气动控制阀的制作方法

1.本实用新型涉及机械技术领域，特别是涉及一种气动控制阀。


背景技术：

2.气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。传统的气动控制阀的流体截面直径较小，故而流体的流量较小；此外，传统的气动控制阀采用的是轴向直线驱动换向，轴向直线驱动的加减速冲击大，高速换向时需要考虑轴向直线运动对于结构的磨损问题，故而对于高速换向的响应不佳。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种具有较好的换向响应性能且可适用于较大流量的流体的气动控制阀。
4.一种气动控制阀，包括：
5.阀体，具有阀腔，所述阀体设有与所述阀腔连通的第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀口设于所述阀体的一侧，所述第二阀口和所述第二阀口设于所述阀体相对的另一侧，所述第二阀口和所述第三阀口均与所述第一阀口错开设置；
6.斜向导流板；及
7.旋转阀芯，具有内腔，所述斜向导流板设于所述内腔内且与所述旋转阀芯的旋转轴向倾斜设置，以将所述内腔分为第一腔室和第二腔室；所述旋转阀芯可转动地设于所述阀腔内，以使所述第一腔室或者所述第二腔室选择性地与所述第一阀口连通，所述第二阀口能够与所述第一腔室连通，所述第三阀口能够与所述第二腔室连通。
8.在其中一些实施例中，所述阀体还设有第四阀口和第五阀口，所述第四阀口、所述第一阀口和所述第五阀口依次位于所述旋转阀芯的旋转轴向上，所述第四阀口能够与所述第一腔室连通，所述第五阀口能够与所述第二腔室连通。
9.在其中一些实施例中，所述第二阀口与所述第四阀口相对，所述第三阀口与所述第五阀口相对。
10.在其中一些实施例中，所述气动控制阀还包括密封圈，所述密封圈套设于所述旋转阀芯上且位于所述阀体与所述旋转阀芯之间。
11.在其中一些实施例中，所述密封圈的数量为至少四个，四个所述密封圈沿所述旋转阀芯的旋转轴向依次设于所述旋转阀芯的一端部、所述第四阀口与所述第一阀口之间、所述第一阀口与所述第五阀口之间及所述旋转阀芯的另一端部。
12.在其中一些实施例中，所述气动控制阀还包括支撑轴承，所述旋转阀芯在所述旋转轴向的两端通过所述支撑轴承可转动地安装于所述阀腔的腔壁上。
13.在其中一些实施例中，所述气动控制阀还包括阀芯驱动组件，所述阀芯驱动组件与所述旋转阀芯连接且用于驱动所述旋转阀芯的转动。
14.在其中一些实施例中，所述阀芯驱动组件具有驱动轴，所述驱动轴的轴向与所述旋转阀芯的旋转轴向相同。
15.在其中一些实施例中，所述气动控制阀还包括联轴器，所述联轴器的两端分别与所述驱动轴和所述旋转阀芯连接。
16.在其中一些实施例中，所述气动控制阀还包括安装座，所述安装座具有用于容纳所述联轴器的容纳槽，所述安装座的一端设于所述阀体的外侧，另一端用于安装所述阀芯驱动组件。
17.上述气动控制阀采用旋转阀芯换向，相比于传统的轴向直线驱动换向阀芯，旋转阀芯的旋转驱动方式的驱动惯量较小，驱动响应速度更快，控制成本低，避免了轴向直线驱动的加减速冲击大，高速换向时对于结构的磨损问题的问题。此外，旋转阀芯内设置有与旋转阀芯的旋转轴向倾斜设置的斜向导流板，在流体换向时，斜向导流板可用于对进入第一腔室或进入第二腔室的流体自动导向，不仅可起到自动换向作用，还可实现阀内流体的斜向导流，减少流体在阀芯内的流动阻力，利于高速流体的换向，进一步提高换向响应性能。而旋转阀芯为具有内腔的中空结构，且由于内腔在旋转轴向的侧壁仅受到流体压力，不会受到轴向加减速冲击力，故而可使旋转阀芯的侧壁厚度减小，增大流体有限截面直径，使其适用于大流量的情况。
附图说明
18.图1为本实用新型一实施例的气动控制阀的结构示意图；
19.图2为图1所示的气动控制阀的另一视角的结构示意图；
20.图3为图1所示的气动控制阀的主视图；
21.图4为图1所示的气动控制阀的左视图；
22.图5为图4所示的气动控制阀在a-a线的剖视图；
23.图6为图5所示的气动控制阀的另一状态的结构图。
具体实施方式
24.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两
