[0003] 本发明的目的在于提供一种基于转动式阀芯的全稳态六位四通换向阀及其切换方法。
[0004] 本发明一种基于转动式阀芯的全稳态六位四通换向阀，包括阀座(1)、阀芯(2)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第三单向阀(6)和工作位切换机构(3)。所述的阀座(1)包括固定在一起的第一油口盘(1‑1)、第二油口盘(1‑2)和连接架。第一油口盘(1‑1)与第二油口盘(1‑2)间隔设置。第一油口盘(1‑1)上开设有进油口(P)和第二工作油口(B)；第二油口盘(1‑2)开设有回油口(T)和第一工作油口(A)。
[0005] 所述的阀芯(2)设置在第一油口盘(1‑1)与第二油口盘(1‑2)之间，且两端与第一油口盘(1‑1)与第二油口盘(1‑2)分别构成转动副。阀芯(2)靠近第一油口盘(1‑1)的那端端面上开设有沿自身中心轴线周向均布的六个进侧油口，分别为第一进侧油口(C1)至第六进侧油口(C6)。阀芯(2)靠近第二油口盘(1‑2)的那端端面上开设有沿自身中心轴线周向均布的六个出侧油口，分别为第一出侧油口(D1)至第六出侧油口(D6)。通过转动阀芯，阀座上的进油口(P)、第二工作油口(B)能够分别与阀芯上的六个进侧油口对接，阀座上的回油口(T)和第一工作油口(A)能够分别与阀芯上的各个出侧油口对接。
[0006] 所述阀芯(2)的第一进侧油口(C1)与第一出侧油口(D1)连通，第四进侧油口(C4)与第四出侧油口(D4)连通，第二进侧油口(C2)与第四进侧油口(C4)通过第一径向流道(2‑1)连通，第二出侧油口(D2)与第四出侧油口(D4)通过第二径向流道(2‑2)连通，第三进侧油口(C3)及第六出侧油口(D6)均截止，第六进侧油口(C6)与第三出侧油口(D3)通过第三径向流道(2‑3)连通。
[0007] 所述第四进侧油口(C4)与第四出侧油口(D4)之间的流道中设置有第一单向阀(4)；第一单向阀(4)的输入端与第四出侧油口(D4)连通。第二进侧油口(C2)与第五进侧油口(C5)之间的流道中设置有第二单向阀(5)；第二单向阀(5)的输入端与第二进侧油口(C2)连通。第二出侧油口(D2)与第五出侧油口(D5)之间的流道中设置有第三单向阀(6)；第三单向阀(6)的输入端与第二出侧油口(D2)连通。
[0008] 所述阀芯(2)的两端均开设有锁位凹槽组。锁位凹槽组包括沿阀芯(2)中心轴线周向均布的六个锁位凹槽(2‑4)。第一油口盘(1‑1)和第二油口盘(1‑2)的相对侧面上均开设有一个或多个弹子安置槽。弹子安置槽与阀芯(2)上的锁位凹槽组位置对应。各个弹子安置槽内均设置有弹簧(7)和锁位弹子(8)。锁位弹子(8)在弹簧(8)的弹力下抵住阀芯(2)。锁位弹子(8)抵住阀芯(2)上的锁位凹槽(2‑4)的状态下，阀芯(2)处于其中一个工作位。
[0009] 所述的工作位切换机构(3)包括电磁推杆(3‑1)、不完全圆柱凸轮(3‑2)、单向轴承(3‑3)和联接杆(3‑4)。单向轴承(3‑3)的内圈与阀芯(2)的外侧壁固定。不完全圆柱凸轮(3‑2)与单向轴承(3‑3)的外圈固定。不完全圆柱凸轮(3‑2)的外侧面开设有工作轮廓槽。工作轮廓槽相对于阀芯的中心轴线倾斜设置，且对应的圆心角为60°。电磁推杆(3‑1)固定在阀座上。电磁推杆(3‑1)的推出杆外端固定有联接杆(3‑4)。联接杆(3‑4)的外端伸入不完全圆柱凸轮(3‑2)的工作轮廓槽内。
[0010] 作为优选，所述第一油口盘(1‑1)上的进油口(P)与第二工作油口(B)对中设置在阀芯(2)中心轴线的两侧。第二油口盘(1‑2)上的回油口(T)与第一工作油口(A)对中设置在阀芯(2)中心轴线的两侧。各进侧油口及出侧油口的中心轴线到阀芯(2)中心轴线的距离等于进油口(P)、第一工作油口(A)、第二工作油口(B)及回油口(T)中心轴线到阀芯(2)的中心轴线的距离。
