CN103727085A

CN103727085A - 一种液压换向阀结构

Info

Publication number: CN103727085A
Application number: CN201410024052.2A
Authority: CN
Inventors: 谭荣祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2014-04-16

Abstract

一种液压换向阀结构，主要适用于要求系统安全、可靠的液压举升系统，如商用车驾驶室翻转油缸、升降台和其他液压执行油缸等的换向控制。该换向阀的结构主要包括阀体、阀芯、2个钢球、对顶杆、螺纹顶杆。利用油缸的有杆腔和无杆腔两端的差径面积，通过本发明使两个钢球互为“非门结构”密封，实现换向。该结构可靠性非常的高，用螺纹传递的方式顶紧钢球4，适用于高、中、低压情况。本发明和一般滑阀式换向阀相比，避免了滑阀结构的窜油问题，具有响应速度快、耐冲击载荷、寿命长、制造简单、可靠性好、安全性高、抗污能力强、适用介质广等优点。

Description

一种液压换向阀结构

技术领域

本发明涉及一种液压换向阀结构，主要适用于要求系统安全、平稳、可靠的液压举升系统，如商用车驾驶室翻转油缸、升降台和其他液压油缸执行系统的换向控制等，特别适用于具有安全性要求的举升油缸。

背景技术

目前，全球用于控制油缸往复运动的主要方式为滑阀式结构的换向阀。滑阀式换向阀制造难度高，需要阀孔和阀芯有非常严密的配合，且阀芯易被磨损，换向时存在冲击载荷、阀芯受卡，寿命低。尤其是在有安全性要求的举升系统，阀芯磨损后的窜油问题会造成举升系统慢慢回落，存在安全隐患。另外还可解决油缸因有杆腔和无杆腔因受压面积不一致，造成油缸往复运动时，所产生的力的大小不相等的问题。

本发明就是为了解决以上问题而研制出来的一种新型产品，其换向、复位速度快，如果将手柄改为自动控制后，换向频率可以高达250次/Min，对工作介质粘度的适用范围广，可直接用于高水基、乳化液，由于没有液压卡紧力，以及受液动力影响，换向、复位所需的力很小，此外，它的抗污染性也很好。

发明内容：

本发明提供了一种控制油缸往复运动的液压换向阀结构，解决市场换向阀需要制造精度高、易被磨损、发卡、寿命低、可靠性差等问题。

一种液压换向阀结构，其特征在于：

1、换向阀主体包括阀体1、钢球2、对顶杆3、钢球4、控制活塞5、防松垫圈6、阀芯7、螺纹顶杆8、手柄9、防脱挡板10、O圈a11、O圈b12、O圈c13、O圈d14、锥簧15、钢丝挡圈16、弹簧座17。

2、发明了一种换向原理：当需要举升油缸时，如图2所示，通过对顶杆3和分别位于对顶杆3两端之间的钢球2和钢球4相互之间作用力，当钢球4闭合，钢球2就打开，换向阀A、B口同时出油，此时，图1所示的油缸A'、B’口同时进油，因油缸的有杆腔(A2)和无杆腔(A1)两端产生的面积差(A3=A1-A2)，活塞将从无杆腔A1向有杆腔A2推动；当需要换向时，如图3所示，钢球2闭合，钢球4就打开，此时，换向阀A口出油，再流到图1所示油缸A’口，B’口回油到图3所示换向阀B口，B口油液通过对顶杆3周围的间隙流向T口，实现油缸换向；钢球2和钢球4互为“非门结构”密封。

3、进一步，钢球4闭合，钢球2打开：通过螺纹顶杆8推动控制活塞5顶紧钢球4，钢球4处密封，钢球4同时将力传递给对顶杆3，对顶杆3打开钢球2，实现换向阀A、B口同时出油；

4、钢球2闭合，钢球4就打开：通过松开螺纹顶杆8，控制活塞5顶紧钢球4的力将消失，在锥簧15和系统回油作用下，钢球2处密封，钢球2同时将力传递给对顶杆3，对顶杆3打开钢球4，实现A口出油，B口回油；

5、进一步，螺纹顶杆8是以螺纹传动来推动控制活塞5，控制活塞5顶紧钢球4，因螺纹顶紧不会有丝毫的间隙，所以钢球4和锥孔的密封将非常严密，其可靠性非常的高，保证了油缸举升时的安全性，在高、中、低压情况下，都可以达到零泄露，可应用于达63MPa的高压，并能提高系统的抗污能力；

6、进一步，螺纹顶杆8外放置防脱挡板10，防止螺纹顶杆8误操作脱出；

7、通过先将对顶杆3、钢球2、钢球4、控制活塞5、螺纹顶杆8、锥簧15、钢丝挡圈16、弹簧座17和其他O圈装入阀芯7上，形成一个分总成(阀芯总成)，再利用插装式方式，将阀芯总成整体旋入阀体1，使得安装和维修非常方便；

