CN103883577B - 小型挖掘机用多路阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型挖掘机用多路阀，包括阀体、两进回油系统、四个执行机构换向阀、动臂换向阀、两行走换向阀、动臂合流换向阀、第三进油油路和直线行走换向阀，两行走换向阀的中通油道和进油口均与各自进回油系统的进油油路相连，动臂换向阀与动臂合流换向阀的进油口分别与不同行走换向阀的中通油道相连；两执行机构换向阀的进油口均与任一行走换向阀的中通油道相连，另两执行机构换向阀和直线行走换向阀的进油口均与第三进油油路相连；直线行走换向阀的端盖上设有两控制油口，一控制油口内设有活塞，另一控制油口与直线行走换向阀滑阀的控制腔相通，两工作油口分别与各换向阀的进油口相连。本发明能保证各执行机构顺利实现各种复合动作，提高了挖掘机的灵活性和可控性及工作效率。

Description

小型挖掘机用多路阀

技术领域

本发明涉及一种用于小型挖掘机液压系统的多路阀。

背景技术

挖掘机是一种多用途、高效率、机动灵活的土石方工程机械，若更换相应工具，可进行挖掘、破碎、抓斗、平地、装卸等作业。多路阀作为挖掘机液压系统的核心元件，控制包括动臂、斗杆、铲斗、回转、行走等液压执行机构；目前挖掘机的多路阀液压系统有两种油路：一种为闭中心负载敏感压力补偿系统，一种为开中心直通回油六通阀系统。闭中心系统对元件的配置要求较高，且价格较贵，所以在4-6T的小型挖掘机中,大多采用“开中心”系统，特别是传统经济适用性挖掘机，几乎全采用的此系统。现有的挖掘机多路阀为双进双出的两液压系统，采用阀外合流的方式，不仅管路相当复杂，在做复合动作时，各执行机构之间会相互影响和制约，如动臂、斗杆、铲斗在动作时常出现跑偏，且合流功能单一，各执行机构的功能不能得到最优化的发挥，降低了挖掘机的灵活性和可控性，影响了工作效率，增加了能耗。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种小型挖掘机用多路阀，它能保证各执行机构顺利实现各种复合动作，并实现多种合流方式，提高了挖掘机的灵活性和可控性及工作效率，达到环保节能的目的。

为达到上述目的，本发明的小型挖掘机用多路阀，包括阀体、设于阀体内的两进回油系统、四个执行机构换向阀、动臂换向阀、两行走换向阀，每个进回油系统的进油油路与回油油路之间设有安全阀，其特征在于还包括动臂合流换向阀；两行走换向阀均设有中通油道，两行走换向阀的中通油道和进油口均与各自进回油系统的进油油路相连，动臂换向阀与动臂合流换向阀的进油口分别与不同行走换向阀的中通油道相连；动臂合流换向阀的工作油口与动臂换向阀的进油口相连；在阀体内还设有第三进油油路和直线行走换向阀，第三进油油路通过安全阀与一回油油路相连，所述两执行机构换向阀的进油口均与任一行走换向阀的中通油道相连，另两执行机构换向阀和直线行走换向阀的进油口均与第三进油油路相连；直线行走换向阀的端盖上设有两控制油口，一控制油口内设有活塞，另一控制油口与直线行走换向阀滑阀的控制腔相通，直线行走换向阀的两工作油口分别与两行走换向阀后方各换向阀的进油口相连。

