旋转式液压阀的制作方法

本发明涉及一种旋转式液压阀，在此专指液压系统的控制阀，特别是控制阀的阀芯能随时保持平衡，以旋转方式即可轻易改变流体方向及有效控制流量的旋转式液压阀。

背景技术：

现有液压系统(hydraulicsystem)乃采用“帕斯卡尔定律(又称帕斯卡尔原理pascal’spinciple)”可以将力放大，根据帕斯卡尔原理：“对密闭容器中不会因受到压力而产生体积变化的流体施加压力时，此压力可以传至流体的其它各部位，且其压力强度不变”，而液压系统的方向控制阀即为油压系统的控制机构，负责控制调节油路中的油压、流量和导向，能够传递能量，进而使作动器达到预定的动作，例如：千斤顶的升降、可以将能量转换成机械运动的致动器(如：直线运动的液压缸与旋转运动的液压马达)、起重机或挖土机的各种动作的实现；但，传统液压系统的方向控制阀若为板式阀时，因阀芯以直线滑移的方式来控制液压油的流动方向，不但液压油内漏量及压力损失较高，并需要加设阀块做为油管的转接连结，以致于造成体积过大、笨重，成本又高的缺失；若是传统电磁换向阀，又无法适用于大流量的大型液压机械，因为，如果要克服大流量液流力的稳定性、液压卡紧力、运动磨擦阻力，以及复位弹簧的反力等问题，就必须增大电磁铁的推力，而导致电磁铁太大，且要减少压力的损失，还需要加大阀芯的直径，实在不符合经济效益；由以上得知，这些缺点，给液压系统使用者带来极大的不便与困扰。

技术实现要素：

本发明人有鉴于前述传统液压系统的方向控制阀在使用上及功效方面仍有诸多问题无法突破，对此本发明人着手进行研究并积极的研发、创作，期以突破现有的技术功能局限，经多年从事于此一行业的专业经验与心得，于是做出本案的发明。

本发明的主要目的在于提供一种旋转式液压阀，该可旋转地轴设于阀体的旋转空间内的阀芯的第一、二工作部所设置的开放状倒u型凹槽与u型凹槽，使从进油外孔进入阀芯的液压油充满于阀芯的进油部的环型凹槽及相连通的第一、二工作部的u型凹槽，让液压油的压力随时都作用于阀体的内壁，且阀芯上、下部位受到液压油的平均受力，使受力于阀芯轴部的油压力位差达到最小，令阀芯与阀体之间的紧密度更为精密，液压油内漏量达到最小，有效调节稳定油路中的油压，让阀芯能随时保持平衡状态，不会偏移卡紧，即使在高压时，亦可用手动或电控方式，以极小的作用力轻易旋转阀芯以改变轴部方向，控制液压油的流量，令液压油能顺利随预定的方向流动，达到控制作动器预定的动作。

