CN106930994A - 拖拉机手动保压跳位浮动换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了拖拉机手动保压跳位浮动换向阀，它包括阀芯（1）、阀体（2）、前端盖（6）和后端盖（22），阀芯（1）装配在阀体（2）内，在阀体（2）的前后端分别装配前端盖（6）和后端盖（22）；其特征是：还包括设置在阀体内的油道转换锁、设置在后端盖内的凸轮手柄机构、设置在阀芯内的跳位机构及设置在前端盖内的定位机构；本发明结构紧凑，换向灵活，功能可靠，解决当前滑阀形式换向阀存在的内泄露导致拖拉机后部大型农机具在耕作过程中的沉降问题。

Description

拖拉机手动保压跳位浮动换向阀

技术领域

本发明涉及液压换向阀，具体涉及一种拖拉机手动保压跳位浮动换向阀，集成到多路阀联结上，主要应用于大马力拖拉机。

背景技术

液压换向阀是指通过阀体与阀芯之间的沟槽对应，通过阀芯在阀体内的换向实现油路的自由切换，转变油路的换向，实现油缸等执行机构的做功。而现在农业拖拉机马力越来越大，需要提升的农机具也越来越重，用户对于换向阀的内泄露要求越来越高，而普通的换向阀是通过阀体和阀芯之间的间隙密封，多少都会存在泄露，因此传统的换向阀已经不能满足用户的需要；虽然可以通过增加液压锁来降低液压阀的内泄露量，但是现在的农机具越来越复杂，很多的农机具都要求拖拉机具有油缸浮动功能，因为普通液压锁是靠压力来开启的，因此浮动位置时系统处于泄压状态，普通液压锁就不能使用，两者不能兼得，长期困扰着各个厂家；而现有的拖拉机中虽然使用的独立分配器能够解决问题，但是产品体积大结构复杂，故障率一直很高，并且联结复杂，而拖拉机内部空间又很狭小，一旦出现问题维修非常麻烦。

发明内容

本发明的目的是：设计一种拖拉机手动保压跳位浮动换向阀，直接集成在现有拖拉机的多路阀上，结构紧凑简单，功能可靠，减少产品的故障率，降低整车成本和维修成本。

本发明的技术解决方案是：该拖拉机手动保压跳位浮动换向阀包括阀芯、阀体、前端盖和后端盖，阀芯装配在阀体内，在阀体的前后端分别装配前端盖和后端盖；其特征是：还包括设置在阀体内的油道转换锁、设置在后端盖内的凸轮手柄机构、设置在阀芯内的跳位机构及设置在前端盖内的定位机构；所述的油道转换锁包括锁芯与锁体，锁体装配在阀体内并由一号至四号密封圈保证J油腔处于密封状态，锁芯安装在锁体内并通过四号弹簧形成锥形密封；所述的凸轮手柄机构包括钢球和凸轮手柄，在后端盖内设置安装钢球的导向孔，导向孔的孔径比钢球大0.3mm，凸轮手柄的大圆弧的中立位置开一个4mm深的圆弧槽，凸轮手柄以a点位安装在后端盖上并进行旋转，导向孔内的钢球接触锁芯和圆弧槽，凸轮手柄下方以长槽连接在阀芯上，凸轮手柄使得阀芯和锁芯实现连贯运动；所述的跳位机构包括跳位阀座、跳位阀芯和底座，跳位阀座通过螺纹连接阀芯，跳位阀座内装配跳位阀芯，底座安装在跳位阀芯上；所述的定位机构包括定位套、钢珠、锥形座、一号弹簧、二号弹簧、限位螺钉、弹簧座、调压螺钉、四号弹簧、一号弹簧卡套和二号弹簧卡套，定位阀芯的定位套安装在阀芯上，锥形座安装在底座上，位套和锥形座一起卡位并推动钢珠，限制阀芯换向位置的限位螺钉配合锥形座通过螺纹安装在阀芯，弹簧座安装在限位螺钉上，限位螺钉内安装一号弹簧和二号弹簧，一号弹簧给钢珠施加定位力量，二号弹簧给跳位阀芯施加跳位力，弹簧座给二号弹簧施加均衡力量，调压螺钉安装在限位螺钉上调节跳位力大小，在前端盖内安装使阀芯保持中位的三号弹簧并由一号弹簧卡套和二号弹簧卡套固定。

其中，锁体和锁芯形成的面积和锁芯下部的导向面积一样，因此传递过来的压力会上下抵消，锁芯受力始终为四号弹簧给锁芯向着关闭方向的力。

其中，一号弹簧的压力要远小于二号弹簧的力量，锥形座的锥面角度为140正负15度之间。

本发明具有以下优点：

1、锁体和锁芯形成的面积和锁芯（下部的导向面积一样，因此传递过来的压力会上下抵消，锁芯受力始终为四号弹簧给锁芯向着关闭方向的力，不管负载的大小变换都能处于关闭状态，实现零泄露，因此农机具P会在很长时间内保证固定位置不会下滑。