8、阀芯7采用阶梯轴形式，在阶梯轴上装O型密封圈，通过弹性体材料隔断各腔，不会出现窜油现象。

9、阀体1的主孔采用阶梯孔结构，防止O型密封圈装入时被主孔上的相惯孔切坏。

10、在阀芯7的B、T口周围各切环形槽，使阀芯旋入后的任意方向都可流动介质。

11、阀芯7和阀体1之间装入防松垫圈6，防止阀芯7松脱。

附图说明

图1为油缸结构示意图，本发明需要配合图1来阐述其具体应用；

图2为本发明装置结构图，表示油缸举升时的阀门密封状态；

图3为本发明装置结构图，表示油缸下降时的阀门密封状态。

具体实施方式

图1和图2之间的连接方式为：图1的A’口和图2的A口相接，图1的B’口和图2的B口相接。

如图2所示，一种液压换向阀结构包括阀体1，阀体1内设有阀芯7，阀芯7外圆周和阀体1采用O型密封圈隔断各腔，所述的阀芯7内依次设有螺纹顶杆8、控制活塞5、钢球4、对顶杆3、钢球2、锥簧15、钢丝挡圈16、弹簧座17，所述的控制活塞5上设有O型密封圈12；阀体1和阀芯7之间设有防松垫圈6。

当需要如图1所示的油缸举升时，阀门位置处于图2所示状态。具体操作为通过手柄9带动螺纹顶杆8旋转，螺纹顶杆8将力传递给控制活塞5，控制活塞5顶紧钢球4，钢球4处于密封状态，同时，钢球4将力传递给对顶杆3，对顶杆3顶开钢球2；此时，A、B口相通，P口的油液将同时从A、B口出油，分别流入如图1所示的A’和B’口；因油缸里的活塞无杆腔面积A1大于有杆腔面积A2，其差值为A3=A1-A2，虽A，、B，口的压强相同，活塞仍会从A1腔向A2腔运动。在这个举升的过程中，T口被钢球4和O圈13完全隔断，油液不会窜油到T口。

当需要如图1所示的油缸下降时，阀门位置处于图3所示状态。具体操作为通过手柄9松开螺纹顶杆8，控制活塞5顶紧钢球4的力将消失，在锥簧15和系统油液的作用下，钢球2起单向阀作用，处于密封状态，钢球2同时将力传递给对顶杆3，对顶杆3打开钢球4，此时，图3所示的P口的油液只能从A口流向图1所示油缸A’口，油缸B’口的油液将流回图3所示换向阀的B口，再沿着对顶杆3周围的间隙流回T口，实现换向；B口被钢球2和O圈14隔断，使P腔和B腔不相通，O圈11和O圈12防止T口的油液外漏。

需要说明的是，该换向阀结构原理不是适用于所有的执行油缸，其主要适用范围是用于安全性要求较高的液压举升系统，举升时的真正有效面积为图1所示活塞杆的面积A3，下降时的有效面积为有杆腔面积A2。可以知道，在相同压强情况下，举升时，可以通过增加活塞杆的面积来获得较大的举升力。值得欣慰的是，虽然受有效面积的限制(A3小于A1的缺点)，但也有优点的一面，即通过使得A2=A3的情况下，可实现往复方向压力都一致，避免了传统控制方式的无杆腔压力大于有杆腔压力的缺陷。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，主要是利用油缸的有杆腔和无杆腔之间的差径活塞结构，通过对顶杆和两端之间的钢球相互之间作用力，使两钢球之间互为“非门结构”的密封方式，来实现油缸换向的原理。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，如将本发明结构集成于其他油泵或油缸上，变换P、T、A、B口的位置以及密封圈的密封型式等，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims

一种液压换向阀结构，其特征在于：

1.换向阀主体包括阀体1、钢球2、对顶杆3、钢球4、控制活塞5、防松垫圈6、阀芯7、螺纹顶杆8、手柄9、防脱挡板10、O圈a11、O圈b12、O圈c13、O圈d14、锥簧15、钢丝挡圈16、弹簧座17。
2.发明了一种换向原理：通过换向阀中的对顶杆3和分别位于对顶杆3两端之间的钢球2和钢球4相互之间作用力，当钢球4闭合，钢球2就打开，此时，换向阀A、B两口同时出油；当钢球2闭合，钢球4就打开，此时，只从A口出油，B口回油，实现换向；钢球2和钢球4互为“非门结构”密封。
3.钢球4的密封：是通过螺纹顶杆8以螺纹传递的方式将力传递给钢球4的。
4.利用插装式方式，将阀芯总成(包含对顶杆3、钢球2、钢球4、控制活塞5、螺纹顶杆8、锥簧15、钢丝挡圈16、弹簧座17和其他O圈)整体旋入阀体1。
5.阀体1的主孔采用阶梯结构，防止O型密封圈装入时被主孔上的相惯孔切坏。
6.在阀芯7的B、T口周围各切环形槽，使阀芯旋入后的任意方向都可流动介质。
7.螺纹顶杆8和钢球4之间通过控制活塞5传递力，在控制活塞5上装O圈b12，保证回油时不外漏。
8.在阀体1和阀芯7之间放置防松垫圈6，预防松脱后O圈a11处外漏。
9.对顶杆3采用六角钢结构。