[发明专利]一种内控式双自由度阀芯旋转式四通换向阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压换向阀，主要用于实现执行机构的工作频率和位移幅值可独立控制的工程技术领域中。

背景技术

转阀是指通过阀芯的旋转来实现油路通断和换向的阀。现有的转阀基本上只具有一个阀芯的旋转自由度，造成转阀对执行机构的工作频率和位移幅值的控制发生耦合，即只能通过阀芯旋转自由度同时控制执行机构的工作频率和幅值位移，然而许多工程技术领域中要求对执行机构的工作频率和幅值位移进行独立控制。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可适用于高压大流量场合、对执行机构的工作频率和幅值位移进行独立控制的内控式双自由度阀芯旋转式四通换向阀。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：本发明内控式双自由度阀芯旋转式四通换向阀包括阀体、阀套、阀芯、第一端盖和第二端盖，其中，所述阀芯由第一阀芯和第二阀芯构成，在第一阀芯上设有第一凸台，在第二阀芯上设有第二凸台、第三凸台、第四凸台、第五凸台和第六凸台，第一凸台、第二凸台、第三凸台、第四凸台、第五凸台、第六凸台沿第一端盖向第二端盖的方向依次布置；

第一阀芯的第一端贯穿并伸出第一端盖，所述第一阀芯的第一端或者通过联轴器与步进电机的主轴连接，或者与旋转比例电磁铁的转子连接；第一阀芯的第二端与第二阀芯的第一端相对并在第一凸台与第二凸台之间形成第一腔，第一腔所在的阀体壁上开有能使第一腔与油箱连通的泄油口；第一腔内设有一个弹簧，第一阀芯的第二端与第二阀芯的第一端均伸入所述弹簧内，所述弹簧的一端与第二阀芯固定连接，所述弹簧的另一端与第一阀芯固定连接；

第六凸台的外端面与第二端盖紧密接触，所述第六凸台设有轴向通孔，第五腔为第五凸台和第六凸台之间形成的空腔，第五腔所在的阀体壁上开有使第五腔与供油系统连通的第三油口，第二阀芯在第五腔所在的位置处设有与第三油口连通的径向通孔，所述径向通孔与轴向通孔连通；

第二凸台和第三凸台之间形成第二腔，第二腔所在的阀体壁上开有能使第二腔与油箱连通的第一回油口；第三凸台和第四凸台之间形成第三腔，第三腔所在的阀体壁上开有使第三腔与供油系统连通的P进油口；第四凸台和第五凸台之间形成第四腔，第四腔所在的阀体上开有使第四腔与油箱连通的第二回油口；

在第三凸台所在的阀体壁上开有用于控制执行机构的A油口，在第四凸台所在的阀体壁上开有用于控制执行机构的B油口；

在第三凸台的一侧端面上沿圆周方向间隔地开有能够使第一回油口与A油口连通的第一沟槽，在第三凸台的另一侧端面上沿圆周方向间隔地开有能够使P进油口与A油口连通的第二沟槽；在第四凸台的一侧端面上沿圆周方向间隔地开有能够使P进油口与B油口连通的第三沟槽，在第四凸台的另一侧端面上沿圆周方向间隔地开有能够使第二回油口与B油口连通的第四沟槽；第一沟槽与对应的第二沟槽在与第二阀芯的中轴线垂直的投影面上的投影相互重叠，第三沟槽和对应的第四沟槽在与第二阀芯的中轴线垂直的投影面上的投影相互重叠，第二沟槽与第三沟槽在与第二阀芯的中轴线垂直的投影面上的投影沿圆周方向交替错开布置；

所述阀套在第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽所在的位置处分别开有相应的第一阀套窗口、第二阀套窗口、第三阀套窗口和第四阀套窗口。第一阀套窗口和对应的第四阀套窗口在与第二阀芯的中轴线垂直的投影面上的投影相互重叠，所述第二阀套窗口和对应的第三阀套窗口在与第二阀芯的中轴线垂直的投影面上的投影相互重叠，所述第一阀套窗口和第二阀套窗口在与第二阀芯的中轴线垂直的投影面上的投影沿圆周方向交替错开布置。

进一步地，本发明所述第一沟槽和第二沟槽沿所述三凸台的端面的圆周方向上均匀分布，第三沟槽和第四沟槽沿所述第四凸台的端面的圆周方向上均匀分布。

进一步地，本发明所述第一阀套窗口、第二阀套窗口、第三阀套窗口和第四阀套窗口各自分别沿所述阀套的圆周方向上均匀分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有阀芯旋转和阀芯轴向移动两个自由度，能够对执行机构的工作频率和幅值位移进行独立控制，即步进电机带动阀芯旋转，进而控制执行机构的工作频率，主动液压力与弹簧预调力的综合作用控制阀芯轴向移动，进而控制执行机构的幅值位移。

附图说明

图1是本发明内控式双自由度阀芯旋转式四通换向阀的内部结构示意图，其中阀体、阀套和端盖部分是中心纵截面剖视图；

图2是本发明内控式双自由度阀芯旋转式四通换向阀的阀体沿阀体的中心纵截面剖开的三维结构示意图；

图3是阀套2的三维结构示意图；