2. 凸轮手柄以大圆弧a点位作为支点进行旋转，手柄中立位置时锁芯就能处于关闭状态，其他任何位置都能够开启，且操纵凸轮手柄钢球就只能左右移动，也使得阀芯能够左右运动。

3.前端盖内的三号弹簧在弹簧卡套(16a,16b)内，在限位螺钉的作用下能够保证阀芯处于中立位置。

4.限位螺钉内的调压螺钉通过螺纹调整给二号弹簧设定一定的力量，并且通过底座施加到跳位阀芯上。

5.限位螺钉内一号弹簧的预设力通过锥形座施加到钢珠上，并使钢珠卡位在定位套的卡槽内。

6.当阀芯内b腔压力超过二号弹簧所设定的力量时，跳位阀芯就会通过底座推开锥形座克服一号弹簧，钢珠上的力量撤销，三号弹簧就会将阀芯推回中立位置。

7.一号弹簧的压力要远小于二号弹簧的力量，锥形座的锥面角度为140正负15度之间，这样就可以给钢珠顺畅的力，又可以在锥形座稍微撤离后钢珠就能复位，不会行程过大，这样跳位就会非常敏感。

8.压力会通过阀芯内的通道b施加到跳位阀芯上，当压力超过二号弹簧的设定力量时跳位阀芯就会向左移动并且推动底座也向左移动，由于一号弹簧的力远远小于二号弹簧的力量，此时底座就会推动锥形座向左移动，此时施加在钢珠上的力撤销，阀芯就会在三号弹簧的作用下又回到中位状态，系统会自动泄压。

9.跳位阀座与阀芯之间通过螺纹进行联结，这样就可以将精度要求高的小孔在阀座上加工好，避免与阀体加工成一体，降低了加工难度，而且还提高了加工精度。

10.通过在阀体的E腔和J腔之间增加了锁体和锁芯，减少了因普通换向阀通过间隙密封的泄露导致油缸负重时的静沉降问题。

11.凸轮手柄在操纵时能够操纵阀芯的移动，又利用了凸轮的原理同时操纵了锁芯的连贯运动，实现了液压锁的机械开启，克服了以往液压锁需要压力开启就不能同时兼顾浮动位时两个油口都要与回油相通的问题；并且为了操作的方便，设计了内卡槽式的定为结构，实现操作农机具上升时同时兼顾拖拉机的其他操作；为了防止系统压力过高，在阀芯内部设计了镶嵌式的跳位结构，使得油缸在升到顶部后能自动复位。

12.凸轮手柄在操纵阀芯运动的过程中连贯的推动了锁芯的开启和关闭，实现了阀芯和锁体的配合运动，并且实现了阀芯和阀体内油道的转换，在实现液压油缸的上下运动和浮动状态的情况下，保证中立位置的时候液压锁处于关闭状态，其他状态下液压锁处于开启状态，并且结合前端盖内的卡位结构和阀芯内的跳位结构实现了上升时卡位，油缸上升到位后压力跳位使得阀芯自动转换为中卫保压结构。

附图说明

图1是系统处于中位时的状态示意图。

图2是系统处于油缸连续上升状态示意图。

图3是系统处于油缸强制下降升状态示意图。

图4是系统处于油缸浮动状态示意图。

图5是前端盖局部放大图。

图中：1阀芯；2阀体；3跳位阀座；4跳位阀芯；5底座；6前端盖；7定位套；8钢珠；9锥形座；10一号弹簧；11二号弹簧；12限位螺钉；13弹簧座；14调压螺钉；15三号弹簧；16a一号弹簧卡套；16b二号弹簧卡套；17四号弹簧；18锁芯；19锁体；20一号密封圈；21a二号密封圈；21b三号密封圈；21c四号密封圈；22后端盖；23钢球；24凸轮手柄。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明技术解决方案。

