CN101560998B - 一种自控定位双向液动换向阀 - Google Patents

一种自控定位双向液动换向阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自控定位双向液动换向阀,本发明的阀室的左右两端各有一个控制室,阀芯的左右两端分别处在阀室的两个控制室内,两个控制室内各设有一个抵压在阀芯上的平衡弹簧,阀芯上设有与左控制室相通的控制油口I和控制油口II,控制油口I和控制油口II在阀芯的轴向上距有一定间隔,阀芯上设有与右控制室相通的控制油口III。本发明自动跟踪执行元件液压缸的运动状况,利用液体流动产生的液动力与弹簧力的平衡力,保持换向阀阀芯的定位。只要向自控定位双向液动换向阀供给压力油就可实现液压缸全行程的自动往复运动。

Description

一种自控定位双向液动换向阀
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种换向阀,特别涉及一种自控定位双向液动换向阀。 背景技术
[0002] 通常的液压换向阀是控制液压缸往复运动的控制元件。主要分为电磁换向阀和手 动换向阀两大类;以上两种换向阀是通过外力(电磁铁吸引力、人力)来改变液压换向阀的 阀芯的运动方向;并通过外力(电磁铁吸引力、人力)来保持阀芯的定位,改变并保持液体 的流动方向,实现液压缸运动方向的改变及运动。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是:提供一种自控定位双向液动换向阀,使其无需外力 即可控制液压缸全行程的自动往复运动。
[0004] 为了解决上述技术问题,本发明包括阀体和阀芯,阀芯设置在阀体的阀室内,阀体 上设有均与阀室相通的回油口 T、工作油口 B、进油口 P和工作油口 A,所述阀室的左右两端 各有一个控制室,阀芯的左右两端分别处在阀室的两个控制室内,两个控制室内各设有一 个抵压在阀芯上的平衡弹簧,阀芯上设有与左控制室相通的控制油口 I和控制油口 II,控 制油口 I和控制油口 II在阀芯的轴向上距有一定间隔,阀芯上设有与右控制室相通的控制 油口 III,当两平衡弹簧作用在阀芯上的合力为零时,控制油口 II部分与回油口 T相通,控 制油口 I与进油口 P相通,控制油口 III与工作油口 A相通;当阀芯处于最右位时,进油口 P、工作油口 A、控制油口 I、控制油口 II和控制油口 III相通,回油口 T和工作油口 B相通; 当阀芯处于最左位时,工作油口 A、回油口 T、控制油口 I、控制油口 II和控制油口 III相通, 进油口 P和工作油口 B相通。
[0005] 为了使其结构简单、易于加工,所述的阀室包括左到右依次排列的所述的左控制 室、左环腔T、环腔A、环腔P、环腔B、右环腔T、所述的右控制室和贯通前述所有控制室及环 腔的长孔,相邻的控制室及环腔之间有台肩,回油口 T分别与左环腔T和右环腔T相通,进 油口 P与环腔P相通,工作油口 B与环腔B相通,工作油口 A与环腔A相通,阀芯设置在阀 室的长孔内,阀芯上设有两个环形槽,当两平衡弹簧作用在阀芯上的合力为零时,阀芯上的 左环形槽与阀室内的环腔A正对,阀芯上的右环形槽与阀室内的环腔B正对。
[0006] 为了使阀芯运动平稳,所述的阀芯的左右两端内各固定有一个活塞,两活塞与阀 芯之间均有环形间隙,左活塞内设有与左控制室相通的油道,控制油口 I和控制油口 II均 通过左活塞与阀芯间的间隙与左活塞中的油道相通,右活塞内设有与右控制室相通的油 道,控制油口 III通过右活塞与阀芯间的间隙与右活塞中的油道相通。
