CN102889398A - 梭阀、梭阀驱动式装置、卷筒制动缸控制回路及起重机 - Google Patents

Abstract

梭阀，包括阀杆形式的阀芯（11），在该梭阀的输出端与第一输入端和第二输入端中的一者连通时，所述阀芯的一端端面与阀腔对应一端的内壁面形成端面密封，并且该阀芯（11）的外周面与阀腔相应一段的内周面形成柱面密封，以通过该端面密封和柱面密封使输出端与第一输入端和第二输入端中的另一者彼此截止。此外，本发明还提供一种包括所述梭阀的梭阀驱动式装置、卷筒制动缸回路以及起重机。本发明的梭阀采用独特的阀杆式阀芯，并通过端面密封和柱面密封在梭阀工作过程中形成双重密封，该梭阀能够有效地工作在油压相对较高的液压系统中，其能够有效地承受撞击，不易发生变形，使用性能可靠，密封性能相对较好，能显著提高产品的使用寿命。

Description

梭阀、梭阀驱动式装置、卷筒制动缸控制回路及起重机

技术领域

本发明涉及一种液压控制阀，具体地，涉及一种梭阀。进一步地，本发明还涉及一种集成有所述梭阀的梭阀驱动式装置。此外，本发明还涉及一种卷筒制动缸控制回路以及起重机。

背景技术

随着液压技术的发展，液压系统中的油压越来越高，但是油压的升高也对液压系统中相关阀门的承受压力的性能提出了更高的要求。

梭阀在液压系统中主要用于实现选压功能，其包括两个输入口和一个输出口，当两个输入口输入的液压油的油压不同或仅有一个输入油口存在油压时，通过梭阀阀芯的运动而使得油压较高的输入口与输出口连通，并且另一个输入口与所述输出口截止，从而将油压较高的液压油输出。在工程机械设备的液压系统中，梭阀常常与液控换向阀组成复合阀，从而形成一种复合式液控换向阀，其中梭阀的两个输入口在使用时分别连接于液压系统中的两个不同的油路，输出口与液压换向阀的液控口连通，当两个输入口连接的油路上任一个油路上存在足够的油压时，梭阀会导通以将液压油输出到液控换向阀的液控口，从而驱动液控换向阀的阀芯换位，以实现液压换向阀的油路切换功能。但是，现有技术中这种复合式液控换向阀中采用的梭阀主要为常用的钢球式梭阀，即阀芯为钢球的梭阀。

典型地，起重机的卷扬制动阀采用上述集成有梭阀的复合式液控换向阀，其主要用于控制起重机卷扬机构的卷筒制动缸的开启和闭合，在中小吨位的起重机上，卷扬液压回路的油压一般在25MPa以下，这种情况下卷扬制动阀采用现有的钢球式梭阀还是可以满足要求的，然而大吨位的起重机卷扬液压回路所需油压已经超过40MPa，这么高的压力使得卷扬制动阀中采用的钢球式梭阀容易出现漏油、损坏等现象，从而不能满足使用要求。

具体地，参见图1所示，当卷扬液压马达M的第一工作油路A进油时，梭阀的第一输入油口a输入油压，打开梭阀X，液压油经由梭阀X推动液控换向阀Y处于右位，制动缸控制油口K与进油口P接通，液压油将驱动卷扬制动缸G解除制动状态，卷扬液压马达M开始运动，例如正向旋转，此时第二工作油路B回油；

第一工作油路A的油压降低时，第一输入油口a油压随之降低，液控换向阀Y将在弹簧作用下复位（处于左位），制动缸控制油口K与进油口P截止而与回油口T导通，卷扬制动缸G的活塞杆在弹簧作用下复位从而恢复制动状态，卷扬液压马达M停止运动；

当第二工作油路B进油时，梭阀的第二输入油口b输入油压，打开梭阀X，液压油经由梭阀推动液控换向阀Y处于右位，制动缸控制油口K与进油口P接通，液压油驱动卷扬制动缸G解除制动状态，卷扬液压马达M开始反向运动；

第二工作油路B油压降低时，第二输入油口b压力随之降低，液控换向阀Y将在弹簧作用下复位（处于左位），制动缸控制油口K与进油口P截止而与回油口T导通，卷扬制动缸G恢复制动状态，卷扬液压马达M停止运动。

上述作为卷扬制动阀的梭阀选压式液控换向阀在机械结构上为复合阀，其中液控换向阀和梭阀集成在同一个阀体6上。参见图2所示，调节螺杆1置于螺套3右侧，锁紧螺母2安装在调节螺杆1上，其用于调节液控换向阀的复位弹簧5的预压缩量，当调节螺杆1调节到位后，通过锁紧螺母2将调节螺杆1相对于螺套3锁紧，以防止调节螺杆1松动移位。弹簧座4置于螺套3内部，调节螺杆1的一端伸入到螺套3内并与弹簧座4接触，弹簧5位于螺套3内部并置于弹簧座4上，弹簧5另一端与安装在阀杆8一端的垫片7接触，以将阀杆8推压在右位（常态位置），阀杆8置于阀体6内部，螺套3与阀体6螺纹连接，垫片7位于弹簧5与阀杆8之间，梭阀套9x置于阀体6内部，钢球10x置于梭阀套9x内部，压套11x与阀体6螺纹连接，以通过压套11x对梭阀套9x与阀体6进行位置固定。

结合图1和图2所示，当梭阀的第一输入油口a进油时，液压油将向上推动钢球10x，使得第一输入油口a与油道601x接通，而第二输入油口b与油道601x截止，液压油将推动阀杆8向左移动，垫片7和阀杆8将一起向左移动并压缩弹簧5，当移动距离大于换向最小位移L1后，进油口P与制动缸控制油口K接通，制动缸控制油口K与回油口T截止，随着第一输入油口a的油压的增加，阀杆8向左移动的距离达到阀杆移动最大距离L，这时垫片7与螺套3的右端面接触，这时阀杆8移动到最终位置。

第一输入油口a的油压降低时，阀杆8将在弹簧5的作用下向右移动复位，使得制动缸控制油口K与进油口P截止，而与回油口T导通；

第二输入油口b进油时，液压油将向下推动钢球10x，使得第二输入油口b与油道601x接通，同时第一输入油口a与油道601x截止，液压油将推动阀杆8向左移动，垫片7和阀杆8将一起向左移动并压缩弹簧5，当移动距离大于换向最小位移L1后，进油口P与制动缸控制油口K接通，制动缸控制油口K与回油口T截止，随着第一输入油口b的油压的增加，阀杆8向左移动的距离达到阀杆移动最大距离L，这时垫片7与螺套3的右端面接触，这时阀杆8移动到最终位置。

第二输入油口b油压降低时，阀杆8将在弹簧5的作用下向右移动复位，使得制动缸控制油口K与进油口P截止而与回油口T导通。

结合图1、图2和图3所示，在梭阀X工作时，钢球10x分别与两条梭阀套密封线91压紧密封实现梭阀X的功能，在压紧过程中，由于钢球10x快速运动，实际上在钢球10x与梭阀套密封线91之间将发生一定程度的刚性撞击，在输入口a、b压力比较低时（如25MPa以下），梭阀套9x与钢球10x尚可以满足撞击的需要。但是，当在输入口a、b压力比较高时（如40MPa以上），这种撞击将对梭阀套9x与钢球10x所用材料提出更高的要求，如果其材料不能得到相应改善，这种设计结构将会在很大程度上减少其使用寿命。

结合图2，当输入口a或b进油时，阀杆8将向左移动，将通过垫片7与螺套3右端面接触来实现阀杆8左侧的定位，若输入口a、b进油的压力很高时（如40MPa以上），垫片7将与螺套3右端面发生强烈的撞击，这种撞击一方面容易使垫片7与螺套3的右端面发生变形损坏，另一方面也容易使螺套3与阀体6间的螺纹连接产生松动。

结合上述内容可以总结出，现有技术主要有两个缺点：第一，上述钢球式梭阀的现有结构形式不适合用于较高压力（如40MPa以上）的工况，压力较高时将严重降低钢球式梭阀的使用寿命，导致使用性能不可靠，密封性差；第二：在控制压力（如40MPa以上）较高时，容易使得阀杆8在换向移动到位时，该阀杆8的限位件或限位结构之间发生强烈的刚性撞击，例如在图2中，垫片7与螺套3的右端面作为阀杆8向左移动到位的限位结构（当然阀杆8的换向移动的限位结构或限位件并不限于图2中所示的具体形式），此时垫片7与螺套3的右端面会发生强烈撞击而容易变形损坏，同时也容易使螺套3与阀体6间的螺纹连接在受到频繁的刚性撞击中产生松动。