本发明的四个执行机构换向阀分别控制铲斗、斗杆、推土板、回转机构，两行走换向阀分别控制左、右行走机构；由于两进回油系统中至于两行走换向阀后方的各换向阀并联后、再与一行走换向阀串联在各自的进回油系统中，它们与各自的行走换向阀在两系统供油时形成互锁关系，如两行走换向阀均不工作，其滑阀处于中位，可单独或同时操纵其后各换向阀，实现各执行机构的单独动作或复合动作；如两行走换向阀同时工作，对应两行走机构的转弯扭矩相互抵消，此时挖掘机即为直线行走状态，由于不对系统内的其它换向阀分流，两行走换向阀的流量相同，可避免跑偏；此时如需其它执行机构同时动作，可操纵直线行走换向阀，使其两工作油口中的一个或两个导通，将第三进油油路通入的压力油导入其它各换向阀，实现直线行走时的单独动作或复合动作；如两行走换向阀中的一个工作，挖掘机为转弯状态，其后方各换向阀同样可由直线行走换向阀实现供油，实现转弯时的单独动作或复合动作；由于挖掘机的效率主要体现在动臂上，当动臂合流换向阀前的行走换向阀不工作时，可操纵动臂合流换向阀将另一进回油系统的压力油导入动臂换向阀，对动臂换向阀进行合流，也可通过直线行走换向阀将第三进油油路通入的压力油导入动臂换向阀，从而提高挖掘机的工作效率；

作为本发明的进一步改进，四个执行机构换向阀、动臂换向阀、两行走换向阀、动臂合流换向阀均为液控换向阀；既便于各换向阀的操纵，也便于实现相关换向阀之间的联动；

作为本发明的进一步改进，所述与第三进油油路相连的两执行机构换向阀和直线行走换向阀均设有相连的中通油道，直线行走换向阀的中通油道与第三进油油路相连，最后方执行机构换向阀的中通油道与动臂合流换向阀后方各执行机构换向阀的进油口相连；当两执行机构换向阀和直线行走换向阀均处于中位时，第三进油油路中的油源可对动臂合流换向阀后方各执行机构换向阀进行合流，提高油源的利用率；

作为本发明的进一步改进，在动臂换向阀后方设有所述一执行机构换向阀，该执行机构换向阀的进油口与动臂换向阀所在进回油系统中的行走换向阀的中通油道相连，并在动臂换向阀后方该执行机构换向阀的进油口与直线行走换向阀的工作油口的连接油路上设有节流阀；该节流阀可使得动臂换向阀优先动作，提高工作效率；

作为本发明的进一步改进，在动臂换向阀上还设有保持阀，它包括设于换向阀体内的闭锁阀芯、弹簧座及阀体上的端盖和阀套，闭锁阀芯位于一工作油口的连接油路上，闭锁阀芯与弹簧座之间设有复位弹簧；在端盖内设有带内孔的锥阀套，在锥阀套内设有先导阀芯，在先导阀芯与端盖上的堵头之间设有弹簧，先导阀芯的后段设有轴向的内孔，先导阀芯的前段设有台阶，在台阶前的先导阀芯内设有连通其内孔和外圆的前径向孔，在换向阀体和端盖内设有连通该工作油口与台阶后方的锥阀套外圆的初级连接油路，锥阀套设有连通其外圆的和内孔的后径向孔，先导阀芯设有与锥阀套的后径向孔对应的后径向孔，端盖和弹簧座内设有连通闭锁阀芯后腔和先导阀芯后腔的末级连接油路；在阀套内设有活塞，在活塞后方设有先导油口，在活塞与阀套之间设有弹簧，活塞前端固联有推杆，锥阀套的前端位于阀套内，推杆的前端位于锥阀套的导向内孔内，推杆的前端设有相连的轴向孔和径向孔，锥阀套设有对应的前径向孔，阀套内腔与端盖上的回油口相连；保持阀使动臂在不动作时，保持在某一位置不下滑，从而保证安全作业；

作为本发明的进一步改进，在至少一个执行机构换向阀的两工作油口与对应的回油油路之间均设有过载保护阀；保证挖掘机工作安全可靠；

作为本发明的进一步改进，在至少一个行走换向阀的后方还设有备用换向阀，该备用换向阀的进油口与对应的行走换向阀的中通油道及直线行走换向阀的一工作油口相连；可增加多路阀的功能，如增加破碎锤；

作为本发明的进一步改进，在四个执行机构换向阀、动臂换向阀、动臂合流换向阀、备用换向阀的进油口前均设有单向阀；可防止油液倒流；

综上所述，本发明能保证各执行机构顺利实现各种复合动作，并实现多种合流方式，提高了挖掘机的灵活性和可控性及工作效率，达到环保节能的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图。

