專利名稱：液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥，屬于液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有一種液壓傳動(dòng)用的二位三通旋轉(zhuǎn)高速開關(guān)閥，其閥芯結(jié)構(gòu)如圖1、2、3、4、5所示。閥芯1分為三段，中間段L為PWM (脈沖寬度調(diào)制)段，兩端Ll為出口段。中心PWM段圓柱表面上有交替的螺旋刃帶2，將閥芯表面分為兩個(gè)油腔，一路通向載荷回路P1，另一路通向回油路P2。閥芯1旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于靜止閥套上的人口噴嘴在螺旋刃帶2之間轉(zhuǎn)換，交替將流體在載荷回路Pl和回油路P2之間切換?？赏ㄟ^控制，改變閥芯相對于入口噴嘴的軸向位置獲得在一個(gè)PWM周期里流向載荷回路的時(shí)間(即占空比)。閥芯向上或向下軸向移動(dòng)可獲得從0%-100%的占空比。閥芯的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過從流體自身向載荷回路或回油路流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)量矩驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)存在的問題是當(dāng)PWM很高時(shí)(75Hz)，由于流體的可壓縮性，使得在由高壓向低壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)壓力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變得遲緩而降低，從而使旋轉(zhuǎn)閥的效率及液壓系統(tǒng)的效率降低。圖2所示的菱形入口是位于閥套上的，沿閥套的圓周方向布置，閥套的圓周上有一個(gè)通道，將液壓泵的流體送到各菱形入口，菱形入口的數(shù)量等于閥芯上螺旋刃帶對的數(shù)量(N)。菱形入口的方向與閥芯中心有一個(gè)偏心，形成流體動(dòng)量。圖2中，1 為菱形高度，Rw為菱形寬度，β為螺旋角。圖4中，Ht為螺旋厚度，Hh為螺旋高度，Hw為螺旋寬度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種通過降低閥的壓降來實(shí)現(xiàn)減少流體通過閥時(shí)的流量損失的液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，方便實(shí)用。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥，包括有閥芯，閥芯分為三段，中間段L為脈沖寬度調(diào)制PWM段，兩端Ll為出口段，中間段L的圓柱表面上設(shè)有交替的螺旋刃帶，螺旋刃帶將閥芯表面分為一路通向載荷回路Ρ1，另一路通向回油路Ρ2的兩個(gè)油腔，其中中間段L包括有并聯(lián)的兩段或兩段以上的脈沖寬度調(diào)制PWM段。上述脈沖寬度調(diào)制PWM段的流量與壓降的關(guān)系為
Q = C,A F^ ,通過一個(gè)脈沖寬度調(diào)制PWM段的流量下降時(shí)，其壓降也會(huì)下降，當(dāng)流量下 VP
降一半時(shí)，壓降只有原來的四分之一，當(dāng)流量下降為原來的三分之一時(shí)，壓降只有原來的九分之一。本實(shí)用新型由于采用通過在閥芯表面PWM段布置較多的螺旋刃帶的結(jié)構(gòu)，則閥芯每轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)，可以獲得更多的PWM周期。但當(dāng)PWM增加到很高時(shí)，流體的可壓縮性等造成閥的狀態(tài)切換過程損失增加，閥的效率下降。因此通過增加PWM中心段適當(dāng)降低閥的旋轉(zhuǎn)速度可提高閥的效率。本實(shí)用新型自旋轉(zhuǎn)高速開關(guān)閥的旋轉(zhuǎn)速度與流量的平方成正比。因此可達(dá)到很高的旋轉(zhuǎn)速度。本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)高速開關(guān)閥可用于與定量泵蓄能器等一起構(gòu)成虛擬變量泵?？梢垣@得較高的效率以及帶寬，本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)二位三通旋轉(zhuǎn)高速開關(guān)閥閥芯結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為圖1中位于靜止閥套上的菱形入口的展開圖；圖3為圖1中A處螺旋刃帶在0° 360°的展開圖；圖4為圖1中單個(gè)螺旋刃帶的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)二位三通旋轉(zhuǎn)高速開關(guān)閥的油路走向示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例高速開關(guān)閥兩段PWM中心段并聯(lián)的閥芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6中螺旋刃帶在0° 