正反饋電液高速雙向開關(guān)閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓與氣動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種正反饋電液高速雙向開關(guān)閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在液壓控制技術(shù)領(lǐng)域，開關(guān)閥是液壓控制技術(shù)的常用部件，由于液動力的存在，使大流量的開關(guān)閥閥芯推動需要很大的推力，目前的電機械轉(zhuǎn)換器在合理的體積、功率前提下很難直接推動，所以大流量開關(guān)閥普遍采用液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)。常用的先導(dǎo)開關(guān)閥利用小的控制閥實現(xiàn)先導(dǎo)壓力的控制，進而驅(qū)動主閥芯運動，主閥芯的開關(guān)速度通常受先導(dǎo)級的動態(tài)特性限制，無法做到很高的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0004]本發(fā)明提供一種快速平穩(wěn)高效的正反饋電液高速雙向開關(guān)閥。
[0005]本發(fā)明提供一種正反饋電液高速雙向開關(guān)閥，包括先導(dǎo)閥芯、主閥芯、閥體。所述主閥芯設(shè)置在所述閥體內(nèi)，將所述閥體內(nèi)部分隔為兩個閥腔。所述先導(dǎo)閥芯的第一端穿過第一閥腔伸出所述閥體，第二端設(shè)置在所述主閥芯內(nèi)。所述閥體上設(shè)有連通第二閥腔的第一控制油口和第二控制油口。所述先導(dǎo)閥芯和所述主閥芯的軸向一致，共同構(gòu)成液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)。所述主閥芯在所述液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的作用下沿軸向滑動連通或隔斷所述第一控制油口和所述第二控制油口。
[0006]所述液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括:設(shè)置在所述先導(dǎo)閥芯第二端側(cè)壁上的斜槽，設(shè)置在所述主閥芯內(nèi)壁上的高壓通油孔、低壓通油孔和環(huán)形槽，連通所述環(huán)形槽和所述第二閥腔的壓力導(dǎo)通通道。所述斜槽與所述環(huán)形槽連通，所述斜槽在所述先導(dǎo)閥芯轉(zhuǎn)動時分別與所述高壓通油孔和所述低壓通油孔相交，形成第一可變節(jié)流孔和第二可變節(jié)流孔。
[0007]本發(fā)明提供的正反饋電液高速雙向開關(guān)閥采用雙閥芯設(shè)計，通過在先導(dǎo)閥芯上設(shè)置斜槽，在主閥芯上設(shè)置與斜槽連通的高/低壓通油孔及連通第二閥腔的壓力導(dǎo)通通道，構(gòu)成了結(jié)構(gòu)簡單、先導(dǎo)放大系數(shù)大、便于加工的液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)，從而利用機械正反饋作用，實現(xiàn)開關(guān)閥的快速開關(guān)。本發(fā)明的液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計打破了進出口節(jié)流面積必須一致的耦合，使系統(tǒng)的動態(tài)特性不受先導(dǎo)級動態(tài)特性的影響，可以很好地適應(yīng)需要快速開關(guān)的系統(tǒng)和工況，讓主閥芯的運動變得更加快速平穩(wěn)，提高系統(tǒng)效率。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、液壓放大倍數(shù)大、動態(tài)響應(yīng)快、平穩(wěn)高效的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]參照下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的說明，會更加容易地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特點和優(yōu)點。附圖中的部件只是為了示出本發(fā)明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標(biāo)記來表示。
