专利名称：旋转式流体分配阀的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及到流体的控制领域，特指一种旋转式流体分配阀。
背景技术：
目前，国内外常用的电控液压系统中，控制流体运动主要采用各种电磁阀，由电信 号来控制和驱动阀门的开、关。如果需要完成多个执行件的协同运动，则需要多个电磁 阀来协同控制，这就对控制系统的可靠性提出了较高的要求，否则一旦控制失误，执行 件实现的动作将失真甚至导致事故。如果多个执行部件做有序的往复运动，则还需要增 加各种换向阀，进一步增加液压系统的复杂度。此外，受实际电磁阀体积和工作特性的 影响，许多需要协同控制的场合，常规的电磁阀和换向阀难以满足需要。
实用新型内容
在设计机器人、微型动力控制系统等液压控制系统时，如果要求控制相同或者类似 的一组执行部件执行有序、往复运动时，需要一倍甚至数倍于执行部件数量的电磁阀、 换向阀，存在体积大、重量重、可靠性差、复杂度高、成本高等问题，往往导致最终性 能指标不能满足实际应用需求。本实用新型要解决的问题在于针对现有液压系统存在 的技术问题，提供一种结构简单紧凑、体积小、可靠性高、控制参数简单、能够实现复 杂动作的旋转式流体分配阀，能够对多个相同或者类似的执行部件进行有序、有方向且 定量地供给有一定压力的流体，从而使执行部件进行有序往复运动。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的解决思路为设计一种旋转式流体分配阀， 采用一个驱动电机控制阀的运动，将各个执行部件的时序设计在机构上，将需要执行有 序、往复运动的各个执行部件依次联接到分配阀，执行部件的油路压力由旋转式流体分 配阀的供给油路决定，执行部件的往复频率由驱动电机的转速控制，执行部件之间的相 位顺序由与分配阔的联接位置决定，因此具有体积小、重量轻、可靠性高、复杂性低、 成本低等优点，能够满足机器人、微型动力控制系统等液压系统的需求。
本实用新型提出的解决方案为 一种旋转式流体分配阀，其特征在于它包括阀体、 旋转式阀芯、驱动电机、封闭端盖和开口端盖，所述封闭端盖和开口端盖分别连接于阀 体的两端形成封闭空腔，装设于封闭空腔内的旋转式阀芯一端与驱动电机相连，所述封 闭空腔中封闭端盖与旋转式阀芯、阀体之间形成高压油腔，开口端盖与旋转式阀芯、阀体之间形成低压油腔，高压油腔和低压油腔之间不连通；所述阀体的外周侧开设有若干 个用来连接执行部件油路的阀体油孔，旋转式阔芯的外周侧开设有若干个阀芯油孔，阀 体油孔通过阀芯油孔与封闭空腔连通。
所述阀体油孔的数目为n，其中n为偶数，每两个位于阀体直径方向上的阀体油孔构 成一组。
所述阀芯油孔的数目为n，其中n为偶数，每两个位于旋转式阀芯直径方向上的阀芯 油孔构成一组。
所述封闭端盖上开设有与高压油供给设备相连的进油孔，所述进油孔与高压油腔连 通，所述开口端盖上开设有与低压油腔连通的出油孔。 所述旋转式阈芯的两个端面上分别开设有弧形槽。 所述旋转式阀芯上相邻阀芯油孔之间开设有浅槽。
与现有技术相比，本实用新型的优点就在于(1)本实用新型的旋转式流体分配阀 具有结构简单紧凑、体积小、可靠性高、控制参数简单、能够实现复杂动作等优点，通 过一个电机驱动阀芯转动，即可完成对n个液压回路的流体方向的有序控制，从而在机 械结构上就保证了各个执行部件的运动相对性，大大提高了液压系统的可靠性，并且降 低系统的控制复杂度。(2)本实用新型将n个液压回路的2n条液压管与控制电机的运动 进行结构上的关联，从而使得在控制电机转动的过程中，既可控制n个液压回路的有序 通断，又可快速而准确地控制多个执行部件的有序往复运动，从而具有电磁阀和换向阀 的双重作用。(3)由于采用旋转式轮芯将高、低压油腔隔离，并且将低压油腔设置在开 口端盖的一侧，从而彻底解决旋转流体分配阀的泄漏问题，使得该装置具有很强的实用 性和可移植性。
图l是本实用新型的主视剖视示意图2是本实用新型的立体结构示意图3是本实用新型中阀体的结构示意图4是本实用新型中旋转式阀芯的结构示意图。
图例说明