360°的展開圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例高速開關(guān)閥的油路走向示意圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例兩個(gè)PWM中心段重疊部分L2的油路走向示意圖；圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例與其他構(gòu)件組成液壓系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6、7、8、9所示，本實(shí)用新型的液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥，包括有閥芯1，閥芯1分為三段，中間段L為脈沖寬度調(diào)制PWM段，兩端Ll為出口段，中間段L的圓柱表面上設(shè)有交替的螺旋刃帶2，螺旋刃帶2將閥芯表面分為一路通向載荷回路P1，另一路通向回油路P2的兩個(gè)油腔，其中中間段L包括有并聯(lián)的兩段或兩段以上的脈沖寬度調(diào)制PWM段。
β本實(shí)施例中，上述脈沖寬度調(diào)制PWM段的流量與壓降的關(guān)系為Q = CdA —Δρ ,通
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過一個(gè)脈沖寬度調(diào)制PWM段的流量下降時(shí)，其壓降也會(huì)下降，當(dāng)流量下降一半時(shí)，壓降只有原來的四分之一，當(dāng)流量下降為原來的三分之一時(shí)，壓降只有原來的九分之一。這相當(dāng)于電路中的電阻并聯(lián)現(xiàn)象，電流不變時(shí)通過并聯(lián)電阻的功率消耗降低，流量類似電路的電流，壓力降類似于電路中的電壓降。因此可以達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí)也增加了 PWM占空比的調(diào)節(jié)靈敏度。但可能會(huì)引起閥芯旋轉(zhuǎn)速度的下降從而降低閥的性能。這要求在設(shè)計(jì)中在節(jié)能和性能之間尋找一個(gè)平衡。本實(shí)用新型的液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥3與單向閥4、蓄能器5、節(jié)流閥負(fù)載6、 定量泵7組成虛擬變量泵的原理圖如圖10所示，可以獲得較高的效率以及帶寬。
權(quán)利要求1.一種液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥，包括有閥芯(1 )，閥芯(1)分為三段，中間段L為脈沖寬度調(diào)制PWM段，兩端Ll為出口段，中間段L的圓柱表面上設(shè)有交替的螺旋刃帶(2)，螺旋刃帶(2)將閥芯表面分為一路通向載荷回路P1，另一路通向回油路P2的兩個(gè)油腔，其特征在于中間段L包括有并聯(lián)的兩段或兩段以上的脈沖寬度調(diào)制PWM段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥， 其特征在于上述脈沖寬度調(diào)制PWM段的流量與壓降的關(guān)系為Q 二 CdAWh^ ,通過一個(gè)脈沖寬度調(diào)制PWM段的流量下降時(shí)，其壓降也會(huì)下降，當(dāng)流量下 i/p降一半時(shí)，壓降只有原來的四分之一，當(dāng)流量下降為原來的三分之一時(shí)，壓降只有原來的九分之一。
專利摘要本實(shí)用新型是一種液壓傳動(dòng)用節(jié)能高速開關(guān)閥。包括閥芯，閥芯分為三段，中間段L為脈沖寬度調(diào)制PWM段，兩端L1為出口段，中間段L的圓柱表面上設(shè)有交替的螺旋刃帶，螺旋刃帶將閥芯表面分為一路通向載荷回路P1，另一路通向回油路P2的兩個(gè)油腔，其中中間段L包括有并聯(lián)的兩段或兩段以上的脈沖寬度調(diào)制PWM段。本實(shí)用新型由于采用通過在閥芯表面PWM段布置較多的螺旋刃帶的結(jié)構(gòu)，則閥芯每轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)，可以獲得更多的PWM周期。但當(dāng)PWM增加到很高時(shí)，流體的可壓縮性等造成閥的狀態(tài)切換過程損失增加，閥的效率下降。因此通過增加PWM中心段適當(dāng)降低閥的旋轉(zhuǎn)速度可提高閥的效率。本實(shí)用新型開關(guān)閥可用于與定量泵蓄能器等一起構(gòu)成虛擬變量泵，能獲得較高的效率及帶寬。
文檔編號F15B13/02GK202031899SQ201120048090
公開日2011年11月9日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者陳健 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)