如图1-5所示，该拖拉机手动保压跳位浮动换向阀包括阀芯1、阀体2、前端盖6和后端盖22，阀芯1装配在阀体2内，在阀体2的前后端分别装配前端盖6和后端盖22；其特征是：还包括设置在阀体内的油道转换锁、设置在后端盖内的凸轮手柄机构、设置在阀芯内的跳位机构及设置在前端盖内的定位机构；所述的油道转换锁包括锁芯18与锁体19，锁体19装配在阀体2内并由一号至四号密封圈20、21a、21b、21c保证J油腔处于密封状态，锁芯18安装在锁体19内并通过四号弹簧17形成锥形密封；所述的凸轮手柄机构包括钢球23和凸轮手柄24，在后端盖22内设置安装钢球23的导向孔，导向孔的孔径比钢球23大0.3mm，凸轮手柄的大圆弧的中立位置开一个4mm深的圆弧槽，凸轮手柄以a点位安装在后端盖22上并进行旋转，导向孔内的钢球23接触锁芯18和圆弧槽，凸轮手柄24下方以长槽连接在阀芯1上，凸轮手柄24使得阀芯1和锁芯18实现连贯运动；所述的跳位机构包括跳位阀座3、跳位阀芯4和底座5，跳位阀座3通过螺纹连接阀芯1，跳位阀座3内装配跳位阀芯4，底座5安装在跳位阀芯4上；所述的定位机构包括定位套7、钢珠8、锥形座9、一号弹簧10、二号弹簧11、限位螺钉12、弹簧座13、调压螺钉14、四号弹簧15、一号弹簧卡套16a和二号弹簧卡套16b，定位阀芯的定位套7安装在阀芯1上，锥形座9安装在底座5上，位套7 和锥形座9一起卡位并推动钢珠8，

限制阀芯换向位置的限位螺钉12配合锥形座9通过螺纹安装在阀芯1，弹簧座13安装在限位螺钉12上，限位螺钉12内安装一号弹簧10和二号弹簧11，一号弹簧10给钢珠8施加定位力量，二号弹簧11给跳位阀芯4施加跳位力，弹簧座13给二号弹簧11施加均衡力量，调压螺钉14安装在限位螺钉12上调节跳位力大小，在前端盖6内安装使阀芯保持中位的三号弹簧15并由一号弹簧卡套16a和二号弹簧卡套16b固定。

其中，锁体19和锁芯18形成的面积和锁芯18下部的导向面积一样，因此传递过来的压力会上下抵消，锁芯18受力始终为四号弹簧17给锁芯18向着关闭方向的力。

其中，一号弹簧10的压力要远小于二号弹簧11的力量，锥形座9的锥面角度为140正负15度之间。

如图1所示：阀芯1处于中位，此时，农机具P由于自身重力给油缸施以向下力，力量会通过油管传导到阀体2的J腔，由于锁体19和锁芯18形成的面积和锁芯18下部的导向面积一样，因此传递过来的压力会上下抵消，锁芯18受力始终为四号弹簧17给锁芯18向着关闭方向的力，不管负载的大小变换都能处于关闭状态，实现零泄露，农机具P会在很长时间内保证固定位置不会下滑，阀芯1在三号弹簧15的作用下始终处于中位状态，阀体2内部A腔和B腔联通，而B腔又与回油相通，此时系统处于泄压状态。

如图2所示：当凸轮手柄24向右换向，凸轮手柄24绕着a点旋转，在凸轮力的作用下推开钢球23，钢球23推开锁芯18，此时锁体19和锁芯18处于开启状态，阀体2的F腔和J腔联通；另外在凸轮手柄24杠杆力的作用下，推动阀芯1向左换向至限位螺钉12和前端盖6限位处，此时阀芯1刚好通过一号弹簧10推动锥形座9并推动钢珠8刚好卡在定位套7的卡槽内，此时撤离凸轮手柄24的操作力，阀芯1处于定为状态；此时阀体2内部A腔和B腔关闭，A腔通过油道M与D腔联通，D腔与F腔处于开启状态，而F腔和J腔联通，与提升器油缸的下腔联通，提升器上腔与阀体2的E腔联通，E腔与G腔处于开启状态，G腔与回油联通，此时提升器油缸处于连续上升阶段；当油缸上升到最高点时，油缸由于限位不能再上升，此时油缸下腔的压力会逐渐增大；在此时油缸的下腔和阀体2的A腔室处于联通状态，因此压力会通过阀芯1内的通道b施加到跳位阀芯4上，当压力超过二号弹簧11的设定力量时，跳位阀芯4就会向左移动并且推动底座5也向左移动，由于一号弹簧10的力远远小于二号弹簧11的力量，此时底座5就会推动锥形座9向左移动，施加在钢珠8上的力撤销后，阀芯1就会在三号弹簧15的作用下又回到图1的中位状态，系统会自动泄压。

如图3所示：当凸轮手柄24向左换向，凸轮手柄24绕着a点旋转，在凸轮力的作用下推开钢球23，钢球23推开锁芯18，此时锁体19和锁芯18处于开启状态，阀体2的F腔和J腔联通；另外在凸轮手柄24杠杆力的作用下，推动阀芯1向右换向到定位套7的斜面定为处；此时阀体2内部A腔和B腔关闭，A腔通过油道M与C腔联通，C腔与E腔处于开启状态，而E腔与提升器油缸的上腔联通，提升器下腔与阀体2的J腔联通，J腔与F腔处于开启状态，F腔与H腔处于开启状态，H腔回油联通，此时提升器油缸处于下降阶段；由于定位套7内使斜面，因此当油缸下降到预定位置，撤离凸轮手柄24的操作力，阀芯1就会在三号弹簧15的作用下自动弹回图1的中位状态。

