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申请/专利权人：清华大学

摘要：本发明的实施例提供了一种阀门和液压系统，阀门包括阀体以及阀芯，阀体设置有流动通道以及与该流动通道连通的第一开口和第二开口，阀芯设置于流动通道中，且阀芯具有封堵第一开口的第一位置以及封堵开口的第二位置，阀芯能够在第一作用力下运动至第一位置，以及能够在第二作用力下运动至第二位置；当阀芯位于第一位置时，阀芯能在从第一开口流向第二开口的流体的驱动下露出第一开口进而导通第一开口与第二开口；当阀芯位于第二位置时，阀芯能够在从第二开口流向第一开口的流体的驱动下露出第二开口以导通第二开口与第一开口。阀门能够实现设定方向的导通，功能多，适用范围广。液压系统包括该阀门，具有阀门的所有优点。

主权项：1.一种阀门，其特征在于，所述阀门包括：阀体以及阀芯，所述阀体设置有流动通道以及与该流动通道连通的第一开口和第二开口，所述阀芯设置于所述流动通道中，且所述阀芯具有封堵所述第一开口的第一位置以及封堵所述开口的第二位置，所述阀芯能够在第一作用力下运动至所述第一位置，以及能够在第二作用力下运动至所述第二位置；当所述阀芯位于所述第一位置时，所述阀芯能在从所述第一开口流向所述第二开口的流体的驱动下相对于所述阀体运动以露出所述第一开口，进而使所述阀门具有所述第一开口与所述第二开口导通的状态；当所述阀芯位于所述第二位置时，所述阀芯能够在从所述第二开口流向所述第一开口的流体的驱动下相对于所述阀体运动以露出所述第二开口，进而使所述阀门具有所述第二开口与所述第一开口导通的状态；所述阀体包括与所述第一开口的内壁相连的第一导向斜面，所述第一导向斜面用于使所述阀芯具有朝向所述第一开口滑动以封堵所述第一开口的运动趋势；所述第一导向斜面为圆锥面；所述阀体还包括与所述第二开口的内壁相连的第二导向斜面，所述第二导向斜面用于使所述阀芯具有朝向所述第二开口滑动以封堵所述第二开口的运动趋势；所述第二导向斜面为圆锥面；所述阀芯设置为球体；第一导向斜面和第一开口的内壁相邻且连接，第一开口与第一导向斜面同轴；第二导向斜面与第二开口的内壁相邻且连接，第二开口与第二导向斜面同轴，第一开口与第二开口同轴；阀芯处于封堵在第一开口或者第二开口的位置时，阀芯的部分伸入到第一开口和第二开口中；当需要实现流体从第一开口向第二开口单向流动时，使阀芯在第一作用力下运动至第一位置，此时，阀芯封堵第一开口，流体从第一开口流向第二开口时，流体能够在克服第一作用力后驱动阀芯运动以露出第一开口，即阀芯与第一开口分离，阀芯未封堵住第一开口，流体能够顺利地从第一开口进入并流经第一开口后从第二开口流出；此外，当流体从第二开口向第一开口方向回流时，流体会驱动阀芯靠近第一开口运动，以使阀芯封堵第一开口，即能够防止流体回流；同时，增大从第一开口进入的流体的流速时，流体作用在阀芯上的推力增大，阀芯远离第一开口运动并能够封堵住第二开口，此时，从第一开口进入的流体不能够从第二开口流出，具有限流、限速以及限压的作用，此时，可以调节流速或者水压，减小流体作用在阀芯上的推力，使阀芯离开第二开口，进而可继续通水；同理，当需要实现流体从第二开口流入并从第一开口流出的单向导通时，使阀芯在第二作用力下运动至第二位置，此时，阀芯封堵第二开口，流体从第二开口流向第一开口时，流体能够在克服第二作用力后驱动阀芯运动以露出第二开口，即阀芯与第二开口分离，阀芯未封堵住第二开口，此时，流体能够顺利地从第二开口进入并流经第二开口后从第一开口流出；此外，当流体从第一开口向第二开口方向回流进入时，流体会驱动阀芯靠近第二开口运动，以使阀芯封堵第二开口，即能够防止流体回流；同时，增大从第二开口进入的流体的流速时，流体作用在阀芯上的推力增大，阀芯远离第二开口运动并能够封堵住第一开口，此时，从第二开口进入的流体不能够从第一开口流出，具有限流、限速以及限压的作用，此时，可以调节流速或者水压，减小流体作用在阀芯上的推力，使阀芯离开第一开口，进而可继续通水。