有鉴于现有技术的上述缺点，需要设计一种新型的梭阀以克服上述缺点，在此基础上进一步提供一种集成有该梭阀的复合式液控换向阀。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种梭阀，该梭阀有效地适应相对较高的工作油压，并且工作稳定可靠，密封性能良好。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种梭阀驱动式装置，该梭阀驱动式装置能够相对有效地适应较高的工作油压，并且工作稳定可靠。

本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种卷扬机构的卷筒制动缸控制回路，该卷筒制动缸控制回路采用的卷扬制动阀能够相对有效地适应较高的工作油压，并且工作稳定可靠。

另外，本发明所要解决的技术问题是提供一种起重机，该起重机的卷筒制动缸控制回路采用的卷扬制动阀能够相对有效地适应较高的工作油压，并且工作稳定可靠。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种梭阀，包括阀芯，该阀芯能够在所述梭阀的阀腔内来回移动，以使该梭阀的输出端与该梭阀的第一输入端或第二输入端连通，其中，所述阀芯为阀杆形式的阀芯；在所述梭阀的输出端与该梭阀的第一输入端和第二输入端中的一者连通时，所述阀芯的与所述第一输入端和第二输入端中的另一者相应的一端端面与所述阀腔对应一端的内壁面形成端面密封，并且该阀芯的外周面与所述阀腔相应一段的内周面形成柱面密封，以通过该端面密封和柱面密封使所述输出端与所述第一输入端和第二输入端中的另一者彼此截止。

优选地，所述梭阀还包括设置有柱塞杆的柱塞腔，所述梭阀的输出端包括设置有柱塞杆的柱塞腔，该柱塞腔通过所述柱塞杆密封性分隔为驱动腔和缓冲腔，所述驱动腔选择性地与所述梭阀的第一输入端或第二输入端连通，以能够将液压油输送到该驱动腔而驱动所述柱塞杆移动，所述柱塞杆的一端伸出到所述缓冲腔外部以用于驱动待驱动件。

更具体地，所述驱动腔通过内部输出油道与所述梭阀的第一输入端或第二输入端连通，所述内部输出油道形成在定位塞上，该定位塞形成所述柱塞腔的一端端壁，以在所述柱塞杆缩回复位时对该柱塞杆限位。

具体地，所述柱塞杆至少包括伸出段和导向配合段，该导向配合段的直径大于所述伸出段的直径以形成为阶梯形，所述导向配合段的外周面与所述柱塞腔的内周面配合，以将该柱塞腔密封性分隔为所述驱动腔和缓冲腔，所述伸出段穿过形成在所述缓冲腔一端端壁上的伸出孔伸出到该缓冲腔的外部。

优选地，所述柱塞腔的缓冲腔通过节流油道与回油腔连通，所述回油腔用于经由阻尼油道与回油油路或油箱连通。

优选地，所述柱塞杆的伸出段的外周面与所述伸出孔的内周面之间具有间隙，所述节流油道包括所述间隙。

更优选地，所述柱塞杆的伸出段的外周面上还形成有从该伸出段的伸出端轴向延伸预定长度的卸荷槽，所述伸出段的外周上套装具有弹性的单向密封圈，该单向密封圈与所述导向配合段的端面之间弹性支撑有预压弹簧，该预压弹簧将所述单向密封圈压靠到形成有所述伸出孔的端壁上，所述单向密封圈的朝向所述端壁的配合面成形为使得液压油能够从所述回油腔内推开该单向密封圈进入所述缓冲腔内，并且反向截止；在所述柱塞杆缩回状态下，所述卸荷槽的内侧端与所述单向密封圈的端面之间沿所述柱塞杆轴向的距离为卸荷距离，该卸荷距离小于所述柱塞杆的伸出行程，当所述柱塞杆的伸出移动的距离小于所述卸荷距离时，所述节流油道包括所述卸荷槽；当所述柱塞杆的伸出移动的距离等于或大于所述卸荷距离时，所述节流油道包括所述单向密封圈与所述伸出段之间的挤压变形间隙。

优选地，所述伸出孔的朝向所述导向配合段的一端端缘部位形成有阀体防变形倒角，所述导向配合段的朝向所述伸出孔的一端端缘部位形成有柱塞杆防变形倒角。

可选择地，所述伸出孔的朝向所述导向配合段的一端端缘部位形成有阀体防变形环形槽，该阀体防变形环形槽的直径大于所述伸出孔的直径，以使得该阀体防变形环形槽与所述伸出孔形成为阶梯形；所述导向配合段的朝向所述伸出孔的一端端缘部位形成有柱塞杆防变形环形槽口，以使得所述导向配合段的朝向所述伸出孔的一端端缘部位的直径小于所述导向配合段的主体部分的直径。

具体地，所述阀腔依次包括相互贯通的第一输入油腔、第一密封配合腔、输出油腔、第二密封配合腔和第二输入油腔，其中所述梭阀的第一输入端通过第一内部油道连接至所述第一输入油腔，所述第二输入端通过第二内部油道连接至所述第二输入油腔，所述输出端与所述输出油腔连通；当所述阀芯移动为使得所述输出油腔与第一输入油腔连通时，所述阀芯的第二端端面与所述第二输入油腔的内壁面形成端面密封以封堵所述第二内部油道，并且至少该阀芯的中间段的外周面与所述第二密封配合腔的内周面形成柱面密封，并且所述输出油腔通过所述阀芯上的第一连通结构与第一输入油腔连通；当所述阀芯移动为使得所述输出油腔与第二输入油腔连通时，所述阀芯的第一端端面与所述第一输入油腔的内壁面形成端面密封以封堵所述第一内部油道，并且至少该阀芯的中间段的外周面与所述第一密封配合腔的内周面形成柱面密封，并且所述输出油腔通过所述阀芯上的第二连通结构与第二输入油腔连通。

更具体地，所述阀芯上的第一连通结构和第二连通结构分别为第一阀芯油槽和第二阀芯油槽，所述第一阀芯油槽从所述阀芯的第一端形成在该阀芯的外周面上并且在该阀芯的轴向上具有第一轴向长度，所述第二阀芯油槽从所述阀芯的第二端形成在该阀芯的外周面上并且在该阀芯的轴向上具有第二轴向长度，该第一阀芯油槽与第二阀芯油槽的相对端之间沿所述阀芯轴向的间距为预定阀芯油槽间距；所述输出油腔的内壁面与所述阀芯的外周面具有间隔，并且该输出油腔沿所述阀芯轴向的长度大于所述预定阀芯油槽间距，所述阀芯的中间段为该阀芯的处于所述第一阀芯油槽与第二阀芯油槽之间的部分。

在上述梭阀的技术方案的基础上，本发明提供一种梭阀驱动式装置，包括液控式液压元件和梭阀，所述液控式液压元件至少具有两种工作状态，其中，所述梭阀为上述技术方案中的梭阀，该梭阀的输出端与所述液控式液压元件的液控口连通，以能够通过该梭阀的输出端向所述液控口输送液压油而控制所述液控式液压元件改变工作状态。

作为一种并列技术方案，本发明提供一种梭阀驱动式装置，包括待驱动件和梭阀，所述待驱动件至少具有两个工作位置，其中，所述梭阀为上述技术方案中包括柱塞杆的梭阀，该梭阀的柱塞杆的伸出端对应于所述待驱动件，以通过该柱塞杆驱动所述待驱动件改变工作位置。

优选地，所述柱塞腔的缓冲腔通过节流油道与回油腔连通，所述回油腔用于经由阻尼油道与回油油路或油箱连通，以在所述梭阀驱动式装置工作过程中使得该缓冲腔在所述柱塞杆缩回过程中经由所述节流油道能够从所述回油腔内抽吸液压油，并且在所述柱塞杆伸出过程中经由所述节流油道能够向所述回油腔内排出液压油。

具体选择地，所述待驱动件为二位换向阀的阀杆，所述柱塞杆的伸出端伸入到所述二位换向阀内并与该二位换向阀的阀杆的一端端面接触。

优选地，所述柱塞杆的伸出行程等于所述二位换向阀的阀杆的最大换向移动行程。

优选地，所述阀杆的另一端设置有止挡件，该止挡件支撑复位弹簧的一端，该复位弹簧的另一端弹性支撑在设置于螺套内的弹簧座上，所述螺套安装于所述二位换向阀的一侧并且该螺套的一端伸入到所述复位弹簧的弹簧腔内，所述止挡件与所述螺套的相对的端面之间沿所述阀杆轴向的安装距离大于所述柱塞杆的伸出行程。

优选地，所述二位换向阀为液控式二位换向阀，该液控式二位换向阀的液控腔作为所述回油腔，所述柱塞杆的伸出端伸入到所述液控腔内并与所述液控式二位换向阀的阀杆的一端端面接触。

