术的技术方案：一种旋转式高速开关阀，包括电机、阀盖、止推轴承、阀体、PWM阀芯、旋转阀芯、阀套，其特征是PWM阀芯、旋转阀芯和阀套同轴布置在阀体中，旋转阀芯布置在PWM阀芯和阀套之间；电机、阀盖、止推轴承及PWM阀芯同轴布置，电机、阀盖、止推轴承及旋转阀芯同轴布置。上述的技术方案中，所述PWM阀芯设有若干第一油槽P1、第二油槽P2和第三油槽P3，第二油槽P2设置在第一油槽P1与第三油槽P3之间，第二油槽P2的槽口面积大于第一油槽P1的槽口面积且大于第三油槽P3的槽口面积，PWM阀芯所有第二油槽P2的圆心角之和大于210°，第一油槽P1和第三油槽P3的个数相等，第一油槽P1与第三油槽P3的圆心角相等；第一油槽P1与出油口A连通，第二油槽P2与进油口P连通，第三油槽P3与回油口T连通；相邻第一油槽P1之间等距离，相邻第二油槽P2之间等距离，相邻第三油槽P3等距离。所述旋转阀芯设有若干第四油槽P4、第五油槽P5和第六油槽P6，第四油槽P4和第六油槽P6对称布置在第五油槽P5两边，第五油槽P5的槽口面积大于第四油槽P4的槽口面积且大于第六油槽P6的槽口面积，旋转阀芯所有第五油槽P5的圆心角之和大于210°，第四油槽P4和第六油槽P6的个数相等，第四油槽P4与第六油槽P6的圆心角相等；第四油槽P4与出油口A连通，第五油槽P5与进油口P连通，第六油槽P6与回油口T连通；相邻第四油槽P4之间等距离，相邻第五油槽P5之间等距离，相邻第六油槽P6等距离。所述阀套上设有若干第七油槽P7、第八油槽P8、第九油槽P9，第七油槽P7和第九油槽P9对称布置在第八油槽P8两边，第八油槽P8的槽口面积大于第七油槽P7的槽口面积且大于第九油槽P9的槽口面积，阀套所有第八油槽P8的圆心角之和大于210°，第七油槽P7和第九油槽P9的个数相同，第七油槽P7和第九油槽P9的圆心角相同；第七油槽P7与出油口A连通，第八油槽P8与进油口P连通，第九油槽P9与回油口T连通；相邻第七油槽之间等距离，相邻第八油槽之间等距离，相邻第九油槽等距离。所述第四油槽P4或第六油槽P6的个数是第一油槽P1或第三油槽P3或第七油槽P7或第九油槽P9个数的2倍；第一油槽P1、第三油槽P3、第七油槽P7和第九油槽P9的圆心角均为β1，第四油槽PWM和第六油槽的圆心角均为β2；第一油槽P1及第三油槽P3相邻边的夹角等于旋转阀芯上第四油槽P4的圆心角β2，β1+β2=90°。在径向横截面的圆周上，旋转阀芯上的第四油槽和第六油槽的圆心角为β2，第一油槽P1和第三油槽P3相邻两边的夹角正好与第四油槽P4的圆心角正好相等，在这个位置时，阀处于关闭状态，不向A口和T口供油。当阀套在阀体中的位置保持不变时，第一电机调节PWM阀芯左转，使第一油槽P1和第七油槽P7的重合面积增大，第三油槽P3和第九油槽P9的重合面积减小。所述阀体中的进油口P与第二油槽P2、第五油槽P5、第八油槽P8相互连通将压力油引入到容腔中；第一油槽P1、第四油槽P4、第七油槽P7和阀体的出油口A相互连通将容腔中的压力油引入到出油口A；第三油槽P3、第六油槽P6、第九油槽P9和阀体中的回油口T相互连通将容腔中的压力油引入到回油口T。所述第一电机和第二电机均是步进电机或伺服电机。所述第一油槽P1、第三油槽P3、第七油槽P7、第八油槽P8的个数均为2个，第四油槽P4、第六油槽P6的个数均为4个。所述油槽形状包括矩形、三角形或U形。本专利技术具有下述有益效果：1．本专利技术通过旋转阀芯的旋转运动实现高速开关阀的开闭功能，具有噪声小、流量大的优点；在阀套、PWM阀芯、旋转阀芯上布置较多的矩形窗口，则旋转阀芯转动一周，便可获得更多的PWM周期；本专利技术采用伺服电机或步进电机驱动旋转阀芯转动，通过增加电机转速便可提高PWM频率。2．本专利技术选择步进电机或伺服电机作为旋转阀芯的驱动机构，同时选择步进电机或伺服电机作为PWM阀芯相对位移的调节机构，阀的结构紧凑。本专利技术通过改变PWM阀芯与阀套的相对位置调节占空比，旋转阀芯每转动一周便可实现阀的n次开启与闭合，减小了高速开关阀的噪声，提高了高速开关阀寿命，且结构简单，易于实现，适用于液压控制系统。