图2为本发明实施例的液压原理图。

图3为保持阀的主视图。

图4为直线行走阀的端盖的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2所示，该小型挖掘机用多路阀，包括阀体1、设于阀体1内的两进回油系统（即两进油油路与回油油路P1和T1及P2和T2）、五个执行机构换向阀2、3、4、5、6和动臂换向阀7、动臂合流换向阀8、直线行走换向阀9、左行走换向阀10和右行走换向阀11，上述各换向阀均为液控换向阀，每个进回油系统的进油油路与回油油路之间设有安全阀12，阀体1内还设有第三进油油路P3，进油油路P3通过安全阀13与回油油路T2相连，两执行机构换向阀5、6及直线行走换向阀9和左、右行走换向阀10、11均设有中通油道，左、右行走换向阀10、11的中通油道和进油口均与各自的进油油路P1或P2相连，动臂换向阀7和执行机构换向阀2的进油口均与左行走换向阀10的中通油道相连，动臂合流换向阀8和执行机构换向阀3、4的进油口均与右行走换向阀11的中通油道相连；动臂合流换向阀8的工作油口与动臂换向阀7的进油口相连；两执行机构换向阀5、6和直线行走换向阀9的进油口均与第三进油油路P3相连，且三者的中通油路相连，直线行走换向阀9的中通油道与第三进油油路P3相连，执行机构换向阀5的中通油道与动臂合流换向阀8后方两执行机构换向阀3、4的进油口相连；如图4所示，直线行走换向阀9的端盖20上设有两控制油口21、22，控制油口21内设有活塞23，控制油口22与直线行走换向阀滑阀的控制腔24相通，直线行走换向阀9的一工作油口与动臂换向阀7和执行机构换向阀2的进油口相连，在动臂换向阀7后方的执行机构换向阀2的进油口与直线行走换向阀9的该工作油口的连接油路上设有节流阀18，直线行走换向阀9的另一工作油口与执行机构换向阀3、4和合流换向阀8的进油口相连；在五个执行机构换向阀2至6、动臂换向阀7、动臂合流换向阀8、直线行走换向阀9的进油口前均设有单向阀16；在执行机构换向阀2、3及动臂换向阀7的两工作油口与对应的回油油路T1或T2之间均设有过载保护阀19；

如图2和图3所示，在动臂换向阀7上还设有保持阀17，它包括设于换向阀体30内的闭锁阀芯31、弹簧座32及阀体30上的端盖33和阀套34，闭锁阀芯31位于工作油口B的连接油路35上，闭锁阀芯31与弹簧座32之间设有复位弹簧36；在端盖33内设有带内孔的锥阀套37，在锥阀套37内设有先导阀芯38，在先导阀芯38与端盖33上的堵头39之间设有弹簧40，先导阀芯38的后段设有轴向的内孔41，先导阀芯38的前段设有台阶，在台阶前的先导阀芯38内设有连通其内孔41和外圆的前径向孔42，在换向阀体30和端盖33内设有连通工作油口B与台阶后方的锥阀套外圆的初级连接油路43，锥阀套37设有连通其外圆的和内孔的后径向孔44，先导阀芯38设有与后径向孔44对应的后径向孔46，端盖33和弹簧座32内设有连通闭锁阀芯后腔和先导阀芯后腔的末级连接油路49；在阀套34内设有活塞50，在活塞50后方设有先导油口51，在活塞50与阀套34之间设有弹簧52，活塞50前端固联有推杆53，锥阀套37的前端位于阀套34内，推杆53的前端位于锥阀套37的导向内孔内，推杆53的前端设有相连的轴向孔55和径向孔56，锥阀套37设有与径向孔56对应的前径向孔57，阀套34内腔与端盖33上的回油口58相连；