[0009]圖1為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第一實施例中液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的原理示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第一實施例中限位塊和限位槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第三實施例的立體示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記說明:
[0016]10 先導(dǎo)閥芯
[0017]30 主閥芯
[0018]50 閥體
[0019]70 復(fù)位彈簧
[0020]101 斜槽
[0021]103 導(dǎo)通腔
[0022]301 高壓通油孔
[0023]303 低壓通油孔
[0024]305 內(nèi)腔
[0025]304 限位槽
[0026]307 環(huán)形槽
[0027]309 導(dǎo)通管
[0028]501 第一控制油口
[0029]503 第二控制油口
[0030]504 限位塊
[0031]505 第一供油孔
[0032]507 第一回油孔
[0033]509 第二供油孔
【具體實施方式】
[0034]下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0035]圖1為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]如圖1所示，在本實施例中，本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥包括先導(dǎo)閥芯10、主閥芯30、閥體50。主閥芯30設(shè)置在閥體50內(nèi)，將閥體50內(nèi)部分隔為兩個閥腔。先導(dǎo)閥芯10的第一端穿過第一閥腔伸出閥體50，第二端設(shè)置在主閥芯30內(nèi)。閥體50上設(shè)有連通第二閥腔的第一控制油口 501和第二控制油口 503。先導(dǎo)閥芯10和主閥芯30的軸向一致，共同構(gòu)成液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)。主閥芯30在所述液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的作用下沿軸向滑動連通或隔斷第一控制油口 501和第二控制油口 503。
[0037]所述液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括:設(shè)置在先導(dǎo)閥芯10第二端側(cè)壁上的斜槽101，設(shè)置在主閥芯30內(nèi)壁上的高壓通油孔301、低壓通油孔303和環(huán)形槽307，連通環(huán)形槽307和所述第二閥腔的壓力導(dǎo)通通道。斜槽101與環(huán)形槽307連通，斜槽101在先導(dǎo)閥芯10轉(zhuǎn)動時分別與高壓通油孔301和低壓通油孔303相交，形成第一可變節(jié)流孔和第二可變節(jié)流孔。
[0038]在本實施例中，所述壓力導(dǎo)通通道包括導(dǎo)通管309，導(dǎo)通管309第一端穿過閥體50和主閥芯30連通環(huán)形槽307，第二端穿過閥體50連通所述第二閥腔。
[0039]優(yōu)選地，先導(dǎo)閥芯10的第一端與一轉(zhuǎn)動驅(qū)動部件連接。具體的，在本實施例中，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動部件為一旋轉(zhuǎn)電機。但所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動部件不僅限于旋轉(zhuǎn)電機，在其它實施方式中同樣可以是音圈電機、步進電機等。
[0040]優(yōu)選地，閥體50通過電機連接裝置與所述旋轉(zhuǎn)電機固定連接。
[0041]優(yōu)選地，閥體50上固定連接有閥芯位移傳感器，所述閥芯位移傳感器的測量端與主閥芯30的端面相對，用于檢測主閥芯30的位移。通過閥芯位移傳感器實時采集主閥芯30的位移信號，可以實時檢測開關(guān)閥的開合情況，提升了系統(tǒng)的可靠性。
[0042]優(yōu)選地，斜槽101為斜向直線槽，所述斜向直線槽的方向與先導(dǎo)閥芯10的軸向不一致，形成夾角。采用直線開槽加工方式在液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)閥芯上設(shè)置了斜向直線槽，降低了開槽的加工難度，提高了加工的便利性及一致性。