更优选地，所述梭阀与所述液控式二位换向阀共用同一阀体以形成为复合阀，所述柱塞杆的伸出段的外周面与所述伸出孔的内周面之间具有间隙以形成所述节流油道。

进一步优选地，所述柱塞杆的伸出段的外周面上还形成有从该伸出段的伸出端轴向延伸预定长度的卸荷槽，所述伸出段的外周上套装具有弹性的单向密封圈，该单向密封圈与所述导向配合段的端面之间弹性支撑有预压弹簧，该预压弹簧将所述单向密封圈压靠到形成有所述伸出孔的端壁上，所述单向密封圈的朝向所述端壁的配合面成形为液压油能够从所述液控腔内推开该单向密封圈进入所述缓冲腔内，并且反向截止；在所述柱塞杆缩回状态下，所述卸荷槽的内侧端与所述单向密封圈的端面之间沿所述柱塞杆轴向的距离为卸荷距离，该卸荷距离小于所述柱塞杆的伸出行程，当所述柱塞杆的伸出移动的距离小于所述卸荷距离时，所述节流油道包括所述卸荷槽，当所述柱塞杆的伸出移动的距离等于或大于所述卸荷距离时，所述节流油道包括所述单向密封圈与所述伸出段之间的挤压变形间隙。

更具体地，所述二位换向阀为二位三通换向阀。

在上述梭阀驱动式装置的技术方案的基础上，本发明提供一种卷扬机构的卷筒制动缸控制回路，包括用于对卷扬液压马达制动的卷筒制动缸，其中，所述卷筒制动缸控制回路还包括本发明上述技术方案中采用二位三通换向阀的梭阀驱动式装置，其中所述梭阀的第一输入端与所述卷扬液压马达的第一工作油路连通，第二输入端与该卷扬液压马达的第二工作油路连通，所述二位三通换向阀的进油口连接于进油油路，回油口连接于回油油路，工作油口作为制动缸控制油口并通过制动工作油路连接于所述卷筒制动缸。

此外，本发明还提供一种起重机，其中，该起重机包括根据上述的卷筒制动缸控制回路。

通过上述技术方案，第一，本发明基本技术构思的梭阀采用独特的阀杆式阀芯，并通过端面密封和柱面密封在梭阀工作过程中形成双重密封，这种结构形式的梭阀能够有效地工作在油压相对较高的液压系统中，其能够有效地承受高压液压系统中的撞击，不易发生变形，使用性能较为可靠，密封性能相对较好，将大大提高产品的使用寿命。第二，本发明优选方式的梭阀还包括将梭阀输出的液压能转换为机械能进行输出的独特结构，这种独特结构使得本发明的梭阀的应用范围更广泛，其不但可以控制液压元件的待驱动件，而且可以用于驱动各种适当的待驱动件，例如换向阀的阀杆、开关的触发元件等，同时，该柱塞杆具有一定的缓冲定位功能，能够实现柱塞杆与阀体撞击的平缓性，并间接地实现了阀杆行程的定位。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术的起重机卷扬机构的卷筒制动缸液压控制回路的液压原理图，其中虚线方框标记的卷扬制动阀采用集成有梭阀和液控二位三通换向阀的复合阀，所述梭阀为钢球式梭阀。

图2是图1所示的卷扬制动阀的剖视结构示意图。

图3是现有技术中作为阀芯的钢球与梭阀套形成线密封的局部放大示意图。

图4是本发明具体实施方式的起重机卷扬机构的卷筒制动缸液压控制回路的液压原理图，其中虚线方框中标记的是本发明一种具体实施例的梭阀驱动式装置的液压原理图，该具体实施例的梭阀驱动式装置集成有本发明的梭阀和液控二位三通换向阀，以作为起重机的卷扬机构中常用的卷扬制动阀。

图5是图4所示的作为梭阀驱动式装置的剖视结构图，其中显示了本发明具体实施方式的梭阀的结构。

图6是本发明具体实施方式的梭阀中的柱塞杆部分的一种具体结构形式的局部放大图。

图7是本发明具体实施方式的梭阀中的柱塞杆部分的另一种具体结构形式的局部放大图。

图8是本发明具体实施方式的梭阀的阀芯处于中位的局部放大图。

图9是本发明具体实施方式的梭阀的阀芯处于上位的局部放大图。

图10是本发明具体实施方式的梭阀的阀芯处于下位的局部放大图。

图11是本发明具体实施方式的梭阀中的柱塞杆部分的又一种优化结构形式的局部放大图。

图12是图5所示的梭阀驱动式装置的一种变型形式的剖视结构示意图，该剖视结构示意图显示所述梭阀驱动式装置中的液控二位三通换向阀，该液控二位三通换向阀与梭阀处于阀体的不同平面。

图13是图5所示的梭阀驱动式装置的一种变型形式的剖视结构示意图，该剖视结构示意图显示所述梭阀驱动式装置中的梭阀，该梭阀与液控二位三通换向阀处于阀体的不同平面。

本发明附图标记说明：

1调节螺杆；                    2锁紧螺母；

3螺套；                        4弹簧座；

5复位弹簧；                    6阀体；

601阀体防变形倒角；            601’阀体防变形环形槽；

602输出油腔；                  603柱塞腔；

604液控腔；              7垫片；

8阀杆；                  9柱塞杆；

901间隙；                901’卸荷槽；

902柱塞杆防变形倒角；    902’柱塞杆防变形环形槽口；

903伸出段；              904导向配合段；

10定位塞；               101内部输出油道；

11阀芯；                 11a第一阀芯油槽；

11b第二阀芯油槽；        12a第一输入接头；

12b第二输入接头；        13单向密封圈；

14预压弹簧；             15内部连通油道；

16第一输入油腔；         17第二输入油腔；

18第一内部油道；         19第二内部油道；

20驱动腔；               21缓冲腔；

22第一密封配合腔；       23第二密封配合腔；

a第一输入油口；          b第二输入油口；

A第一工作油路；          B第二工作油路；

C制动工作油路；          F梭阀；

M卷扬液压马达；          G卷筒制动缸；

P进油口；                T回油口；

K制动缸控制油口；        Y液控二位三通换向阀；

L柱塞杆的伸出行程；      L1阀杆换向最小位移；

L2卸荷距离；             L3安装距离；

L4预定阀芯油槽间距；

L5输出油腔沿阀芯轴向的长度；

L6阀芯密封配合长度。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

需要说明的是，图4和图5中显示的是本发明梭阀驱动式装置的一种具体实施例，其中该梭阀驱动式装置作为起重机卷扬机构的卷筒制动缸控制回路中的卷扬制动阀。该具体实施例的梭阀驱动式装置通过共用的阀体6集成了本发明具体实施方式的梭阀F和液控二位三通换向阀Y，但是在此需要说明的是，图5所示的具体结构仅是本发明的梭阀驱动式装置的一种优选实施例，其中所述梭阀F完全可以采用单独的阀体而构成为独立的产品，并且本发明的梭阀驱动式装置中集成的通过梭阀F驱动的液压元件或其它待驱动件并不限于图5和图4中所示的液控二位三通换向阀Y，从广义上而言，只要能够由本发明的梭阀F驱动的液压元件或待驱动件均可以与梭阀F集成或连接为本发明的梭阀驱动式装置，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

以下首先参照图5至图13说明本发明的梭阀的具体实施方式，进而描述通过该梭阀构成的梭阀驱动式装置，在此基础上，为帮助本领域技术人员更清楚地理解本发明的技术方案，将参照图5和图4描述用于起重机的卷扬机构的卷筒制动控制回路，该卷筒制动缸控制回路应用有符合本发明技术构思的一种具体形式的梭阀驱动式装置。

参见图5所示，本发明的梭阀可以从图5所示的复合阀形式的梭阀驱动式装置中独立出来，在此情形下，所述梭阀可以采用专用的阀体或阀套等。具体地，本发明的梭阀包括阀芯11，该阀芯11能够在梭阀的阀腔（典型地阀腔形成阀体或阀套内）内来回移动，以使该梭阀的输出端与该梭阀的第一输入端或第二输入端连通，独特地，阀芯11为阀杆形式的阀芯，在所述梭阀的输出端与该梭阀的第一输入端和第二输入端中的一者连通时，阀芯11的与所述第一输入端和第二输入端中的另一者相应的一端端面与所述阀腔对应一端的内壁面形成端面密封，并且该阀芯11一段的外周面与阀腔相应一段的内周面形成柱面密封，以通过该端面密封和柱面密封使输出端与第一输入端和第二输入端中的另一者彼此截止。

