一种轴配流比例伺服阀

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，尤其是涉及一种轴配流比例伺服阀。

背景技术

对于常规的比例伺服阀，其双线圈的比例换向阀结构主要采用锁紧螺母+比例线圈+芯管+弹簧+垫片+比例阀阀芯+阀体+垫片+弹簧+芯管+比例线圈+锁紧螺母的结构形式；单线圈的比例换向阀结构主要采用锁紧螺母+比例线圈+芯管+弹簧+垫片+比例阀阀芯+阀体+垫片+弹簧+端盖的结构形式；

其供电主要采用PWM信号驱动，阀芯在阀体内运动主要依靠液压油膜支承，油液污染颗粒流入阀芯与阀体的间隙后将影响阀芯运动的平滑性，若比例线圈长期处于得电状态，阀芯容易卡滞，造成执行机构故障，且由于安装空间所限，比例线圈的尺寸规格将限制其最大吸持力，影响其输出功率特性，流体流过阀芯/阀体所构成的腔体，所产生的液动力也限制通流能力；另外受比例线圈的尺寸的限制，也影响了散热特性，在高温或高湿环境容易烧线圈，线圈的塑封工艺及与电气连接的方式也会影响防水等级。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轴配流比例伺服阀。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种轴配流比例伺服阀，包括轴配流阀体定子以及可旋转地安装在轴配流阀体定子内腔的轴配流阀芯转子，其特征在于，所述的轴配流阀体定子和轴配流阀芯转子由上至下分别通过依次设置的4个密封圈分隔为互不连通的三个密封区域，轴配流阀体定子侧壁上由上至下依次设置分别与三个密封区域对应的工作油口、供油口和回油口，所述的工作油口分别与外部执行机构连通，供油口和回油口分别与外部油源连通，所述的轴配流阀芯转子上沿轴向开设一个供油通道、一个回油通道以及多个用以减轻质量增加扭矩的通孔，通过转动轴配流阀芯转子，分别实现供油通道和回油通道与工作油口之间的连续比例导通状态控制，进而实现外部执行机构的连续不同比例速度控制。

所述的工作油口设有两个，工作油口和工作油口分别在轴配流阀体定子上正对180°设置，所述的工作油口、供油口和回油口在轴配流阀体定子侧壁开设的竖向位置相同。

所述的轴配流阀芯转子表面在第一密封区域的第一水平设定位置处沿周向分别开设通过四个未开槽区段相互分隔使得互不连通且结构相同的第一开槽、第二开槽、第三开槽和第四开槽，所述的第一开槽和第二开槽分别与回油通道连通，所述的第三开槽和第四开槽分别与供油通道连通，所述的四个未开槽区段圆周方向弧长及轴向尺寸均大于工作油口的底径，用以实现转动过程中对工作油口的封堵。

以供油通道和回油通道孔心方向连线作为90°所在直线，所述的第一开槽与第四开槽以0°所在直线对称设置，且第一开槽与第二开槽以90°所在直线对称设置，第三开槽与第四开槽以90°直线对称设置。

在轴配流阀芯转子表面对应第一密封区域的第一水平设定位置处沿周向开设的开槽区段与未开槽区段对应圆心角的范围按大小顺序具体为：

第一开槽：β

第一未开槽区段：β

第二开槽：(180-β

第二未开槽区段：(180-β

第三开槽：(180+β

第三未开槽区段：(180+β

第四开槽：(360-β

第四未开槽区段：(360-β

其中，β

所述的β

沿顺时针方向，所述的第一开槽在β

所述的轴配流阀芯转子表面在第二密封区域全周向开槽，且在第二密封区域内的第二水平设定位置处，所述的供油通道通过三条流道与全周向开槽连通，进而与供油口连通。

所述的轴配流阀芯转子表面在第三密封区域全周向开槽，且在第三密封区域内的第三水平设定位置处，所述的回油通道通过三条流道与全周向开槽连通，进而与回油口连通。

所述的通孔并排设有三个，其开设位置位于供油通道和回油通道之间。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明突破目前常规开关阀设计理念，采用在转子轴上开槽的形式，通过一对供油通道P和回油通道T实现轴配流。

二、本发明通过转子在周向的非全周开槽的结构实现工作油口开关换向有序供油，以此实现对执行机构的逻辑配流控制。

三、由于轴向配流电磁阀的转子和定子之间采用间隙配合，且外部采用推力轴承减少转子的转动阻力矩及大流量通过时所产生的径向作用力。

四、该开关换向阀不论是轴向配流阀处于工作或非工作状态，轴向配流阀转子与定子之间均无机械接触，由此减少了转子与定子之间的机械接触磨损及偏磨隐患，确保轴向配流阀长期有效工作。