附图说明图1为本专利技术的旋转式高速开关阀的结构的图；图2为图1中PWM阀芯在0°~360°的展开示意图；图3为图1中旋转阀芯在0°~360°的展开示意图；图4为图1中阀套在0°~360°的展开示意图；图5为图1中第一油槽P1和第三油槽P3在同一平面的位置关系示意图；图6为PWM占空比为 50% 时，阀套、旋转阀芯、PWM阀芯的相对位置图。图7为PWM占空比为 50% 时，阀套、旋转阀芯、PWM阀芯的相对位置图。图8为PWM占空比为 50% 时，阀套、旋转阀芯、PWM阀芯的相对位置图。图中：1：第一电机，2：第一阀盖，3：第一止推轴承，4：阀体，5：PWM阀芯，6：旋转阀芯，7：阀套，8：第二止推轴承，9：第二阀盖，10：第二电机，P1：第一油槽（为PWM阀芯上的油槽），P2：第二油槽（为PWM阀芯上的油槽），P3：第三油槽（为PWM阀芯上的油槽），P4：第四油槽（为旋转阀芯上的油槽），P：第五油槽（为旋转阀芯上的油槽），P6：第六油槽（为旋转阀芯上的油槽），P7：第七油槽（为阀套上的油槽），P8：第八油槽（为阀套上的油槽），P9：第九油槽（为阀套上的油槽）。具体实施方式结合附图和实施方式能够对专利技术的原理和结构做出进一步详细说明，本实施方式是对本专利技术的详细说明，并不对本专利技术做出任何限制。图1所示，一种旋转式高速开关阀，包括有第一电机1、第一阀盖2、第一止推轴承3、阀体4、PWM阀芯5、旋转阀芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转式高速开关阀，包括电机、阀盖、止推轴承、阀体、PWM阀芯、旋转阀芯、阀套，其特征是PWM阀芯、旋转阀芯和阀套同轴布置在阀体中，旋转阀芯布置在PWM阀芯和阀套之间；电机、阀盖、止推轴承及PWM阀芯同轴布置，第一电机调节PWM阀芯的角度；第二电机、阀盖、止推轴承及旋转阀芯同轴布置，第二电机驱动旋转阀芯高速转动。

【技术特征摘要】
1.一种旋转式高速开关阀，包括电机、阀盖、止推轴承、阀体、PWM阀芯、旋转阀芯、阀套，其特征是PWM阀芯、旋转阀芯和阀套同轴布置在阀体中，旋转阀芯布置在PWM阀芯和阀套之间；电机、阀盖、止推轴承及PWM阀芯同轴布置，第一电机调节PWM阀芯的角度；第二电机、阀盖、止推轴承及旋转阀芯同轴布置，第二电机驱动旋转阀芯高速转动。2.如权利要求1所述的一种旋转式高速开关阀，其特征是所述PWM阀芯设有若干第一油槽P1、第二油槽P2和第三油槽P3，第二油槽P2设置在第一油槽P1与第三油槽P3之间，第二油槽P2的槽口面积大于第一油槽P1的槽口面积且大于第三油槽P3的槽口面积，PWM阀芯所有第二油槽P2的圆心角之和大于210°，第一油槽P1和第三油槽P3的个数相等，第一油槽P1与第三油槽P3的圆心角相等；第一油槽P1与出油口A连通，第二油槽P2与进油口P连通，第三油槽P3与回油口T连通；相邻第一油槽P1之间等距离，相邻第二油槽P2之间等距离，相邻第三油槽P3等距离。3.如权利要求1所述的一种旋转式高速开关阀，其特征是所述旋转阀芯设有若干第四油槽P4、第五油槽P5和第六油槽P6，第四油槽P4和第六油槽P6对称布置在第五油槽P5两边，第五油槽P5的槽口面积大于第四油槽P4的槽口面积且大于第六油槽P6的槽口面积，旋转阀芯所有第五油槽P5的圆心角之和大于210°，第四油槽P4和第六油槽P6的个数相等，第四油槽P4与第六油槽P6的圆心角相等；第四油槽P4与出油口A连通，第五油槽P5与进油口P连通，第六油槽P6与回油口T连通；相邻第四油槽P4之间等距离，相邻第五油槽P5之间等距离，相邻第六油槽P6等距离。4.如权利要求1所述的一种旋转式高速开关阀，其特征是所述阀套上设有若干第七油槽P7、第八油槽P8、第九油槽P9，第七油槽P7和第九油槽P9对称布置在第八油槽P8两边，第八油槽P8的槽口面积大于第七油槽P...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，郝云晓，权龙，黄家海，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14