1.本发明涉及到换向阀的技术领域，具体而言，涉及一种带自锁功能和位置反馈的换向阀及其使用方法。
背景技术：2.换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀。是实现液压油流的沟通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。靠阀芯与阀体的相对运动的方向控制阀。有转阀式和滑阀式两种。按阀芯在阀体内停留的工作位置数分为二位、三位等；按与阀体相连的油路数分为二通、三通、四通和六通等；操作阀芯运动的方式有手动、机动、电动、液动、电液等型式。
3.而现有的双流道换向阀在更换流道时以及更换流道后需要一直通电提供电磁力，否则就会切换回原来的流道，这样不仅在更换流道时消耗大而且系统还不够稳定，且在使用时使用者无法判断阀芯的位置，无法判断流道的状态很不方便。
技术实现要素：4.本发明解决的问题是更换流道时消耗大而且系统还不够稳定，且使用时使用者无法判断阀芯的位置，无法判断流道的状态。
5.为解决上述问题，本发明提供一种带自锁功能和位置反馈的换向阀及其使用方法，包括阀座组件，所述阀座组件的内腔内从左至右依次设有复位弹簧、阀芯及衔铁组件，所述复位弹簧的两端分别与所述阀座组件的内腔的左侧内壁及所述阀芯右侧连接，所述阀芯及所述衔铁组件均与所述阀座组件的内腔可滑动地连接，所述阀座组件上设有用于给所述衔铁组件提供电磁力的驱动组件，所述驱动组件外接控制器，所述衔铁组件的左侧设有可吸附所述衔铁组件的永磁体，所述衔铁组件可推动所述阀芯运动以使所述阀芯切换流道，所述驱动组件用于驱动衔铁组件靠近所述永磁体或吸附于所述永磁体上，所述阀座组件的右侧设有用于检测阀芯流道状态的位置反馈装置。
6.本方案中，当驱动组件输入信号正向高电平和反向高电平，永磁体为自身带有磁性的物件，可以实现永磁体吸附或排斥衔铁组件，当衔铁组件被永磁体吸附时，阀芯会随之运动从而改变阀芯的流道方式，而当永磁体排斥衔铁组件时，衔铁组件以及阀芯会在复位弹簧的作用下复位，从而将阀芯切换为初始的流道方式，因此，只需短暂通电以完成状态切换，其余状态能够低电平或断电保持阀芯初始位置不动，减少能耗的同时也能提高系统稳定性；多通道同步切换，多组阀串并联组合时，可以形成功能复杂且自由度较高的系统；而且更换流道时不用一直通电消耗小而且系统稳定，还可以检测阀芯位置，从而使得使用者可以更方便的判断流道的状态。
7.作为优选，所述衔铁组件包括衔铁及第一推杆，所述衔铁的左侧设有用于当所述衔铁被所述永磁体吸附时推动所述阀芯的不导磁的所述第一推杆，所述永磁体上开设有大于所述第一推杆直径且小于所述衔铁直径用于所述第一推杆穿过的第一通孔。
8.本方案中，通过设置衔铁及第一推杆可以在衔铁吸附于永磁体上时，第一推杆推动阀芯从而使得阀芯的流道状态发生改变。
9.作为进一步的优选，所述阀座组件包括阀套及套筒，所述阀套的右侧设有所述套筒，所述套筒与所述阀套连接。
10.本方案中，外壳和阀套固定连接，将全体零件约束成整体。外壳与阀套的内腔联通能够更好更方便的安装和放置各零件。
11.作为进一步的优选，所述位置反馈装置包括开关，所述衔铁的右侧设有开关，所述衔铁组件还包括第二推杆，所述衔铁的右侧设有所述第二推杆，所述第二推杆与所述开关活动连接用于控制所述开关断路或通路。
12.本方案中，通过设置开关可以实时探测阀芯位置，即反馈阀口的连通状态。在衔铁位置不发生变化时，开关在第二推杆的作用下处于断路状态，而当工作人员效验开关处于断路状态时则说明阀芯处于第一流道状态，而当衔铁与永磁体相吸附时，开关处于通路状态输出高电平信号，在工作人员效验时，则可以确定阀芯处于第二流道状态。
13.作为进一步的优选，所述第二推杆与所述开关之间设有密封环，所述密封环上开设有第二通孔，所述第二推杆穿设过所述第二通孔。
14.本方案中，通过设置密封环，且密封环放置在套筒的内部，并通过密封圈形成径向密封，使得密封性能更好。
15.作为进一步的优选，所述密封环的右侧开设有安装槽，且所述开关部分插设于所述安装槽内，所述第二通孔与所述安装槽相连通。