[0043]優(yōu)選地，高壓通油孔301和低壓通油孔303在主閥芯30橫截面的圓周方向上所成的夾角由所述斜向直線槽與先導(dǎo)閥芯10所成角度和高壓通油孔301與低壓通油孔303的間距決定。在本實施例中，高壓通油孔301和低壓通油孔303在主閥芯30橫截面的圓周方向上成的夾角為90°。
[0044]優(yōu)選地，閥體50上設(shè)有與高壓通油孔301連通的第一供油孔505和與低壓通油孔303連通的第一回油孔507。
[0045]優(yōu)選地，閥體50上設(shè)有連通所述第一閥腔的第二供油孔509。
[0046]圖3為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第一實施例中限位塊和限位槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]優(yōu)選地，閥體50內(nèi)壁上設(shè)有限位塊504，主閥芯30外表面上設(shè)有方向為主閥芯軸向、與限位塊504配合的限位槽304。限位塊504和限位槽304用于配合限定主閥芯30僅在軸向方向運動而不進行圓周方向上的轉(zhuǎn)動，同時也用于對主閥芯30在軸向方向的滑動范圍進行限位。
[0048]優(yōu)選地，所述第一閥腔的橫截面小于所述第二閥腔的橫截面。
[0049]優(yōu)選地，主閥芯30 —端壓接設(shè)置在閥體50內(nèi)的復(fù)位彈簧70。具體地，在本實施例中，復(fù)位彈簧70設(shè)置在所述第一閥腔內(nèi)。
[0050]優(yōu)選地，先導(dǎo)閥芯10橫截面的圓周方向上均勻設(shè)置有多個所述斜向直線槽，主閥芯30上設(shè)有與所述多個斜向直線槽對應(yīng)的多組高壓通油孔和低壓通油孔。所述斜向直線槽和高低壓通油孔均采用對稱結(jié)構(gòu)，具有天然的余度，可以保證在一側(cè)出現(xiàn)故障時該液壓螺旋先導(dǎo)結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)正常工作。
[0051]圖2為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關(guān)閥第一實施例中液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的原理示意圖。
[0052]如圖2所示，所述旋轉(zhuǎn)電機接收開關(guān)關(guān)斷控制信號后，輸出軸帶動先導(dǎo)閥芯10順時針轉(zhuǎn)動(圖2中從左向右的視角)，斜槽101與高壓通油孔301相交形成的第一可變節(jié)流孔變小，與低壓通油孔303相交形成的第二可變節(jié)流孔變大，斜槽101中的液壓減小，所述第二閥腔通過導(dǎo)通管309和環(huán)形槽307與斜槽101連通，所述第二閥腔中的液壓減小，同時所述第一閥腔中的液壓不變，所述第一閥腔中的液壓大于所述第二閥腔的液壓，推動主閥芯30向右滑動(正對圖2的視角)。主閥芯30向右滑動時，所述第一可變節(jié)流孔進一步變小，所述第二可變節(jié)流孔進一步變大，斜槽101中的液壓進一步減小，所述第二閥腔中的液壓進一步減小，所述第一閥腔與所述第二閥腔的液壓差進一步增大，進一步加快推動主閥芯30向右滑動(正對圖2的視角)，隔斷了第一控制油口 501和第二控制油口 503，直至主閥芯30抵住閥套50，或限位塊滑動至限位槽右端，通過機械限位停止主閥芯30向右滑動。所述液壓先導(dǎo)結(jié)構(gòu)通過機械正反饋作用實現(xiàn)了第一控制油口 501與第二控制油口 503之間的快速關(guān)斷。
[0053]所述旋轉(zhuǎn)電機接收開關(guān)打開控制信號后，輸出軸帶動先導(dǎo)閥芯10逆時針轉(zhuǎn)動(圖2中從左向右的視角)，斜槽101與高壓通油孔301相交形成的第一可變節(jié)流孔變大，與低壓通油孔303相交形成的第二可變節(jié)流孔變小，斜槽101中的液壓增大，所述第二閥腔通過導(dǎo)通管309和環(huán)形槽307與斜槽101連通，所述第二閥腔中的液壓增大，同時所述第一閥腔中的液壓不變，所述第一閥腔中的液壓小于所述第二閥腔的液壓，推動主閥芯30向左滑動(正對圖2的視角)。主閥芯30向左滑動時，所述第一可變節(jié)流孔進一步變大，所述第二可變節(jié)流孔進一步變小，斜槽101中的液壓進一步增大，所述第二閥腔中的液壓進一步增大，所述第一閥腔與所述第二閥腔的液壓差進一步增大，進一步加快推動主閥芯30向左滑動(正對圖2的視角)，連通了第一控制油口 501和第二控制油口 503，直至復(fù)位彈簧70的彈力頂住主閥芯30，或限