[0007] 为了使阀芯运动平稳,当两平衡弹簧作用在阀芯上的合力为零时,控制油口 I的 5-15%的部分与回油口 T相通。
[0008] 为了防止弹簧偏移,所述的两平衡弹簧分别通过一个弹簧限位块与阀芯连接,弹 簧限位块固定在阀芯上,平衡弹簧套在弹簧限位块上。[0009] 本发明的有益效果是:本发明自动跟踪执行元件液压缸的运动状况,利用液体流 动产生的液动力与弹簧力的平衡力,保持换向阀阀芯的定位。当液压缸由运动突然变为停 止,液动力消失,打破阀芯原有的平衡,阀芯在弹簧力、阀芯运动的惯性和左右控制腔室液 体压力变化的作用下有序移动,自动切换液体的流动方向,改变液压缸由停止到相反方向 运动,利用液体流动产生的液动力与弹簧力的平衡力,保持换向阀阀芯的定位,只要向自控 定位双向液动换向阀供给压力油就可实现液压缸全行程的自动往复运动,不需要任何的电 器控制元件,减少了控制手段,大大提高了整机使用的可靠性。同时能实现特殊环境下的特 定要求。具有广泛的发展前景。
附图说明
[0010] 图1-图4为本发明的四种工作状态的结构示意图;
[0011] 图中:1、左控制室,2、左端盖,3、左平衡弹簧,4、左弹簧限位块,5、左丝堵,6、控制 油口 11,7、左活塞,8、控制油口 1,9、右活塞,10、右丝绪,11、阀体,12、右控制室,13、回油口 T,14、右平衡弹簧,15、右端盖,16、右弹簧限位块,17、回油箱,18、液压缸,19、工作油口 B, 20、进油口 P,21、工作油口 A,22、控制油口 111,23、阀芯。
具体实施方式
[0012] 如图1-4所示的一种具体实施例,它包括左端盖2、左平衡弹簧3、左弹簧限位块4、 左丝堵5、左活塞7、右活塞9、右丝绪10、右平衡弹簧14、右端盖15、右弹簧限位块16、阀芯 23和阀体11。
[0013] 阀体11内设有阀室,阀室包括左到右依次排列的左控制室1、左环腔T、环腔A、环 腔P、环腔B、右环腔T、右控制室12和贯通前述所有控制室及环腔的长孔,相邻的控制室及 环腔之间有台肩,阀体11上设有回油口 T13、工作油口 B19、进油口 P20和工作油口 A21,回 油口 T13分别与左环腔T和右环腔T相通,进油口 P20与环腔P相通,工作油口 B19与环腔 B相通,工作油口 A21与环腔A相通。
[0014] 阀芯23设置在阀室的长孔内,阀芯23上设有控制油口 I 8、控制油口 II 6和控制 油口 11122。控制油口 I 8和控制油口 II 6在阀芯23的轴向上距有一定间隔。左活塞7 设置在阀芯23的左端内,左活塞7通过左丝堵5固定在阀芯23内,左活塞7和阀芯23之 间有一定间隙,左活塞7中设有与左控制室1相通的油道,控制油口 I 8、控制油口 II 6均 通过左活塞7和阀芯23之间的间隙与左活塞7内的油道相连通。左弹簧限位块4固定在 阀芯23的左端并外伸,左平衡弹簧3套在左弹簧限位块4上,左端盖2固定在阀体11的左 端,左端盖2将阀室的左端密封,左平衡弹簧3处在左控制室1内并夹在左端盖2和阀芯23 之间。右活塞9设置在阀芯23的右端内,右活塞9通过右丝堵10固定在阀芯23内,右活塞 9和阀芯23之间有一定间隙,右活塞9中设有与右控制室12相通的油道,控制油口 III22 通过右活塞9和阀芯23之间的间隙与右活塞9内的油道相连通。右弹簧限位块16固定在 阀芯23的右端并外伸,右平衡弹簧14套在右弹簧限位块16上,右端盖15固定在阀体11 的右端,右端盖15将阀室的右端密封,右平衡弹簧14处在右控制室12内并夹在右端盖15 和阀芯23之间。阀芯23上设有两个环形槽。