16.本方案中，开关小径段设置有密封圈，插入密封环的安装槽内形成径向密封可以使得密封性能更好。
17.作为进一步的优选，所述套筒的右侧开设有第三通孔，所述开关部分穿过所述第三通孔与所述安装槽连接，所述开关靠近所述安装槽底壁的一侧设有弹性膜片。
18.本方案中，通过设置弹性膜片可以隔绝杂质和污染物的作用。
19.作为进一步的优选，所述驱动组件包括线圈、内铁芯及外铁芯，所述内铁芯的外侧设有所述外铁芯，所述内铁芯与所述外铁芯之间设有所述线圈。
20.本方案中，通过设置驱动组件可以实现对阀芯位移的线性比例控制并增大阀芯行程。
21.作为进一步的优选，所述套筒的外侧设有用于包裹所述驱动组件及所述开关的外壳，所述开关及所述驱动组件均设于所述外壳内，且所述外壳的一侧设有与所述控制器连接的接插口。
22.本方案中，外壳设置有开关容置腔，用于轴向约束开关。
23.作为进一步的优选，所述外壳与所述套筒及所述阀套之间分别设置有用于密封的密封圈。
24.本方案中，通过在连接处设置密封圈，可以使得密封性更好。
25.一种带自锁功能和位置反馈的换向阀的使用方法，包括：
26.s1、通过控制器从接插口输入低电平信号，衔铁位置保持不动，第二推杆抵靠在开关上，阀芯位置不动，阀芯处于第一流通状态；
27.s2、当需要切换流道时，将控制器从接插口输入信号更改为正向高电平，衔铁向永
磁体方向运动且被永磁体吸附住，阀芯在衔铁第一推杆的作用下随着衔铁运动，阀芯切换至第二流通状态；
28.s3、当需要改变阀芯为第一流道状态时，将控制器从接插口输入信号更改为反向高电平，衔铁向远离永磁体运动，阀芯根据复位弹簧的弹力复位，第二推杆重新抵靠在开关上，阀芯切换成第一流通状态。
附图说明
29.图1为本发明的带自锁功能和位置反馈的换向阀的剖视结构示意图；
30.图2为本发明的带自锁功能和位置反馈的换向阀的爆炸结构示意图。
31.图中：1、衔铁；2、密封环；3、开关；4、弹性膜片；5、阀套；6、复位弹簧；7、阀芯；8、套筒；9、第二推杆；10、第一推杆；11、外铁芯；12、线圈；13、内铁芯；14、外壳；15、永磁体。
具体实施方式
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
33.一种带自锁功能和位置反馈的换向阀及其使用方法，包括，阀座组件，阀座组件的内腔内从左至右依次设有复位弹簧6、阀芯7及衔铁组件，复位弹簧6的两端分别与阀座组件的内腔左侧内壁及阀芯7的右侧连接，阀芯7及衔铁组件均与阀座组件的内腔可滑动地连接，阀座组件的一侧设有用于给衔铁组件提供电磁力的驱动组件，驱动组件外接控制器，衔铁组件的左侧设置有可以吸附衔铁组件的永磁体15，衔铁组件可推动阀芯7运动以使阀芯7切换流道，驱动组件用于驱动衔铁组件靠近永磁体15或吸附于永磁体15上，阀座组件的右侧设置有用于检测阀芯7流道状态的位置反馈装置。其中，如附图1所述，附图1的左侧为本实施例描述中的左侧，附图1的右侧为本实施例中描述的右侧。
34.进一步，作为一种较佳的实施方式，本方案中，当驱动组件输入信号正向高电平和反向高电平，永磁体15为自身带有磁性的物件，可以实现永磁体15吸附或排斥衔铁组件，当衔铁组件被永磁体15吸附时，阀芯7会随之运动从而改变阀芯7的流道方式，而当永磁体15排斥衔铁组件时，衔铁组件以及阀芯7会在复位弹簧6的作用下复位，从而将阀芯7切换为初始的流道方式，因此，只需短暂通电以完成状态切换，其余状态能够低电平或断电保持阀芯7初始位置不动，减少能耗的同时也能提高系统稳定性；多通道同步切换，多组阀串并联组合时，可以形成功能复杂且自由度较高的系统；而且更换流道时不用一直通电消耗小而且系统稳定。
