技术领域
[0001] 本
发明属于液压数字阀领域，涉及一种高压的、带自锁结构的比例换向数字阀。
背景技术
[0002] 液压数字阀在测试仪器、各种
工程机械、航天航空、机床等行业都有广泛的应用。高压的液压系统可以增加
能量密度以降低整个液压系统的成本。使用本发明的带自锁功能的高压数字液比例换向阀，在实际应用中，不仅可以使用于高压系统，而且可以替代传统的换向阀、
球阀和比例数字阀，一个阀整合了多个传统阀的机能，使整个系统的体积减少，控制也更为便捷。
[0003] 目前，
现有技术中数字比例换向阀能够很好的起到换向和比例节流的机能，但是由于需要切换平顺又能比例节流，就不可能将
阀体和阀芯之间的间隙做到很小，加之高压的原因，很难在中位不会
泄漏，起到截止的机能。一般的应用是在数字比例换向阀的
基础上
串联一个球阀来做截止保压的作用。因此如果一个阀能够做到两个阀的机能，那么对于紧凑场合的使用就很有意义，也降低了液压系统的控制难度。
发明内容
[0004] 本发明的目的是针对现有技术的改进，提供一种带自锁功能的高压数字比例换向阀，该阀具有结构简单、结构微型化、集成度高、控制简单的特点。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现一种带自锁功能的高压数字比例换向阀，包括微型
电机、传动小
齿轮、传动大齿轮、
螺纹铜套、阀套、阀体、后盖、杠杆、电磁
铁、
推杆、铜塞、密封螺套、
锡青铜套、
密封垫片、密封陶瓷球、球座、
弹簧、齿轮箱、主阀芯、尼龙塞、球涨螺堵、进油通道和出油通道。
[0006] 所述微型电机为主阀的动
力单元，可以是步进电机、微型
伺服电机等电机形态。微型电机由
驱动器驱动，各种驱动器形态不一，不在本
专利中表述。
[0007] 所述传动
小齿轮，即是直接连接电机转动轴的齿数较少的齿轮和连接阀芯的齿数较多的大齿轮组成齿轮对，以此将电机轴的转动运动转变为阀芯的直线运动，达到推动阀芯前进后退的效果。
[0008] 所述传动大齿轮，即是连接阀芯的齿数较多的大齿轮和上述
传动小齿轮配合作用，达到推动阀芯前进后退的效果；传动大齿轮上装有挡
块，用于和齿轮箱上的挡块配合，用于
定位阀芯
位置。
[0009] 所述螺纹铜套，是用于安装阀芯，并与阀芯上的
外螺纹配合，使阀芯在转动的同时能够直线运动的机构。
[0010] 所述阀套，即是采用高强度材料，镶嵌在阀体中，其中的结构和阀芯配合作用，改变流道大小以达到驱动液压油流动方向改变的功能；这个结构也是有别于普通中低压阀的。普通中低压阀往往只有阀芯和阀体配合作用，在高压和超高压的情况下，阀体因为结构和材料的原因往往难以正常工作。使用高强度材料作为阀套结构，再加上阀套结构的一致性，使得阀更容易在高性价比的情况下实现超高压的
液压阀。
[0011] 所述阀体，分别开有若干进油通道和出油通道及一些工艺通道，阀套与阀体匹配形成密封。
[0012] 所述后盖，方形端盖，中间挖空，装有
支撑推杆的销子，联接主阀体和电
磁铁。
[0013] 所述杠杆，一头通过活动销子固定在端盖，下部顶住
截止阀部分的推杆，上部抵在电磁铁的铁芯上，截止阀推杆通过
钢珠承接弹簧力使整个杠杆处于稳定状态。
[0014] 所述电磁铁，得电时将铁芯推出，失电时，弹簧通过杠杆压缩电磁铁铁芯至原始位置；
[0015] 所述推杆，采用高硬度材料Cr12MOV，一头抵住杠杆，一头抵住陶瓷密封球。
[0016] 所述铜塞，为外圆柱面带螺纹结构，左端面挡住聚
氨酯油封，右端螺纹和大阀体配合，中间和推杆配合，右端面有2个安装孔，用于铜塞安装时拧紧用。
