CN102817827B - 换向阀及装设该换向阀的手动液压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换向阀及装设该换向阀的手动液压泵，其技术方案是换向阀，包括阀体；以其径向截面为参照，在相同截面位置，沿所述阀体径向开设有相互连通但分布角度不同的A孔腔，B孔腔，C孔腔；所述阀体圆周面开设有一环形油槽，其与A孔腔，B孔腔，C孔腔位于不同的截面之上；以换向阀由上升位置往下降位置转动方向为参照，从B孔腔到C孔腔之间的圆周面开有一泄压槽，从A孔腔到B孔腔之间的圆周面开有一回油槽，所述泄压槽、回油槽分别与所述环形油槽连通。本发明采用刚柔结合的密封方式，密封套不易被孔口剐蹭，密封性能好，耐用度高。

Description

换向阀及装设该换向阀的手动液压泵

技术领域

本发明涉及一种用于举升汽车驾驶室或类似装置的液压翻转升降装置，具体来说是液压翻转升降装置中用于提供动力的手动液压泵，特别是涉及该液压泵的换向阀。

背景技术

已知的，如果汽车驾驶室需要翻转较大角度，特别是翻过重心的情况下，驾驶室不能依靠自重下降，需要一种双回路的液压翻转升降装置，利用液压缸活塞杆回缩带动驾驶室翻过重心实现下降。

现有技术中，为这种双回路液压翻转升降装置提供动力的手动液压泵包括油箱，泵体，集成于泵体中的柱塞、换向阀（此处换向阀在工程实践中，本领域技术人员也称作分配阀、换向轴、分配轴等，其实质相同，仅是名称变化，以下同）等，其中泵体与换向阀孔系之间的密封是关键点，通常采用刚性密封或者柔性密封。刚性密封对泵体与换向阀之间的配合精度要求非常高，不仅零部件加工装配成本高昂，很难达到质量要求，而且使用当中的相对磨损难以修复，容易内泄；柔性密封的密封效果好，但使用较短时间液压泵就会失压或漏油，耐用度不好。

发明人仔细分析了现有技术的缺陷原因。如图1所示的是现有技术中换向阀径向剖视图，换向阀沿阀体圆周开有一环形凹槽104；阀体的同一径向截面开有分布角度不同的A孔腔12、B孔腔13和C孔腔14且在阀芯互相交接连通；前述的换向阀孔系均设置在环形凹槽104之中。所述孔系均开设成台阶孔，大孔中装设一中空且外端面成弧形的密封套15，其底部被O形密封圈16抵住；换向阀孔系与泵体之间的密封是依靠密封套与泵体壁之间的紧密接触实现的，由于环形凹槽104的存在以及O形密封圈16在底部的支撑作用，密封套15必定要突出孔口一部分，当换向阀旋转使其孔系与泵体孔系导通或分离时，泵体孔系的棱边或锐口必定会剐蹭到密封套15，密封套15通常采用非金属的工程塑料制作而成，很容易损坏密封套15，而换向阀孔系中只要有一个密封套受损，就会造成液压泵失压或漏油，这就是现有技术的手动液压泵使用时间短，耐用度不好的最主要原因；其次这种换向阀由于环形凹槽104的存在，即便换向阀与泵体之间是精密间隙配合，换向阀孔系与泵体之间也不会有刚性密封，其密封必须完全依靠密封套，密封方式单一，所以任一密封套15受损，整个液压泵就失效了，这也是手动液压泵使用时间短，耐用度不好的次要原因。

由于这种双回路翻转升降装置的液压缸上升是采用差动回路，为保证安全，在下腔油嘴接头36与液压缸下腔之间有一液控单向阀装置（用于液压缸处于上升位置而失压时阻止液压缸下降），只有换向阀换向后向液压缸上腔（有杆腔）人为打压到设定压力值以后，液控单向阀才能打开。故此在液压缸下腔与下降回油管路导通之前，必须把液压缸上腔和管道内的压力泄放，从而保持液控单向阀装置处于关闭状态，否则管路中存在压力，会在换向阀换向后顶开液控单向阀装置自动导通下降回路，造成翻转装置瞬间冲击性下降，危及安全。现有技术的泄压设计是沿换向阀阀体圆周开一环形凹槽104，换向阀孔系均设置在环形凹槽104之中，泵体孔系也对应在环形凹槽104范围之内；换向阀与泵体装配成一体时环形凹槽104与泵壁配合形成一环形回油通道，当换向阀由上升位置转动到下降位置过程中，换向阀孔系与泵体壁接触而密封，连通液压缸上下腔的泵体孔系上腔孔段33、下腔孔段32通过环形回油通道与泵体回油口31导通，瞬间实现泄压，在换向阀向下降位置转动过程中使液控单向阀装置处于关闭状态。