在本发明的梭阀的上述技术构思范围内，梭阀的阀芯11通过移动而使得输出端选择性地与第一输入端和第二输入端中的一者连通，并通过端面密封和柱面密封使得输出端与第一输入端和第二输入端中的另一者截止可以通过多种具体的结构形成，这对于液压阀领域的技术人员而言可以容易地通过设计阀芯11的形状、阀腔的形状等而实现。例如，作为一种具体结构，参见图5所示，上述阀腔依次包括相互贯通的第一输入油腔16、第一密封配合腔22、输出油腔602、第二密封配合腔23和第二输入油腔17，阀芯11穿过第一密封配合腔22、输出油腔602和第二密封配合腔23，并且该阀芯11的第一端和第二端分别伸入到第一输入油腔16和第二输入油腔17内，其中梭阀的第一输入端通过第一内部油道18连接至所述第一输入油腔16，第二输入端通过第二内部油道19连接至所述第二输入油腔17，输出端与输出油腔602连通；当阀芯11移动为使得输出油腔602与第一输入油腔16连通时，阀芯11的第二端端面压靠到第二输入油腔17的内壁面上以形成端面密封，从而封堵第二内部油道19，并且至少阀芯11的中间段的外周面与第二密封配合腔23的内周面形成柱面密封；当阀芯11移动为使得输出油腔602与第二输入油腔17连通时，阀芯11的第一端端面与所述第一输入油腔16的内壁面形成端面密封以封堵第一内部油道18，并且至少阀芯11的中间段的外周面与第一密封配合腔22的内周面形成柱面密封。当然，梭阀内部的结构形式并不限于图5所示的具体情形，本领域技术人员在本发明的技术构思范围内通过改变阀芯11的形状、阀腔的形状等而进行的简单结构变型，均属于本发明的保护范围。

在上述梭阀结构的情形下，当阀芯11移动为使得输出油腔602与第一输入油腔16连通时，该输出油腔602通过所述阀芯11上的第一阀芯油槽11a与第一输入油腔16连通；当阀芯11移动为使得输出油腔602与第二输入油腔17连通时，该输出油腔602通过阀芯11上的第二阀芯油槽11b与第二输入油腔17连通。具体地，第一阀芯油槽11a从阀芯11的第一端形成在该阀芯11的外周面上并且在该阀芯11的轴向上具有第一轴向长度，所述第二阀芯油槽11b从阀芯11的第二端形成在该阀芯11的外周面上并且在该阀芯11的轴向上具有第二轴向长度。此处需要注意的是，第一阀芯油槽11a和第二阀芯油槽11b只需具有沿阀芯11的轴向长度即可，并一定严格沿阀芯11的轴向形成。优选地，第一阀芯油槽11a和第二阀芯油槽11b对称形成，此时第一轴向长度等于所述第二轴向长度，这使得梭阀更便于进行设计和控制。另外，第一阀芯油槽11a和第二阀芯油槽11b可以在阀芯11外周面上沿轴向形成在不同的位置上，例如从阀芯11的横截面图上观察，第一阀芯油槽11a和第二阀芯油槽在周向方向上具有夹角，即处于圆周的不同位置上。

参见图8所示，该第一阀芯油槽11a与第二阀芯油槽11b的相对端（即第一阀芯油槽11a和第二阀芯油槽11b各自的相对靠近阀芯11的中段的一端）之间沿阀芯11轴向的间距为预定阀芯油槽间距L4。同时，输出油腔602的内壁面与阀芯11的外周面具有间隔（例如输出油腔602的直径大于阀芯11的直径），并且该输出油腔602沿阀芯11轴向的长度L5大于预定阀芯油槽间距L4，阀芯11的中间段为阀芯11的处于所述第一阀芯油槽11a与第二阀芯油槽11b之间的部分。在采用上述第一阀芯油槽11a与第二阀芯油槽11b作为阀芯11上的第一连通结构和第二连通结构的情形下，上述参数关系主要是一种便于阀芯设计的优选结构，但更关键的在于，参见图9和图10所示，当阀芯11向上移动为使得输出油腔602与第一输入油腔16连通时，阀芯11的中间段的外周面与第二密封配合腔23的内周面至少需要形成阀芯密封配合长度L6的柱面密封；当阀芯11移动为使得输出油腔602与第二输入油腔17连通时，阀芯11的中间段的外周面与第一密封配合腔22的内周面至少需要形成阀芯密封配合长度L6的柱面密封，也就是说，尽管输出油腔602沿阀芯11轴向的长度L5优选地大于预定阀芯油槽间距L4，但预定阀芯油槽间距L4的大小需要保证阀芯11的中间段在朝向第一输入油腔或第二输入油腔移动到位后形成阀芯密封配合长度L6的柱面密封。

阀芯11上的第一连通结构和第二连通结构并不限于采用上述第一阀芯油槽11a与第二阀芯油槽11b的形式，例如可以采用形成在阀芯上的第一阀芯内部油道或第二阀芯内部油道，其与采用第一阀芯油槽11a与第二阀芯油槽11b的功能是类似的。这些简单变型均属于本发明的技术构思。

正如上文所述，本发明的梭阀可以构成为独立的产品，例如，上述第一输入端和第二输入端可以分别为第一输入油口a和第二输入油口b，所述输出端为输出油口。在此情形下本发明的梭阀在实体上构成为独立的产品，其具有类似于现有梭阀的三个接口。

另外，第一输入油口a和第二输入油口b可以直接形成在用于梭阀的阀体（例如图5所示的共用的阀体6）上，优选地，参见图5所示，所述梭阀还包括用于封闭第一输入油腔16和第二输入油腔17的第一输入接头12a和第二输入接头12b，上述第一输入油口a和第一内部油道18形成在第一输入接头12a上，第二输入油口b和第二内部油道19形成在第二输入接头12b上。

本发明上述基本技术构思的梭阀采用独特的阀杆式阀芯，并通过端面密封和柱面密封在梭阀工作过程中形成双重密封，这种结构形式的梭阀能够有效地工作在油压相对较高（例如40MPa以上）的液压系统中，其能够有效地承受高压液压系统中的撞击，不易发生变形，使用性能较为可靠，密封性能相对较好。

本发明的梭阀除了上述基本技术构思的阀杆式阀芯、端面密封以及柱面密封等结构特征之外，优选地，本发明的梭阀还包括将梭阀输出的液压能转换为机械能进行输出的独特结构，这种独特结构使得本发明的梭阀的应用范围更广泛，在本发明的梭阀的输出端仅能输出液压油的情形下，其一般可以适用于液控式液压元件，但是在本发明的梭阀能够将液压能转换为机械能输出式，其不但可以控制液压元件的待驱动件，而且可以用于驱动各种适当的待驱动件，例如换向阀的阀杆、开关的触发元件等。

具体地，参见图5所示，本发明的梭阀还优选地包括设置有柱塞杆9的柱塞腔603，该柱塞腔通过柱塞杆9密封性分隔为驱动腔20和缓冲腔21，上述梭阀的输出端与驱动腔20连通，以将液压油输送到该驱动腔20而驱动柱塞杆9移动，柱塞杆9的一端伸出到缓冲腔21外部以用于驱动待驱动件。其中，柱塞腔603和柱塞杆9的结构形式可以多种多样，例如，参见图5所示，柱塞杆9可以至少包括伸出段903和导向配合段904，该导向配合段904的直径大于伸出段903的直径以形成为阶梯形，导向配合段904的外周面与柱塞腔的内周面配合，从而将该柱塞腔密封性分隔为驱动腔20和缓冲腔21，伸出段903穿过形成在缓冲腔21一端端壁上的伸出孔伸出到缓冲腔21的外部。

在本发明的梭阀的输出端将液压油输出到柱塞腔603的驱动腔20的情形下，梭阀的输出端一般不形成外露的油口，而是可以为内部油道，例如图5中所示的内部输出油道101，具体地，图5中的梭阀F的阀芯11与柱塞杆9基本处于同一平面内，在此情形下，与输出油腔602连通的内部输出油道101作为输出端，其形成在定位塞10上，该定位塞10形成柱塞腔603的一端端壁，以在柱塞杆9缩回复位时对该柱塞杆9限位。当然，本发明并不限于这种情形，例如参见图12所示，梭阀F的阀芯11与柱塞杆9不处于同一平面内，此时输出端可以为图12所示的内部连通油道15，该内部连通油道15的一端与输出油腔602连通，另一端与柱塞腔603的驱动腔20连通。

在本发明的梭阀的设置柱塞杆9的实施方式中，由于柱塞杆的伸出段903经常需要从伸出孔中来回移动，并且导向配合段904也会经常与形成有伸出孔的端壁碰撞，为防止伸出孔的端缘部位以及导向配合段904的端面的端缘部位因碰撞产生变形，而使得柱塞杆9产生卡滞现象，参见图6所示，所述伸出孔的朝向导向配合段904的一端端缘部位形成有阀体防变形倒角601，导向配合段904的朝向所述伸出孔的一端端缘部位形成有柱塞杆防变形倒角902。这样即使因为导向配合段904的端面与形成有伸出孔的端壁碰撞，导向配合段904的端面的端缘部位以及伸出孔的端缘部位发生变形，由于预留了变形空间，也不会导致伸出段903和导向配合段904发生卡滞现象。

