CN104879337A - 一种油缸切换阀及包括该油缸切换阀的液压系统和工程机械 - Google Patents

一种油缸切换阀及包括该油缸切换阀的液压系统和工程机械 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油缸切换阀及包括该油缸切换阀的液压系统和工程机械。油缸切换阀包括内设有滑阀、溢流补油阀、梭阀和电磁换向阀的阀体；滑阀的进/回油口与阀体的进/回油口连通，第一油口与阀体的第一工作油口连通，第二油口与阀体的第二工作油口连通，第一控制油口与电磁换向阀的第四油口连通；溢流补油阀的回/补油口与阀体的回/补油口连通，第三回/补油口和第二控制油口均与电磁换向阀的回油口连通；梭阀的第一进油口与阀体的进/回油口连通，第二进油口与阀体的先导油口连通，出油口与电磁换向阀的进油口连通；电磁换向阀的第三油口与阀体的第一工作油口连通。本发明使用的阀块元件数量减少，使得故障率减少，系统可靠性得以提升。

Description

一种油缸切换阀及包括该油缸切换阀的液压系统和工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种油缸切换阀及包括该油缸切换阀的液压系统和工程机械。
背景技术
如图1所示，由于起重机大臂的油缸伸缩方向控制阀(图中未示出)仅具有一联，而起重机大臂进行伸缩动作时有两个油缸(如图1中的第一油缸1’和第二油缸2’)。这也就是说，同一个控制阀需要控制两个油缸的伸缩动作，因此需要在方向控制阀与油缸之间添加油缸切换控制阀，即图1中的油缸切换阀3’。
如图2所示，具体地，油缸切换阀3’包括集成安装在阀体中的第一插装阀31’、第二插装阀32’、三位四通电磁换向阀33’、梭阀34’、两位四通电磁换向阀35’和单向阀36’。下面结合图1和图2说明油缸切换阀3’的工作过程。
第一油缸1’伸出时，电磁换向阀Y1得电，第一插装阀31’打开，P口油源通过打开的第一插装阀31’进入第一油缸1’的M腔内，实现了第一油缸1’的伸出。此时由于第一油缸1’处于伸出状态，所以第一油缸1’内部给第二油缸2’供油的芯管也处于伸出状态，但通往第二油缸2’的第二插装阀32’处于关闭状态，因此只能通过单向阀36’给第一油缸1’的内部芯管补油，以防止吸空。
第一油缸1’收缩时，电磁换向阀Y1和电磁换向阀Y12同时得电，第一插装阀31’打开，第一油缸1’的M腔内的油液通过打开的第一插装阀31’回到油箱，从而实现了第一油缸1’的收缩。此时由于第一油缸1’处于收缩状态，所以第一油缸1’内部给第二油缸2’供油的芯管也处于收缩状态，但通往第二油缸2’的第二插装阀32’处于关闭状态，因此只能通过两位四通电磁换向阀35’给第一油缸1’的内部芯管排油，以防止第一油缸1’芯管不能出油而发生爆裂。
第二油缸2’伸出时，电磁换向阀Y2得电，第二插装阀32’打开，P口油源通过打开的第二插装阀32’进入第一油缸1’芯管内，然后再进入到第二油缸2’的M’腔内，实现了第二油缸2’的伸出。
第二油缸2’收缩时，电磁换向阀Y2得电，第二油缸2’的M’腔内的油源按照其伸出过程中的反向方向进行流动，以实现了第二油缸2’的收缩动作。
上述油缸切换阀集成的阀块元件偏多，因此故障率较多，从而使得可靠性降低。
因此希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的一个或多个。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油缸切换阀来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的一个或多个。
