回转阀装置 |
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| 申请号 | CN201510566121.7 | 申请日 | 2015-09-08 | 公开(公告)号 | CN105402441A | 公开(公告)日 | 2016-03-16 |
| 申请人 | 株式会社丰田自动织机; | 发明人 | 山口和幸; 广濑直贵; | ||||
| 摘要 | 一种回转 阀 装置，所述回转阀装置包括 阀体 ，所述阀体具有阀孔和连接到阀孔的多个端口。回转阀装置进一步地包括具有连通通路的回转阀和驱动以转动回转阀以调节 流体 的流动的 马 达。阀体具有与阀孔和端口互连的第一供应通路和第二供应通路。第二供应通路在比第一供应通路更接近的阀孔的轴向端部的 位置 处连接到阀孔。从第二供应通路供应的流体具有比从第一供应通路供应的流体更低的压 力 。密封构件在阀孔的相应的相反端部处介于阀孔的内圆周表面和回转阀的外圆周表面之间。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种回转阀装置(50)，包括： |
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| 说明书全文 | 回转阀装置技术领域背景技术[0002] 出版号2013-113393的日本专利申请公开了回转阀装置的示例。参见图8，数字80指示在上述出版物中公开的回转阀装置。回转阀80装置包括阀体81和回转阀90，所述回转阀设置在形成通过阀体81的阀孔(转动空间)82中。阀体81在其中具有通向阀孔82的多个端口81A。在回转阀装置80中，任何两个端口81A不与彼此连通但是连接到相同的压力源。 [0003] 回转阀90可旋转地设置在阀体81的阀孔82中。回转阀90包括轴部分91，所述轴部分在其中具有相互连接的多个孔91A。回转阀90可相对于阀体旋转到至少三个角位置。通过回转阀90的转动，阀体81的端口81A可控制地连接到回转阀90的内孔91A或切断与回转阀90的内孔91A的连接，以促使液压油在任何需要的方向上流动，从而以控制致动器的操作。在上述出版物的回转阀装置80中，回转阀90被步进马达或伺服电机驱动。 [0004] 虽然上述出版物的回转阀装置80具有连接到端口81A的单个液压油供应源，但是回转阀装置可以具有诸如高压液压油和低压液压油等的两种液压油供应源。在该情况下，要求通过在回转阀的外圆周和阀孔的内圆周之间密封，以防止高压液压油混合进入低压液压油中并且从阀孔泄露。因此，设置有两个供应源的回转阀装置需要用于高压的密封构件，所述密封构件导致对于回转阀的转动的较大阻力，因而防止高速转动。 [0005] 已经鉴于上述问题做出的本发明旨在提供允许高速转动的回转阀装置。 发明内容[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种回转阀装置，所述回转阀装置包括阀体，所述阀体具有阀孔和连接到阀孔的多个端口。回转阀装置进一步地包括回转阀和马达，其中所述回转阀可旋转地支撑在阀孔中并且具有多个连通通路，所述马达驱动以转动回转阀以调节流体的流动。阀体具有第一供应通路和第二供应通路，所述第一供应通路互连阀孔和端口中的至少一个，并且所述第二供应通路互连阀孔和端口中的至少另一个。第二供应通路在阀孔的轴向方向上比第一供应通路更接近阀孔的端部的位置处连接到阀孔。当第二供应通路与阀孔连通时从第二供应通路供应到阀孔的流体具有比当第一供应通路与阀孔连通时从第一供应通路供应到阀孔的流体具有更低的压力。一对密封构件在阀孔的轴向方向上在阀孔的相应的相反端部处位于阀孔的内圆周表面和回转阀的外圆周表面之间。 