作为一种可选择的实施形式，与上述形成有倒角的形式相似，参见图7所示，所述伸出孔的朝向导向配合段904的一端端缘部位形成有阀体防变形环形槽601’，具体地，该阀体防变形环形槽601’的直径大于伸出孔的直径，以使得阀体防变形环形槽601’与伸出孔形成为阶梯形；同时，导向配合段904的朝向伸出孔的一端端缘部位形成有柱塞杆防变形环形槽口902’，从而使得导向配合段904的朝向伸出孔的一端端缘部位的直径小于导向配合段904的主体部分的直径。这种可选择的实施形式同样能够起到柱塞杆9因为碰撞而发生变形导致卡滞的现象。

如上所述，为了使得柱塞杆9伸出过程中，导向配合段904与形成有伸出孔的端壁之间的碰撞尽可能平缓，作为一种优选实施方式，柱塞腔603的缓冲腔21可以通过节流油道与回油腔连通，该回油腔能够经由阻尼油道与回油油路或油箱连通，缓冲腔21在柱塞杆9缩回过程中经由节流油道从回油腔内抽吸液压油，并且在柱塞杆9伸出过程中经由节流油道向所述回油腔内排出液压油。为了帮助本领域技术人员理解，参见图5所示，在图5中本发明的梭阀F与液控二位三通换向阀Y集成在同一共用的阀体6内（这将在下文详细说明），其中柱塞杆9的伸出段903伸入到液控腔604内并与该液控二位三通换向阀的阀杆8的端面接触，从而通过柱塞杆9驱动阀杆8进行换向移动。该液控腔604可以作为上述回油腔，从而可以充分利用液控二位三通换向阀的现有结构的优点，公知地，液控二位三通换向阀Y的液控腔604一般通过阀杆8上的阻尼油道与回油口T连通，在接入液压系统后该回油口一般与回油油路或油箱连通，在使用时，在柱塞杆9的完全缩回状态下，使得缓冲腔21和回油腔内充满有液压油，这样，当柱塞杆9伸出驱动液控二位三通换向阀Y的阀杆8时，柱塞杆9将液压油从伸出段903的外周面与伸出孔的内周面之间的间隙901（作为节流油道）中挤入作为回油腔的液控腔604，液控腔604可以经由阀杆8上的阻尼油道从回油油路中排出或抽吸液压油，从而通过液压油的阻碍作用使得柱塞杆9的移动更加平缓，尽量减小撞击的程度。对于本领域技术人员显然地，上述缓冲腔21与回油腔的设置形式并不局限于图5中所示的特定情形，其完全可以设置独立的回油腔，使得缓冲腔21通过节流油道与回油腔连通，并使得该回油腔经由阻尼油道能够与回油油路或油箱连通。

以上描述了本发明的梭阀的基本实施方式以及优选方式，在本发明的梭阀的上述技术方案的基础上，以下描述通过本发明的梭阀所形成的梭阀驱动式装置。

如上所述，本发明的梭阀在不包括柱塞杆的实施方式中可以形成为类似现有的具有两个输入油口和一个输出端的梭阀，在此情形下，梭阀在液压系统中通过输出端输出液压油，本发明一种实施方式的梭阀驱动式装置可以包括液控式液压元件和这种形式的梭阀，其中所述液控式液压元件至少具有两种工作状态，此时该液控式液压元件的液控口可以通过管路与梭阀的输出端连接，也可以将所述液控式液压元件与所述梭阀集成为一体，而使得梭阀的输出端通过内部油道与液控式液压元件的液控口连通，以能够通过该梭阀的输出端向所述液控口输送液压油而控制所述液控式液压元件改变工作状态。

在采用本发明上述的包括柱塞杆的实施方式的梭阀的情形下，参见图5所示，本发明提供一种梭阀驱动式装置，包括待驱动件和梭阀，所述待驱动件至少具有两个工作位置，其中，所述梭阀的柱塞杆9的伸出端对应于所述待驱动件，以通过该柱塞杆9驱动所述待驱动件改变工作位置。如上所述，由于在该梭阀驱动式装置中采用的本发明的梭阀还包括将梭阀输出的液压能转换为机械能进行输出的柱塞杆，这种独特结构使得本发明的梭阀的应用范围更广泛，其不但可以控制液压元件的待驱动件，而且可以用于驱动各种适当的待驱动件，例如换向阀的阀杆、开关的触发元件等。

具体选择地，参见图5所示，所述待驱动件可以为二位换向阀的阀杆8，柱塞杆9的伸出端伸入到该二位换向阀内并与该二位换向阀的阀杆8的一端端面接触。在此需要注意的是，一旦待驱动件为换向阀的阀杆，该换向阀一般为二位换向阀。三位以上的换向阀存在中位，阀杆8的移动方向不同，柱塞杆与阀杆的其中一个移动方向会存在干涉。例如，参加图5所示，所述二位换向阀可以为液控式二位换向阀，如上所述，该液控式二位换向阀的液控腔604可以作为与缓冲腔21连通的所述回油腔，在此情形下，柱塞杆9的伸出端伸入到所述液控腔604内并与所述液控式二位换向阀的阀杆的一端端面接触。更优选地，所述梭阀与液控式二位换向阀可以共用同一阀体6以形成为复合阀，在此情形下，柱塞杆9的伸出段903的外周面与所述伸出孔的内周面之间具有间隙901以形成所述节流油道。

进一步地，为了使得缓冲效果更好，在上述具体结构的基础上，参见图11所示，柱塞杆9的伸出段903的外周面上还形成有卸荷槽901’，该卸荷槽901’从该伸出段903的伸出端沿柱塞杆9的轴向朝向导向配合段904延伸伸出段903的部分长度，伸出段903的外周上套装有弹性的单向密封圈13，该单向密封圈13朝向导向配合段903的端面之间弹性支撑有预压弹簧14，该预压弹簧将所述单向密封圈13压靠到形成有伸出孔的端壁上，所述单向密封圈13的压靠到所述端壁上的配合端面成形为使得液控腔604内的液压油能够推开所述单向密封圈13进入到缓冲腔21内，而缓冲腔21内的液压油不能推开所述单向密封圈13进入液控腔604。参见图11所示，这是比较容易理解，由于弹性的单向密封圈13通过预压弹簧14压靠到形成有伸出孔的端壁上，液控腔604的液压油的液压足够时，可以容易地推开单向密封圈进入到缓冲腔21内，但是缓冲腔21的液压油即使油压足够大，也只能将单向密封圈13更紧密地压靠到端壁上，从而单向密封圈呈现出单向密封性，通过对所述单向密封圈13的压靠到所述端壁上的配合端面进行合理成形，使得液控腔604内液压油经由间隙901流动到单向密封圈13时具有相对优化的作用面，将使得单向密封圈13呈现良好的单向密封性。

在柱塞杆9的缩回状态下，卸荷槽901’的靠近导向配合段904的一端与单向密封圈13的朝向该导向配合段904的端面之间沿柱塞杆9的轴向的距离为卸荷距离L2，该卸荷距离L2小于柱塞杆9的伸出行程L；当柱塞杆9的伸出移动的距离小于卸荷距离L2时，所述节流油道除了包括上述的柱塞杆9的伸出段903的外周面与伸出孔的内周面之间的间隙901，还包括该卸荷槽901’；当柱塞杆9的伸出移动的距离等于或大于卸荷距离L2时，节流油道为单向密封圈13与伸出段903之间的挤压变形间隙以及所述伸出孔与所述伸出段13之间的间隙901。

典型地，为了便于控制，一般使得柱塞杆9的伸出行程L等于二位换向阀的阀杆8的最大换向移动行程，即柱塞杆伸出到位，换向阀换向到位。此外，对于二位换向阀而言，与图2中的现有的换向阀的结构类似，阀杆8的另一端一般设置有止挡件（例如垫片7），该止挡件支撑二位换向阀的复位弹簧5的一端，该复位弹簧5的另一端弹性支撑在设置于螺套3内的弹簧座4上，螺套3安装于二位换向阀的一侧并且该螺套3的一端伸入到复位弹簧3的弹簧腔内，为了防止阀杆8的换向移动过程中，止挡件的端面与螺套3的端面碰撞，所述止挡件与螺套3的相对的端面之间沿阀杆8轴向的安装距离L3大于柱塞杆9的伸出行程L。由于柱塞杆的伸出行程等于所述二位换向阀的阀杆的最大换向移动行程，因此即使换向阀已经换向到位，止挡件与螺套3的相对的端面之间也不会发生撞击，从而使得梭阀驱动式装置使用性能更加可靠，不易损坏。