如图4所示：当凸轮手柄24向左继续换向，凸轮手柄24绕着a点旋转，在凸轮力的作用下推开钢球23，钢球23推开锁芯18，此时锁体19和锁芯18依然处于开启状态，阀体2的F腔和J腔依然联通，另外在凸轮手柄24杠杆力的作用下推动阀芯1继续向右换向至弹簧卡套(16a、16b)限位处，此时阀芯1刚好通过一事号弹簧10推动锥形座9，并推动钢珠8刚好卡在定位套7最右边卡槽内，撤离凸轮手柄24的操作力，阀芯1处于定为状态；此时阀体2内部A腔和B腔开启，系统卸荷，提升器油缸的下腔，与阀体2的J腔联通，J腔与阀体F腔联通，此时F腔与H腔联通，H腔与回油联通；提升器上腔与阀体2的E腔联通，E腔与G腔处于开启状态，G腔与回油联通，此时提升器油缸上下腔此时都与回油联通，油缸处于浮动状态，当农机具P走过不平整的地面时遇到高的起伏，农机具会自动贴合地面上下运动，当耕作完毕需要手动将凸轮手柄24板会图1的中立位置。

虽然，本发明公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离发明的精神，都在发明的保护范围内。

Claims (3)

1.拖拉机手动保压跳位浮动换向阀，它包括阀芯（1）、阀体（2）、前端盖（6）和后端盖（22），阀芯（1）装配在阀体（2）内，在阀体（2）的前后端分别装配前端盖（6）和后端盖（22）；其特征是：还包括设置在阀体内的油道转换锁、设置在后端盖内的凸轮手柄机构、设置在阀芯内的跳位机构及设置在前端盖内的定位机构；所述的油道转换锁包括锁芯（18）与锁体（19），锁体（19）装配在阀体(2)内并由一号至四号密封圈（20、21a、21b、21c) 保证J油腔处于密封状态，锁芯（18）安装在锁体（19）内并通过四号弹簧（17）形成锥形密封；所述的凸轮手柄机构包括钢球（23）和凸轮手柄（24），在后端盖（22）内设置安装钢球（23）的导向孔，导向孔的孔径比钢球（23）大0.3mm，凸轮手柄的大圆弧的中立位置开一个4mm深的圆弧槽，凸轮手柄以a点位安装在后端盖（22）上并进行旋转，导向孔内的钢球（23）接触锁芯（18）和圆弧槽，凸轮手柄（24）下方以长槽连接在阀芯（1）上，凸轮手柄（24）使得阀芯（1）和锁芯（18）实现连贯运动；所述的跳位机构包括跳位阀座（3）、跳位阀芯（4）和底座（5），跳位阀座（3）通过螺纹连接阀芯（1），跳位阀座（3）内装配跳位阀芯（4），底座（5）安装在跳位阀芯（4）上；所述的定位机构包括定位套(7)、钢珠（8）、锥形座（9）、一号弹簧（10）、二号弹簧（11）、限位螺钉（12）、弹簧座（13）、调压螺钉（14）、四号弹簧（15）、一号弹簧卡套(16a)和二号弹簧卡套（16b），定位阀芯的定位套(7)安装在阀芯（1）上，锥形座（9）安装在底座（5）上，位套(7) 和锥形座（9）一起卡位并推动钢珠（8），限制阀芯换向位置的限位螺钉（12）配合锥形座（9）通过螺纹安装在阀芯（1），弹簧座（13）安装在限位螺钉（12）上，限位螺钉（12）内安装一号弹簧（10）和二号弹簧（11），一号弹簧（10）给钢珠（8）施加定位力量，二号弹簧（11）给跳位阀芯（4）施加跳位力，弹簧座（13）给二号弹簧（11)施加均衡力量，调压螺钉（14）安装在限位螺钉（12）上调节跳位力大小，在前端盖（6）内安装使阀芯保持中位的三号弹簧（15）并由一号弹簧卡套(16a)和二号弹簧卡套（16b)固定。

2.根据权利要求1所述的拖拉机手动保压跳位浮动换向阀，其特征是：锁体（19）和锁芯（18）形成的面积和锁芯（18）下部的导向面积一样，因此传递过来的压力会上下抵消，锁芯（18）受力始终为四号弹簧（17）给锁芯（18）向着关闭方向的力。

3.根据权利要求1所述的拖拉机手动保压跳位浮动换向阀，其特征是：一号弹簧（10）的压力要远小于二号弹簧（11）的力量，锥形座（9）的锥面角度为140正负15度之间。