1、第一深沟球轴承 2、封闭端盖
3、第一螺钉 4、阀体
5、开口端盖 6、第二螺钉7、第二深沟球轴承
8、平键
9、电机支架
10、驱动电机
11、联轴器
12、旋转式阀芯
13、 0型密封圈
14、阀体油孔
15、阀芯油孔
16、浅槽
17、弧形槽
18、封闭空腔
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。 如图l、图2、图3和图4所示，本实用新型的旋转式流体分配阀，它包括阀体4、 旋转式阀芯12、驱动电机IO、封闭端盖2和开口端盖5，封闭端盖2和开口端盖5分别 连接于阀体4的两端形成封闭空腔18，装设于封闭空腔18内的旋转式阀芯12 —端与驱 动电机10相连，封闭空腔18中封闭端盖2与旋转式阀芯12、阀体4之间形成高压油腔， 开口端盖5与旋转式阀芯12、阀体4之间形成低压油腔，高压油腔和低压油腔之间不连 通；阀体4的外周侧开设有若干个用来连接执行部件油路的阀体油孔14，旋转式阀芯12 的外周侧开设有若干个阀芯油孔15，阀体油孔14通过阀芯油孔15与封闭空腔18连通。 阀体4、旋转式阀芯12封闭端盖2和开口端盖5均采用回转体零件，参见图2和图 3所示，阀体4作为整个装置的主体零件，封闭端盖2和开口端盖5分别通过第一螺钉3 和第二螺钉6与阔体4紧固连接。旋转式阀芯12通过第一深沟球轴承1和第二深沟球轴 承7安装在封闭端盖2和开口端盖5内，且可以绕自身几何轴线旋转。旋转式阀芯12的 驱动轴部分和开口端盖5之间通过o型密封圈13进行旋转动密封。驱动电机10通过电 机支架9安装在开口端盖5上，且通过联轴器11和平键8将驱动电机10的输出轴与旋 转式阀芯12的轴连接。阀体4外周侧的圆柱侧面上开设有n个用来连接执行部件油路的 阀体油孔14，其中n为偶数，位于阀体4直径方向上的两个阀体油孔14构成一组。旋转 式阀芯12安装在阀体4的内部，且与阀体4之间通过圆柱面配合。当旋转式阀芯12处 于不同的回转位置时，阀体4圆柱侧面上不同位置的阀体油孔14将分别与高压油腔或低 压油腔导通。
参见图1和图2所示，封闭端盖2的端面与阀体4的端面贴合，且通过第一螺钉3 紧固连接。封闭端盖2上设有一个进油孔，可以与齿轮泵、蓄能器等高压油供给装置相 连，用以输入带有一定压力的液压油，除此之外无其它与外界相连的通道，因此即使其 与阀体4、旋转式阀芯12零件组成的高压油腔内部储有高压油时，亦不会对外界造成泄
5漏。开口端盖5的端面与阀体4的另一侧端面贴合，且通过第二螺钉6紧固连接。开口 端盖5的外侧有一个出油孔，可以与油箱连接。此外，开口端盖5的回转轴处开有一个 圆形孔，用以将旋转式阀芯12的驱动轴伸出。由于开口端盖5、旋转式阀芯12和阀体4 组成的油腔为低压油腔，即其内部的油压很低，故开口端盖5和旋转式阀芯12之间的密 封可以不用唇形密封圈油封而直接采o型密封圈13密封。
参见图2和图4所示，旋转式阀芯12的圆柱侧面上均匀地开有n个阀芯油孔15， 其中n为偶数，每两个位于旋转式阀芯12直径方向上的阀芯油孔15构成一组。当旋转 到合适位置时，这些阀芯油孔15可以与阀体4圆柱侧面上的阀体油孔14相通。为了保 证每个油孔有更多的导通时间，旋转式阀芯12上相邻阀芯油孔15之间开设有浅槽16。 在旋转式阀芯12主体部分的两侧端面上，分别加工有一段弧形槽17,该弧形槽17将该 零件圆柱侧面上的n/2个相邻油孔连通，从而加快进出油速度。
工作原理介绍某一时刻，从封闭端盖2上的油孔进入的高压液压油流入高压油腔， 并充满旋转式阀芯12上右侧的弧形槽17，进一步流入到与弧形槽17相通的n/2个阀体 油孔14，此时这n/2个油孔14与阀体4上相邻的n/2个阀芯油孔15相通，从而将高压 液压油导出旋转式流体分配阀；阀体4上余下的n/2个阀芯油孔15同时与旋转式阀芯12 上余下的n/2个阀体油孔14相通，外界的低压液压油通过阀芯油孔15和阀体油孔14流 入旋转式阀芯12左侧的弧形槽17中，并充满低压油腔，通过开口端盖5上的油孔流出 旋转式分配阀，形成一个完整的油路；当旋转式阀芯12在驱动电机10的驱动下旋转时， 其上右侧和左侧的弧形槽17分别处于不同位置，，但各自仍然分别与高压油腔和低压油 腔相通，从而使得阀体4上的不同位置的相邻n/2个阀芯油孔15分别与高压油腔/低压 油腔相通；旋转式阀芯12上的浅槽16将与弧形槽17相同的相邻n/2个阀体油孔14相 通，从而使得阀体4上每一个阀芯油孔15导通的时间增长为转动浅槽16长度所需的时 间。