具体选择地，上述二位换向阀可以为二位三通换向阀，在此情形下，本发明的梭阀与二位三通换向阀构成的梭阀驱动是装置可以作为例如起重机用卷扬机构的卷筒制动缸控制回路中的卷扬制动阀，具体地，本发明还提供一种卷扬机构的卷筒制动缸控制回路，包括用于对卷扬液压马达M制动的卷筒制动缸G，其中，所述梭阀驱动式装置中的梭阀的第一输入端与卷扬液压马达M的第一工作油路A连通，第二输入端与该卷扬液压马达M的第二工作油路连通B，所述二位三通换向阀的进油口P连接于进油油路，回油口T连接于回油油路，工作油口作为制动缸控制油口K并通过制动工作油路C连接于卷筒制动缸G。

以下参照图4至图11描述用于起重机的卷筒制动缸控制回路的操作过程，在描述过程中将从整体上描述图4和图5所示的具体优选实施例的作为卷扬制动阀的梭阀驱动式装置，其中涉及的一些优选结构特征尽管与上文的描述略有重复，但这将帮助本领域技术人员更深刻地理解本发明。

结合图4，第一工作油路A进油时，本发明的梭阀的第一输入油口a形成油压，液压油打开本发明的梭阀F，通过梭阀F输出的液压油推到柱塞杆9并进而推动液控二位三通换向阀Y处于右位，制动缸控制油口K与进油口P接通，液压油打开卷扬制动缸G，卷扬马达M开始运动。

第一工作油路A油压降低时，第一输入油口a油压随之降低，液控二位三通换向阀Y，将在复位弹簧作用下复位（处于左位），制动缸控制油口K与进油口P截止而与回油口T导通，卷扬制动缸G关闭，卷扬马达M停止运动；

当第二工作油路B进油时，第二输入油口b起压，液压油打开本发明的滑阀式梭阀F，通过梭阀F输出的液压油推动柱塞杆9并进而推动液控二位三通换向阀Y处于右位，制动缸控制油口K与进油口P接通，液压油打开卷扬制动缸G，卷扬马达M开始反向运动；

第二工作油路B油压降低时，第二输入油口b压力随之降低，液控二位三通换向阀Y将在弹簧作用下复位（处于左位），制动缸控制油口K与进油口P截止与回油口T导通，卷扬制动缸G关闭，卷扬马达M停止运动。

参见图5，与现有的液控二位三通换向阀Y结构类似，调节螺杆1安装于螺套3，锁紧螺母2螺纹安装在调节螺杆1上，锁紧螺母2可以防止螺杆1和螺套3之间发生松动，弹簧座4置于螺套3内部，复位弹簧5位于螺套3内部并置于弹簧座4上，复位弹簧5的另一端与设置于阀杆8的一端的垫片7接触，阀杆8置于阀体6内部，螺套3与阀体6螺纹连接，柱塞杆9设置在共用的阀体6的柱塞腔603内，其伸出端903的伸出端伸入液控二位三通阀Y的液控腔604内与阀杆8的端面接触，定位塞10形成柱塞腔的一端端壁，定位塞10与阀体6进行螺纹连接，定位塞10中心设置有内部输出油道101，该内部输出油道101与梭阀的输出油腔602连通，以供液压油流通，阀芯11置于共用的阀体6内部，第一和第二输入接头12a和12b置于阀芯11两侧并与阀体6螺纹连接，以封闭第一输入油腔16和第二输入油腔17。

结合图5，第一输入油口a进油时，液压油将向上推动阀芯11，使得第一输入油口a与第二输入油口b截止，而第一输入油口a与输出油腔602接通，液压油将通过定位塞10的内部输出油道101推动柱塞杆9向左移动，柱塞杆9再推动阀杆8向左移动，垫片7和阀杆8将一起向左移动并压缩复位弹簧5，柱塞杆9推动阀杆8的移动距离大于阀杆换向最小位移L1后，进油口P与制动缸控制油口K接通，制动缸控制油口K与回油口T截止，随着第一输入油口a的油压的增加，柱塞杆9移动达到柱塞杆9的伸出行程L时，阀杆8也最终移动油阀杆最大换向位移，这时柱塞杆9的左端面将与阀体6的形成有伸出孔的端壁接触，垫片7与螺套的安装距离L3稍大于阀杆最大换向位移，垫片7与螺套3右端面将不会发生接触，避免了垫片7和螺套3在撞击过程中发生变形，也避免了螺套3和阀体6在频繁撞击的过程中发生松动。

第一输入油口a油压降低时，阀杆8将在复位弹簧5的作用下向右移动复位，阀杆8同时推动柱塞杆9向右移动，制动缸控制油口K将与进油口P截止而与回油口T导通；

第二输入油口b进油时，油液将向下推动阀芯11，使得第二输入油口b与第一输入油口a截止而与输出油腔602接通，液压油将通过定位塞10的内部输出油道101推动柱塞杆9向左移动，柱塞杆9推动阀杆8向左移动，垫片7和阀杆8将一起向左移动并压缩复位弹簧5，柱塞杆9推动阀杆8的移动距离大于阀杆换向最小位移L1后，进油口P与制动缸控制油口K接通，制动缸控制油口K与回油口T截止，随着第二输入油口b的油压的增加，柱塞杆9移动达到柱塞杆9的伸出行程L时，阀杆8也最终移动油阀杆最大换向位移，这时柱塞杆9的左端面将与阀体6的形成有伸出孔的端壁接触，垫片7与螺套的安装距离L3稍大于阀杆最大换向位移，垫片7与螺套3右端面将不会发生接触，避免了垫片7和螺套3在撞击过程中发生变形，也避免了螺套3和阀体6在频繁撞击的过程中发生松动。

第二输入油口b油压降低时，阀杆8将在复位弹簧5的作用下向右移动复位，阀杆8同时推动柱塞杆9向右移动，制动缸控制油口K将与进油口P截止与回油口T导通；

结合图4和图5，第一输入油口a进油时，液压油将向上推动阀芯11，使得第一输入油口a与第二输入油口b截止而与输出油腔602接通，由于阀芯11为阀杆形式的阀芯（滑阀形式），阀芯11与第二输入油口b处的第二输入接头12b间为端面接触定位，从而封堵第二输入接头12b上的第二内部油道19，这样相对于现有技术的钢球阀芯形成线接触将能承受更大的压力；在阀芯11与形成在共用阀体6的阀腔间（具体为阀芯11的中间段与第二密封配合腔23之间）形成柱面密封的同时，阀芯11的上端面与形成第二输入油口b的第二输入接头12b的端面进行端面密封，这样双层密封将能很好的实现对第一输入油口a与第二输入油口b间的截止。该种设计方式同时采用了圆柱面密封和平面的端面密封这两种形式，其密封效果完全能够满足工况要求。该种设计方案较原方案的最大优势是将原方案的线接触改为了面接触，这样就能在控制油较高（40MPa以上）时能大大延长产品的使用寿命。第二输入油口b进油时与第一输入油口a进油时具有相同的工作性能，并且运动形式相似，在此不再赘述。

结合图5和图6，当第一输入油口a或第二输入油口b进油时，柱塞杆9将推动阀杆8向左移动，柱塞腔603内的液压油可以通过伸出段903的外周面与伸出孔的内周面之间的间隙901进入液控腔604，当柱塞杆9的移动位移接近等于阀杆最大换向位移的伸出行程L时，柱塞杆9与阀体6的形成有伸出孔的端壁间的间隙变得越来越小，这时柱塞腔603内的液压油并不能快速地进入作为回油腔的液控腔604，油压增大，柱塞杆移动的阻力越来越大，这样可以使得柱塞杆9在较慢的速度下与上述端壁接触，这就避免了柱塞杆9与阀体6之间发生强烈的撞击。

结合图5和图6，虽然本发明的设计结构可以较好的避免柱塞杆9与阀体6之间发生强烈的撞击，但是，在控制口的压力较大（40MPa以上）时，并且柱塞杆9与阀体6的形成有伸出孔的端壁长时间接触挤压过程中，容易在两者的接触面边缘产生挤压变形，这种变形如果不进行提前预防将产生较坏影响，产生的变形将容易造成柱塞杆9在柱塞腔内发生卡滞。参见图6，本发明在伸出孔的内端的端缘部位形成有阀体防变形倒角601，柱塞杆9的导向配合端904的端面的端缘部位上形成柱塞杆防变形倒角902，这些倒角将有效防止产生的变形造成柱塞杆9在阀体6内发生卡滞现象。此外，图7显示了一种简单变形方式，在上文中已经描述，在此不再赘述。

