一种旋转控制式液压换向阀的制作方法

本发明涉及液压换向阀，尤其是涉及一种旋转控制式液压换向阀。

背景技术：

液压换向阀是工业控制液压系统中的关键核心部件，它对液压执行元件油缸伸缩、液压马达的正反转起到方向控制作用。目前所有的工业液压换向阀都是通过控制液压阀芯作轴向直线运动来达到液压油方向的改变。在实际液压系统工作中，由于要有压力保持，不可避免阀芯与流道需要有一定的密封长度(遮闭量)，因此在换向操作中存在一段空行程。今天我们所使用的几乎所有液压换向阀在实际应用中都有以下几个问题一直没有得到解决。

1、由于有空行程，在换向的过程中出现死区，产生液压冲击。

2、由于有空行程，在换向过程中动态特性差。

3、由于有空行程，在换向过程中产生液压过载溢流。

4、在实际液压系统中，为了保持合适的动态特性及压力保持能力，空行程不能过长，只能在某一范围以内，因此提高了阀芯与阀孔的配合要求，大大增加了阀的制造难度。

5、在自动控制中，电动换向的旋转运动变为直线运动，需要增加转换机构，因此增大了阀的体积以及转换机构的效率带来的换向力增大。对于有空间装配要求的工业产品，有一定的局限性。

技术实现要素：

针对上述现有液压换向阀存在的问题，本发明的目的是设计一种能够采用旋转方式实现液压换向，且换向过程无空行程的旋转控制式液压换向阀。

为实现上述目的，本发明采用以下技术解决方案：一种旋转控制式液压换向阀，它包含阀芯、阀体，在所述阀体上设有第一进油口、第二进油口、第三进油口、第一出油口、第二出油口、第三出油口以及第一泄油口、第二泄油口，其特征在于所述阀芯为旋转阀芯，在所述旋转阀芯上设有径向直通油道，所述径向直通油道两端分别联接第三进油口和第三出油口，在所述旋转阀芯两侧的轴向上设有第一单向阀和第二单向阀，在所述旋转阀芯两侧的径向上分别设有第一径向单侧进油道、第一径向双侧出油道、第一径向单侧泄压油道和第二径向单侧进油道、第二径向双侧出油道、第二径向单侧泄压油道，其中：

所述第一径向单侧进油道的出口与所述第一单向阀的入口相联接，所述第一径向单侧进油道的入口中心线在横截面上与所述第一进油口入口中心线成顺时针夹角α；

所述第一径向双侧出油道的入口与所述第一单向阀的出口相联接，所述第一径向双侧出油道的第一出口中心线在横截面上与所述第一出油口中心线成顺时针夹角α，所述第一径向双侧出油道的第二出口中心线在横截面上与所述第一出油口中心线成逆时针夹角α；

所述第一径向单侧泄压油道的入口与所述第一单向阀的出口相联接，所述第一径向单侧泄压油道的出口中心线在横截面上与第一泄油口中心线成逆时针夹角α；

所述第二径向单侧进油道的出口与所述第二单向阀的入口相联接，所述第二单侧径向进油道的入口中心线在横截面上与所述第二进油口中心线成逆时针夹角α；

所述第二径向双侧出油道的入口与所述第二单向阀的出口相联接，所述第二径向双侧出油道的第一出口中心线在横截面上与所述第二出油口中心线成逆时针夹角α，所述第二径向双侧出油道的第二出口中心线在横截面上与所述第二出油口中心线成顺时针夹角α；

所述第二径向单侧泄压油道的入口与所述第二单向阀的出口相联接，所述第二径向单侧泄压油道的出口中心线在横截面上与第二泄油口中心线成顺时针夹角α；

所述夹角α为10°＜α≤90°。

本发明为了使换向阀在径向上具有较长封闭长度，进一步提高换向阀的径向封闭性能，对所述技术方案进行进一步设置：所述夹角α为90°。

附图说明

图1为本实施例换向处于中位时的原理结构简图。

图2为图1沿C-C方向剖面图。

图3为图1沿D-D方向剖面图。

图4为图1沿E-E方向剖面图。

图5为图1沿F-F方向剖面图。

图6为图1沿G-G方向剖面图。

图7为图1沿H-H方向剖面图。

图8为本实施例换向后液压油流向由P→A的原理结构简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例包含旋转阀芯6、阀体1，在所述阀体1上设有第一进油口10、第二进油口13、第三进油口11、第一出油口3、第二出油口8、第三出油口5以及第一泄油口2、第二泄油口9，在所述旋转阀芯6上设有径向直通油道12，所述径向直通油道12两端分别联接第三进油口11和第三出油口5，在所述旋转阀芯6两侧的轴向上设有第一单向阀4和第二单向阀7，在所述旋转阀芯6两侧的径向上分别设有第一径向单侧进油道16、第一径向双侧出油道15、第一径向单侧泄压油道14和第二径向单侧进油道17、第二径向双侧出油道18、第二径向单侧泄压油道19，其中：

如图4所示，所述第一径向单侧进油道16的出口与所述第一单向阀4的入口相联接，所述第一径向单侧进油道16的入口中心线在横截面上与所述第一进油口10入口中心线成顺时针夹角α，所述夹角α为90°，下面涉及的夹角α均为90°；