发明内容

通过分析，现有技术存在的设计缺陷是：为了实现泄压功能而设计了换向阀孔系开设在环形凹槽之中，从而造成密封套突起而容易被剐蹭以及换向阀孔系与泵体之间无法刚性密封。本发明就是针对前述现有技术的缺陷以及存在的技术问题做出的进一步改进。

本发明首要解决的技术问题是提供了一种其孔系可以与泵体之间实现刚性密封的适用于双回路液压泵的换向阀。

本发明解决首要技术问题所采用的技术方案是：换向阀，包括阀体；以其径向截面为参照，在相同截面位置，沿所述阀体径向开设有相互连通但分布角度不同的A孔腔，B孔腔，C孔腔；所述阀体圆周面开设有一环形油槽，其与A孔腔，B孔腔，C孔腔位于不同的截面之上；以换向阀由上升位置往下降位置转动方向为参照，从B孔腔到C孔腔之间的圆周面开有一泄压槽，从A孔腔到B孔腔之间的圆周面开有一回油槽，所述泄压槽、回油槽分别与所述环形油槽连通。

本发明的技术效果是：新设计首先取消了现有设计中起泄压作用的环形凹槽，从而使阀体孔系直接开设在圆周表面，为换向阀孔系与泵体之间的刚性密封创造了条件，然后把起通油功能的环形凹槽开设在孔系旁侧，增加开设泄压槽和回油槽，从而即不影响换向阀的泄压“功能”又实现了换向阀孔系与泵体之间刚性密封。

对权利要求1中“以换向阀由上升位置往下降位置转动方向为参照，从B孔腔到C孔腔之间的圆周面开有一泄压槽，从A孔腔到B孔腔之间的圆周面开有一回油槽”的进一步释明：为了便于说明可以参照图5。所谓换向阀的“转动”，必定是相对于换向阀以外的某个参照点而言，我们假设换向阀以外存在这样一个固定不动的参照点Z，那么“由B孔腔到C孔腔之间的圆周面”应当是当换向阀“转动”时，“B孔腔”的中心线先进入或经过参照点Z，然后一部分圆周面陆续进入或经过参照点Z，最后“C孔腔”的中心线进入或经过参照点Z，前述陆续进入或经过参照点Z并且位于“B孔腔”和“C孔腔”之间的这部分圆周面就是开有“泄压槽”的“圆周面”。所以在换向阀转动方向确定时，并且在“B孔腔”和“C孔腔”进入或经过参照点Z的先后顺序确定的情况下，由其限定的这部分“圆周面”是明确而唯一的；同理“从A孔腔到B孔腔之间的圆周面”也是明确而唯一的。

本发明其次解决的技术问题是提供了一种刚性密封和柔性密封相结合的，而且可以避免柔性密封套被泵体孔系剐蹭的适用于双回路液压泵的换向阀。

本发明解决次要技术问题所采用的技术方案是：换向阀，包括阀体；以其径向截面为参照，在相同截面位置，沿所述阀体径向开设有相互连通但分布角度不同的A孔腔，B孔腔，C孔腔；所述阀体圆周面开设有一环形油槽，其与A孔腔，B孔腔，C孔腔位于不同的截面之上；以换向阀由上升位置往下降位置转动方向为参照，从B孔腔到C孔腔之间的圆周面开有一泄压槽，从A孔腔到B孔腔之间的圆周面开有一回油槽，所述泄压槽、回油槽分别与所述环形油槽连通；所述A孔腔、B孔腔和C孔腔均开设成台阶孔，其中大孔段装设中空且外端面成圆弧形的密封套，其底部被O形密封圈抵住。