为达成上述目的，本发明提供一种旋转式液压阀，主要包含内部具有旋转空间，且底部为密封状的阀体以及具有轴部的阀芯；该阀体上穿设有连通外界与所述旋转空间的至少一个进油外孔、第一工作外孔、第二工作外孔以及第一回油外孔、第二回油外孔；其特征在于：该阀芯的轴部两末段分别为第一回油部与第二回油部，所述第一回油部与第二回油部分别环设有第一回油环型凹槽以及第二回油环型凹槽；其中，轴部中段为进油部，所述进油部呈环型凹槽，该环型凹槽上穿设有呈连通状的进油压力平衡孔；该进油部与第一回油部之间形成第一工作部，且进油部与第二回油部之间形成第二工作部；该第一工作部上设置有一对相邻且开口朝向进油部并呈开放状的凹槽，所述该对凹槽的另一相对周面亦设置有一对相邻且开口朝向进油部并呈开放状的凹槽，使两对凹槽与进油部的环型凹槽呈连通状态；一对开口朝向第一回油部并呈开放状的凹槽分别设置于第一工作部相对应的周面，且分别位于所述两对凹槽的左边和右边，使该该对凹槽与第一回油部的第一回油环型凹槽呈连通状态，该对凹槽内穿设有第一回油压力平衡孔，以连通该对凹槽；其中，第二工作部上设置有一对相邻且开口朝向进油部并呈开放状的凹槽，所述该对凹槽的另一相对周面亦设置有一对相邻且开口朝向进油部并呈开放状的凹槽，使两对凹槽与进油部的环型凹槽呈连通状态；一对开口朝向第二回油部并呈开放状的凹槽分别设置于第二工作部相对应的周面，且分别位于第二工作部上两对凹槽的左边和右边，使该对凹槽与第二回油部的第二回油环型凹槽呈连通状态，该对凹槽内穿设有第二回油压力平衡孔，以连通该对凹槽；该阀芯可相对阀体至少旋转三个角度，使阀体的各外孔与所述阀芯的各内孔呈连通或不连通状态，让液压油能随预定的方向流动，据以达到控制作动器预定的动作；其中，凹槽为具有开口且呈开放状的几何形状；其中，每一相邻的凹槽之间均形成有封油墙，通过封油墙产生密闭流道，用以控制进入每一相邻的凹槽内的液压油流动的方向并能调节流量；其中，凹槽为倒u型凹槽或u型凹槽；其中，进油外孔、第一回油外孔以及第二回油外孔连通油压源；其中，第一工作外孔与第二工作外孔连通作动器，通过作动器使第一工作外孔与第二工作外孔相连通；其中，阀体的进油外孔连通阀芯的进油压力平衡孔时，油压源的液压油从进油外孔流入阀芯的进油压力平衡孔，使与进油压力平衡孔连通的进油部的环形凹槽充满液压油，且该液压油流通到设置于第一工作部且与进油部的环形凹槽连通的两对凹槽内，所述液压油并流通到设置于第二工作部且与进油部的环形凹槽连通的两对凹槽内，令阀芯上、下部位受到液压油的受力对等平均，据以随时保持平衡状态；其中，阀芯旋转至第二角度时，阀芯的进油压力平衡孔与阀体的进油外孔连通，第二工作部的凹槽对应连通阀体的第二工作外孔，使作动器产生预定动作，并通过作动器使第二工作外孔与第一工作外孔相连通，第一工作外孔又连通第一回油部的第一回油环型凹槽，使第一回油环型凹槽连通阀体的第一回油外孔，流回油压源；其中，阀芯旋转至第三角度时，阀芯的进油压力平衡孔与阀体的进油外孔连通，第一工作部的凹槽对应连通阀体的第一工作外孔，使作动器产生预定动作，并通过作动器使第一工作外孔与第二工作外孔相连通，第二工作外孔又连通第二回油部的第二回油环型凹槽，第二回油环型凹槽连通阀体的第二回油外孔，流回油压源。