[0017] 所述密封螺套，圆筒形结构，置于阀体内部，用于固定铜塞，进一步定位聚氨酯油封、锡青铜套及推杆。
[0018] 所述锡青铜套，圆管形结构，套在推杆外侧，左右两侧分别支撑O型圈和聚氨酯油封，起定位两侧O型圈和聚氨酯油封用。
[0019] 所述密封垫片，需和密封陶瓷球研配，起密封液压油之作用。
[0020] 所述密封陶瓷球，即采用陶瓷材料的密封球。
[0021] 所述球座，镶嵌住密封陶瓷球，并于另一端套在弹簧一端，使弹簧推住密封陶瓷球和密封垫片配合，密封液压油。
[0022] 所述弹簧，在阀体最下层的最左端，起推动密封陶瓷球的作用。
[0023] 所述齿轮箱，材料为
铝，内置大小传动齿轮，并用于固结电机和主阀体，小齿轮装配于电机轴，大齿轮装配于主阀芯，大小齿轮在齿轮箱中
啮合；齿轮箱的内侧装有一个小挡块，可用于和传动大齿轮上的挡块相碰撞，用于初始位置的定位。
[0024] 所述主阀芯，是实现换向和节流功能的主体，采用Cr12MoV材料，大齿轮固定于最左端，左端接近齿轮部分是螺纹，大齿轮在小齿轮的带动下旋转时，在螺纹的作用下，整个主阀芯可以在旋转的同时进行左右的平移。
[0025] 所述尼龙塞，材料为尼龙的圆柱体，一端略带
角度，用于封闭主阀体右端，防止溢出的液压油流入后盖的空腔中。
[0026] 所述球涨螺堵，内有钢球被压到套筒底部时,钢球使一段套筒产生径向膨胀,轴向
应力转变为套筒的径向膨胀。此刻,由套筒外围环形槽所形成的尖齿被迫压入周围的
工件材料中, 从而形成有效的高压。
[0027] 进一步地，所述线圈失电时，杠杆失去电磁力，在
复位弹簧压缩力的作用下，推动推杆沿轴向从左往右运动，密封陶瓷球和球座也从左往右运动，直到密封陶瓷球与密封螺套之间的出油通道关闭密封；此时，液压油无法在下部球阀内流通，阀底部的进油通道到出油通道的流道被阻断。
[0028] 本发明的有益结果是：
[0029] (1)带自锁功能的高压数字比例换向阀功能强大，结构简单，能满足多项机能要求，并且能在高压等特殊工况或者结构紧凑的环境下的小尺寸安装要求下使用；
[0030] (2)带自锁功能，可以在超高压的工况下，既可以实现换向和比例节流，又可以在超高压的情况下实现压力锁定，泄漏量非常少，保压时间长；
[0031] (3)在超高压锁定时，如需泄压，可以通过电磁铁打开底部锁定部分，通过主阀芯的微量间隙降压，待到压力下降后再通过主阀芯的动作增加泄漏量来降压，起到最大限度避免液压冲击的效果；
附图说明
[0032] 图1是带自锁功能的高压数字比例换向阀总装图；
[0033] 图2a-图2c是带自锁功能的高压数字比例换向阀主阀体剖视图；
[0034] 图3是带自锁功能的高压数字比例换向阀主阀芯示意图；
[0035] 图4是带自锁功能的高压数字比例换向阀主阀芯节流口及均压槽示意图；
[0036] 图中：1-步进电机、2-传动小齿轮、3-传动大齿轮、4-螺纹铜套、5-阀套、6-阀体、7-后盖、8- 杠杆、9-电磁铁、10-推杆、11-铜塞、12-密封螺套、13-锡青铜套、14-密封垫片、15-密封陶瓷球、16- 球座、17-弹簧、18-齿轮箱、19-主阀芯、20-尼龙塞、21-球涨螺堵。
具体实施方式
[0037] 下面结合附图对本发明的较佳
实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0038] 如图1-3所示，本实施例提供的一种带自锁功能的高压数字比例换向阀，包括：电机1、传动小齿轮2、传动大齿轮3、螺纹铜套4、阀套5、阀体6、后盖7、杠杆8、电磁铁9、推杆10、铜塞11、密封螺套12、锡青铜套13、密封垫片14、密封陶瓷球15、球座16、弹簧17、齿轮箱 18、主阀芯19、尼龙塞20、球涨螺堵21。