35.进一步，作为一种较佳的实施方式，阀座组件包括阀套5以及套筒8，阀套5的一侧设有套筒8，阀套5内设有复位弹簧6及阀芯7，套筒8内设有衔铁组件及密封环2，密封环2设于衔铁组件远离永磁体15的一侧，永磁体15设于阀套5及套筒8之间，阀套5与套筒8连接。衔铁组件包括衔铁1以及第一推杆10，衔铁1靠近永磁体15的一侧设置有第一推杆10，永磁体15上开设有大于第一推杆10直径且小于衔铁1直径的第一通孔，第一推杆10可穿设过第一通孔，第一推杆10与阀芯7惯性连接。其中第一推杆10为不导磁材料制作而成，放置第一推杆10受到永磁体15的磁场作用而导致无法推动阀芯7从而无法更换流道。
36.进一步，作为一种较佳的实施方式，其中，通过设置衔铁1及第一推杆10可以在衔
铁1靠近永磁体15时，第一推杆10推动阀芯7从而使得阀芯7的流道状态发生改变。在阀芯7上分别设置有轴向和径向通孔，连通阀芯7两端的腔体，平衡阀芯7端面上所受的液压力。此外，如有需要，可以通过改变径向通孔直径，使得阀芯7在运动过程中获得相应的粘滞阻尼力，从而提高阀芯7的稳定性。阀套5的外周侧壁开设有若干组异型过流通孔和若干组密封圈凹槽。异型过流通孔用于实现阀套5的两进四出的功能，密封圈凹槽用于放置密封圈,使得密封性更好。阀套5的一端为完全封闭结构，用于放置复位弹簧6；另一端为通孔结构，侧面处设置有放置套筒8的环形凹槽结构和放置密封圈的法兰面结构。复位弹簧6在工作时处于压缩状态，有将阀芯7从阀套5中推出的趋势。衔铁1为铁磁材质。侧面设置有四组轴向贯穿凹槽；内部设置贯穿的通孔。第一推杆10侧面设置有法兰结构，起到限位和隔磁作用。第一推杆10以过盈方式压入衔铁1，并与阀芯7形成惯性连接，永磁体15中间设置有轴向设置的第一通孔，使得第一推杆10可以自由贯穿永磁体15后与阀芯7连接从而推动阀芯7。永磁体15的上下两侧均设置有法兰面，使得永磁体15可以固定在阀套5和套筒8之间。
37.进一步，作为一种较佳的实施方式，位置反馈装置包括开关3，衔铁1的右侧设置有开关3，衔铁组件还包括第二推杆9，第二推杆9设置于衔铁1的右侧，密封环2的右侧开设有安装槽，且开关3的部分插设于安装槽内，密封环2上开设有第二通孔，第二推杆9穿设过第二通孔与开关3活动连接用于控制开关3通路或断路的状态，第二通孔与安装槽相连通。开关3靠近安装槽底壁的一侧设有弹性膜片4。套筒8靠近开关3的一侧设有第三通孔，开关3部分穿过第三通孔与安装槽连接。第二推杆9以过盈方式压入衔铁1。
38.进一步，作为一种较佳的实施方式，本方案中，通过设置开关3可以实时探测阀芯7位置，即反馈阀口的连通状态。再衔铁1位置不发生变化时，开关3在第二推杆9的作用下处于断路状态，而当工作人员效验开关3处于断路状态时则说明阀芯7处于第一流道状态，而当衔铁1与永磁体15相吸附时，开关3处于通路状态输出高电平。在工作人员效验时，则可以确定阀芯7处于第二流道状态。通过设置弹性膜片4可以隔绝杂质和污染物的作用。
39.进一步，作为一种较佳的实施方式，其中，可以使用压敏电阻或应变片等感知推杆压力的机电结构代替开关3。密封环2侧面设置有密封圈凹槽，用于放置密封圈；一端设置有第二通孔，使得第二推杆9可以自由贯穿密封环2；另一端设置有安装槽，用于放置开关3。密封环2放置在套筒8的内部，并通过密封圈形成径向密封。密封环2放置在套筒8的内部，并通过密封圈形成径向密封。开关3的小径段设置有密封圈，插入密封环2的安装槽内形成径向密封。在外力作用下，开关3的内置推杆将发生位移，内置推杆带动金属弹片运动，内部电路进入断路状态；在外力撤除后，内置推杆在内置弹簧的作用下复位，内部电路进入连通状态。
40.进一步，作为一种较佳的实施方式，驱动组件包括线圈12、内铁芯13及外铁芯11，内铁芯13的外侧设有外铁芯11，内铁芯13与外铁芯11之间设有线圈12。套筒8的外侧设有用于包裹驱动组件及开关3的外壳14，开关3及驱动组件均设于外壳14内，且外壳14的一侧设有与控制器连接的接插口。外壳14与套筒8及阀套5之间分别设置有密封圈。
41.进一步，作为一种较佳的实施方式，本方案中，通过设置驱动组件可以实现对阀芯7位移的线性比例控制并增大阀芯7行程。外壳14设置有开关3容置腔，用于轴向约束开关3。外壳14和阀套5固定连接，将全体零件约束成整体。通过在连接处设置密封圈，可以使得密封性更好。