结合图5和图8，当阀芯11处于中间位时（理论上上存在），由于预定阀芯油槽间距L4小于输出油腔602沿阀芯11轴向的长度L5，所以此时输出油腔602与第一输入油口a和第二输入油口b都相通。结合图5和图9，当第一输入油口a进油时，油液将向上推动阀芯11，使得第一输入油口a与第二输入油口b截止而与输出油腔602接通，其中第一输入油口a与第二输入油口b除了上述的端面密封外，还通过阀芯11的中间段与第二密封配合腔23之间形成的阀芯密封配合长度L6的柱面密封而相互截止，第一输入油口a将通过阀芯11下端的第一阀芯油槽11a与输出油腔602连通。

结合图5和图10，当第二输入油口b进油时，液压油将向下推动阀芯11，使得第二输入油口b与第一输入油口a截止而与输出油腔602接通，其中第二输入油口b与第一输入油口a间除了上述的端面密封外，还通过阀芯11的中间段与第一密封配合腔22之间形成的阀芯密封配合长度L6的柱面密封而相互截止，第二输入油口b将通过阀芯11上端的第二阀芯油槽11b与输出油腔602连通。

结合图5和图11，为了增强缓冲效果，作为图6和图7所示具体实施方式的进一步优化，柱塞杆9的伸出段903的外周面上设置卸荷槽901’，该优选结构在上文中已经描述，在此不再赘述。在操作过程中，当第一输入油口a或第二输入油口b进油时，柱塞杆9将推动阀杆8向左移动，当柱塞杆9的移动位移小于卸荷距离L2时，柱塞腔603内的液压油除了通过所述间隙901之外，可以通过卸荷槽901’进入作为回油腔的液控腔604，这时柱塞杆9将能推动阀杆8迅速向左移动，当柱塞杆9的移动位移等于或大于卸荷距离L2时，柱塞腔603与液控腔604将截止，此时将产生柱面密封，这时，柱塞杆9的运动速度将迅速降低，在柱塞杆9继续向左移动过程中，柱塞腔603中的液压油（具体为柱塞腔9的缓冲腔21内的液压油）将通过柱塞杆9的伸出段903与单向密封圈13之间的挤压变形间隙以及柱塞杆9的伸出段903与伸出孔之间的间隙901泄漏到液控腔604，这种泄漏将对柱塞杆9的移动产生很大的阻力，使得柱塞杆9在很慢的速度下与阀体6接触，这就避免了柱塞杆9与阀体6的形成有伸出孔之间发生强烈的撞击。

此外，当第一输入油口a或第二输入油口b的油压降低时，阀杆8将在复位弹簧5的作用下向右移动复位，阀杆8同时推动柱塞杆9向右移动，作为回油腔的液控腔604的液压油可以推开单向密封圈13补充到柱塞腔603内。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供一种起重机，该起重机具有上述技术方案的卷筒制动缸控制回路。

需要附加说明的是，在上文的说明中例举性地规定较高压力为40MPa以上，这只是对现实遇到的工况进行一个简单的划分，并不是对使用工况的限定。本发明的梭阀工况压力越高时，其优势较现有技术方案越明显，但这也不是否定本技术方案在工况压力较低时的可用性。另外，本发明的梭阀驱动式装置并不局限于图5中的实施方式，例如在图5中为显示方便，液控二位三通换向阀Y与梭阀F处于共用阀体6的同一平面内，但这不代表这是唯一的结构布局形式，如采用图12和图13所示布局也应属于本技术方案包含的内容。并且，图5中采用本发明的梭阀控制一个液控二位三通换向阀，但本发明的梭阀所适用范围并不局限于此，采用该梭阀控制其它适宜的液压元件或待驱动件改变工作状态或工作位置均应在本技术方案保护范围之内。

由上描述可以看出，本发明优点在于：第一，本发明上述基本技术构思的梭阀采用独特的阀杆式阀芯，并通过端面密封和柱面密封在梭阀工作过程中形成双重密封，这种结构形式的梭阀能够有效地工作在油压相对较高（例如40MPa以上）的液压系统中，其能够有效地承受高压液压系统中的撞击，不易发生变形，使用性能较为可靠，密封性能相对较好，将大大提高产品的使用寿命。第二，本发明优选方式的梭阀还包括将梭阀输出的液压能转换为机械能进行输出的独特结构，这种独特结构使得本发明的梭阀的应用范围更广泛，其不但可以控制液压元件的待驱动件，而且可以用于驱动各种适当的待驱动件，例如换向阀的阀杆、开关的触发元件等，同时，该柱塞杆具有一定的缓冲定位功能，能够实现柱塞杆与阀体撞击的平缓性，并间接地实现了阀杆行程的定位。此外，本发明的梭阀通过对柱塞杆以及阀体的形成有伸出孔的端壁形成防变形倒角等防卡滞结构，能够有效避免柱塞杆在高压下与阀体接触挤压造成柱塞杆或是伸出孔的变形而导致柱塞杆在阀体内发生卡滞的现象。在柱塞杆9的伸出段903上形成卸荷槽的优选方式下，能够改善柱塞杆推动待驱动件的响应速度，并且使得缓冲效果更好，同时在柱塞杆复位时，回油腔（例如图5中的液控腔604）的液压油能够推开单向密封圈13及时补充到柱塞腔603内，显著改善了柱塞杆9的复位响应速度。有关本发明的其它优点在上文中已经进行了说明，在此不再重复。本发明的梭阀驱动式装置、卷筒制动缸控制回路以及起重机包括本发明的梭阀，因此其同样具有上述至少部分优点。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (23)

1.梭阀，包括阀芯（11），该阀芯（11）能够在所述梭阀的阀腔内来回移动，以使该梭阀的输出端与该梭阀的第一输入端或第二输入端连通，其中，

所述阀芯（11）为阀杆形式的阀芯；在所述梭阀的输出端与该梭阀的第一输入端和第二输入端中的一者连通时，所述阀芯（11）的与所述第一输入端和第二输入端中的另一者相应的一端端面与所述阀腔对应一端的内壁面形成端面密封，并且该阀芯（11）的外周面与所述阀腔相应一段的内周面形成柱面密封，以通过该端面密封和柱面密封使所述输出端与所述第一输入端和第二输入端中的另一者彼此截止。

2.根据权利要求1所述的梭阀，其中，所述梭阀的输出端包括设置有柱塞杆（9）的柱塞腔（603），该柱塞腔通过所述柱塞杆（9）密封性分隔为驱动腔（20）和缓冲腔（21），所述驱动腔（20）选择性地与所述梭阀的第一输入端或第二输入端连通，以能够将液压油输送到该驱动腔（20）而驱动所述柱塞杆（9）移动，所述柱塞杆（9）的一端伸出到所述缓冲腔（21）外部以用于驱动待驱动件。

3.根据权利要求2所述的梭阀，其中，所述驱动腔（20）通过内部输出油道（101）与所述梭阀的第一输入端或第二输入端连通，所述内部输出油道（101）形成在定位塞（10）上，该定位塞（10）形成所述柱塞腔的一端端壁，以在所述柱塞杆（9）缩回复位时对该柱塞杆（9）限位。

4.根据权利要求2所述的梭阀，其中，所述柱塞杆（9）至少包括伸出段（903）和导向配合段（904），该导向配合段（904）的直径大于所述伸出段（903）的直径以形成为阶梯形，所述导向配合段（904）的外周面与所述柱塞腔的内周面配合，以将该柱塞腔密封性分隔为所述驱动腔（20）和缓冲腔（21），所述伸出段（903）穿过形成在所述缓冲腔（21）一端端壁上的伸出孔伸出到该缓冲腔（21）的外部。

5.根据权利要求4所述的梭阀，其中，所述柱塞腔（603）的缓冲腔（21）通过节流油道与回油腔连通，所述回油腔用于经由阻尼油道与回油油路或油箱连通。

6.根据权利要求5所述的梭阀，其中，所述柱塞杆（9）的伸出段（903）的外周面与所述伸出孔的内周面之间具有间隙（901），所述节流油道包括所述间隙（901）。

7.根据权利要求6所述的梭阀，其中，所述柱塞杆（9）的伸出段（903）的外周面上还形成有从该伸出段（903）的伸出端轴向延伸预定长度的卸荷槽（901’），所述伸出段（903）的外周上套装具有弹性的单向密封圈（13），该单向密封圈（13）与所述导向配合段（903）的端面之间弹性支撑有预压弹簧（14），该预压弹簧（14）将所述单向密封圈（13）压靠到形成有所述伸出孔的端壁上，所述单向密封圈（13）的朝向所述端壁的配合面成形为使得液压油能够从所述回油腔内推开该单向密封圈（13）进入所述缓冲腔（21）内，并且反向截止；