为实现上述目的，本发明提供一种油缸切换阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体具有第一进/回油口、第一回/补油口、先导油口、第一工作油口和第二工作油口；
所述阀体内设置有滑阀、溢流补油阀、梭阀和电磁换向阀，其中：
所述滑阀的第二进/回油口与所述第一进/回油口连通，第一油口与所述第一工作油口连通，第二油口与所述第二工作油口连通，第一控制油口与所述电磁换向阀的第四油口连通；
所述溢流补油阀的第二回/补油口与所述第一回/补油口连通，第三回/补油口和第二控制油口均与所述电磁换向阀的回油口连通；
所述梭阀的第一进油口与所述第一进/回油口连通，第二进油口与所述先导油口连通，出油口与所述电磁换向阀的进油口连通；所述电磁换向阀的第三油口与所述第一工作油口连通。
进一步地，所述电磁换向阀不得电状态下，所述回油口与所述第三油口导通，所述第二油口与所述第二进/回油口导通。
进一步地，所述第一油缸伸出状态下，补油用油液自所述第一回/补油口依次经由所述所述第二回/补油口、第三回/补油口、所述回油口和所述第三油口，进入所述第一工作油口。
进一步地，所述第一油缸缩回状态下，回油油液自所述第一工作油口依次经由所述第三油口、所述回油口、所述第三回/补油口和所述第二回/补油口，从所述第一回/补油口排出。
进一步地，所述电磁换向阀得电状态下，所述第四油口和所述进油口导通，先导油液自所述先导油口进入到所述进油口而使所述第一油口与所述第二进/回油口导通。
进一步地，所述第二油缸伸出状态下，油液自所述第一进/回油口依次经由所述第二进/回油口和所述第一油口，进入到所述第一工作油口。
进一步地，所述第二油缸缩回状态下，回油油液自所述第一工作油口依次经由所述第一油口和所述第二进/回油口，从所述第一进/回油口排出。
进一步地，所述电磁换向阀为两位四通电磁换向阀。
由于本发明采用一个滑阀控制主油道的通断，与现有技术中采用两个插装阀相比，阀块元件的数量上得以减少。本发明还采用了溢流补油阀实现对第一油缸芯管的补油和排油，相比于现有技术中使用的由1个单向阀和1个电磁换向阀相比，本发明进一步减少了阀块元件的使用。本法民还采用电磁换向阀和梭阀控制滑阀的工作位，与现有技术相比，阀块元件数量进一步减少。综上所述，元件减少，使得故障率减少，系统可靠性得以提升。
本发明还提供一种液压系统，包括第一油缸和第二油缸，包括上述各实施例中的油缸切换阀，所述油缸切换阀的第一工作油口通过所述第一油缸的杆芯与所述第二油缸的无杆腔相连通，所述油缸切换阀的第二工作油口与所述第一油缸中无杆腔连通。
本发明还提供一种工程机械，包括液压系统，其特征在于，所述液压系统为上述实施例中所述的液压系统。
附图说明
图1是现有技术中的油缸切换阀与两油缸的连接状态示意图；
图2是图1中的油缸切换阀的结构示意图；
图3是本发明所提供的油缸切换阀一实施例的结构示意图；
图4是根据本发明第一实施例的油缸切换阀与油缸的连接状态示意图。
附图标记：
1’ 第一油缸 2’ 第二油缸
3’ 油缸切换阀 31’ 第一插装阀
32’ 第二插装阀 33’ 三位四通电磁换向阀
34’ 梭阀 35’ 两位四通电磁换向阀
36’ 单向阀 1 阀体
11 第一进/回油口 12 第一回/补油口
13 先导油口 14 第一工作油口
15 第二工作油口 2 第一油缸
3 滑阀 31 第二进/回油口
32 第一油口 33 第二油口
34 第一控制油口 4 溢流补油阀
41 第二回/补油口 42 第三回/补油口
43 第二控制油口 5 梭阀
51 第一进油口 52 第二进油口
53 出油口 6 电磁换向阀
61 进油口 62 回油口
63 第三油口 64 第四油口
7 第二油缸 M 第一油缸的无杆腔
M’ 第二油缸的无杆腔 N 第一油缸的有杆腔
N’ 第二油缸的有杆腔 21 芯管
L 进/回油路