本发明进一步的技术效果是：由于新设计具有刚性密封功能，在A孔腔，B孔腔，C孔腔装设密封套以后，使换向阀与泵体之间不仅有刚性密封还有柔性的动态密封，其构成的双密封不仅使密封效果更好，而且任一密封方式失效，还有另一密封效果保证液压泵工作正常，明显耐用度更好；其次，换向阀孔腔与泵体精密间隙配合，密封套装设于孔腔之中其外端面被泵体壁所限制，不可能伸出孔口，避免了泵体孔系的棱边或锐口剐蹭密封套，从而使液压泵耐用度更好，大大延长了液压泵的使用寿命。

进一步的优选技术方案：所述回油槽是一条沿阀体轴向切除一段圆周面而形成的缺口。

进一步的技术效果：与圆周面相切形成的回油槽上下没有槽边，经过加工倒圆，与泵体孔系配合时不会刮伤泵体孔壁，从而保护了泵体孔系的孔壁，有利于泵体的刚性密封。

进一步的优选技术方案：在径向截面之上，所述回油槽布置位置与泄压槽不在相同的直径线上，所述回油槽布置在与C孔腔相同的直径线上。

进一步的技术效果：回油槽布置在A孔腔和B孔腔中间位置，保证回油槽与泄压槽不会与泵体孔系同时导通。

进一步的优选技术方案：所述环形油槽开设位置与泵体回油口对应。

进一步技术效果：这种设计始终保持环形油槽与泵体回油口处于导通状态。

进一步的优选技术方案：所述泄压槽径向宽度略大于泵体孔系直径。

进一步的技术效果：这种泄压槽宽度设计在保证液压油在孔系当中的流量、速度达到设计要求的情况下，尽可能减小开设面积有利于换向阀与泵体之间的刚性密封。。

本发明解决的第三技术问题是提供了一种换向阀孔系与泵体之间可以实现刚性密封的手动液压泵。

本发明解决第三技术问题所采用的技术方案是：手动液压泵，包括泵体，泵体回油口，上腔孔段，下腔孔段，泵体进油口；该手动液压泵装设有前述新设计的换向阀；所述上腔孔段，下腔孔段，泵体进油口对应在阀体孔系旋转路径之上；所述泵体回油口对应环形油槽的旋转路径。

进一步的技术效果：由于新设计的换向阀孔系开设在阀体圆周表面，阀体与泵体精密间隙配合，换向阀与泵体之间实现刚性密封。

本发明解决的第四技术问题是提供了一种换向阀与泵体之间可以实现刚柔结合的密封，并且密封套不易被泵体孔系剐蹭的，耐用度更好的手动液压泵。

本发明解决第四技术问题采用的技术方案是：手动液压泵，包括泵体，泵体回油口，上腔孔段，下腔孔段，泵体进油口；该手动液压泵装设有前述新设计的换向阀；所述上腔孔段，下腔孔段，泵体进油口对应在阀体孔系旋转路径之上；所述泵体回油口对应环形油槽的旋转路径；所述A孔腔、B孔腔和C孔腔均开设成台阶孔，其中大孔段装设中空且外端面成弧形的密封套，其底部被O形密封圈抵住。

进一步的技术效果：换向阀孔系装设密封套从而与泵体实现刚柔密封相结合，密封套被泵体壁限制在孔腔之中，避免了密封套被泵体孔系刮蹭，使得这种手动液压泵密封性更好，耐用度更好，使用寿命更长。

附图说明

图1是现有技术换向阀的径向剖视结构示意图。

图2是本发明与泵体装配在一起的外观结构示意图。

图3是图2的A-A剖视结构示意图。

图4是本发明实施例一的外观结构示意图。

图5是图4的C-C剖视结构示意图。

图6是图3的B-B局部剖视图之一，是本发明处于上升位置时与泵体孔系的配合关系。

图7是图3的B-B局部剖视图之二，是本发明泄压状态时与泵体孔系的配合关系。

图8是图3的B-B局部剖视图之三，是本发明处于下降位置时与泵体孔系的配合关系。

图9是本发明实施例二的外观结构示意图。

图10是图9的D-D剖视结构示意图。

10.阀体，11.环形油槽，12.A孔腔，13.B孔腔，14.C孔腔，15.密封套，16.O形密封圈，17.泄压槽，18.回油槽。

20.上阀体，21.单向阀。

30.泵体，31.泵体回油口，32.下腔孔段，33.上腔孔段，34.泵体进油口，35.上腔油嘴，36.下腔油嘴。

40.柱塞。

50.油箱。

104.环形凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，进一步阐明本发明的优点及相对于现有技术的突出贡献。可以理解的，下述的实施例不应解释为对本发明技术方案的限制。

