正反饋電液高速雙向開關閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓與氣動技術領域，尤其涉及一種正反饋電液高速雙向開關閥。
【背景技術】
[0002]在液壓控制技術領域，開關閥是液壓控制技術的常用部件，由于液動力的存在，使大流量的開關閥閥芯推動需要很大的推力，目前的電機械轉換器在合理的體積、功率前提下很難直接推動，所以大流量開關閥普遍采用液壓先導結構。常用的先導開關閥利用小的控制閥實現先導壓力的控制，進而驅動主閥芯運動，主閥芯的開關速度通常受先導級的動態(tài)特性限制，無法做到很高的速度。
【發(fā)明內容】
[0003]在下文中給出關于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發(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閥。
[0005]本發(fā)明提供一種正反饋電液高速雙向開關閥，包括先導閥芯、主閥芯、閥體。所述主閥芯設置在所述閥體內，將所述閥體內部分隔為兩個閥腔。所述先導閥芯的第一端穿過第一閥腔伸出所述閥體，第二端設置在所述主閥芯內。所述閥體上設有連通第二閥腔的第一控制油口和第二控制油口。所述先導閥芯和所述主閥芯的軸向一致，共同構成液壓先導結構。所述主閥芯在所述液壓先導結構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]所述液壓先導結構包括:設置在所述先導閥芯第二端側壁上的斜槽，設置在所述主閥芯內壁上的高壓通油孔、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閥芯轉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閥采用雙閥芯設計，通過在先導閥芯上設置斜槽，在主閥芯上設置與斜槽連通的高/低壓通油孔及連通第二閥腔的壓力導通通道，構成了結構簡單、先導放大系數大、便于加工的液壓先導結構，從而利用機械正反饋作用，實現開關閥的快速開關。本發(fā)明的液壓先導結構設計打破了進出口節(jié)流面積必須一致的耦合，使系統(tǒng)的動態(tài)特性不受先導級動態(tài)特性的影響，可以很好地適應需要快速開關的系統(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)明具有結構簡單、液壓放大倍數大、動態(tài)響應快、平穩(wěn)高效的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]參照下面結合附圖對本發(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特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。
[0009]圖1為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關閥第一實施例的結構示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關閥第一實施例中液壓先導結構的原理示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關閥第一實施例中限位塊和限位槽的結構示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關閥第二實施例的結構示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關閥第三實施例的結構示意圖。
[0014]圖6為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關閥第三實施例的立體示意圖。
[0015]附圖標記說明:
[0016]10 先導閥芯
[0017]30 主閥芯
[0018]50 閥體
[0019]70 復位彈簧
[0020]101 斜槽
[0021]103 導通腔
[0022]301 高壓通油孔
[0023]303 低壓通油孔
[0024]305 內腔
[0025]304 限位槽
[0026]307 環(huán)形槽
[0027]309 導通管
[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實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關的、本領域普通技術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閥第一實施例的結構示意圖。
[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閥包括先導閥芯10、主閥芯30、閥體50。主閥芯30設置在閥體50內，將閥體50內部分隔為兩個閥腔。先導閥芯10的第一端穿過第一閥腔伸出閥體50，第二端設置在主閥芯30內。閥體50上設有連通第二閥腔的第一控制油口 501和第二控制油口 503。先導閥芯10和主閥芯30的軸向一致，共同構成液壓先導結構。主閥芯30在所述液壓先導結構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]所述液壓先導結構包括:設置在先導閥芯10第二端側壁上的斜槽101，設置在主閥芯30內壁上的高壓通油孔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通通道。斜槽101與環(huán)形槽307連通，斜槽101在先導閥芯10轉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，所述壓力導通通道包括導通管309，導通管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，先導閥芯10的第一端與一轉動驅動部件連接。具體的，在本實施例中，所述轉動驅動部件為一旋轉電機。但所述轉動驅動部件不僅限于旋轉電機，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結構的先導閥芯上設置了斜向直線槽，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閥第一實施例中限位塊和限位槽的結構示意圖。
[0047]優(yōu)選地，閥體50內壁上設有限位塊504，主閥芯30外表面上設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 —端壓接設置在閥體50內的復位彈簧70。具體地，在本實施例中，復位彈簧70設置在所述第一閥腔內。
[0050]優(yōu)選地，先導閥芯10橫截面的圓周方向上均勻設置有多個所述斜向直線槽，主閥芯30上設有與所述多個斜向直線槽對應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構，具有天然的余度，可以保證在一側出現故障時該液壓螺旋先導結構能夠繼續(xù)正常工作。
[0051]圖2為本發(fā)明正反饋電液高速雙向開關閥第一實施例中液壓先導結構的原理示意圖。
[0052]如圖2所示，所述旋轉電機接收開關關斷控制信號后，輸出軸帶動先導閥芯10順時針轉動(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。所述液壓先導結構通過機械正反饋作用實現了第一控制油口 501與第二控制油口 503之間的快速關斷。
[0053]所述旋轉電機接收開關打開控制信號后，輸出軸帶動先導閥芯10逆時針轉動(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，直至復位彈簧70的彈力頂住主閥芯30，或限