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图3是本发明所提供的油缸切换阀一实施例的结构示意图，图4是根据本发明第一实施例的油缸切换阀与油缸的连接状态示意图。如图3和图4所示，本实施例所提供的油缸切换阀提供两条切换油路，适用于图4中示出的两个油缸(第一油缸2和第二油缸7)的情形。从图中可以看出，第一油缸2具有两端通透的杆芯21，该杆芯21的一端与第二油缸7的无杆腔M’相连通，另一端与油缸切换阀的一个工作油口相连通。第二油缸7的有杆腔通过第一油缸2的有杆腔与外部的油路L相连通。
本实施例中的油缸切换阀包括阀体1，阀体1具有第一进/回油口11、第一回/补油口12、先导油口13、第一工作油口14和第二工作油口15。其中：第一工作油口14用于与第一油缸2的杆芯21的一端相连通，第一油缸2的杆芯21的另一端与第二油缸7的无杆腔M’相连通。第二工作油口15用于与第一油缸2中无杆腔M连通。阀体1内设置有滑阀3、溢流补油阀4、梭阀5和电磁换向阀6，其中：
滑阀3具有第二进/回油口31、第一油口32、第二油口33和第一控制油口34，其中，第二进/回油口31与阀体1的第一进/回油口11连通，第一油口32与阀体1的第一工作油口14连通，第二油口33与阀体1的第二工作油口15连通。第一控制油口34与电磁换向阀6的第四油口64连通，通过电磁换向阀6可以控制滑阀3在第一工作位和第二工作位之间进行切换。
滑阀3具有两个工作位，即第一工作位和第二工作位。
位于第一工作位，即图3中的右位时，第二进/回油口31和第二油口33导通，此时，从阀体1的第一进/回油口11进入的油液可经由第二进/回油口31通过第一工作位到达第二油口33，再从第二油口33输入到阀体1的第二工作油口15，最后进入到第一油缸2的无杆腔M，从而能够使第一油缸2的活塞杆伸出。
位于第二工作位，即图3中的左位时，第二进/回油口31和第一油口32导通，此时，从阀体1的第一进/回油口11进入的油液可经由第二进/回油口31通过第二工作位到达第一油口32，再从第一油口32输入到阀体1的第一工作油口14，最后进入到第一油缸2中贯穿其活塞杆的芯管21，由于第一油缸2与第二油缸7的无杆腔M’连通，从而能够使第二油缸7的活塞杆伸出。
溢流补油阀4具有第二回/补油口41、第三回/补油口42和第二控制油口43，其中，第三回/补油口42和第二控制油口43均与电磁换向阀6的回油口62连通，第二回/补油口41与第一回/补油口12连通。补油时，补油用油液自第一回/补油口12依次经由第三回/补油口42、第二回/补油口41、回油口62和第三油口63，进入第一工作油口14，从而通过第一工作油口14进行补油。回油时，第一油缸2的芯管21排出的回油油液自第一工作油口14依次经由第三油口63、回油口62、第三回/补油口42和第二回/补油口41，从第一回/补油口12排出，以实现回油。
梭阀5具有第一进油口51、第二进油口52和出油口53，其中：第一进油口51与阀体1的第一进/回油口11连通，第二进油口52与阀体1的先导油口13连通，出油口53与电磁换向阀6的进油口61连通。当从进油口P进入到第一进油口51时，第一进油口51与出油口53导通。当先导油口13进入到第二进油口52时，第二进油口52与出油口53导通。
电磁换向阀6采用的是两位四通电磁换向阀，其具有第三油口63、第四油口64、回油口62和进油口61，其中：第三油口63与阀体1的第二工作油口15连通，第四油口64与滑阀3的第一控制油口34连通，进油口62与溢流补油阀4的第三回/补油口42和第二控制油口43连通，进油口61与梭阀5的出油口53连通。
电磁换向阀6不得电状态下，回油口62与第三油口63导通，第二油口33与第二进/回油口31导通，滑阀3位于第一工作位。
