三位四通型手動流量控制閥的製作方法

2023-05-27 14:50:51 1

專利名稱：三位四通型手動流量控制閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種閥，特別是公開一種三位四通型手動流量控制閥，應用於流體動 力系統的運動控制，尤其適用於液壓缸和液壓馬達的手動速度控制。
背景技術：
在液壓動力系統中，通常作為運動的執行元件是液壓缸或者液壓馬達。
對於運動執行元件的速度控制，第一種方法是在運動元件的液壓迴路中設置流量控制 閥，以控制進入執行元件的流體流量，從而控制速率。以做直線運動的液壓油缸為例，流 量控制闊可以設置在油缸的進油側或者回油側。油缸的運動方向由方向控制閥來切換。這 種速度控制迴路的特點是，流量控制與方向控制是由兩個元件分開控制的。
第二種方法是，採用比例方向閥或者伺服閥。油缸的運動速率和方向都是由作用在比 例方向閥上的信號來決定。運動速率的大小與電信號的大小成比例的關係。當驅動信號由 正變為負時，運動方向也改變為負方向。這種閥的特性是既可以控制執行元件的速度，又 可以控制運動方向，控制方式為電控。原理是將控制電信號功率放大，驅動閥芯處於不同 位置，從而改變閥內部的開度，即改變液壓油的流通截面積，使單位時間流過閥的油改變， 最終改變油缸的速度。採用比例方向閥或者伺服閥的控制精度高，響應頻率高，但是成本 同時顯著提高，對液壓系統的清潔度也要求高。
特別是在一些特殊液壓應用系統中，往往需要用手動的方式控制液壓油缸的速度，以 控制油缸推力的緩慢變化，並且還需要實現油缸運動方向的切換功能。例如在用於材料力 學性能檢測的液壓萬能試驗機中，需要手動控制試驗力的加載速率，要求實現力加載、保 載、卸栽和快退功能。現有技術的流量控制閥對此顯然是不能勝任的。
發明內容
本實用新型的目的是解決現有技術存在的問題，公開一種三位四通型手動流量控制閥。 本實用新型是這樣實現的 一種三位四通型手動流量控制閥，包括閥體、閥芯、端蓋 和齒輪箱，其特徵在於所述閥體軸心開有與閥芯相配的長通孔，閥芯沿閥芯孔軸向移動， 同時還開有P、 A、 B、 T四個油口，分別與壓力油管、油缸進油口、油缸出油口和油箱連 接，P、 A、 B油口分布在閥體一側在同一直線上，並與閥芯通孔垂直，T油口分布在閥體 與的P、 A、 B所在面垂直的平面內，閥體內部兩端回油口通過一個內部通道連接在一起 後，對外油口只有一個T 口，在油口 P、 A、 B的底部位置有與油口連通的閥型孔，並設 有與閥型孔同軸的環形槽，環形槽直徑大於閥芯孔，閥體上還設有與齒輪箱零件連接的接 □。
所述閥芯的右半部分是斜齒齒條，與齒輪構成齒輪副，閥芯左半部分是流量與方向的 控制部分，閥芯部分中間段直徑變小，作為壓力油腔，閥芯的軸向方向上開有兩條進油節 流槽、兩條回油節流槽。
所述的齒輪箱固定齒輪，使齒輪與閥芯的右半部分構成齒輪副，採用螺栓連接在閥體 的右端面上，所述的閥體左端面的端蓋採用螺栓密封連接。
本實用新型能應用於一些特殊液壓應用系統中，可以手動控制液壓油缸的速度，以控 制油缸推力的緩慢變化，還實現了油缸運動方向的切換功能。例如應用於材料力學性能檢 測的液壓萬能試驗機中，就能手動控制試驗力的加載速率，方便地實現力加載、保載、卸 栽和快退功能，不僅操作簡單，而且還可以保證試驗精度。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。