42.进一步，作为一种较佳的实施方式，其中，内铁芯13上设置有v型切口，可以实现对阀芯7位移的线性比例控制并增大阀芯7行程。内铁芯13和外铁芯11将线圈12封闭于其中，形成完整的磁路。外壳14为塑料材质，用于固定内铁芯13和外铁芯11，并设置有接插头，可以外接控制器。外壳14设置有开关3容置腔，用于轴向约束开关3。外壳14和阀套5固定连接，将全体零件约束成整体。其中，线圈12需要两根针脚，开关3也需要两根针脚。考虑到磁滞效应，比例电磁铁被改装为大行程开关3电磁铁，并且需要通入正向和反向电流，针脚因而无需区分极性。
43.进一步，作为一种较佳的实施方式，一种带自锁功能和位置反馈的换向阀的使用方法，包括：
44.s1、当控制器从接插口输入信号为低电平时，衔铁1不受电磁力或受力较小，无法克服复位弹簧6的预紧力，保持不动。开关3的内置推杆在第二推杆9的作用下，分开内部金属弹片，开关3处于断路状态，开关3输出低电平信号，表示阀芯7处于第一流通方向的状态。
45.s2、当控制器从接插口输入信号为正向高电平时，衔铁1受到较大的电磁力，方向指向永磁体15。此外，永磁体15和衔铁1相邻端面处于异名磁极状态，衔铁1也受到永磁体15的磁场作用，方向指向永磁体15。当衔铁1距离永磁体15较远时，电磁力远大于永磁体15的磁力，当衔铁1距离永磁体15较近时，电磁力远小于永磁体15的磁力。因此，衔铁1将先在电磁力作用下克服复位弹簧6的阻力，向永磁体15方向运动。当衔铁1进入永磁体15的磁场范围后，将迅速靠近。但由于第一推杆10的存在，衔铁1和永磁体15之间留有间隙。阀芯7随着衔铁1的运动而运动，切换至第二流通状态。由于永磁体15对衔铁1的磁力不依赖于电流，此时输入信号可切换至低电平状态，即实现锁止功能。随着衔铁1的运动，第二推杆9不再对开关3内置推杆施加作用力，金属弹片复位。内部电路处于连通状态，开关3输出高电平信号，表示阀芯7处于第二流通方向的状态。
46.s3、当阀芯7处于第二流通状态时，当控制器从接插口输入信号为反向高电平后，衔铁1所受电磁力指向永磁体15。永磁体15和衔铁1相邻端面处于同名磁极状态，永磁体15施加给衔铁1的磁力，驱使衔铁1远离永磁体15。复位弹簧6和永磁体15的磁力共同克服电磁力，驱使衔铁1远离永磁体15。当衔铁1脱离永磁体15的磁场后，输入信号切换为低电平信或断电，衔铁1将在复位弹簧6作用下完全复位，阀芯7切换至第一流通方向状态，开关3在第二推杆9的作用下处于断路状态，输出低电平信号。
47.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
技术特征：1.一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于,包括阀座组件，所述阀座组件的内腔内从左至右依次设有复位弹簧(6)、阀芯(7)及衔铁组件，所述复位弹簧(6)的两端分别与所述阀座组件的内腔的左侧内壁及所述阀芯(7)右侧连接，所述阀芯(7)及所述衔铁组件均与所述阀座组件的内腔可滑动地连接，所述阀座组件上设有用于给所述衔铁组件提供电磁力的驱动组件，所述驱动组件外接控制器，所述衔铁组件的左侧设有可吸附所述衔铁组件的永磁体(15)，所述衔铁组件可推动所述阀芯(7)运动以使所述阀芯(7)切换流道，所述驱动组件用于驱动衔铁组件靠近所述永磁体(15)或吸附于所述永磁体(15)上，所述阀座组件的右侧设有用于检测阀芯(7)流道状态的位置反馈装置。2.根据权利要求1所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于：所述衔铁组件包括衔铁(1)及第一推杆(10)，所述衔铁(1)的左侧设有用于当所述衔铁(1)被所述永磁体(15)吸附时推动所述阀芯(7)的不导磁的所述第一推杆(10)，所述永磁体(15)上开设有大于所述第一推杆(10)直径且小于所述衔铁(1)直径用于所述第一推杆(10)穿过的第一通孔。3.