附图说明[0008] 通过参考对目前优选的实施例的以下描述连同附图，可以最优地理解本发明连同其目的和优点，在所述附图中： [0009] 图1是示出根据本发明的实施例的注射成型装置和回转阀装置的示意图； [0010] 图2A和2B是图1的旋转式阀装置的透视图； [0011] 图3是图1的回转阀压缩机的纵向剖视图； [0012] 图4是在高速阶段操作过程中图1的注射成型装置和回转阀装置的示意图； [0013] 图5A、5B、5C和5D分别是在高速操作过程中图3的回转阀装置的沿着线I-I、线II-II、线III-III、和线IV-IV截取的剖视图； [0014] 图6A、6B、6C和6D分别是在高压操作过程中图3的回转阀装置的沿着线I-I、线II-II、线III-III、和线IV-IV截取的剖视图； [0015] 图7是示出在增压阶段操作过程中的注射成型装置和回转阀装置的示意图；并且[0016] 图8是示出根据背景技术的常规回转阀装置的透视图。 具体实施方式[0017] 下文将参照图1至图7描述根据本发明的实施例的回转阀装置，所述回转阀装置适于用于注射成型装置。首先，将描述注射成型装置。 [0018] 参见图1，通过数字10指定的注射成型装置将作为成型材料的熔融金属，诸如铝，注射空腔13中，所述空腔由固定模具构件11和可移动模具构件12形成。当成型材料被固化时形成成型物品，并且然后移除成型物品。提供一种模具夹紧装置(未示出)，所述模具夹紧装置打开、关闭和夹紧固定模具构件11和可移动模具构件12。 [0019] 注射成型装置10包括具有活塞杆16A的压射缸16和连接到活塞杆16A的端部的注射柱塞15。压射缸16驱动注射柱塞15。注射成型装置10进一步地包括与空腔13连通的注射套筒14。被压射缸16驱动的注射柱塞15将设置在注射套筒14中的熔融金属成型材料推进空腔13中。换句话说，注射柱塞15将成型材料注射并且填充进入空腔13中。 [0020] 压射缸16连接到供应和排放作为流体的液压油的高速缸24和增压缸23。具体地，注射成型装置10具有主管30，所述主管用作液压油的供应和排放通路，并且主管30的一个端部连接到压射缸16的底腔16B并且主管30的另一个端部连接到用作转换阀的回转阀装置50。回转阀装置50对应于本发明的转换阀。另外，注射成型装置10进一步具有第一子管31和第二子管32，所述第一子管和第二子管在它们的端部处连接到回转阀装置50并且用作液压油的供应和排放通路。回转阀装置50经由管连接到液压油贮存器40。 [0021] 第一子管31的另一个端部连接到高速缸24的底腔24B，高速缸24向压射缸16的底腔16B提供流体液压油。第二子管32的另一个端部连接到增压缸23的底腔23B，增压缸23也向压射缸16的底腔16B提供液压油。高速缸24的杆腔24R和增压缸23的杆腔23R都连接到贮存器40。 [0022] 增压缸23具有比高速缸24的直径更小的直径。高速缸24具有活塞24P和活塞杆24A，所述活塞杆在其端部处具有活塞24P并且连接到电源(未示出)。类似地，增压缸23具有活塞杆23A，所述活塞杆在其端部处具有活塞23P并且连接到另一电源(也未示出)。 [0023] 具有上述构造的注射成型装置10可在两个不同的阶段操作，即高速阶段和增压阶段。在高速阶段中执行注射成型的初始操作，在高速阶段过程中，压射缸16的活塞16P以高速移动以将注射套筒14中的熔融金属推进模具构件11、12的空腔13中。在高速阶段操作过程中，施加到熔融金属材料的注射压力被逐渐增加到预定压力。因而，高速阶段操作在高速缸24的操作过程期间发生。 [0024] 在高速阶段操作之后发生的增压阶段操作是注射成型过程的最后一个步骤，在所述步骤过程中，空腔13中的熔融金属被压射缸16的活塞16P或注射柱塞15的进一步向前运动加压。在增压阶段操作过程中，在注射套筒14中施加到熔融金属材料的注射压力比在高速阶段操作过程中的注射压力更大。因而，增压阶段操作在增压缸23的操作过程期间发生。 [0025] 下文将描述回转阀装置50。回转阀装置50可在三个不同的位置处操作，即图1示出的第一位置P1、第二位置P2和第三位置P3。在图1示出的第一位置P1处，回转阀装置50在高速缸24的底腔24B和贮存器40之间以及在高速缸24的底腔24B和压射缸16的底腔16B之间提供连通，同时在增压缸23的底腔23B和压射缸16的底腔16B之间切断连通。 [0026] 参照图4，在第二位置P2处的回转阀装置50在高速缸24的底腔24B和压射缸16的底腔16B之间提供连通，同时在增压缸23的底腔23B和压射缸16的底腔16B之间切断连通。在第二位置P2处，高速缸24的底腔24B和增压缸23的底腔23B不与贮存器40连通。在回转阀装置50的该第二位置P2处，执行高速阶段操作。 [0027] 在回转阀装置50的第二位置P2处，高速缸24的底腔24B中的液压油被快速或高速提供到压射缸16的底腔16B，并且压射缸16将注射套筒14中的熔融金属快速推进空腔13中。在这种情况下，在增压缸23的底腔23B中没有液压油被提供到压射缸16的底腔16B。压射缸16的杆腔16R中的液压油被排出到贮存器40。 [0028] 参照图7，当回转阀装置50位于第三位置P3处时，分别地，高速缸24的底腔24B被促使与贮存器40连通，并且增压缸23的底腔23B被促使与压射缸16的底腔16B连通。在回转阀装置50的该第三位置P3处，执行增压阶段操作。即，在增压缸23的底腔23B中的液压油被提供到压射缸16的底腔16B，从而注射套筒14中的熔融金属被压射缸16加压。 同时地，高速缸24的底腔24B中的和压射缸16的杆腔16R中的液压油被排出到贮存器40。 [0029] 下文将描述回转阀装置50的构造。参见图3，回转阀装置50包括矩形箱形状的阀体51和阀孔52，所述阀孔形成在阀体中并且在阀体51的纵向方向上延伸或如图3所示竖直地延伸。为了描述回转阀装置50，阀孔52的轴线延伸的方向将被称为轴向方向。回转阀装置50具有圆筒状回转阀53，所述圆筒状回转阀被插入阀孔52中并且被安装到阀体51的轴承(未示出)可旋转地支撑。 [0030] 阀孔52在轴向方向上的相反端部被盖54关闭。回转阀装置50设置有马达M，所述马达M安装在阀孔52的一个轴向端部处并且驱动以转动回转阀53。回转阀装置50在阀孔52的相反端部处具有作为一对密封构件的低压密封构件55。具体地，低压密封构件55在阀孔52的相反端部处被设置在阀孔52中，用于密封在回转阀53的外圆周表面和阀孔52的内圆周表面之间，从而以防止液压油的泄露。换句话说，一对低压密封构件55在阀孔52的轴向方向上在阀孔52的相应的相反端部处位于阀孔52的内圆周表面和回转阀53的外圆周表面之间。 [0031] 如图2A所示，两个第一供应端口61在阀体51的轴向中心中形成通过阀体51的第一侧面51A。连接到增压缸23的底腔23B的第二子管32分别地分支和连接到第一供应端口61。 [0032] 如图5D所示，回转阀装置50的阀体51在其中具有一对第一供应通路62，所述一对第一供应通路的一个端部分别地对应于第一供应端口61，并且所述一对第一供应通路的另一个端部在阀孔52的径向相反侧的位置处分别地连接到阀孔52。来自增压缸23的高压液压油流动通过第一供应端口61和第一供应通路62，并且然后被提供到阀孔52。换句话说，第一供应通路62与第一供应端口61和阀孔52互连。 [0033] 如图2B所示，阀体51具有形成通过阀体51的第二侧面51B的第二供应端口63，所述第二侧面是垂直于第一侧面51A延伸的四个表面中的一个。第二供应端口63连接到第一子管31，所述第一子管连接到高速缸24的底腔24B。 [0034] 如图3所示，阀体51在其中具有平行于阀孔52延伸的第二供应通路64，并且第二供应端口63连接到第二供应通路64的一个端部。