[0015] 当两平衡弹簧作用在阀芯23上的合力为零时,即阀室内处于没有流动的液压油的初始状态时,控制油口 II 6有5-15%的部分与左环腔T相通,其它部分被阀室内的台肩 封闭,控制油口 I 8与环腔P相通,控制油口 III22与环腔A相通,阀芯23上的左环形槽与 阀室内的环腔A正对,阀芯23上的右环形槽与阀室内的环腔B正对。当阀芯(23)处于最 右位时,进油口 P、工作油口 A、控制油口 I 8、控制油口 II 6和控制油口 III22相通,回油口 T和工作油口 B相通,当阀芯23处于最左位时,工作油口 A、回油口 T、控制油口 I 8、控制油 口 II 6和控制油口 III22相通,进油口 P和工作油口 B相通。
[0016] 使用方法:回油口 T13通过油管与回油箱17连接,进油口 P20接进油管线,工作油 口 A接液压缸18的左腔,工作油口 B19接液压缸18的右腔。
[0017] 工作原理:
[0018] 如图1所示的初始状态,此时控制油口 I 8与进油口 P20相通,控制油口 II 6绝 大部分被阀体11上的台肩封闭,控制油口 III22与工作油A21相通。
[0019] 当进油口 P20进入压力油时,控制油口 I 8和控制油口 II 6将压力油通过左活塞 7和阀芯23间的间隙及左活塞7中的油道引入至左控制室1内,左控制室1内形成油压推 动阀芯23向右移动,右控制室12内的液压油被动通过右活塞9和阀芯23间的间隙及右活 塞9中的油道引入至控制油口 III22进入环腔A泄压,环腔A中的液压油从工作油口 A21流 入到液压缸18的后腔,阀芯23完成油路的切换;即进油口 P20与工作油口 A21相通;工作 油口 B19与回油口 T13相通;实现液压缸18的活塞向右移动,当阀芯23运动到控制油口 I 8、控制油口 II 6和控制油口 III22均与环腔P、环腔A相通时(如图2所示),左控制室1 和右控制室12内的油压为高压且相等,液压油的控制力相等。靠阀室内液压油的流动的液 动力与右平衡弹簧14的压力产生平衡力,使阀芯23静止,如图2所示,保持进油口 P20与 工作油口 A21相通;工作油口 B19与回油口 T13相通;使液压缸18的活塞平稳的向右移动 至行程终点。
[0020] 当液压缸18的活塞向右运动至终点时,系统的压力由使用压力上升至调定压力, 进油口 P20和工作油口 A21产生高压,控制油口 18和控制油口 II 6将压力油通过左活塞 7中的油道引入至左控制室1内,同时控制油口 III22将压力油通过右活塞9中的油道引 入至右控制室12内,使两控制室内的压力同时升高并保持平衡。同时液动力消失,右平衡 弹簧14推动阀芯23向左移动至图1位置,此时控制油口 II 6有5-15%的部分与左环腔T 相通,左控制室1内的高压液压油通过左活塞7及控制油口 II 6从回油口 T13流到回油箱 17,实现左控制室1部分卸压,克服了死点,即右控制室12的控制压力 >左控制室1的控制 压力;右控制室12对阀芯23的推力>左控制室1对阀芯23的推力,推动阀芯23移动至图 3所示的位置:控制油口 I 8被阀室内的台肩封闭,控制油口 II 6与回油口 T13相通,左控 制室1的压力迅速降低;控制油口 III22与封闭的工作油口 A21相通,右控制室12保持较 高控制压力,即右控制室12的控制压力>左控制室1的控制压力;右控制室12对阀芯23 的推力>左控制室1对阀芯23的推力,推动阀芯23向左移动;至进油口 P20与工作油口 B 19相通;工作油口 A21与回油口 T13相通;液压缸18的活塞反向运动。