全文数据：阀门和液压系统技术领域本发明涉及流体控制领域，具体而言，涉及一种阀门和液压系统。背景技术阀门在流体系统中起着至关重要的作用，单向阀又称止回阀，因其具有通断作用而被广泛用于流体管路中的单向液体输送。目前，单向阀采用复位件支撑阀芯，利用复位件的弹力保持阀芯与阀体密封接触，从而保持管路的阻断，当流体压力高于复位件的弹力时，阀芯与阀体分离，流体流经单向阀。在研究发现，现有技术的单向阀在使用时存在如下缺点：功能单一，使用范围小。发明内容本发明的目的包括，例如，提供了一种阀门和液压系统，其能够实现设定方向的导通，功能多，适用范围广。本发明的实施例可以这样实现：第一方面，本发明实施例提供一种阀门，阀门包括：阀体以及阀芯，阀体设置有流动通道以及与该流动通道连通的第一开口和第二开口，阀芯设置于流动通道中，且阀芯具有封堵第一开口的第一位置以及封堵开口的第二位置，阀芯能够在第一作用力下运动至第一位置，以及能够在第二作用力下运动至第二位置；当阀芯位于第一位置时，阀芯能在从第一开口流向第二开口的流体的驱动下相对于阀体运动以露出第一开口，进而使阀门具有第一开口与第二开口导通的状态；当阀芯位于第二位置时，阀芯能够在从第二开口流向第一开口的流体的驱动下相对于阀体运动以露出第二开口，进而使阀门具有第二开口与第一开口导通的状态。在可选的实施方式中，阀门还包括第一电磁铁，阀芯为磁性件，第一电磁铁与阀体连接，第一作用力设置为第一电磁铁与阀芯之间的相互作用力。在可选的实施方式中，阀门还包括第二电磁铁，第二电磁铁与阀体连接，第二作用力设置为第二电磁铁与阀芯之间的相互作用力。在可选的实施方式中，阀门还包括控制器，第一电磁铁与第二电磁铁均与控制器电连接，控制器用于控制第一电磁铁以及第二电磁铁的工作状态。在可选的实施方式中，阀体包括与第一开口的内壁相连的第一导向斜面，第一导向斜面用于使阀芯具有朝向第一开口滑动以封堵第一开口的运动趋势。在可选的实施方式中，第一导向斜面为圆锥面。在可选的实施方式中，阀体还包括与第二开口的内壁相连的第二导向斜面，第二导向斜面用于使阀芯具有朝向第二开口滑动以封堵第二开口的运动趋势。在可选的实施方式中，第二导向斜面为圆锥面。在可选的实施方式中，阀芯设置为球体。第二方面，本发明实施例提供一种液压系统，液压系统包括：如前述实施方式中任一项的阀门。本发明实施例的有益效果包括，例如：综上，本实施例提供的阀门，阀芯活动设置在阀体中，阀芯相对于阀体的位置可以改变，以使阀芯具有第一位置和第二位置。具体的，阀芯在第一作用力下保持在封堵第一开口的第一位置，阀芯在第二作用力下保持在封堵第二开口的第二位置。当需要实现第一开口和第二开口导通，且流体从第一开口流入并从第二开口流出时，使阀芯在第一作用力下运动至第一位置，此时，阀芯封堵第一开口，流体从第一开口流向第二开口时，流体能够在克服第一作用力后驱动阀芯运动以露出第一开口，即阀芯与第一开口分离，阀芯未封堵住第一开口，此时，流体能够从第一开口进入并流经第一开口后从第二开口流出。此外，当流体从第二开口向第一开口方向回流时，流体会驱动阀芯靠近第一开口运动，以使阀芯封堵第一开口，即能够防止流体回流。同时，增大从第一开口进入的流体的流速时，流体作用在阀芯上的推力增大，阀芯远离第一开口运动并能够封堵住第二开口，此时，从第一开口进入的流体不能够从第二开口流出，具有限流、限速以及限压的作用。同理，当需要实现第一开口和第二开口导通，且流体从第二开口流入并从第一开口流出时，使阀芯在第二作用力下运动至第二位置，此时，阀芯封堵第二开口，流体从第二开口流向第一开口时，流体能够在克服第二作用力后驱动阀芯运动以露出第二开口，即阀芯与第二开口分离，阀芯未封堵住第二开口，此时，流体能够顺利地从第二开口进入并流经第二开口后从第一开口流出。