专利名称：旋转式流体分配阀的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及到流体的控制领域，特指一种旋转式流体分配阀。
技术背景目前，国内外常用的电控液压系统中，控制流体运动主要采用各种电磁阀，由电信 号来控制和驱动阀门的开、关。如果需要完成多个执行件的协同运动，则需要多个电磁 阀来协同控制，这就对控制系统的可靠性提出了较高的要求，否则一旦控制失误，执行 件实现的动作将失真甚至导致事故。如果多个执行部件做有序的往复运动，则还需要增 加各种换向阀，进一步增加液压系统的复杂度。此外，受实际电磁阀体积和工作特性的 影响，许多需要协同控制的场合，常规的电磁阀和换向阀难以满足需要。 发明内容在设计机器人、微型动力控制系统等液压控制系统时，如果要求控制相同或者类似 的一组执行部件执行有序、往复运动时，需要一倍甚至数倍于执行部件数量的电磁阀、 换向阔，存在体积大、重量重、可靠性差、复杂度高、成本高等问题，往往导致最终性 能指标不能满足实际应用需求。本发明要解决的问题在于针对现有液压系统存在的技 术问题，提供一种结构简单紧凑、体积小、可靠性高、控制参数简单、能够实现复杂动 作的旋转式流体分配阀，能够对多个相同或者类似的执行部件进行有序、有方向且定量 地供给有一定压力的流体，从而使执行部件进行有序往复运动。为解决上述技术问题，本发明提出的解决思路为设计一种旋转式流体分配阀，采 用一个驱动电机控制阀的运动，将各个执行部件的时序设计在机构上，将需要执行有序、 往复运动的各个执行部件依次联接到分配阀，执行部件的油路压力由旋转式流体分配阀 的供给油路决定，执行部件的往复频率由驱动电机的转速控制，执行部件之间的相位顺 序由与分配阀的联接位置决定，因此具有体积小、重量轻、可靠性高、复杂性低、成本 低等优点，能够满足机器人、微型动力控制系统等液压系统的需求。本发明提出的解决方案为 一种旋转式流体分配阀，其特征在于它包括阀体、旋 转式阀芯、驱动电机、封闭端盖和开口端盖，所述封闭端盖和开口端盖分别连接于阀体 的两端形成封闭空腔，装设于封闭空腔内的旋转式阀芯一端与驱动电机相连，所述封闭 空腔中封闭端盖与旋转式阀芯、阀体之间形成高压油腔，开口端盖与旋转式阀芯、阀体之间形成低压油腔，高压油腔和低压油腔之间不连通；所述阀体的外周侧开设有若干个 用来连接执行部件油路的阀体油孔，旋转式阀芯的外周侧开设有若干个阀芯油孔，阀体 油孔通过阀芯油孔与封闭空腔连通。所述阀体油孔的数目为n，其中n为偶数，每两个位于阀体直径方向上的阀体油孔构 成一组。所述阀芯油孔的数目为n，其中n为偶数，每两个位于旋转式阀芯直径方向上的阔芯 油孔构成一组。所述封闭端盖上开设有与高压油供给设备相连的进油孔，所述进油孔与高压油腔连 通，所述开口端盖上开设有与低压油腔连通的出油孔。 所述旋转式阀芯的两个端面上分别开设有弧形槽。 所述旋转式阀芯上相邻阔芯油孔之间开设有浅槽。与现有技术相比，本发明的优点就在于(1)本发明的旋转式流体分配阀具有结构 简单紧凑、体积小、可靠性高、控制参数简单、能够实现复杂动作等优点，通过一个电 机驱动阀芯转动，即可完成对n个液压回路的流体方向的有序控制，从而在机械结构上 就保证了各个执行部件的运动相对性，大大提高了液压系统的可靠性，并且降低系统的 控制复杂度。(2)本发明将n个液压回路的2n条液压管与控制电机的运动进行结构上的 关联，从而使得在控制电机转动的过程中，既可控制n个液压回路的有序通断，又可快 速而准确地控制多个执行部件的有序往复运动，从而具有电磁阀和换向阀的双重作用。 (3)由于采用旋转式轮芯将高、低压油腔隔离，并且将低压油腔设置在开口端盖的一侧， 从而彻底解决旋转流体分配阀的泄漏问题，使得该装置具有很强的实用性和可移植性。