圖l-l是本實用新型結構圖l-2是圖1-1的B-B向剖視圖1-3是圖1-2的側視圖l-4是圖1-1的D-D向剖視圖2-l是本實用新型閥體結構示意圖2-2是圖2-l的B-B向剖視圖3-l是本實用新型閥芯結構示意圖3-2是圖3-1的徑向旋轉90°結構示意圖3-3是圖3-1的A-A向剖視圖3-4是圖3-1的B-B向剖視圖4-l是本實用新型閥芯處於中位功能位置結構圖4-2是圖4-1的B-B向剖視圖5-l是本實用新型閥芯處於左位功能位置結構圖5-2是圖5-1的B-B向剖視圖6-l是本實用新型閥芯處於右位功能位置結構圖6-2是圖6-1的B-B向剖視圖。
在圖中1、閥體；2、端蓋；3、螺栓；4、閥芯；5、 0型圈；6、齒輪箱；7、 O型圈；8、螺栓；9、齒輪；10、螺栓；11、軸用格萊圈；12、0型圈；13、0型圈； 14、銅套。
具體實施方式
根據附圖1-1、 1-2、 1-3、 1-4，本實用新型包括閥體1、閥芯4、端蓋2和齒輪箱6。 根據附圖2-1、 2-2,本實用新型閥體1上開有與閥芯4相配的長通孔，閥芯可以沿 閥芯孔的軸向移動。同時還開有P、 A、 B、 T四個油口，分別與壓力油管、油缸進油口、 油缸出油口和油箱連接。閥體內部兩端都作為回油口，通過一個內部通道連接在一起，使 對外只有一個T 口。在油口 P、 A、 B的底部位置有與油口連通的閥型孔，並設有與閥型 孔16同軸的環形槽15，環形槽15直徑大於閥芯孔，其稜邊保持鋒利。閥體1上還有 與齒輪箱6等零件連接的接口。
根據附圖3-1、 3-2、 3-3、 3-4，本實用新型閥芯4的右半部分是斜齒齒條，與齒輪構 成齒輪副。閥芯4左半部分，即閥芯部分是流量與方向的控制部分，具有對稱性。在閥芯 部分軸向方向上開有兩條進油節流槽17,兩條(或四條)回油節流槽18。進油節流槽和 回油節流槽都呈三角形，不同位置時，三角槽的深度和寬度都不同。為減小油缸運動時的 背壓作用，回油節流槽在軸向方向的面積變化梯度大於進油節流槽，即回油節流槽軸向角 度大於進油節流槽。三角槽與閥體上的環形槽構成節流孔。節流孔的面積由閥芯與閥體的 相對的位置來決定，位置不同，節流孔面積也不同。閥芯部分在徑向開有多條平衡槽，閥 芯部分中間段直徑更小，作為壓力油腔。
齒輪箱6的作用是固定齒輪，使齒輪9與閥芯4的右半部分構成齒輪副。銅套嵌入 在齒輪箱6徑向孔中，齒輪軸則安裝在銅套14孔裡面。齒輪軸與銅套之間用O型圈13 構成動密封，銅套14與齒輪箱6孔採用O型圈12靜密封。齒輪箱6由固定嫘釘與閥 體連接在一起，由O型圈7密封。
本實用新型調速原理，根據流體力學的伯努力方程推導出來的流體流過細長孔的流量
計算公式
Q=CAo (2厶P/p) 1/2 式(1)
其中C=Ce*Cv
Ce是節流孔面積收縮係數，Cv是節流孔的速度係數。 C、 Ce、 Cv與雷諾係數有關。
Ao是節流孔面積，AP是作用在節流孔上的壓力差，p是流體密度。 當作用在節流孔上的壓力差AP保持不變時，那麼流過節流孔的流量就與面積Ao成比 例關係。在液壓迴路中，通過設置壓力補償器即可以保持厶P不變。
根據三角形節流槽的幾何特徵，推導出其面積是軸向位移X的函數，如下所示-
AcrK,x2+K2X+K3 式(2)
其中Ki、 K2、 K3是常數。
由式(1)、式(2)得到
Q=C( K!X2+K2X+K) (2AP/p) 1/2
軸向位移X由齒輪旋轉運動帶動閥芯的直線運動來改變。
本實用新型三位四通型手動流量控制閥具有三個功能位置，即中位、左位、右位。根 據附圖4-1、 4-2，在中位時，所有油口都關閉。左位與右位的功能位置分別由端蓋2和齒 輪箱6內孔底面定位。