此外，当流体从第一开口向第二开口方向回流时，流体会驱动阀芯靠近第二开口运动，以使阀芯封堵第二开口，即能够防止流体回流。同时，增大从第二开口进入的流体的流速时，流体作用在阀芯上的推力增大，阀芯远离第二开口运动并能够封堵住第一开口，此时，从第二开口进入的流体不能够从第一开口流出，具有限流、限速以及限压的作用。本实施例提供的液压系统，包括阀门，具有阀门的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本实施例提供的阀门的结构示意图；图2为本实施例提供的阀门的变形结构的示意图。图标：001-阀门；100-阀体；110-流动通道；120-外筒；130-上阀盖；131-第一开口；132-第一导向斜面；140-下阀盖；141-第二开口；142-第二导向斜面；200-阀芯；300-控制器；400-第一电磁铁；500-第二电磁铁。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。请参考图1，本实施例提供了一种阀门001，适用于液压系统，用于控制液压系统内流体的流动状态。显然，阀门001还可以应用于其他流体控制结构中，在此不进行一一列举。该阀门001可以根据需要改变单向导通的方向，且具有限速、限流以及限压的功能，功能多样化，结构简单，成本低。请参阅图1，本实施例中，阀门001包括阀体100以及阀芯200，阀体100设置有流动通道110以及与该流动通道110连通的第一开口131和第二开口141，阀芯200设置于流动通道110中，且阀芯200具有封堵第一开口131的第一位置以及封堵开口的第二位置，阀芯200能够在第一作用力下运动至第一位置，以及能够在第二作用力下运动至第二位置；当阀芯200位于第一位置时，阀芯200能在从第一开口131流向第二开口141的流体的驱动下相对于阀体100运动以露出第一开口131，进而使阀门001具有第一开口131与第二开口141导通的状态；当阀芯200位于第二位置时，阀芯200能够在从第二开口141流向第一开口131的流体的驱动下相对于阀体100运动以露出第二开口141，进而使阀门001具有第二开口141与第一开口131导通的状态。本实施例提供的阀门001，可以按需调整单向导通的状态，例如，当需要实现流体从第一开口131向第二开口141单向流动时，使阀芯200在第一作用力下运动至第一位置，此时，阀芯200封堵第一开口131，流体从第一开口131流向第二开口141时，流体能够在克服第一作用力后驱动阀芯200运动以露出第一开口131，即阀芯200与第一开口131分离，阀芯200未封堵住第一开口131，流体能够顺利地从第一开口131进入并流经第一开口131后从第二开口141流出。此外，当流体从第二开口141向第一开口131方向回流时，流体会驱动阀芯200靠近第一开口131运动，以使阀芯200封堵第一开口131，即能够防止流体回流。同时，增大从第一开口131进入的流体的流速时，流体作用在阀芯200上的推力增大，阀芯200远离第一开口131运动并能够封堵住第二开口141，此时，从第一开口131进入的流体不能够从第二开口141流出，具有限流、限速以及限压的作用，此时，可以调节流速或者水压，减小流体作用在阀芯200上的推力，使阀芯200离开第二开口141，进而可继续通水。同理，当需要实现流体从第二开口141流入并从第一开口131流出的单向导通时，使阀芯200在第二作用力下运动至第二位置，此时，阀芯200封堵第二开口141，流体从第二开口141流向第一开口131时，流体能够在克服第二作用力后驱动阀芯200运动以露出第二开口141，即阀芯200与第二开口141分离，阀芯200未封堵住第二开口141，此时，流体能够顺利地从第二开口141进入并流经第二开口141后从第一开口131流出。