实施例一：

如图2、3示出的是液压泵整体外观结构示意图以及A-A剖视结构图。泵体30部分集成在油箱50内部，换向阀，柱塞40等集成于泵体30内部。泵体孔系有泵体回油口31、下腔孔段32、上腔孔段33，泵体进油口34；泵体进油口34经过上阀体20与油箱50连通，下腔孔段32和上腔孔段33分别与螺纹连接在泵体30底部外端的下腔油嘴36和上腔油嘴35连通，经高压油管连通液压缸（图中未示出）上腔（有杆腔）和下腔（无杆腔）；液压油经上阀体20、泵体进油口34进入阀体10，所述上阀体20阀芯设有单向阀21用于阻止液压油回流。

如图4、5示出的是换向阀外观结构示意图及阀体孔系的剖视结构图。换向阀阀体10整体成圆柱形，在同一截面位置，沿阀体10径向开设A孔腔12，B孔腔13，C孔腔14并在阀芯相交连通；C孔腔14与相邻的A孔腔12，B孔腔13大致90°夹角；A孔腔12，B孔腔13，C孔腔14均开设成台阶孔，外端面成弧形的密封套15与大孔段间隙配合，其底部被O形密封圈16抵住，密封套15中空部分与小孔段形成液压油通道。图中可以清晰看出，换向阀与泵体30之间是精密间隙配合，阀体孔系直接开在阀体10的圆周面，密封套15在被O形密封圈16的支撑下被泵体30的孔壁限制在阀体孔系的大孔段之内，这样不仅具有刚柔结合的密封，而且换向阀转动时，密封套不会被泵体孔系的棱边所剐蹭而损坏。阀体孔系在径向圆周的半圆内大致均匀分布；这种设计使任一阀体孔系只要转动到合适位置就可以与下腔孔段32、上腔孔段33，泵体进油口34导通；在阀体孔系的旁侧开有一环形油槽11，泵体回油口正好在其转动路径之上。B孔腔13到C孔腔14之间的圆周面开有与环形油槽11连通的泄压槽17，其径向宽度略大于泵体孔系的直径，这样既保证液压油流量需求又满足开设面积较小，有利于阀体与泵体的刚性密封；泄压槽17的深度与宽度可以根据液压泵需要满足的设计流量精确开设。回油槽18是一条沿阀体10轴向切除一段圆周面而形成的缺口，其一端与环形油槽11连通，这种与阀体径向圆周相切形成的回油槽18径向没有槽边，将缺口交接处倒圆，使之与泵体孔系相交时不会剐蹭孔口棱边，有利于换向阀与泵体30之间的刚性密封；回油槽18也可以开成槽形，但由于径向有槽边，所以没有本实施例优选。由于上、下腔孔段33、32布置在同一轴线之上，如图5所示，回油槽18的布置要避开与泄压槽17位于相同直径线上的位置，本实施例布置在A孔腔12和B孔腔13的中间位置，即与相邻孔系成90°夹角，与C孔腔14成180°夹角，这样保证回油口18与泄压槽不会同时与泵体孔系导通。

如图6所示及结合图3，换向阀处于上升位置，A孔腔12与下腔孔段32导通，B孔段13与上腔孔段33导通，C孔段14与泵体进油口34导通，摇动柱塞40，液压油经上阀体20、泵体进油口34进入C孔腔14，一路经下腔孔段32到液压缸下腔，一路经上腔孔段33进入液压缸上腔，当管路中压力值达到设定值以后，液控单向阀装置（图中未示出）打开，液压缸上下腔同时导通压力油，从而形成差动回路，实现驾驶室的快速举升。当停止摆动柱塞40或者上行柱塞40时，液控单向阀装置处于关闭状态。