在所述柱塞杆（9）缩回状态下，所述卸荷槽（901’）的内侧端与所述单向密封圈（13）的端面之间沿所述柱塞杆（9）轴向的距离为卸荷距离（L2），该卸荷距离（L2）小于所述柱塞杆（9）的伸出行程（L），当所述柱塞杆（9）的伸出移动的距离小于所述卸荷距离（L2）时，所述节流油道包括所述卸荷槽（901’）；当所述柱塞杆（9）的伸出移动的距离等于或大于所述卸荷距离（L2）时，所述节流油道包括所述单向密封圈（13）与所述伸出段（903）之间的挤压变形间隙。

8.根据权利要求4所述的梭阀，其中，所述伸出孔的朝向所述导向配合段（904）的一端端缘部位形成有阀体防变形倒角（601），所述导向配合段（904）的朝向所述伸出孔的一端端缘部位形成有柱塞杆防变形倒角（902）。

9.根据权利要求4所述的梭阀，其中，所述伸出孔的朝向所述导向配合段（904）的一端端缘部位形成有阀体防变形环形槽（601’），该阀体防变形环形槽（601’）的直径大于所述伸出孔的直径，以使得该阀体防变形环形槽（601’）与所述伸出孔形成为阶梯形；所述导向配合段（904）的朝向所述伸出孔的一端端缘部位形成有柱塞杆防变形环形槽（902’），以使得所述导向配合段（904）的朝向所述伸出孔的一端端缘部位的直径小于所述导向配合段（904）的主体部分的直径。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的梭阀，其中，所述阀腔依次包括相互贯通的第一输入油腔（16）、第一密封配合腔（22）、输出油腔（602）、第二密封配合腔（23）和第二输入油腔（17），其中所述梭阀的第一输入端通过第一内部油道（18）连接至所述第一输入油腔（16），所述第二输入端通过第二内部油道（19）连接至所述第二输入油腔（17），所述输出端与所述输出油腔（602）连通；

当所述阀芯（11）移动为使得所述输出油腔（602）与第一输入油腔（16）连通时，所述阀芯（11）的第二端端面与所述第二输入油腔（17）的内壁面形成端面密封以封堵所述第二内部油道（19），并且至少该阀芯（11）的中间段的外周面与所述第二密封配合腔（23）的内周面形成柱面密封，并且所述输出油腔（602）通过所述阀芯（11）上的第一连通结构与第一输入油腔（16）连通；当所述阀芯（11）移动为使得所述输出油腔（602）与第二输入油腔（17）连通时，所述阀芯（11）的第一端端面与所述第一输入油腔（16）的内壁面形成端面密封以封堵所述第一内部油道（18），并且至少该阀芯（11）的中间段的外周面与所述第一密封配合腔（22）的内周面形成柱面密封，并且所述输出油腔（602）通过所述阀芯（11）上的第二连通结构与第二输入油腔（17）连通。

11.根据权利要求10所述的梭阀，其中，所述阀芯（11）上的第一连通结构和第二连通结构分别为第一阀芯油槽（11a）和第二阀芯油槽（11b），所述第一阀芯油槽（11a）从所述阀芯（11）的第一端形成在该阀芯（11）的外周面上并且在该阀芯（11）的轴向上具有第一轴向长度，所述第二阀芯油槽（11b）从所述阀芯（11）的第二端形成在该阀芯（11）的外周面上并且在该阀芯（11）的轴向上具有第二轴向长度，该第一阀芯油槽（11a）与第二阀芯油槽（11b）的相对端之间沿所述阀芯（11）轴向的间距为预定阀芯油槽间距（L4）；

所述输出油腔（602）的内壁面与所述阀芯（11）的外周面具有间隔，并且该输出油腔（602）沿所述阀芯（11）轴向的长度（L5）大于所述预定阀芯油槽间距（L4），所述阀芯（11）的中间段为该阀芯（11）的处于所述第一阀芯油槽（11a）与第二阀芯油槽（11b）之间的部分。

12.梭阀驱动式装置，包括液控式液压元件和梭阀，所述液控式液压元件至少具有两种工作状态，其中，所述梭阀为根据权利要求1所述的梭阀，该梭阀的输出端与所述液控式液压元件的液控口连通，以能够通过该梭阀的输出端向所述液控口输送液压油而控制所述液控式液压元件改变工作状态。

13.梭阀驱动式装置，包括待驱动件和梭阀，所述待驱动件至少具有两个工作位置，其中，所述梭阀为根据权利要求2、3、4、8和9中任一项所述的梭阀，该梭阀的柱塞杆（9）的伸出端对应于所述待驱动件，以通过该柱塞杆（9）驱动所述待驱动件改变工作位置。

14.根据权利要求15所述的梭阀驱动式装置，其中，所述柱塞腔的缓冲腔（21）通过节流油道与回油腔连通，所述回油腔用于经由阻尼油道与回油油路或油箱连通，以在所述梭阀驱动式装置工作过程中使得该缓冲腔（21）在所述柱塞杆（9）缩回过程中经由所述节流油道能够从所述回油腔内抽吸液压油，并且在所述柱塞杆（9）伸出过程中经由所述节流油道能够向所述回油腔内排出液压油。

15.根据权利要求14所述的梭阀驱动式装置，其中，所述待驱动件为二位换向阀的阀杆（8），所述柱塞杆（9）的伸出端伸入到所述二位换向阀内并与该二位换向阀的阀杆的一端端面接触。

16.根据权利要求15所述的梭阀驱动式装置，其中，所述柱塞杆（9）的伸出行程（L）等于所述二位换向阀的阀杆（8）的最大换向移动行程。

17.根据权利要求16所述的梭阀驱动式装置，其中，所述阀杆（8）的另一端设置有止挡件，该止挡件支撑复位弹簧（5）的一端，该复位弹簧（5）的另一端弹性支撑在设置于螺套（3）内的弹簧座（4）上，所述螺套（3）安装于所述二位换向阀的一侧并且该螺套（3）的一端伸入到所述复位弹簧（3）的弹簧腔内，所述止挡件与所述螺套（3）的相对的端面之间沿所述阀杆（8）轴向的安装距离（L3）大于所述柱塞杆（9）的伸出行程（L）。

18.根据权利要求15所述的梭阀驱动式装置，其中，所述二位换向阀为液控式二位换向阀，该液控式二位换向阀的液控腔（604）作为所述回油腔，所述柱塞杆（9）的伸出端伸入到所述液控腔（604）内并与所述液控式二位换向阀的阀杆的一端端面接触。

19.根据权利要求18所述的梭阀驱动式装置，其中，所述梭阀与所述液控式二位换向阀共用同一阀体（6）以形成为复合阀，所述柱塞杆（9）的伸出段（903）的外周面与所述伸出孔的内周面之间具有间隙（901）以形成所述节流油道。

20.根据权利要求19所述的梭阀驱动式装置，其中，所述柱塞杆（9）的伸出段（903）的外周面上还形成有从该伸出段（903）的伸出端轴向延伸预定长度的卸荷槽（901’），所述伸出段（903）的外周上套装具有弹性的单向密封圈（13），该单向密封圈（13）与所述导向配合段（903）的端面之间弹性支撑有预压弹簧（14），该预压弹簧将所述单向密封圈（13）压靠到形成有所述伸出孔的端壁上，所述单向密封圈（13）的朝向所述端壁的配合面成形为液压油能够从所述液控腔（604）内推开该单向密封圈（13）进入所述缓冲腔（21）内，并且反向截止；

在所述柱塞杆（9）缩回状态下，所述卸荷槽（901’）的内侧端与所述单向密封圈（13）的端面之间沿所述柱塞杆（9）轴向的距离为卸荷距离（L2），该卸荷距离（L2）小于所述柱塞杆（9）的伸出行程（L），当所述柱塞杆（9）的伸出移动的距离小于所述卸荷距离（L2）时，所述节流油道包括所述卸荷槽（901’），当所述柱塞杆（9）的伸出移动的距离等于或大于所述卸荷距离（L2）时，所述节流油道包括所述单向密封圈（13）与所述伸出段（903）之间的挤压变形间隙。

21.根据权利要求15至20所述的梭阀驱动式装置，其中，所述二位换向阀为二位三通换向阀。

22.卷扬机构的卷筒制动缸控制回路，包括用于对卷扬液压马达（M）制动的卷筒制动缸（G），其中，所述卷筒制动缸控制回路还包括根据权利要求21所述的梭阀驱动式装置，其中所述梭阀的第一输入端与所述卷扬液压马达（M）的第一工作油路（A）连通，第二输入端与该卷扬液压马达（M）的第二工作油路连通（B），所述二位三通换向阀的进油口（P）连接于进油油路，回油口（T）连接于回油油路，工作油口作为制动缸控制油口（K）并通过制动工作油路（C）连接于所述卷筒制动缸（G）。

23.起重机，其中，该起重机包括根据权利要求25所述的卷筒制动缸控制回路。

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