个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.请参阅图1～图5，本实用新型一实施方式提供了一种气动控制阀100，包括阀体110、旋转阀芯120(见图5)及斜向导流板130(见图5)。
33.请参阅图1及图2，阀体110具有阀腔。阀体110设有与阀腔连通的第一阀口111、第二阀口112和第三阀口113，第一阀口111设于阀体110的一侧，第二阀口112和第二阀口112设于阀体110相对的另一侧，第二阀口112和第三阀口113均与第一阀口111错开设置。
34.请参阅图5和图6，旋转阀芯120具有内腔。斜向导流板130设于内腔内且与旋转阀芯120的旋转轴向倾斜设置，以将内腔分为第一腔室1201和第二腔室1202；旋转阀芯120可转动地设于阀腔内，以使第一腔室1201或者第二腔室1202选择性地与第一阀口111连通，第二阀口112能够与第一腔室1201连通，第三阀口113能够与第二腔室1202连通。
35.上述气动控制阀100采用旋转阀芯120换向，相比于传统的轴向直线驱动换向阀芯，旋转阀芯120的旋转驱动方式的驱动惯量较小，驱动响应速度更快，控制成本低，避免了轴向直线驱动的加减速冲击大，高速换向时对于结构的磨损问题的问题。此外，旋转阀芯120内设置有与旋转阀芯120的旋转轴向倾斜设置的斜向导流板130，在流体换向时，斜向导流板130可用于对进入第一腔室1201或进入第二腔室1202的流体自动导向，不仅可起到自动换向作用，还可实现阀内流体的斜向导流，减少流体在阀芯内的流动阻力，利于高速流体的换向，进一步提高换向响应性能。而旋转阀芯120为具有内腔的中空结构，且由于内腔在旋转轴向的侧壁仅受到流体压力，不会受到轴向加减速冲击力，故而可使旋转阀芯120的侧壁厚度减小，增大流体有限截面直径，使其适用于大流量的情况。
36.值得说明的是，为了减小旋转阀芯120的侧壁厚度，增大流体有限截面直径，可结
合轻量化结构设计，具体可以根据实际流体压力需要进行参数化仿真设计。此外，旋转阀芯120的轻量化设计，可进一步实现低惯量低质量的阀芯需求，进一步为高速换向阀芯的结构设计提供基础。
37.请继续参阅图1，在其中的一些实施例中，阀体110还设有第四阀口114和第五阀口115。第四阀口114和第五阀口115与第一阀口111设于同一侧；在旋转阀芯120的旋转轴向上，第一阀口111位于第四阀口114和第五阀口115之间；即：第四阀口114、第一阀口111和第五阀口115依次位于旋转阀芯120的旋转轴向上。第四阀口114能够与第一腔室1201连通，第五阀口115能够与第二腔室1202连通。第四阀口114和第五阀口115分别用作第一腔室1201和第二腔室1202的流体压力释放阀口。
38.在其中的一些实施例中，第二阀口112与第四阀口114相对，第三阀口113与第五阀口115相对。
39.进一步地，旋转阀芯120为圆柱体。可理解，旋转阀芯120的柱面侧壁(也称为圆周面)上设有与内腔连通的流体控制口，旋转阀芯120通过该流体控制口可以使阀体110上的阀口开启或关闭，换言之，使阀体110上的阀口与旋转阀芯120的内腔连通或不连通。如此，旋转阀芯120的第一腔室1201与阀体110上的阀口是通过旋转阀芯120上与第一腔室1201连通的流体控制口与阀体110上的阀口连通的。第二腔室1202也类似。
40.可理解，旋转阀芯120的流体控制口可以根据需要设置不同数量或者设置在不同位置。进一步地，流体控制口可以设置在相对的位置，也可以是呈90度的位置设置。
41.请参阅图5和图6，具体地，在本具体示例中，旋转阀芯120的流体控制口设有至少六个流体控制口。其中，第一流体控制口121、第二流体控制口122及第三流体控制口123依次设于旋转阀芯120的旋转轴向上；第四流体控制口124、第五流体控制口125及第六流体控制口126也依次设于旋转阀芯120的旋转轴向上，且分别与第一流体控制口121、第二流体控制口122及第三流体控制口123相对位置。换言之，该六个流体控制口两两对应设置。且第一流体控制口121、第二流体控制口122及第四流体控制口124与第一腔室1201连通，第三流体控制口123、第五流体控制口125及第六流体控制口126与第二腔室1202连通。