如图7所示及结合图3，换向阀按逆时针方向旋转，由上升位置向下降位置转动，上腔孔段33与泄压阀17导通，阀体孔系与泵体壁接触，液压缸上腔的压力经上腔孔段33，泄压阀17，环形油槽11，泵体回油口31瞬间泄放，此时液控单向阀关闭，液压缸保持静止状态。

如图8所示及结合图3，换向阀继续按逆时针方向旋转，A孔腔12与泵体进油口34导通，C孔腔14与上腔孔段33导通，回油槽18与下腔孔段32导通，泄油槽17与泵体壁接触；摇动柱塞40，液压油经A孔腔12、C孔腔14、上腔孔段33进入液压缸上腔；下腔液压油经下腔孔段32、回油槽18、环形油槽11，泵体回油口31返回油箱50，实现驾驶室翻过重心下降。

本实施例采用刚性密封与柔性动态密封相结合，而且密封套被泵体壁限制在分配轴孔口内部，不易被泵体孔系的孔口刮蹭，从而实现液压泵密封性更好，更加耐用的技术目的。

实施例二：

本实施例与实施例一区别在于A、B、C孔腔12、13、14的设计有所不同，如图9、10所示，A、B、C孔腔12、13、14直接开设成径向截面一致的通孔而非台阶孔，而且不加装密封套，分配轴孔系与泵体之间完全是精密配合的刚性密封。本实施例密封方式单一，不如实施例一优选。

Claims (9)

1.换向阀，包括阀体(10)；以其径向截面为参照，在相同截面位置，沿所述阀体(10)径向开设有相互连通但分布角度不同的A孔腔(12)，B孔腔(13)，C孔腔(14)且所述C孔腔(14)开设于A孔腔(12)和B孔腔(13)之间；其特征在于：所述阀体(10)圆周面开设有一环形油槽(11)且布置在与A孔腔(12)，B孔腔(13)，C孔腔(14)不相同的截面之上；以换向阀转动方向为参照，从B孔腔(13)到C孔腔(14)之间的圆周面开有一泄压槽(17)，从A孔腔(12)到B孔腔(13)之间的圆周面开有一回油槽(18)，阀体(10)的同一圆周截面上沿圆周方向依次分布A孔腔(12)、C孔腔(14)、泄压槽(17)、B孔腔(13)、回油槽(18)，所述泄压槽(17)、回油槽(18)分别与所述环形油槽(11)连通；

当换向阀处于上升位置，A孔腔(12)与泵体的下腔孔段(32)导通，B孔腔(13)与泵体的上腔孔段(33)导通，C孔腔(14)与泵体进油口(34)导通；当换向阀由上升位置向下降位置转动，上腔孔段(33)与所述泄压槽(17)导通；当换向阀处于下降位置，A孔腔(12)与泵体进油口(34)导通，C孔腔(14)与上腔孔段(33)导通，回油槽(18)与下腔孔段(32)导通。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于：所述A孔腔(12)、B孔腔(13)和C孔腔(14)均开设成台阶孔，其中大孔段装设中空且外端面成圆弧形的密封套(15)，所述密封套(15)底部被O形密封圈(16)抵住。

3.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于：在径向截面之上，所述回油槽(18)布置位置与泄压槽(17)不在相同的直径线上。

4.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于：在径向截面之上，所述回油槽(18)布置在与C孔腔(14)相同的直径线上。

5.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于：所述回油槽(18)是一条沿阀体(10)轴向切除一段圆周面而形成的缺口。

6.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于：所述环形油槽(11)开设位置与泵体回油口(31)对应。

7.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于：所述泄压槽(17)径向宽度与泵体孔系直径相适配。

8.手动液压泵，包括泵体(30)，其上开设泵体回油口(31)，上腔孔段(32)，下腔孔段(33)，泵体进油口(34)；其特征在于：该手动液压泵装设有如权利要求1所述的换向阀。

9.根据权利要求8所述的手动液压泵，其特征在于：所述换向阀为权利要求2所述的换向阀。