[0011] 作为优选，所述第一油口盘(1‑1)的内侧面上的进油口(P)、第二工作油口(B)、第二油口盘(1‑2)的内侧面上的回油口(T)和第一工作油口(A)处均开设有环形槽。四个环形槽内均嵌有(O)型密封圈。四个(O)型密封圈分别环住进油口(P)、第二工作油口(B)、回油口(T)和第一工作油口(A)，且与阀芯(2)的端面接触。
[0012] 作为优选，所述的阀芯(2)和阀座具有六种不同的工作位；具有六种工作位对应的油口连接关系具体如下：
[0013] ①.进油口(P)与第一进侧油口(C1)连通；第二工作油口(B)与第四出侧油口(D4)连通；第一出侧油口(D1)与第一工作油口(A)连通；回油口(T)与第四进侧油口(C4)连通。
[0014] ②.进油口(P)与第二进侧油口(C2)连通；第二工作油口(B)与第五进侧油口(C5)连通；第一工作油口(A)与第二出侧油口(D2)连通；回油口(T)与第五进侧油口(C5)连通。
[0015] ③.进油口(P)与第三进侧油口(C3)连通；第二工作油口(B)与第六进侧油口(C6)连通；第一工作油口(A)与第三出侧油口(D3)连通；回油口(T)与第六出侧油口(D6)连通；
[0016] ④.进油口(P)与第四出侧油口(D4)连通；第二工作油口(B)与第一进侧油口(C1)连通；第一出侧油口(D1)与第四进侧油口(C4)连通；回油口(T)与第一工作油口(A)连通。
[0017] ⑤.进油口(P)与第五进侧油口(C5)连通；第二工作油口(B)与第二进侧油口(C2)连通；第一工作油口(A)与第五进侧油口(C5)连通；回油口(T)与第二出侧油口(D2)连通。
[0018] ⑥.进油口(P)与第六进侧油口(C6)连通；第二工作油口(B)与第三进侧油口(C3)连通；第一工作油口(A)与第六出侧油口(D6)连通；回油口(T)与第三出侧油口(D3)连通；
[0019] 作为优选，所述的锁位凹槽(2‑4)呈锥形。
[0020] 作为优选，所述的阀芯(2)呈圆柱状。
[0021] 作为优选，所述联接杆(3‑4)的轴线与阀芯(2)的中心轴线垂直相交。
[0022] 作为优选，所示联接杆(3‑4)的外端支承有滚子。
[0023] 作为优选，所述的第一油口盘(1‑1)和第二油口盘(1‑2)上均设置有两个弹子安置槽；同一油口盘上的两个弹子安置槽对中设置在阀芯(2)中心轴线的两侧。
[0024] 该基于转动式阀芯的全稳态六位四通换向阀的切换方法，具体如下：
[0025] 初始状态下，第一油口盘(1‑1)上的进油口(P)、第二工作油口(B)与阀芯上的两个进侧油口对接；第二油口盘(1‑2)上的回油口(T)、第一工作油口(A)与阀芯上的两个出侧油口对接。
[0026] 步骤一、电磁推杆推出，联接杆(3‑4)向外移动，联接杆(3‑4)从不完全圆柱凸轮(3‑2)的工作轮廓槽的一端移动到另一端，带动不完全圆柱凸轮(3‑2)正向转动60°，在该转动方向上，单向轴承(3‑3)的外圈和内圈不能相对转动，使得阀芯(2)随不完全圆柱凸轮(3‑2)转动60°；使得阀芯(2)从一个工作位切换到相邻的另一个工作位。
[0027] 步骤二、电磁推杆缩回，联接杆(3‑4)向内移动，带动不完全圆柱凸轮(3‑2)反向转动60°，在该转动方向上，单向轴承(3‑3)的外圈和内圈能够相对转动。阀芯(2)保持静止。
[0028] 通过重复执行步骤一和二就能够重复实现阀芯(2)工作位的持续切换，从而通过控制电磁推杆的推拉次数即可将阀芯切换到任意一个工作位。
[0029] 本发明具有的有益效果是：
[0030] 1.本发明的阀芯通过转动进行切换；基于此，在阀芯内部仅设置了三个单向阀和五条相互独立的流道，且各流道均为简单的轴向孔或纵向孔，结构十分简单的情况，就能够实现六个互不相同的工作位；相比于现有的移动式阀芯的多位四通阀，本发明的成本得到了显著的降低。
[0031] 2.本发明中的电磁推杆仅在切换工作位时需要通电耗能，其余时间均不消耗电能，这使得本发明的所有工作位均为稳态工作位，大大降低了本发明的使用成本并延长了本发明的使用寿命。
[0032] 3、本发明通过电磁推杆、单向轴承、圆柱凸轮相配合，仅通过电磁推杆的通断电就能实现阀芯工作位的持续切换，大大降低了本发明的控制难度和成本。