为进一步了解本发明的结构、特征及功效所在，兹附以附图及优选实施例的详细说明如后。

附图说明

图1：本发明优选实施状态立体示意图。

图2：本发明优选实施例立体示意图(一)。

图3：本发明优选实施例立体示意图(二)。

图4：本发明优选实施例分解立体示意图(一)。

图5：本发明优选实施例分解立体示意图(二)。

图6：本发明优选实施例阀芯立体示意图。

图7：本发明优选实施例阀芯六个不同角度立体示意图。

图8：本发明优选实施例剖面示意图。

图9a：本发明优选实施状态截面示意图(一)。

图9b：本发明优选实施状态截面示意图(二)。

图9c：本发明优选实施状态截面示意图(三)。

图10：本发明优选实施状态阀芯旋转3种不同角度示意图。

附图标记说明

1旋转式液压阀

10阀体

100旋转空间

101穿孔

102密封件

11下盖

12固定件

20轴部

200封油墙

20a阀芯

21第一工作部

211a、211b倒u型凹槽

212a、212b倒u型凹槽

213u型凹槽

22第二工作部

221a、221bu型凹槽

222a、222bu型凹槽

223倒u型凹槽

23进油部

230环型凹槽

25第一回油部

26第二回油部

27受控部

30油压源

50作动器

a11第一工作外孔

a21第一回油压力平衡孔

b12第二工作外孔

b22第二回油压力平衡孔

p11进油外孔

p21进油压力平衡孔

t11第一回油外孔

t12第二回油外孔

t25第一回油环型凹槽

t26第二回油环型凹槽

具体实施方式

为进一步了解本发明的结构、特征及功效所在，兹附以优选实施例并配合附图详细说明如后。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6以及图7所示，本发明旋转式液压阀1主要包含有内部具有旋转空间100，且上部为密封状的阀体10以及具有轴部20的阀芯20a；该阀体10上穿设有连通外界与所述旋转空间100的进油外孔p11、第一工作外孔a11、第二工作外孔b12以及第一回油外孔t11、第二回油外孔t12；其中，进油外孔p11、第一回油外孔t11以及第二回油外孔t12连通油压源30，第一工作外孔a11与第二工作外孔b12连通作动器50，通过作动器50俾使第一工作外孔a11与第二工作外孔b12相连通；该阀芯20a的轴部20两末段分别为第一回油部25与第二回油部26，第一回油部25与第二回油部26分别环设有第一回油凹型环槽t25以及第二回油凹型环槽t26，轴部20中段为进油部23，进油部23呈环型凹槽230，环型凹槽230上穿设有呈连通状的进油压力平衡孔p21，进油部23与第一回油部25之间形成第一工作部21，进油部23与第二回油部26之间形成第二工作部22；请再参阅图7所示，其中，第一工作部21上设置有一对相邻且呈开放状的倒u型凹槽(211a、211b)，该对倒u型凹槽(211a、211b)的另一相对周面亦设置有一对相邻且呈开放状的倒u型凹槽(212a、212b)，使两对倒u型凹槽的开口朝向进油部23并与进油部23的环型凹槽230呈连通状态，一对u型凹槽213分别设置于第一工作部21相对应的周面，且分别位于两对倒u型凹槽的左边和右边，使该对u型凹槽213的开口朝向第一回油部25并与第一回油部25的第一回油环型凹槽t25呈连通状态；第一回油压力平衡孔a21穿设于所述u型凹槽213内，使该对分别设置于相对应周面的u型凹槽213呈连通状态；其中，第二工作部22上设置有一对相邻且呈开放状的u型凹槽(221a、221b)，该对u型凹槽(221a、221b)的另一相对周面亦设置有一对相邻且呈开放状的u型凹槽(222a、222b)，使两对u型凹槽的开口朝向进油部23并与进油部23的环型凹槽230亦呈连通状态；一对倒u型凹槽223分别设置于第二工作部22相对应的周面，且分别位于两对u型凹槽的左边和右边，使该对倒u型凹槽223的开口朝向第二回油部26并与第二回油部26的第二回油环型凹槽t26呈连通状态；第二回油压力平衡孔b22穿设于所述u型凹槽223内，使该对分别设置于第二工作部22相对应周面的u型凹槽223呈连通状态；该阀芯20a可旋转地轴设于阀体10的旋转空间100内，阀芯20a的轴部20上端轴向延伸有受控部27，受控部27凸伸于阀体10的旋转空间100；其中，阀体10上穿设有对应受控部27的穿孔101，穿孔101内周面可衬设密封件102，所述受控部27对应穿孔101并凸伸出阀体10；该阀芯20a的受控部27可通过手动或电控(例如：电磁铁、马达)的方式被带动而旋转，进而相对于阀体10转动，且阀芯20a相对于阀体10至少可旋转三个角度；本发明每一相邻的u型凹槽或倒u型凹槽之间均形成有封油墙200，通过封油墙200产生密闭流道，用以控制进入每一相邻的u型凹槽或倒u型凹槽内的液压油流动的方向并能调节流量，使阀体10的各外孔与阀芯20a的各凹槽呈连通或不连通状态，令液压油随预定的方向流动，达到控制作动器50产生预定的动作；本发明可依据各种不同功能的需求以设置不同的u型凹槽及其开口方向；且所述u型凹槽及倒u型凹槽均可依据需要设置为具有开口且呈开放状的几何形状，而所述回油环型凹槽亦可依据需要设置为呈开放状的几何形状。