根据权利要求2所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于：所述阀座组件包括阀套(5)及套筒(8)，所述阀套(5)的右侧设有所述套筒(8)，所述套筒(8)与所述阀套(5)连接。4.根据权利要求3所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于：所述位置反馈装置包括开关(3)，所述衔铁(1)的右侧设有开关(3)，所述衔铁组件还包括第二推杆(9)，所述衔铁(1)的右侧设有所述第二推杆(9)，所述第二推杆(9)与所述开关(3)活动连接用于控制所述开关(3)断路或通路。5.根据权利要求4所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于：所述第二推杆(9)与所述开关(3)之间设有密封环(2)，所述密封环(2)上开设有第二通孔，所述第二推杆(9)穿设过所述第二通孔。6.根据权利要求5所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于：所述密封环(2)的右侧开设有安装槽，且所述开关(3)部分插设于所述安装槽内，所述第二通孔与所述安装槽相连通。7.根据权利要求6所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于：所述套筒(8)的右侧开设有第三通孔，所述开关(3)部分穿过所述第三通孔与所述安装槽连接。8.根据权利要求7所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于：所述驱动组件包括线圈(12)、内铁芯(13)及外铁芯(11)，所述内铁芯(13)的外侧设有所述外铁芯(11)，所述内铁芯(13)与所述外铁芯(11)之间设有所述线圈(12)。9.根据权利要求8所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，其特征在于：所述套筒(8)的外侧设有用于包裹所述驱动组件及所述开关(3)的外壳(14)，所述开关(3)及所述驱动组件均设于所述外壳(14)内，且所述外壳(14)的一侧设有与所述控制器连接的接插口。10.一种如权利要求1-9任意一项权利要求所述的一种带自锁功能和位置反馈的换向阀的使用方法，其特征在于，包括：s1、通过控制器从接插口输入低电平信号，衔铁(1)位置保持不动，第二推杆(9)抵靠在开关(3)上，阀芯(7)位置不动，阀芯(7)处于第一流通状态；s2、当需要切换流道时，将控制器从接插口输入信号更改为正向高电平，衔铁(1)向永
磁体(15)方向运动且被永磁体(15)吸附住，阀芯(7)在衔铁(1)第一推杆(10)的作用下随着衔铁(1)运动，阀芯(7)切换至第二流通状态；s3、当需要改变阀芯(7)为第一流道状态时，将控制器从接插口输入信号更改为反向高电平，衔铁(1)向远离永磁体(15)运动，阀芯(7)根据复位弹簧(6)的弹力复位，第二推杆(9)重新抵靠在开关(3)上，阀芯(7)切换成第一流通状态。
技术总结本发明提供了一种带自锁功能和位置反馈的换向阀，涉及到换向阀的技术领域，包括阀座组件，阀座组件的内腔内从左至右依次设有复位弹簧、阀芯及衔铁组件，阀芯及衔铁组件均与阀座组件的内腔可滑动地连接，阀座组件上设有驱动组件，驱动组件外接控制器，衔铁组件的左侧设有可吸附衔铁组件的永磁体，衔铁组件可推动阀芯运动以使阀芯切换流道，驱动组件用于驱动衔铁组件靠近永磁体或吸附于永磁体上，阀座组件的右侧设有用于检测阀芯流道状态的位置反馈装置。只需短暂通电以完成状态切换，其余状态能够低电平或断电保持阀芯初始位置不动，减少能耗的同时也能提高系统稳定性；可以检测阀芯位置，从而使得使用者可以更方便的判断流道的状态。的状态。的状态。
技术研发人员：李健 周进 程志 林志远
受保护的技术使用者：博格华纳汽车零部件（宁波）有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