换句话说，第二供应通路64与阀孔52和第二供应端口63互连。第二供应通路64的相反端部分别地被分支成第一分支通路65和第二分支通路66，第二供应通路64的相反端部通过所述第一分支通路和第二分支通路连接到阀孔52。换句话说，阀体51具有两个分支通路65、66，所述两个分支通路在阀孔52的轴向方向上在相应的两个端部侧从第二供应通路64分支。 [0035] 如图5A所示，在阀体51中轴向地定位到第二分支通路66外的第一分支通路65连接到阀孔52。如图5B所示，第二分支通路66在阀孔52的径向相反侧的两个位置处连接到阀孔52。来自高速缸24的低压液压油流动通过第二供应端口63和第二供应通路64，并且然后，被提供到第一分支通路65和第二分支通路66。 [0036] 如图2B所示，阀体51具有排出端口67，该排出端口形成通过定位在阀体51的与阀体51的第一侧面51A相反的一侧的第三侧面51C。如图5C所示，排出端口67连接到排出通路68一个端部，并且排出通路68的另一个端部被连接到阀孔52。另外，排出端口67连接到主管30的另一个端部，从而排出端口67通过主管30连接到压射缸16的底腔16B。 [0037] 如图2B所示，排放端口69在阀体51的第三侧面51C中与排出端口67并排形成。如图3、5C和5D所示，排放端口69连接到排放通路70的一个端部，所述排放通路在阀体51的轴向方向上在阀体51中延伸，并且在阀孔52的与第一分支通路65连接到阀孔52的位置相反的一侧，排放通路70的另一个端部连接到阀孔52。排放端口69还连接到贮存器40。 [0038] 在阀体51中，在回转阀53的外圆周表面和阀孔52的内圆周表面之间的密封可以通过适当地设置在回转阀53的外圆周表面和阀孔52的内圆周表面之间的间隙以被实现。 [0039] 如图3和5C所示，回转阀53围绕其外圆周并且在其轴向中心处具有作为本发明的连通通路的一对高压连通通路53A和与相应的高压连通通路53A的端部连接的一对供应连通通路53B。高压连通通路53A被布置在回转阀53的径向相反侧并且在回转阀53的轴向方向上延伸，并且供应连通通路53B在回转阀53的径向方向上延伸并且在高压连通通路53A之间提供流体连通。 [0040] 当回转阀装置50通过回转阀53的转动以被切换到第二位置P2时，成对的高压连通通路53A位于在第一供应通路62和排出通路68之间的连通被关闭的位置处，如图5C和5D所示，从而第一供应端口61和排出端口67不与彼此连通。 [0041] 当回转阀装置50通过回转阀53的转动以被切换到第三位置P3时，成对的高压连通通路53A位于经由高压连通通路53A在第一供应通路62和排出通路68之间提供流体连通的位置处，如图6C和6D所示。因此，第一供应端口61经由第一供应通路62和排出通路68与排出端口67连通。 [0042] 如图3和5A所示，回转阀53在其外圆周上并且在邻近其相反端部处的位置处具有作为本发明的连通通路的一对排放连通通路53C。具体地，回转阀53的一部分在径向方向上凹陷从而以形成排放连通通路53C。在回转阀装置50的第二位置P2处，第一分支通路65和排放通路70之间的连通被关闭，如图5A所示，从而第二供应端口63和排放端口69不连通。 [0043] 在回转阀装置50的第三位置P3处，排放连通通路53C在第一分支通路65和排放通路70之间提供流体连通，如图6A所示，因而在第二供应端口63和排放端口69之间提供流体连通。 [0044] 如图3和6B所示，两对低压连通通路53D在排放连通通路53C的轴向向内的位置处形成在回转阀53的外圆周和阀体51的内圆周之间。如图6B所示，每对低压连通通路53D都通过回转阀53的相反侧上的凹槽形成。低压连通通路53D可在其一端处与第二分支通路66连通，并且在其另一端处与供应连通通路53B连通。低压连通通路53D在回转阀 53的轴向方向上延伸。 [0045] 在回转阀装置50的第二位置P2处，低压连通通路53D分别地经由供应连通通路53B在第二分支通路66和排出通路68之间和在第二供应端口63和排出端口67之间提供流体连通，如图5B所示。在图6B的回转阀装置50的第三位置P3处，第二分支通路66和排出通路68之间的连通被关闭，因而关闭第二供应端口63和排出端口67之间的连通。换句话说，流体液压油的流动通过回转阀53的转动以被控制。 [0046] 下文将描述本实施例的回转阀装置50的以高压阶段操作开始的操作。 [0047] 如图1所示，压射缸16的活塞16P、高速缸24的活塞24P和增压缸23的活塞23P在高速阶段操作之前位于其相应的初始位置处。 [0048] 在活塞16P、24P和23P的该位置处，没有注射压力施加到注射套筒14中的熔融金属材料并且回转阀装置50位于第一位置P1处。 [0049] 当固定模具构件11和可移动模具构件12已经被夹紧并且熔融金属材料已经被送入注射套筒14中时，高速阶段操作开始并且回转阀装置50被切换到第二位置P2。 [0050] 如图4所示，来自电源的驱动力促使高速缸24的活塞24P进行向前运动，这促使高速缸24的底腔24B中的液压油流过第一子管31和回转阀装置50进入压射缸16的底腔16B中。 [0051] 具体地，高速缸24的活塞24P的向前运动促使底腔24B中的液压油经由第一子管31流动到回转阀装置50的第二供应端口63。液压油进一步通过回转阀53中的第二供应通路64、第二分支通路66和低压连通通路53D和供应连通通路53B流动到排出通路68。高速缸24中的液压油因而经由排出端口67从排出通路68被提供到压射缸16的底腔16B。 [0052] 同时地，提供到第二供应端口63的液压油流动通过第二供应通路64和第一分支通路65。然而，因为回转阀53的排放连通通路53C然后在第一分支通路65和排放通路70之间不提供流体连通，因而从高速缸24供应的液压油不排出到贮存器40。 [0053] 此外，在图5D示出的回转阀装置50的第二位置P2处，回转阀53的高压连通通路53A不与第一供应通路62连通，因而关闭第一供应通路62和排出通路68之间的连通。因此，没有液压油从增压缸23被供应。 [0054] 从高速阶段操作的开始，注射压力逐渐增加到预定水平。在高速阶段操作过程中，压射缸16促使注射柱塞15以高速注射熔融金属材料，并且在模具构件11、12的空腔13已经被填充有熔融金属之后，抵抗活塞16P的向前运动的阻力被生成。因而，压射缸16的底腔16B中的注射压力通过来自高速缸24的液压油以被增加并且，当压射缸16的活塞16P被移动到预定位置时，回转阀装置50被切换到增压阶段操作。 [0055] 在增压阶段操作中，回转阀装置50位于第三位置P3处。参照示出在增压阶段操作过程中的回转阀装置的图7，增压缸23的活塞23P被电源驱动以进行向前运动，这促使增压缸23的底腔23B中的液压油流过第二子管32和回转阀装置50进入压射缸16的底腔16B中。 [0056] 增压缸23的活塞23P的向前运动促使底腔23B中的液压油经由第二子管32流动到回转阀装置50的第一供应端口61。因此，第一供应端口61中的液压油经由高压连通通路53A流动通过第一供应通路62和排出通路68并且然后被提供到供应连通通路53B，如图6D所示。因而，增压缸23中的液压油经由排出端口67被提供到压射缸16的底腔16B。 [0057] 同时地，提供到第二供应端口63的液压油流动通过第二供应通路64和第一分支通路65并且经由回转阀53的排放连通通路53C流动到排放通路70。因此，第二供应端口63中的液压油经由排放端口69被从排放通路70排出到贮存器40。 [0058] 此时，第二分支通路66和排出通路68之间的流体连通被关闭，从而第二分支通路66中的液压油不被允许从排出端口67排出。 [0059] 从增压缸23供应到压射缸16的底腔16B的液压油增加压射缸16的底腔16B中的压力并且，因此底腔16B中的被施加到压射缸16的活塞16P的压力也被增加。因此，对空腔13中的熔融金属材料加压的注射压力被增加。 [0060] 当空腔13中的金属材料已经被固化时，固定模具构件11和可移动模具构件12被打开并且成型品被移除。上述实施例提供了以下作用。 [0061] (1)在回转阀装置50中，其中提供高压液压油的第一供应通路62围绕阀孔52的轴向中心形成，同时提供具有比由第一供应通路提供的液压油的压力更低的压力的流体的第二供应通路64在阀孔52的轴向方向上形成在比第一供应通路62更接近阀孔52的端部的位置处，低压密封构件55可以被有效地使用以防止低压液压油从阀孔52相反端部泄露。如果高压液压油在阀孔52的轴向相反端部中流动，则高压密封构件需要被使用，这导致作用在回转阀53上的更大阻力。低压密封构件55的使用有助于减少回转阀53的滑动阻力，因而允许回转阀53以增加的速度转动。 [0062] (2)在阀体51中，通过适当地设置端口之间的间隙以在端口之间实现非接触密封。回转阀53的滑动阻力仅源自于低压密封构件55，从而回转阀53的转动速度可以被增加。 [0063] (3)在高压液压油流动通过的第一供应通路62在阀孔52的径向相反的两位置处被连接到阀孔52的构造中，具有大致相同压力的液压油从其径向相反的两位置作用在回转阀53上，从而回转阀53以浮动方式被支撑在液压油中。回转阀装置50的该构造防止回转阀53在阀孔52中倾斜并且因此防止回转阀53的任何部分接触阀孔52的内圆周表面。因此，在回转阀53的转动过程中的滑动阻力仅由低压密封构件55所导致。这能使回转阀 53增加其旋转速度。 [0064] (4)第二供应通路64的第一分支通路65和第二分支通路66相对于阀孔52形成在阀体51的一侧。因而，包括第一分支通路65和第二分支通路66的第二供应通路64可以容易地被形成。第一分支通路65仅在阀孔的一侧与阀孔52连通，这可以导致回转阀53倾斜。然而，因为通过第一分支通路65提供的液压油是低压油，因而该倾斜可以被防止。 [0065] (5)在高速阶段操作在回转阀装置50的第二位置P2处被高速缸24执行之后，在高速缸24与贮存器40连通的情况下，增压阶段操作在回转阀装置50的第二位置P3处被增压缸23执行。与两个阀用于改变到压射缸16的连接的情况比较，也就是，第一阀用于高速阶段操作之后，第二阀用于将高速缸24连接到贮存器40并且然后第一阀再次用于增压阶段操作，根据本实施例的回转阀装置50不必根据操作以改变阀。因而，用于将高速阶段操作转变到增压阶段操作的时间可以被减少。 [0066] 因此，在高速阶段中填充空腔13的熔融金属材料几乎不被固定模具构件11和可移动模具构件12冷却，从而在增压阶段过程中熔融金属材料被充分推入空腔13中。所产生的成型品具有较高的密度和增加的强度，因而形成较高的质量。 [0067] 可以以各种方式改变上述实施例，如下所述。 [0068] 回转阀装置50适用于除了注射成型装置10的装置。 [0069] 虽然回转阀装置50用于注射成型装置10中以在高速阶段操作和增压阶段操作中改变流动通路，但是回转阀装置50可以用于具有低速缸和高速缸的注射成型装置中以改变流量通道。 [0070] 高压液压油流动通过的第一供应通路62可以不形成在阀孔52的径向相反位置处。 [0071] 第二供应通路64的第一分支通路65和第二分支通路66可以不仅形成在阀体51中的阀孔52的一侧。 [0072] 根据本实施例，虽然第二供应通路64的相反轴向量端与阀孔52连通，但是第二供应通路64可以与阀孔52的一个端部连通。 [0073] 可以根据需要改变回转阀装置50中的连通通路和端口的数量。 |
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