[發明專利]一種旋轉式的高速開關閥

有效

• 申請號: 201610336836.8
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN105972255B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 趙斌;郝云曉;權龍;黃家海
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F16K11/085
• 分類號: F16K11/085;F16K31/04;F15B13/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 盧茂春

技術領域

本發明屬于液壓控制領域，具體涉及一種旋轉式高速開關閥。

背景技術

數字液壓技術不需要A/D或D/A轉換便可實現液壓閥與控制器之間的信號傳遞，具有高的容錯性和快速性、精確控制、效率高等優點。高速開關閥作為目前應用最廣的數字閥，通過改變PWM信號的占空比控制開閉時間，從而實現流量和壓力的控制。由于高速開關閥一直處于高頻開關狀態，由此產生的噪聲及壓力沖擊問題一直是亟需解決的問題；同時受電-機械轉換裝置的限制以及高速開關閥對高頻開關的要求，現有的電磁高速開關閥的通流能力較小。

專利“一種液壓傳動用節能高速開關閥”公開號為CN102121486A提出了一種節能高速開關閥。該高速開關閥的閥芯分為三部分，中間部分為PWM段，兩端為出口段，閥芯在旋轉過程中，高壓油便可在負載油口與回油口之間相互轉換；通過控制閥芯相對于進油噴嘴的軸向位移，便可獲得0 %-100 %的占空比。因此該閥通過閥芯的旋轉運動便可實現一般高速開關閥的功能，降低了高速開關閥的噪聲，提高了高速開關閥的通流能力及使用壽命，解決了高速開關閥大流量與高頻之間的矛盾。但該閥芯的軸向位移控制需額外的液壓泵及電機，增加了閥的體積及控制難度。

為解決高速開關閥噪聲及壓力沖擊問題、高頻響應與低流量的矛盾，這就需要一種旋轉式的閥芯結構，在閥芯旋轉過程中便可實現高速開關閥的開閉功能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種旋轉式的高速開關閥結構，用于解決高速開關閥在高頻啟閉過程中產生的噪聲問題、受電-機械轉換裝置限制的高頻響應與大流量之間的矛盾，提高高速開關閥的使用壽命。

本發明的技術方案：一種旋轉式高速開關閥，包括電機、閥蓋、止推軸承、閥體、PWM閥芯、旋轉閥芯、閥套，其特征是PWM閥芯、旋轉閥芯和閥套同軸布置在閥體中，旋轉閥芯布置在PWM閥芯和閥套之間；電機、閥蓋、止推軸承及PWM閥芯同軸布置，電機、閥蓋、止推軸承及旋轉閥芯同軸布置。

上述的技術方案中，所述PWM閥芯設有若干第一油槽P1、第二油槽P2和第三油槽P3，第二油槽P2設置在第一油槽P1與第三油槽P3之間，第二油槽P2的槽口面積大于第一油槽P1的槽口面積且大于第三油槽P3的槽口面積，PWM閥芯所有第二油槽P2的圓心角之和大于210°，第一油槽P1和第三油槽P3的個數相等，第一油槽P1與第三油槽P3的圓心角相等；第一油槽P1與出油口A連通，第二油槽P2與進油口P連通，第三油槽P3與回油口T連通；相鄰第一油槽P1之間等距離，相鄰第二油槽P2之間等距離，相鄰第三油槽P3等距離。

所述旋轉閥芯設有若干第四油槽P4、第五油槽P5和第六油槽P6，第四油槽P4和第六油槽P6對稱布置在第五油槽P5兩邊，第五油槽P5的槽口面積大于第四油槽P4的槽口面積且大于第六油槽P6的槽口面積，旋轉閥芯所有第五油槽P5的圓心角之和大于210°，第四油槽P4和第六油槽P6的個數相等，第四油槽P4與第六油槽P6的圓心角相等；第四油槽P4與出油口A連通，第五油槽P5與進油口P連通，第六油槽P6與回油口T連通；相鄰第四油槽P4之間等距離，相鄰第五油槽P5之間等距離，相鄰第六油槽P6等距離。

所述閥套上設有若干第七油槽P7、第八油槽P8、第九油槽P9，第七油槽P7和第九油槽P9對稱布置在第八油槽P8兩邊，第八油槽P8的槽口面積大于第七油槽P7的槽口面積且大于第九油槽P9的槽口面積，閥套所有第八油槽P8的圓心角之和大于210°，第七油槽P7和第九油槽P9的個數相同，第七油槽P7和第九油槽P9的圓心角相同；第七油槽P7與出油口A連通，第八油槽P8與進油口P連通，第九油槽P9與回油口T連通；相鄰第七油槽之間等距離，相鄰第八油槽之間等距離，相鄰第九油槽等距離。

所述第四油槽P4或第六油槽P6的個數是第一油槽P1或第三油槽P3或第七油槽P7或第九油槽P9個數的2倍；第一油槽P1、第三油槽P3、第七油槽P7和第九油槽P9的圓心角均為β₁，第四油槽PWM和第六油槽的圓心角均為β₂；第一油槽P1及第三油槽P3相鄰邊的夾角等于旋轉閥芯上第四油槽P4的圓心角β₂，β₁+β₂=90°。

在徑向橫截面的圓周上，旋轉閥芯上的第四油槽和第六油槽的圓心角為β2，第一油槽P1和第三油槽P3相鄰兩邊的夾角正好與第四油槽P4的圓心角正好相等，在這個位置時，閥處于關閉狀態，不向A口和T口供油。