如图2所示，所述第一径向双侧出油道15的入口与所述第一单向阀4的出口相联接，所述第一径向双侧出油道15的第一出口中心线在横截面上与所述第一出油口3中心线成顺时针夹角α，所述第一径向双侧出油道15的第二出口中心线在横截面上与所述第一出油口3中心线成逆时针夹角α；

如图1所示，所述第一径向单侧泄压油道14的入口与所述第一单向阀4的出口相联接，所述第一径向单侧泄压油道14的出口中心线在横截面上与第一泄油口2中心线成逆时针夹角α；

如图5所示，所述第二径向单侧进油道17的出口与所述第二单向阀7的入口相联接，所述第二单侧径向进油道17的入口中心线在横截面上与所述第二进油口13中心线成逆时针夹角α；

如图6所示，所述第二径向双侧出油道18的入口与所述第二单向阀7的出口相联接，所述第二径向双侧出油道18的第一出口中心线在横截面上与所述第二出油口8中心线成逆时针夹角α，所述第二径向双侧出油道18的第二出口中心线在横截面上与所述第二出油口8中心线成顺时针夹角α；

如图7所示，所述第二径向单侧泄压油道19的入口与所述第二单向阀7的出口相联接，所述第二径向单侧泄压油道19的出口中心线在横截面上与第二泄油口9中心线成顺时针夹角α；

再如图1所示，当旋转阀芯6不换向时(中位)，压力油P直接通过阀芯中部的径向直通油道12从第三出油口5流出，因此可以组成多联不同油路形式的多路换向阀。此时，第三进油口11与第一出油口3、第二出油口8、第一泄油口2第二泄油口9互不相通，液压系统的执行元件处在保持状态。

当旋转阀芯6在换向过程中，第一径向双侧出油道15或第二径向双侧出油道18的出口与径向直通油道12的出口在换向瞬间有一个重叠区，因此，由旋转阀芯6转动控制的液压换向阀不会出现换向死区产生的液压冲击及溢流耗能。旋转阀芯6换向时仅扫过一个封闭角，在电动驱动旋转阀芯6时，几乎没有换向时间，液压换向阀近似于伺服阀的零开口，动态特性好。由于有轴向和径向方向封闭长度，因此，在同等压力条件下，由本发明的旋转阀芯与阀孔配合间隙比传统阀配合间隙要大，这就降低了液压换向阀制造难度，并提高了液压换向阀的可靠性。

如图8所示，当旋转阀芯6逆时针旋转换向到位后，阀芯中部的径向直通油道12关闭第三进油口11，第一径向单侧进油道16将第一单向阀4的入口与第一进油口10联通，第一径向双侧出油道15将第一单向阀4的出口与第一出油口3联通，压力油P通过第一径向单侧进油道16推开第一单向阀4，并通过第一单向阀4内部油道、第一径向双侧出油道15进入第一出油口3，使A路液压系统执行元件进行工作。同时，所述第二径向单侧泄压油道19将第二单向阀7的出口与第二泄油口9联通，所述第二径向双侧出油道18将第二出油口8与第二单向阀7的出油腔联通，第二出油口8中的压力油通过第二单向阀7内部油道进入第二泄油口9泄压，使B路液压系统执行元件停止工作。

同理，当旋转阀芯6顺时针旋转换向到位后，B路液压系统执行元件进行工作，A路液压系统执行元件停止工作。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、换向平稳。本发明的换向不是传统的直线运动而是旋转运动，在换向时，液压油流向P→A和P→B有重叠区，因此不会产生换向死区，不会产生压力冲击，换向平稳。同时具有在换向时不会产生溢流耗能。

2、动态特性好。本发明的阀芯与流道不是传统的轴向封闭，而是轴向加径向封闭，由于阀芯换向是旋转运动，径向封闭角度很小，因此在换向过程中动态特性好，接近于伺服阀动态特性(伺服阀是零封闭)。

3、封闭性能好，制造难度低。本发明阀芯由于采用轴向加径向封闭，因此，有效封闭长度大于传统阀直线封闭长度二到三倍以上，封闭性能好，所以可以增大阀芯与阀孔配合间隙，大大降低了阀的制造难度。

4、换向无直线行程，安装空间要求小。本发明的阀芯是一种旋转阀芯，没有直线运动行程，因此液压换向阀安装空间要求小，能够满足更多的工业产品液压系统的需求。

5、可组成多通路以上液压换向阀。本发明阀芯采用的轴向加径向分布的油道，因此可以做到多位(传统一般为三位以内)多通路以上(传统一般为六通以内)的换向阀，液压换向阀的功能拓展性好，适应能力强。

6、可组成多路液压换向阀。本发明阀芯采用的轴向加径向分布的油道，因此可以组成多路(二路以上)及各种油路形式(串联，并联，串并联)多路液压换向阀。

7、易实现自动化控制。本发明阀芯是一种旋转阀芯，因此可以直接与伺服(步进)电机直接连接，容易实现自动化。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应视为属于发明的保护范围。