权利要求1、一种旋转式流体分配阀，其特征在于它包括阀体(4)、旋转式阀芯(12)、驱动电机(10)、封闭端盖(2)和开口端盖(5)，所述封闭端盖(2)和开口端盖(5)分别连接于阀体(4)的两端形成封闭空腔(18)，装设于封闭空腔(18)内的旋转式阀芯(12)一端与驱动电机(10)相连，所述封闭空腔(18)中封闭端盖(2)与旋转式阀芯(12)、阀体(4)之间形成高压油腔，开口端盖(5)与旋转式阀芯(12)、阀体(4)之间形成低压油腔，高压油腔和低压油腔之间不连通；所述阀体(4)的外周侧开设有若干个用来连接执行部件油路的阀体油孔(14)，旋转式阀芯(12)的外周侧开设有若干个阀芯油孔(15)，阀体油孔(14)通过阀芯油孔(15)与封闭空腔(18)连通。
2、 根据权利要求l所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述阀体油孔(14)的 数目为n，其中n为偶数，每两个位于阀体(4)直径方向上的阀体油孔(14)构成一组。
3、 根据权利要求2所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述阀芯油孔(15)的 数目为n，其中n为偶数，每两个位于旋转式阀芯(12)直径方向上的阀芯油孔(15)构 成一组。
4、 根据权利要求1或2或3所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述封闭端盖 (2)上开设有与高压油供给设备相连的进油孔，所述进油孔与高压油腔连通，所述开口端盖(5)上开设有与低压油腔连通的出油孔。
5、 根据权利要求1或2或3所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述旋转式阀 芯(12)的两个端面上分别开设有弧形槽(17)。
6、 根据权利要求4所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述旋转式阀芯(12) 的两个端面上分别开设有弧形槽(17)。
7、 根据权利要求1或2或3所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述旋转式阀 芯(12)上相邻阀芯油孔(15)之间开设有浅槽(16)。
8、 根据权利要求6所述的旋转式流体分配阀，其特征在于所述旋转式阀芯(12) 上相邻阔芯油孔(15)之间开设有浅槽(16)。
专利摘要一种旋转式流体分配阀，它包括阀体、旋转式阀芯、驱动电机、封闭端盖和开口端盖，封闭端盖和开口端盖分别连接于阀体的两端形成封闭空腔，装设于封闭空腔内的旋转式阀芯一端与驱动电机相连，封闭空腔中封闭端盖与旋转式阀芯、阀体之间形成高压油腔，开口端盖与旋转式阀芯、阀体之间形成低压油腔，高压油腔和低压油腔之间不连通；阀体的外周侧开设有若干个用来连接执行部件油路的阀体油孔，旋转式阀芯的外周侧开设有若干个阀芯油孔，阀体油孔通过阀芯油孔与封闭空腔连通。本实用新型结构简单紧凑、体积小、可靠性高，在液压系统中，能够对多个相同或者类似的执行部件进行有序、有方向且定量地供给有一定压力的流体，从而使执行部件进行有序往复运动。
文档编号F16K11/08GK201255252SQ20082005384
公开日2009年6月10日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者张代兵, 徐海军, 林龙信, 沈林成, 胡天江, 谢海斌 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学