图1是本发明的主视剖视示意图；图2是本发明的立体结构示意图；图3是本发明中阀体的结构示意图；图4是本发明中旋转式阀芯的结构示意图。图例说明1、第一深沟球轴承 2、封闭端盖3、第一螺钉 4、阀体5、开口端盖 6、第二螺钉7、第9、电机支架10、驱动电机11、联轴器12、旋转式阀芯13、 0型密封圈14、阀体油孔15、阀芯油孔16、浅槽17、弧形槽18、封闭空腔具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图l、图2、图3和图4所示，本发明的旋转式流体分配阀，它包括阀体4、旋转 式阀芯12、驱动电机IO、封闭端盖2和开口端盖5，封闭端盖2和开口端盖5分别连接 于阔体4的两端形成封闭空腔18，装设于封闭空腔18内的旋转式阀芯12 —端与驱动电 机10相连，封闭空腔18中封闭端盖2与旋转式阀芯12、阀体4之间形成高压油腔，开 口端盖5与旋转式阀芯12、阀体4之间形成低压油腔，高压油腔和低压油腔之间不连通; 阀体4的外周侧开设有若干个用来连接执行部件油路的阀体油孔14，旋转式阀芯12的外 周侧开设有若干个阀芯油孔15，阀体油孔14通过阀芯油孔15与封闭空腔18连通。阀体4、旋转式阀芯12封闭端盖2和开口端盖5均采用回转体零件，参见图2和图 3所示，阀体4作为整个装置的主体零件，封闭端盖2和开口端盖5分别通过第一螺钉3 和第二螺钉6与阀体4紧固连接。旋转式阀芯12通过第一深沟球轴承1和第二深沟球轴 承7安装在封闭端盖2和开口端盖5内，且可以绕自身几何轴线旋转。旋转式阀芯12的 驱动轴部分和开口端盖5之间通过o型密封圈13进行旋转动密封。驱动电机10通过电 机支架9安装在开口端盖5上，且通过联轴器11和平键8将驱动电机10的输出轴与旋 转式阔芯12的轴连接。阀体4外周侧的圆柱侧面上开设有n个用来连接执行部件油路的 阀体油孔14，其中n为偶数，位于阀体4直径方向上的两个阔体油孔14构成一组。旋转 式阀芯12安装在阀体4的内部，且与阀体4之间通过圆柱面配合。当旋转式阀芯12处 于不同的回转位置时，阀体4圆柱侧面上不同位置的阔体油孔14将分别与高压油腔或低 压油腔导通。参见图1和图2所示，封闭端盖2的端面与阀体4的端面贴合，且通过第一螺钉3 紧固连接。封闭端盖2上设有一个进油孔，可以与齿轮泵、蓄能器等高压油供给装置相 连，用以输入带有一定压力的液压油，除此之外无其它与外界相连的通道，因此即使其 与阀体4、旋转式阀芯12零件组成的高压油腔内部储有高压油时，亦不会对外界造成泄 漏。开口端盖5的端面与阀体4的另一侧端面贴合，且通过第二螺钉6紧固连接。开口端盖5的外侧有一个出油孔，可以与油箱连接。此外，开口端盖5的回转轴处开有一个 圆形孔，用以将旋转式阀芯12的驱动轴伸出。由于开口端盖5、旋转式阀芯12和阀体4 组成的油腔为低压油腔，即其内部的油压很低，故开口端盖5和旋转式阀芯12之间的密 封可以不用唇形密封圈油封而直接采o型密封圈13密封。参见图2和图4所示，旋转式阀芯12的圆柱侧面上均匀地开有n个阀芯油孔15， 其中n为偶数，每两个位于旋转式阀芯12直径方向上的阀芯油孔15构成一组。当旋转 到合适位置时，这些阀芯油孔15可以与阀体4圆柱侧面上的阀体油孔14相通。为了保 证每个油孔有更多的导通时间，旋转式阀芯12上相邻阀芯油孔15之间开设有浅槽16。 在旋转式阀芯12主体部分的两侧端面上，分别加工有一段弧形槽17，该弧形槽17将该 零件圆柱侧面上的n/2个相邻油孔连通，从而加快进出油速度。工作原理介绍某一时刻，从封闭端盖2上的油孔进入的高压液压油流入高压油腔， 并充满旋转式阀芯12上右侧的弧形槽17，进一步流入到与弧形槽17相通的n/2个阀体 油孔14，此时这n/2个油孔14与阀体4上相邻的n/2个阀芯油孔15相通，从而将高压 液压油导出旋转式流体分配阀；阀体4上余下的n/2个阀芯油孔15同时与旋转式阀芯12 上余下的n/2个阀体油孔14相通，外界的低压液压油通过阀芯油孔15和阀体油孔14流 入旋转式阀芯12左侧的弧形槽17中，并充满低压油腔，通过开口端盖5上的油孔流出 旋转式分配阀，形成一个完整的油路；当旋转式阀芯12在驱动电机10的驱动下旋转时， 其上右侧和左侧的弧形槽17分别处于不同位置，，但各自仍然分别与高压油腔和低压油 腔相通，从而使得阀体4上的不同位置的相邻n/2个阀芯油孔15分别与高压油腔/低压 油腔相通；旋转式阀芯12上的浅槽16将与弧形槽17相同的相邻n/2个阀体油孔14相 通，从而使得阔体4上每一个阀芯油孔15导通的时间增长为转动浅槽16长度所需的时 间。