本发明的五个执行机构换向阀2至5分别控制铲斗、斗杆、推土板、回转机构，执行机构换向阀6作为备用，可接破碎锤等部件；左行走换向阀10和右行走换向阀11分别控制左、右行走机构；由于执行机构换向阀2和动臂换向阀7、执行机构换向阀3、4和动臂合流换向阀8，均是并联后再与各自的左行走换向阀10或右行走换向阀11串联在各自的进回油系统中，它们与各自的左行走换向阀10或右行走换向阀11在两系统供油时形成互锁关系，如两左行走换向阀10和右行走换向阀11均不工作，其滑阀处于中位，可单独或同时操纵其后的执行机构换向阀2和动臂换向阀7、执行机构换向阀3、4和动臂合流换向阀8，实现各执行机构的单独动作或复合动作；如两行走换向阀10、11同时工作，对应两行走机构的转弯扭矩相互抵消，此时挖掘机即为直线行走状态，由于两系统P1、P2供油时不对系统内的其它换向阀分流，两行走换向阀10、11的流量相同，可避免跑偏；此时如需其它执行机构动作，可操纵直线行走换向阀9，如对控制油口21通入压力油，由活塞23推动直线行走换向阀9的滑阀，此时滑阀的行程较小，到达第一个工作位置，对应的一工作油口导通，将第三进油油路P3通入的压力油导入执行机构换向阀2和动臂换向阀7；如对控制油口22通入压力油，由进入控制腔24的油液推动直线行走换向阀9的滑阀，此时滑阀的行程较大，到达第二个工作位置，其两工作油口均导通，可将第三进油油路P3通入的压力油导入执行机构换向阀2和动臂换向阀7及执行机构换向阀3、4和动臂合流换向阀8，实现直线行走时各执行机构换向阀2、3、4及动臂换向阀7、动臂合流换向阀8的单独动作或复合动作；如两行走换向阀10、11中的一个工作，挖掘机为转弯状态，其后方各换向阀同样可由直线行走换向阀9实现供油，实现转弯时各执行机构的单独动作或复合动作；两执行机构换向阀5、6可由第三进油油路P3控制，独立于两进回油系统，实现对应执行机构的单独动作或复合动作；当两执行机构换向阀5、6和直线行走换向阀9均处于中位时，第三进油油路P3中的油源可对两执行机构换向阀3、4进行合流，提高油源的利用率；由于挖掘机的效率主要体现在动臂上，当动臂合流换向阀8前的右行走换向阀11不工作时，可操纵动臂合流换向阀8将进回油系统P2的压力油导入动臂换向阀7，对动臂换向阀7进行合流，也可通过直线行走换向阀9将第三进油油路P3通入的压力油导入动臂换向阀7，实现合流，且节流阀18可使得动臂换向阀7先于执行机构换向阀2动作，从而提高挖掘机的工作效率。

保持阀17的主要功能是当动臂已处于抬起状态而动臂操纵手柄处于中位时，或在发动机突然熄火时，使动臂处于某一位置不下沉，既保证了安全作业，又方便主机系统检测其它设备。其工作过程是：当动臂操纵手柄作动臂起升动作时，先导油推动动臂换向阀7的滑阀，使主泵压力油通过动臂换向阀7，推开闭锁阀芯31，经工作油口B到达动臂油缸的缸底端；当动臂操纵手柄处于中位时（动臂处于抬起状态），动臂的自重作用使动臂缸缸底端的压力较高，此高压油通过初级连接油路43、锥阀套37的后径向孔44、先导阀芯38的后径向孔46、内孔41、末级连接油路49，直接通到闭锁阀芯31的后腔，此时由于闭锁阀芯31两端面积差而封住连接油路35，使得动臂缸缸底至动臂换向阀7之间的油路断开，实现零泄漏，动臂处于某一位置不下沉，既保证了安全作业，又方便主机系统检测其它设备；当动臂操纵手柄作动臂下降动作时，先导控制阀的先导油分成两路：一路去推动动臂换向阀7的滑阀，使主泵压力油到动臂油缸的有杆腔，另一路去活塞50后方的先导油口51，活塞50带动推杆53，从而推动先导阀芯38后移、开启，使闭锁阀芯的后腔通过末级连接油路49、内孔41、前径向孔42、推杆53的轴向孔55和径向孔56、锥阀套37的前径向孔57与回油口58连通，使闭锁阀芯31的后腔泄压，此时闭锁阀芯31开启，动臂油缸缸底腔油遂经动臂换向阀7而回油箱。