[0021] 当阀芯运动到控制油口 I 8、控制油口 II 6、控制油口 III22均与工作油口 A21和 回油口 T13相通时(如图4所示),左右控制室的压力为低压且相等,阀芯23继续向左运动 直至液动力与左平衡弹簧3压力达到平衡,使阀芯静止,保持液压缸18的活塞向左平稳移 动至行程终点,液压缸停止运动,液动力消失。靠左平衡弹簧3推动阀芯至图1位置。如此循环动作形成液压缸18全行程的自动往复运动。

Claims (5)

1. 一种自控定位双向液动换向阀,包括阀体(11)和阀芯(23),阀芯(23)设置在阀体 (11)的阀室内,阀体(11)上设有均与阀室相通的回油口 T、工作油口 B、进油口 P和工作油 口 A,其特征在于:所述阀室的左右两端各有一个控制室,阀芯(23)的左右两端分别处在阀 室的两个控制室内,两个控制室内各设有一个抵压在阀芯(23)上的平衡弹簧,阀芯(23)上 设有与左控制室(1)相通的控制油口 K8)和控制油口 II (6),控制油口 1(8)和控制油口 11(6)在阀芯(23)的轴向上距有一定间隔,阀芯(23)上设有与右控制室(12)相通的控制 油口 III (22),当两平衡弹簧作用在阀芯(23)上的合力为零时,控制油口 11(6)部分与回 油口 T相通,控制油口 I®与进油口 P相通,控制油口 111(22)与工作油口 A相通,当阀 芯(23)处于最右位时,进油口 P、工作油口 A、控制油口 1(8)、控制油口 11(6)和控制油口 111(22)相通,回油口 T和工作油口 B相通,当阀芯(23)处于最左位时,工作油口 A、回油口 T、控制油口 1(8)、控制油口 11(6)和控制油口 111(22)相通,进油口 P和工作油口 B相通。
2.根据权利要求1所述的自控定位双向液动换向阀,其特征在于:所述的阀室包括左 到右依次排列的所述的左控制室(1)、左环腔T、环腔A、环腔P、环腔B、右环腔T、所述的右 控制室(12)和贯通前述所有控制室及环腔的长孔,相邻的控制室及环腔之间有台肩,回油 口 T(13)分别与左环腔T和右环腔T相通,进油口 P (20)与环腔P相通,工作油口 B (19)与 环腔B相通,工作油口 A(21)与环腔A相通,阀芯(23)设置在阀室的长孔内,阀芯(23)上 设有两个环形槽,当两平衡弹簧作用在阀芯(23)上的合力为零时,阀芯(23)上的左环形槽 与阀室内的环腔A正对,阀芯(23)上的右环形槽与阀室内的环腔B正对。
3.根据权利要求2所述的自控定位双向液动换向阀,其特征在于:所述的阀芯(23)的 左右两端内各固定有一个活塞,两活塞与阀芯(23)之间均有环形间隙,左活塞(7)内设有 与左控制室(1)相通的油道,控制油口 1(8)和控制油口 11(6)均通过左活塞(7)与阀芯 (23)间的间隙与左活塞(7)中的油道相通,右活塞(9)内设有与右控制室(12)相通的油 道,控制油口 111(22)通过右活塞(9)与阀芯(23)间的间隙与右活塞(9)中的油道相通。
4.根据权利要求1、2或3所述的自控定位双向液动换向阀,其特征在于:当两平衡弹 簧作用在阀芯(23)上的合力为零时,控制油口 11(6)的5-15%的部分与回油口 T相通。
5.根据权利要求4所述的自控定位双向液动换向阀,其特征在于:所述的两平衡弹簧 分别通过一个弹簧限位块与阀芯(23)连接,弹簧限位块固定在阀芯(23)上,平衡弹簧套在 弹簧限位块上。
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