[0039] 如图2a-图2c所示，所述阀体6为40Cr材料的长方体，加工有各流道、工艺孔及通孔，用于安装阀套5及密封螺套12、密封垫片14等。第一步需将阀套5通过过盈方式压入阀体6，并且需要确认是否安装到位。进一步，
过盈配合压入螺纹铜套4。在此基础上精细加工螺纹铜套 4的
内螺纹及阀套5的内壁。
[0040] 进一步，安装阀的下半部份之前，将所述密封陶瓷球15和密封垫片14进行研配，达到要求后将密封陶瓷球15固定在球座16上。所述球座16有一个小凸台，可以安装于弹簧17内。安装好后，将该组合体自右向左塞入阀体6。将
密封圈及密封垫装入密封垫片14后再自右向左装入阀体6，和密封陶瓷球15
接触配合。进一步，再将密封圈及密封垫装入密封螺套12后，将密封螺套12自右向左旋转装入阀体6。进一步，将密封圈、密封垫及锡青铜套13装上推杆10，再将组合件自右向左推入密封螺套12内，直到密封螺套12和密封陶瓷球15相接触。
按压推杆 10，可感觉有弹性，并可完全复位。进一步，将铜塞11套住推杆10旋入密封螺套12直至安装定位。
[0041] 进一步，将杠杆8通过销子固定在后盖7上。将尼龙塞20塞入阀体6右端。进一步，再将后盖7通过
螺栓固定在阀体6上。进一步，将电磁铁9通过螺栓固定在后盖7。至此，阀的右边安装完毕。
[0042] 进一步，将齿轮箱18通过螺栓固定到阀体6上，再将传动大齿轮3固定到主阀芯19上，并旋转主阀芯19，通过上面的螺纹和螺纹铜套4的内螺纹啮合装入阀套5内。进一步，将传动小齿轮2固定在电机1上，再将电机1啮合好传动大齿轮3和传动小齿轮2的同时安装在齿轮箱18 上，至此整个阀件安装完成。
[0043] 通过电机1的转动带动传动小齿轮2和传动大齿轮3，进一步带动主阀芯19旋转的同时向左或者向右前进。当电机带动主阀芯19向右转动到被两个挡块卡住而不能前进时，这个为定位的起点，也就是主阀芯19处于最右边的状态，此时处于P通B,A通T。进一步，阀芯位置向左逐步移动，P口和B口的通口面积会越来越小，B口和T口逐步连通，并且通口面积会越来越大，此时处于B口的比例节流状态。当主阀芯19进一步往左运动到一定位置后，P口和B口的通路被彻底断开。P和A、B口都不通，T和A、B口都相通，而从这个位置开始的一段主阀芯19的运动距离，阀一直处于全部截止的状态。进一步地，主阀芯19继续往左运动，P和A之间的通口面积逐步扩大，而A和T之间的通口面积则逐步缩小，此时处于A口比例节流状态。进一步，主阀芯19再往左运动直至被挡住，则此时处于P通A，B通T状态，即完成了一次换向；
[0044] 进一步说明，主阀芯19一次从最右端移动到最左端，整个阀的状态可以从P通B，A通T 的状态逐步进入P通B节流状态，再进入全截止状态，再进入P通A节流状态，再进入P通A，B 通T的状态；
[0045] 进一步，当电磁铁9得电时，杠杆8被推开，则由杠杆8推动推杆10，进一步推开密封陶瓷球15使弹簧17压缩受力，同时密封陶瓷球15和密封垫片14脱开，可使油液通过推杆10的方形部分流入T口，起到泄压的作用。
[0046] 当电磁铁9失电时，弹簧17推动球座16和密封陶瓷球15，使得密封陶瓷球15和密封垫片 14紧密结合，切断了油液从外界通过B口的流向，起到了密闭油液的作用。
[0047] 进一步，主阀芯和电磁铁配合作用时，将通过电磁铁的通断来引起B口单相截止的效果而进一步丰富阀的应用场景；
[0048] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