五、采用轴向配流结构，实现工作油口与供油/回油通道之间的间隙密封长度，减小泄漏量，进而增大流通能力。

六、在轴配流阀芯转子上开设多个通孔能够有效的减轻转轴质量，并且减少伺服电机驱动扭矩，便于转动控制。

附图说明

图1为本发明的结构主剖图。

图2为图1中I-I截面的截面图。

图3为图1中II-II截面的截面图。

图4为图1中III-III截面的截面图。

图中标记说明：

1、轴配流比例伺服阀，2、轴配流阀芯转子，3、密封圈，4、轴配流阀体定子，31、第一密封圈，32、第二密封圈，33、第三密封圈，34、第四密封圈，P、供油通道，T、回油通道，A/B、定子工作油口，P0、供油口，T0、回油口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1-4所示，本发明提供一种轴配流比例伺服阀，包括内部的轴配流阀芯转子2、外部的轴配流阀体定子4和多组密封圈；通过调节轴配流阀芯转子2旋转到不同角度，工作油口与供油口P0，回油口T0之间的连续比例连通，实现对执行机构动作的连续不同比例速度控制，在特定旋转角度范围内可以让执行机构维持状态不变，具有零件少，加工方便，结构紧凑，简单，调节方便，通流能力大，维护简便，重复性高等优点。

轴配流阀芯转子2和轴配流阀体定子4沿轴向由上至下依次通过4个密封圈3形成三个互不相通的分隔密封区域，三个密封区域与定子工作油口的连通关系具体为：

第一密封区域具体为由第一密封圈31和第二密封圈32之间包含的范围，且第一密封区域与定子的工作油口A和工作油口B连通，且工作油口A和工作油口B在圆周面上相距180度正对设置；

第二密封区域具体为由第二密封圈32和第三密封圈33之间包含的范围，且轴配流阀芯转子2在第二密封区域范围内全周向开槽；

第三密封区域具体为由第三密封圈33和第四密封圈34之间包含的范围，且轴配流阀芯转子2在第三密封区域范围内全周向开槽；

第二密封区域与第三密封区域均不与工作油口A和B连通。

三个密封区域与轴配流阀芯转子2上的供油通道P和回油通道T的连通关系具体为：

第一密封区域均与供油通道P和回油通道T连通，第二密封区域只与转子的供油通道P连通，第三密封区域只与转子的回油通道T连通，即供油通道P的深度至第二密封区域，回油通道T的深度至第三密封区域。

外部供油口P0设置在轴配流阀定子上，通过轴配流阀芯转子2对应的第二密封区域范围内的全周向开槽，与轴配流阀芯转子2上的供油通道P相通；外部回油口T0通过轴配流阀芯转子2对应的第三密封区域范围内的全周向开槽，与轴配流阀芯转子2上的回油通道T相通；

在第一密封区域内的第一水平设定位置(I-I截面)内，轴配流阀芯转子2外表面周向上在顺时针方向+3°～+45°及+135°～+177°之间开渐深渐宽沟槽，即第一开槽，在逆时针方向-3°～-45°及-135°～-177°之间开渐深渐宽沟槽，即第二开槽，第三开槽、第四开槽与第一开槽和第二开槽以0°直线对称开设。

四个开槽之间通过四段未开槽区段隔开互不相通，第一开槽和第二开槽分别与供油通道P通过直流道相通，第三开槽和第四开槽分别与回油通道T通过直流道相通，四段未开槽区段圆周方向弧长及轴向尺寸均大于工作油口A、B的底径，用以实现转动过程中对工作油口的封堵；

第二密封区域的第二水平设定位置(II-II截面)内，供油口P0通过周向的全开槽与轴配流阀芯转子2的供油通道P相通；

第三密封区域的第三水平设定位置(III-III截面)内，回油口T0通过周向的全开槽与轴配流阀芯转子2的回油通道T相通；

轴配流阀芯转子2轴中间开孔的数量可根据通过流量大小、切换频率以及轴配流阀芯转子2轴尺寸大小需要设计为一组至多组P、T通道。

本例以以下相关角度为例说明其相关机能相对关系：

轴配流阀芯转子2通过调节伺服电机/步进电机在+/-45°范围内旋转，实现开关电磁阀左中右三位机能的连续切换，具体为：

+/-3°范围内对应中位遮盖量；

+3°～+45°对应比例换向轴配流阀的左端位P-A/B-T；

-3°～-45°对应比例换向轴配流阀的右端位P-B/A-T；

相应密封段为+/-3°之间，以此遮盖量可作为比例伺服阀。

实际相关角度及轴向配流阀中位机能可根据需要设计并调整相互对应角度关系，具体对应角度通过配流轴在工作油口的开槽与供油口P/回油口T的沟通或断开，实现工作油口A/B供油压力高低的切换，实现对执行机构动作的开关换向控制。