权利要求
1、一种旋转式流体分配阀，其特征在于它包括阀体(4)、旋转式阀芯(12)、驱动电机(10)、封闭端盖(2)和开口端盖(5)，所述封闭端盖(2)和开口端盖(5)分别连接于阀体(4)的两端形成封闭空腔(18)，装设于封闭空腔(18)内的旋转式阀芯(12)一端与驱动电机(10)相连，所述封闭空腔(18)中封闭端盖(2)与旋转式阀芯(12)、阀体(4)之间形成高压油腔，开口端盖(5)与旋转式阀芯(12)、阀体(4)之间形成低压油腔，高压油腔和低压油腔之间不连通；所述阀体(4)的外周侧开设有若干个用来连接执行部件油路的阀体油孔(14)，旋转式阀芯(12)的外周侧开设有若干个阀芯油孔(15)，阀体油孔(14)通过阀芯油孔(15)与封闭空腔(18)连通。
2、 根据权利要求l所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述阀体油孔(14)的 数目为n，其中n为偶数，每两个位于阀体(4)直径方向上的阀体油孔(14)构成一组。
3、 根据权利要求2所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述阀芯油孔(15)的 数目为n，其中n为偶数，每两个位于旋转式阀芯(12)直径方向上的阀芯油孔(15)构 成一组。
4、 根据权利要求1或2或3所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述封闭端盖 (2)上开设有与高压油供给设备相连的进油孔，所述进油孔与高压油腔连通，所述开口端盖(5)上开设有与低压油腔连通的出油孔。
5、 根据权利要求1或2或3所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述旋转式阀 芯(12)的两个端面上分别开设有弧形槽(17)。
6、 根据权利要求4所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述旋转式阀芯(12) 的两个端面上分别开设有弧形槽(17)。
7、 根据权利要求1或2或3所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述旋转式阀 芯(12)上相邻阀芯油孔(15)之间开设有浅槽(16)。
8、 根据权利要求6所述的旋转式流体分配阔，其特征在于所述旋转式阀芯(12) 上相邻阀芯油孔(15)之间开设有浅槽(16)。
全文摘要
一种旋转式流体分配阀，它包括阀体、旋转式阀芯、驱动电机、封闭端盖和开口端盖，封闭端盖和开口端盖分别连接于阀体的两端形成封闭空腔，装设于封闭空腔内的旋转式阀芯一端与驱动电机相连，封闭空腔中封闭端盖与旋转式阀芯、阀体之间形成高压油腔，开口端盖与旋转式阀芯、阀体之间形成低压油腔，高压油腔和低压油腔之间不连通；阀体的外周侧开设有若干个用来连接执行部件油路的阀体油孔，旋转式阀芯的外周侧开设有若干个阀芯油孔，阀体油孔通过阀芯油孔与封闭空腔连通。本发明结构简单紧凑、体积小、可靠性高，在液压系统中，能够对多个相同或者类似的执行部件进行有序、有方向且定量地供给有一定压力的流体，从而使执行部件进行有序往复运动。
文档编号F15B13/00GK101324279SQ200810031899
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者张代兵, 徐海军, 林龙信, 沈林成, 胡天江, 谢海斌 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学