电磁换向阀6得电状态下，第四油口64和进油口61导通，先导油液自先导油口13进入到进油口61而使第一油口32与第二进/回油口31导通，滑阀3位于第二工作位。
参阅图3和图4，下面根据上述实施例详细阐述油缸切换阀所具有的不同种功能。
第一种功能，第一油缸2伸出：电磁换向阀Y1不得电，油液自阀体1的第一进/回油口11通过滑阀1第一工作位进油，即进入到滑阀3的第二进/回油口31经由第二油口33进入到第一油缸2的无杆腔M，第一油缸2的有杆腔N直接通过进/回油路L回油，实现了第一油缸2的伸出。此时，由于第一油缸2处于伸出状态，所以第一油缸2内部给第二油缸7供油的芯管21也处于伸出状态，但通往第二油缸7的无杆腔M’的滑阀1第二工作位处于关闭状态，所以只有利用溢流补油阀3给第一油缸2的芯管21进行补油，即补油用油液自第一回/补油口12依次经由第三回/补油口42、第二回/补油口41、回油口62和第三油口63，进入第一工作油口14，从而通过第一油缸2的芯管21为第二油缸7的无杆腔M’进行补油，用于防止第二油缸7的无杆腔M’被吸空。
第二种功能，第一油缸2缩回：电磁换向阀Y1不得电，第一油缸2的有杆腔N通过进/回油路L进油，第一油缸2的无杆腔M内的油液通过滑阀1第一工作位回到油箱，以实现第一油缸2的缩回，此时由于第一油缸2处于缩回状态，所以第一油缸2内部给第二油缸7供油的芯管21也处于缩回状态。但通往第二油缸7的滑阀1第二工作位处于关闭状态，所以只有通过溢流补油阀3给第一油缸2的芯管21排油，即第一油缸2的芯管21排出的回油油液自第一工作油口14依次经由第三油口63、回油口62、第三回/补油口42和第二回/补油口41，从第一回/补油口12排出，以防止第一油缸2的芯管21不能出油而发生爆裂。
第三种功能，第二油缸7伸出：电磁换向阀Y1得电，阀体1的先导油口13的先导油通过得电的电磁换向阀Y1作用在滑阀1的左端，此时滑阀3工作在左端的机能位，即第二工作位。此时，油液自进油口P通过滑阀3的第二工作位进入第一油缸2的芯管21内，即油液自第一进/回油口11依次经由第二进/回油口31和第一油口32，进入到第一工作油口14；然后再进入到第二油缸7的无杆腔M’内，实现了第二油缸7的伸出。
第四种功能，第二油缸7缩回：在实现第三种功能的基础上，电磁换向阀Y1得电，油液自进/回油路L经由第一油缸2的有杆腔N进入到第二油缸1的有杆腔N’,第二油缸7的无杆腔M’内的油液经由第一油缸2的芯管21通过滑阀3的第二工作位返回油箱，即第一油缸2的芯管21排出的回油油液自第一工作油口14依次经由第一油口32和第二进/回油口31，从第一进/回油口11排出，以实现第二油缸7的缩回。
综上所述，由于本发明采用一个滑阀控制主油道的通断，与现有技术中采用两个插装阀相比，元件的数量上得以减少。本发明还采用了溢流补油阀实现对第一油缸芯管的补油和排油，相比于现有技术中使用的由1个单向阀和1个电磁换向阀相比，本发明进一步减少了元件的使用。本发明还采用电磁换向阀和梭阀控制滑阀的工作位，与现有技术相比，元件数量进一步减少。综上所述，元件减少，使得故障率减少，系统可靠性得以提升。
需要说明的是，上述各实施例的油缸切换阀给出的是提供了提供两条切换油路，但是也可以根据实际工况的需求增加到两条以上的切换油路，此时，仅需要对阀体进行相应地在阀体1上增设工作油口即可。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种液压系统，包括第一油缸2和第二油缸7，所述液压系统包括如上所述的油缸切换阀。所述油缸切换阀的第一工作油口14通过第一油缸2的杆芯21与第二油缸7的无杆腔M’相连通，所述油缸切换阀的第二工作油口15与第一油缸2中无杆腔M连通。所述液压系统的其它部分均为现有技术，在此不再展开描述。