请参阅图8、图9a、图9b、图9c以及图10所示，当本发明阀芯20a旋转至第一角度(0度)时，即为中位状态，此时，可依据工作需要调整各外孔与各凹槽的连通状态，使作动器产生预定动作；在阀体10的进油外孔p11连通阀芯20a的进油部23的环型凹槽230时，油压源30的液压油从进油外孔p11流入阀芯20a的进油环型凹槽230，使进油部23的环型凹槽230充满液压油(如图9b所示)，该液压油顺势流到设置于第一工作部21且与进油部23的环形凹槽230连通的两对倒u型凹槽(211a、211b)与(212a、212b)内(如图9a示)，相对地，液压油亦顺势流到设置于第二工作部22且与进油部23的环形凹槽230连通的两对u型凹槽(221a、221b)与(222a、222b)内(如图9c示)，使阀芯20a上、下部位受到液压油的受力对等平均，油压力位差极小，能随时保持平衡悬浮状态，只要极小的作用力即可轻易转动阀芯20a；当阀芯20a相对阀体10旋转+60度(第2角度)时，由于阀芯20a的进油环型凹槽230仍与阀体10的进油外孔p11连通，此时，充满液压油的阀芯20a第二工作部22的u型凹槽即对应连通阀体10的第二工作外孔b12，使作动器50产生预定动作，并通过作动器50使第二工作外孔b12与第一工作外孔a11相连通，第一工作外孔a11又连通第一工作部21的u型凹槽213，再通过u型凹槽213与第一回油环型凹槽t25相连通，让第一回油环型凹槽t25与u型凹槽213均充满液压油，使第一回油环型凹槽t25连通阀体10的第一回油外孔t11，流回油压源30；当阀芯20a相对阀体10旋转－60度(第3角度)时，由于阀芯20a的进油环型凹槽230仍与阀体10的进油外孔p11连通，此时，充满液压油的阀芯20a第一工作部21的倒u型凹槽对应连通阀体10的第一工作外孔a11，使作动器50产生预定动作，并通过作动器50使第一工作外孔a11与第二工作外孔b12相连通，第二工作外孔b12又连通第二工作部22的u型凹槽223，再通过所述u型凹槽223与第二回油环型凹槽t26相连通，第二回油环型凹槽t26连通阀体10的第二回油外孔t12，流回油压源30内；由此可见，本发明于工作状态时，液压油的压力随时都作用于阀体10的内壁，不但能使阀芯20a与阀体10之间的紧密度在3um以下，达到液压油内泄漏最小的目的，且受力于阀芯20a的油压力差相当小，阀芯20a能随时保持平衡悬浮的状态，提升工作的效能；基于以上特点得知，本发明旋转式液压阀1具轻巧、重量小、功率大、工作平稳、结构简单，以及控制方便的诸多优点，同时，不但不需要阀块做为油管转接连结，即可单独使用，也可当扦装阀或搭配板式阀使用，亦可做为流量阀使用，大幅提升使用的便利实用性与经济效益。

综上所述，仅为本发明技术思想及特点的其中的优选实施例而已，并非用来限定本发明的实施范畴，其它凡依本发明相同精神下及专利范围所做的任何变化与修饰或均等性的安排，皆为本发明保护的技术范畴及专利范围所涵盖。