此外，当流体从第一开口131向第二开口141方向回流进入时，流体会驱动阀芯200靠近第二开口141运动，以使阀芯200封堵第二开口141，即能够防止流体回流。同时，增大从第二开口141进入的流体的流速时，流体作用在阀芯200上的推力增大，阀芯200远离第二开口141运动并能够封堵住第一开口131，此时，从第二开口141进入的流体不能够从第一开口131流出，具有限流、限速以及限压的作用，此时，可以调节流速或者水压，减小流体作用在阀芯200上的推力，使阀芯200离开第一开口131，进而可继续通水。需要说明的是，可以在与阀门001连接的管路上设置流量计、压力表等实时监测管路中水流情况，以便于更好的调控水流。请参阅图1，本实施例中，阀体100包括外筒120、下阀盖140以及上阀盖130，上阀盖130和下阀盖140均安装于外筒120内，上阀盖130和下阀盖140相对设置，上阀盖130和下阀盖140与外筒120可以采用螺钉固定连接，或者，在其他实施例中，阀盖和下阀盖140与外筒120可以采用焊接或者卡接。上阀盖130上设置有第一开口131，第一开口131可以是圆柱形通孔。上阀盖130与下阀盖140相对的一侧面设置为第一导向斜面132，第一导向斜面132为圆锥面。第一导向斜面132和第一开口131的内壁相邻且连接，第一开口131与第一导向斜面132同轴。下阀盖140上设置有第二开口141，第二开口141可以是圆柱形通孔，下阀盖140与上阀盖130相对的一侧面设置为第二导向斜面142，第二导向斜面142为圆锥面。第二导向斜面142与第二开口141的内壁相邻且连接，第二开口141与第二导向斜面142同轴，第一开口131与第二开口141同轴。外筒120、上阀盖130和下阀盖140共同限定出容纳阀芯200的容纳空间。本实施例中，阀芯200为球体，阀芯200置于阀体100内的容纳空间中，阀芯200在朝向第一开口131运动时，由于阀芯200与第一导向斜面132接触，第一导向斜面132使得阀芯200具有朝向第一开口131运动的趋势，使得阀芯200能够更好的封堵第一开口131。同时，阀芯200在朝向第二开口141运动时，阀芯200能够与第二导向斜面142接触，第二导向斜面142使得阀芯200具有朝向第二开口141运动的趋势，阀芯200能够更好的封堵第二开口141。此外，阀芯200处于封堵在第一开口131或者第二开口141的位置时，阀芯200的部分伸入到第一开口131和第二开口141中，封堵效果更好。请参阅图2，本实施例中，可选的，阀门001还包括控制器300、第一电磁铁400和第二电磁铁500，第一电磁铁400和第二电磁铁500均与控制器300通信连接，控制器300用于控制第一电磁铁400和第二电磁铁500的工作状态。例如，控制器300可以控制第一电磁铁400和第二电磁铁500的通断、磁力大小和磁极。其中，当控制器300控制第一电磁铁400和第二电磁铁500通电时，第一电磁铁400和第二电磁铁500具有磁性；当控制器300控制第一电磁铁400和第二电磁铁500断电时，第一电磁铁400和第二电磁铁500磁性消失。阀芯200设置为磁性件，第一作用力可以是第一电磁体与阀芯200之间的相互吸附力和或第二电磁铁500与阀芯200之间的相互排斥力。第二作用力可以是第二电磁体与阀芯200之间的相互吸附力和或第一电磁铁400与阀芯200之间的相互排斥力。进一步的，第一电磁铁400设置于上阀盖130，例如，第一电磁铁400嵌设在上阀盖130内，通过导线与控制器300电连接。可选的，第一电磁铁400为环形，第一电磁铁400围绕第一开口131。或者，在其他实施例中，第一电磁铁400的数量为多个，多个第一电磁铁400围绕第一开口131均匀间隔排布，每个第一电磁铁400可以是条形或者块状。进一步的，第二电磁铁500设置于下阀盖140，例如，第二电磁铁500嵌设在上阀盖130内，通过导线与控制器300电连接。可选的，第二电磁铁500为环形，第二电磁铁500围绕第二开口141。