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种工程机械，所述工程机械包括液压系统，并且，所述液压系统为上述实施例中所提供的液压系统。所述工程机械的其它部分均为现有技术，在此不再展开描述。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种油缸切换阀，其特征在于，包括阀体(1)，所述阀体(1)具有第一进/回油口(11)、第一回/补油口(12)、先导油口(13)、第一工作油口(14)和第二工作油口(15)；
所述阀体(1)内设置有滑阀(3)、溢流补油阀(4)、梭阀(5)和电磁换向阀(6)，其中：
所述滑阀(3)的第二进/回油口(31)与所述第一进/回油口(11)连通，第一油口(32)与所述第一工作油口(14)连通，第二油口(33)与所述第二工作油口(15)连通，第一控制油口(34)与所述电磁换向阀(6)的第四油口(64)连通；
所述溢流补油阀(4)的第二回/补油口(41)与所述第一回/补油口(12)连通，第三回/补油口(42)和第二控制油口(43)均与所述电磁换向阀(6)的回油口(62)连通；
所述梭阀(5)的第一进油口(51)与所述第一进/回油口(11)连通，第二进油口(52)与所述先导油口(13)连通，出油口(53)与所述电磁换向阀(6)的进油口(61)连通；所述电磁换向阀(6)的第三油口(63)与所述第一工作油口(14)连通。
2.如权利要求1所述的油缸切换阀，其特征在于，所述电磁换向阀(6)不得电状态下，所述回油口(62)与所述第三油口(63)导通，所述第二油口(33)与所述第二进/回油口(31)导通。
3.如权利要求2所述的油缸切换阀，其特征在于，所述第一油缸(2)伸出状态下，补油用油液自所述第一回/补油口(12)依次经由所述所述第二回/补油口(41)、第三回/补油口(42)、所述回油口(62)和所述第三油口(63)，进入所述第一工作油口(14)。
4.如权利要求2所述的油缸切换阀，其特征在于，所述第一油缸(2)缩回状态下，回油油液自所述第一工作油口(14)依次经由所述第三油口(63)、所述回油口(62)、所述第三回/补油口(42)和所述第二回/补油口(41)，从所述第一回/补油口(12)排出。
5.如权利要求1至4中任一项所述的油缸切换阀，其特征在于，所述电磁换向阀(6)得电状态下，所述第四油口(64)和所述进油口(61)导通，先导油液自所述先导油口(13)进入到所述进油口(61)而使所述第一油口(32)与所述第二进/回油口(31)导通。
6.如权利要求5所述的油缸切换阀，其特征在于，所述第二油缸(7)伸出状态下，油液自所述第一进/回油口(11)依次经由所述第二进/回油口(31)和所述第一油口(32)，进入到所述第一工作油口(14)。
7.如权利要求5所述的油缸切换阀，其特征在于，所述第二油缸(7)缩回状态下，回油油液自所述第一工作油口(14)依次经由所述第一油口(32)和所述第二进/回油口(31)，从所述第一进/回油口(11)排出。
8.如权利要求1所述的油缸切换阀，其特征在于，所述电磁换向阀(6)为两位四通电磁换向阀。
9.一种液压系统，包括第一油缸(2)和第二油缸(7)，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的油缸切换阀，所述油缸切换阀的第一工作油口(14)通过所述第一油缸(2)的杆芯(21)与所述第二油缸(7)的无杆腔(M’)相连通，所述油缸切换阀的第二工作油口(15)与所述第一油缸(2)中无杆腔(M)连通。
10.一种工程机械，包括液压系统，其特征在于，所述液压系统为如权利要求9中所述的液压系统。
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