[发明专利]低功耗大流量高速开关阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种低功耗大流量高速开关阀，尤其是适用于液压高速冲床的高速开关阀。

背景技术

液压高速冲床是现代制造业的先进基础加工装备，其依靠液压主控阀控制液压缸实现高速冲压动作。液压主控阀直接决定了液压冲床的冲压力、冲压行程和冲压频率。

目前，液压高速冲床通常采用伺服阀作为液压主控阀。然而，由于伺服阀的阀口压损较大，液压高速冲床的工作性能受到限制。现有液压高速冲床在1000次/分高频冲压工况下的冲压力通常不超过30吨、冲压冲程只有几个毫米。因此，在高频冲压工况下，现有液压高速冲床只适用于薄钣材的冲孔、冲裁等加工，而无法适用于较厚钣材、较大冲程的深冲压等加工，严重限制了液压高速冲床的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗大流量高速开关阀，以应用于液压高速冲床的液压控制系统，实现重载大冲程高速冲压。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括阀套、阀芯、差动摆动缸和高速切换阀。所述的阀芯安装在阀套中，构成转阀式的主阀结构；阀芯沿径向方向开有三个阀芯直通流道，该三个阀芯直通流道沿轴线方向依次分布，相邻两个阀芯直通流道的中心线在轴线方向上具有相等的距离；两侧阀芯直通流道的过流面积相等，两者过流面积之和等于中间阀芯直通流道的过流面积；所述的阀套在阀芯直通流道相对应的位置开有阀套直通流道，其与阀芯直通流道具有相同的形状；所述的阀芯中间阀芯直通流道的油液流动方向与两侧阀芯直通流道的油液流动方向相反；两侧阀芯直通流道的进口与中间阀芯直通流道的出口连通，两侧阀芯直通流道的出口与中间阀芯直通流道的进口连通；所述的阀芯的转动由差动摆动缸来控制，差动摆动缸的转动方向则由一个两位四通的高速切换阀来控制。

本发明具有的有益效果是：

（1）当高速开关阀处于全开口状态时，流道为直通管形式，阀口过流压损小，可以实现油液的低功耗大流量通流。

（2）阀芯端部流道内的油液流动方向与中间流道相反，端部流道的过流面积之和等于中间流道过流面积，且这两个端部流道在轴线方向关于中间流道对称，上述设计能够尽量减小阀芯所受的径向不平衡力。

（3）差动摆动缸和高速切换阀构成功率放大系统，可以实现阀芯的小功率高速驱动。

（4）阀芯和阀套流道的形状简单，易于加工，成本低。

附图说明

图1是本发明的阀口打开状态液压原理图。

图2是本发明的阀口关闭状态液压原理图。

图中：1.1、阀套，1.2、阀芯，2、差动摆动缸，3、高速切换阀。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明由阀套1.1、阀芯1.2、差动摆动缸2和高速切换阀3组成。阀芯1.2安装在阀套1.1中，构成转阀式的主阀结构。阀芯1.2沿径向方向开有三个直通流道，该三个流道沿轴线方向依次分布，相邻两个流道的中心线在轴线方向上具有相等的距离；两个端部流道的过流面积相等，两者过流面积之和等于中间流道的过流面积。阀套1.1在阀芯1.2流道相对应的位置开有直通流道，其与阀芯1.2流道具有相同的形状。阀芯1.2中间流道的油液流动方向与两个端部流道的油液流动方向相反。三个流道的进口和出口分别连通。阀芯1.2的转动由差动摆动缸2来控制，差动摆动缸2的转动方向则由一个两位四通的高速切换阀3来控制。

如图1所示，高速切换阀3工作在左位，先导高压油源的液压油驱动差动摆动缸2逆时针旋转，进而转动阀芯1.2，使阀芯1.2和阀套1.1的流道处于完全连通状态，系统高压油源的液压油经过阀芯1.2和阀套1.1的流道流向执行元件。此时，本发明所涉及的高速开关阀处于打开状态。

如图2所示，高速切换阀3工作在右位，先导高压油源的液压油驱动差动摆动缸2瞬时针旋转，进而转动阀芯1.2，使阀芯1.2和阀套1.1的流道处于不连通状态。此时，本发明所涉及的高速开关阀处于关闭状态。