或者，在其他实施例中，第二电磁铁500的数量为多个，多个第二电磁铁500围绕第二开口141均匀间隔排布，每个第二电磁铁500可以是条形或者块状。在其他实施例中，第二作用力可以是阀芯200自身的重力和或第一电磁铁400与阀芯200之间的相互排斥力；或者，第二作用力可以是阀芯200自身的重力和或第二电磁体与阀芯200之间的相互吸附力；或者，第二作用力可以是阀芯200自身的重力、第一电磁铁400与阀芯200之间的相互排斥力以及第二电磁体与阀芯200之间的相互吸附力。本实施例中，可选的，当需要使阀芯200保持在第一位置时，使第一电磁铁400通电，第二电磁铁500断电，第一电磁铁400与阀芯200相吸，使得阀芯200保持在第一位置。当需要使阀芯200保持在第二位置时，使第二电磁铁500通电，第一电磁铁400断电，第二电磁铁500与阀芯200相吸，使得阀芯200保持在第二位置。应当理解，通过调节第一电磁铁400和第二电磁铁500的磁力大小，可以控制阀芯200的开启压力。本实施例提供的阀门001，可有效实现限速、换向和动态调节开启压力的三项功能，通过控制器300调节电磁铁的磁力来完成阀芯200对应的运动，从而可以调节阀门001开启压力、限制流体最高速度以及改变流体流动方向。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种阀门，其特征在于，所述阀门包括：阀体以及阀芯，所述阀体设置有流动通道以及与该流动通道连通的第一开口和第二开口，所述阀芯设置于所述流动通道中，且所述阀芯具有封堵所述第一开口的第一位置以及封堵所述开口的第二位置，所述阀芯能够在第一作用力下运动至所述第一位置，以及能够在第二作用力下运动至所述第二位置；当所述阀芯位于所述第一位置时，所述阀芯能在从所述第一开口流向所述第二开口的流体的驱动下相对于所述阀体运动以露出所述第一开口，进而使所述阀门具有所述第一开口与所述第二开口导通的状态；当所述阀芯位于所述第二位置时，所述阀芯能够在从所述第二开口流向所述第一开口的流体的驱动下相对于所述阀体运动以露出所述第二开口，进而使所述阀门具有所述第二开口与所述第一开口导通的状态。2.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于：所述阀门还包括第一电磁铁，所述阀芯为磁性件，所述第一电磁铁与所述阀体连接，所述第一作用力设置为所述第一电磁铁与所述阀芯之间的相互作用力。3.根据权利要求2所述的阀门，其特征在于：所述阀门还包括第二电磁铁，所述第二电磁铁与所述阀体连接，所述第二作用力设置为所述第二电磁铁与所述阀芯之间的相互作用力。4.根据权利要求3所述的阀门，其特征在于：所述阀门还包括控制器，所述第一电磁铁与所述第二电磁铁均与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述第一电磁铁以及第二电磁铁的工作状态。5.根据权利要求1-4中任一项所述的阀门，其特征在于：所述阀体包括与所述第一开口的内壁相连的第一导向斜面，所述第一导向斜面用于使所述阀芯具有朝向所述第一开口滑动以封堵所述第一开口的运动趋势。6.根据权利要求5所述的阀门，其特征在于：所述第一导向斜面为圆锥面。7.根据权利要求5所述的阀门，其特征在于：所述阀体还包括与所述第二开口的内壁相连的第二导向斜面，所述第二导向斜面用于使所述阀芯具有朝向所述第二开口滑动以封堵所述第二开口的运动趋势。8.根据权利要求7所述的阀门，其特征在于：所述第二导向斜面为圆锥面。9.根据权利要求7所述的阀门，其特征在于：所述阀芯设置为球体。10.一种液压系统，其特征在于，所述液压系统包括：如权利要求1-9中任一项所述的阀门。

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