综上所述，本发明能保证各执行机构顺利实现各种复合动作，并实现多种合流方式，提高了挖掘机的灵活性、安全性、可控性及工作效率，达到环保节能的目的。

Claims (8)

1.一种小型挖掘机用多路阀，包括阀体、设于阀体内的两进回油系统、四个执行机构换向阀、动臂换向阀、两行走换向阀，每个进回油系统的进油油路与回油油路之间设有安全阀，其特征在于还包括动臂合流换向阀；两行走换向阀均设有中通油道，两行走换向阀的中通油道和进油口均与各自进回油系统的进油油路相连，动臂换向阀与动臂合流换向阀的进油口分别与不同行走换向阀的中通油道相连；动臂合流换向阀的工作油口与动臂换向阀的进油口相连；在阀体内还设有第三进油油路和直线行走换向阀，第三进油油路通过安全阀与一回油油路相连，所述两执行机构换向阀的进油口均与任一行走换向阀的中通油道相连，另两执行机构换向阀和直线行走换向阀的进油口均与第三进油油路相连；直线行走换向阀的端盖上设有两控制油口，一控制油口内设有活塞，另一控制油口与直线行走换向阀滑阀的控制腔相通，直线行走换向阀的两工作油口分别与两行走换向阀后方各换向阀的进油口相连。

2.如权利要求1所述的小型挖掘机用多路阀，其特征在于四个执行机构换向阀、动臂换向阀、两行走换向阀、动臂合流换向阀均为液控换向阀。

3.如权利要求1或2所述的小型挖掘机用多路阀，其特征在于所述与第三进油油路相连的两执行机构换向阀和直线行走换向阀均设有相连的中通油道，直线行走换向阀的中通油道与第三进油油路相连，最后方执行机构换向阀的中通油道与动臂合流换向阀后方各执行机构换向阀的进油口相连。

4.如权利要求3所述的小型挖掘机用多路阀，其特征在于在动臂换向阀后方设有所述一执行机构换向阀，该执行机构换向阀的进油口与动臂换向阀所在进回油系统中的行走换向阀的中通油道相连，并在动臂换向阀后方该执行机构换向阀的进油口与直线行走换向阀的工作油口的连接油路上设有节流阀。

5.如权利要求4所述的小型挖掘机用多路阀，其特征在于在动臂换向阀上还设有保持阀，它包括设于换向阀体内的闭锁阀芯、弹簧座及阀体上的端盖和阀套，闭锁阀芯位于一工作油口的连接油路上，闭锁阀芯与弹簧座之间设有复位弹簧；在端盖内设有带内孔的锥阀套，在锥阀套内设有先导阀芯，在先导阀芯与端盖上的堵头之间设有弹簧，先导阀芯的后段设有轴向的内孔，先导阀芯的前段设有台阶，在台阶前的先导阀芯内设有连通其内孔和外圆的前径向孔，在换向阀体和端盖内设有连通该工作油口与台阶后方的锥阀套外圆的初级连接油路，锥阀套设有连通其外圆的和内孔的后径向孔，先导阀芯设有与锥阀套的后径向孔对应的后径向孔，端盖和弹簧座内设有连通闭锁阀芯后腔和先导阀芯后腔的末级连接油路；在阀套内设有活塞，在活塞后方设有先导油口，在活塞与阀套之间设有弹簧，活塞前端固联有推杆，锥阀套的前端位于阀套内，推杆的前端位于锥阀套的导向内孔内，推杆的前端设有相连的轴向孔和径向孔，锥阀套设有对应的前径向孔，阀套内腔与端盖上的回油口相连。

6.如权利要求5所述的小型挖掘机用多路阀，其特征在于在至少一个执行机构换向阀的两工作油口与对应的回油油路之间均设有过载保护阀。

7.如权利要求6所述的小型挖掘机用多路阀，其特征在于在至少一个行走换向阀的后方还设有备用换向阀，该备用换向阀的进油口与对应的行走换向阀的中通油道及直线行走换向阀的一工作油口相连。

8.如权利要求7所述的小型挖掘机用多路阀，其特征在于在四个执行机构换向阀、动臂换向阀、动臂合流换向阀、备用换向阀的进油口前均设有单向阀。