根據附圖5-1、 5-2，當閥芯處於左位的功能位置時，P 口與A 口通過閥芯的中部與閥 體的A 口完全連通，B 口與T 口完全連通，油的流動方向是P到A， B到T,兩個油 路都不具有節流作用，壓力油可以自由流通，實現油缸快速運動，當閥芯朝右移動一定距 離後，閥芯上左側的節流槽將P 口與A 口連通，右側的回油槽與B 口連通，起到節流作 用。繼續向右移動閥芯時，進流槽與回油槽的節流面積都逐漸減小，直到閥芯處於中位時， P 口與A 口完全關閉，B與T 口也完全關閉，油缸停止運動。
根據附圖6-1、 6-2，當閥芯處於右位的極限位置時，P 口與B 口通過閥芯的中部與閥 體完全連通，A 口與T 口完全連通，油的流動方向是P到B， A到T，兩個油路都不具 有節流作用，壓力油可以自由流通，實現油缸快速運動，當閥芯朝左移動一定距離後，閥 芯上右側的節流槽將P 口與B 口連通，左側的回油槽與A 口連通，起到節流作用。繼續 向左移動閥芯時，進流槽與回油槽的節流面積都逐漸減小，直到閥芯處於中位時，P 口與B 口完全關閉，A與T 口也完全關閉，油缸停止運動。
權利要求1.一種三位四通型手動流量控制閥，包括閥體、閥芯、端蓋和齒輪箱，其特徵在於所述閥體軸心開有與閥芯相配的長通孔，閥芯沿閥芯孔軸向移動，同時還開有P、A、B、T四個油口，分別與壓力油管、油缸進油口、油缸出油口和油箱連接，P、A、B油口分布在閥體一側在同一直線上，並與閥芯通孔垂直，T油口分布在閥體與的P、A、B所在面垂直的平面內，閥體內部兩端回油口通過一個內部通道連接在一起後，對外油口只有一個T口，在油口P、A、B的底部位置有與油口連通的閥型孔，並設有與閥型孔同軸的環形槽，環形槽直徑大於閥芯孔，閥體上還設有與齒輪箱零件連接的接口；所述閥芯的右半部分是斜齒齒條，與齒輪構成齒輪副，閥芯左半部分是流量與方向的控制部分，閥芯部分中間段直徑變小，作為壓力油腔，閥芯的軸向方向上開有兩條進油節流槽、兩條回油節流槽；所述的齒輪箱固定齒輪，使齒輪與閥芯的右半部分構成齒輪副，採用螺栓連接在閥體的右端面上，所述的閥體左端面的端蓋採用螺栓密封連接。
2. 根據權利要求1所述的三位四通型手動流量控制閥，其特徵在於所述閥芯上兩條進油 節流槽分布閥芯中間段兩側的軸向方向，兩條回油節流槽分布在閥芯兩端，進油節流槽、 回油節流槽都呈三角形，在閥芯軸向不同位置，三角槽的深度和寬度都不同，回油節流 槽在軸向方向的面積變化梯度大於進油節流槽。
3. 根據權利要求1或2所述的三位四通型手動流量控制閥，其特徵在於所述齒輪箱徑 向孔中嵌入銅套，銅套孔內安裝齒輪軸，齒輪軸與銅套之間用0型圈動密封，銅套與齒 輪箱孔採用0型圈靜密封，齒輪箱與閥體固定螺釘連接也用0型圈密封。
專利摘要本實用新型為一種三位四通型手動流量控制閥，包括閥體、閥芯、端蓋和齒輪箱，其特徵在於所述閥體軸心開有與閥芯相配的長通孔，閥芯沿閥芯孔軸向移動，同時還開有P、A、B、T四個油口，分別與壓力油管、油缸進油口、油缸出油口和油箱連接，P、A、B油口分布在閥體一側在同一直線上，並與閥芯通孔垂直，T油口分布在閥體與的P、A、B所在面垂直的平面內，在油口P、A、B的底部位置有與油口連通的閥型孔，並設有與閥型孔同軸的環形槽，閥體上還設有與齒輪箱零件連接的接口。本實用新型可以手動控制液壓油缸的速度，還實現了油缸運動方向的切換功能，應用時不僅操作簡單，而且還可以保證試驗精度。
文檔編號F15B13/00GK201003519SQ200720066589
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月23日 優先權日2007年1月23日
發明者胡偉萍 申請人:上海新三思計量儀器製造有限公司