42.具体地，第二流体控制口122设于第五流体控制口125的相对位置，以使气动控制阀100能够在旋转阀芯120的转动下在第一状态和第二状态之间切换。
43.其中，如图5所示，第一状态为第一腔室1201与第一阀口111、第二阀口112和第四阀口114连通的状态；即：第一流体控制口121、第二流体控制口122及第三流体控制口123分别与第四阀口114、第一阀口111及第五阀口115相对，第四流体控制口124及第六流体控制口126分别与第二阀口112及第三阀口113相对。
44.如图6所示，第二状态为第二腔室1202与第一阀口111、第三阀口113和第五阀口115连通的状态；即：第四流体控制口124、第五流体控制口125及第六流体控制口126分别与第四阀口114、第一阀口111及第五阀口115相对，第一流体控制口121及第三流体控制口123分别与第二阀口112及第三阀口113相对。如此通过旋转阀芯120绕旋转轴向转动180
°
，即可实现气动控制阀100在第一状态和第二状态之间切换。
45.请继续参阅图5，在其中的一些实施例中，气动控制阀100还包括支撑轴承140，旋转阀芯120在旋转轴向的两端通过支撑轴承140可转动地安装于阀腔的腔壁上。
46.在其中的一些实施例中，气动控制阀100还包括密封圈150，密封圈150套设于旋转
阀芯120上且位于阀体110与旋转阀芯120之间，以增强阀体110与旋转阀芯120之间的密封性。
47.在其中的一些实施例中，密封圈150的数量为至少四个，四个密封圈150沿旋转阀芯120的旋转轴向依次设于旋转阀芯120的一端部、第四阀口114与第一阀口111之间、第一阀口111与第五阀口115之间及旋转阀芯120的另一端部。如此使得阀体110与旋转阀芯120之间的阀腔在旋转轴向上被相邻的两个密封圈150形成三个密封空间，该密封结构设置，可确保旋转阀芯120在转动过程中内腔的密封性，阀体110内的流体不会进入旋转阀芯120的端部，进而进入两侧的支撑轴承140等部件产生泄漏，进一步保证阀体110密封需求。
48.请继续参阅图1及图3，在其中的一些实施例中，气动控制阀100还包括阀芯驱动组件160，阀芯驱动组件160与旋转阀芯120连接且用于驱动旋转阀芯120的转动。进一步地，阀芯驱动组件160为摆动气缸或驱动电机。采用摆动气缸作为阀芯驱动组件160，相较于驱动电机，具有控制简单、成本低、扭矩大和速度高等优势。而采用驱动电机作为阀芯驱动组件160，可便于实现多阀口多角度控制。
49.在本具体示例中，阀芯驱动组件160为叶片式摆动气缸。
50.进一步地，阀芯驱动组件160具有驱动轴，驱动轴的轴向与旋转阀芯120的旋转轴向相同。
51.进一步地，气动控制阀100还包括联轴器170，联轴器170的两端分别与驱动轴和旋转阀芯连接。通过联轴器170非刚性地连接驱动轴和旋转阀芯，便于阀体110调试和拆卸，且利于阀体110的控制逻辑调整。由于旋转阀芯120的圆周面上的流体控制口的角度与位置在调试阶段，可能存在与阀芯驱动组件160的初始位置不匹配或控制先后逻辑不一致情况，此时非刚性连接的优势凸显，便于手动调试旋转阀芯120上的流体控制口与阀体110上的阀口的位置，在调试正确后，锁紧联轴器170，确保气动控制阀100的控制逻辑正常、可靠。
52.进一步地，气动控制阀100还包括安装座180，安装座180具有用于容纳联轴器170的容纳槽，安装座180的一端设于阀体110的外侧，另一端用于安装阀芯驱动组件160。
53.具体地，安装座180包括第一安装板(图未标)、第二安装板(图未标)及连接板(图未标)，第一安装板和第二安装板相对且间隔设置，连接板的两端分别连接于第一安装板和第二安装板的同一侧，以使第一安装板、第二安装板及连接板共同形成容纳槽。第一安装板和第二安装板分别用于安装阀体110和阀芯驱动组件160。更具体地，第一安装板和第二安装板均与连接板垂直连接。
54.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
55.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。