CN107246419A - 一种自动控制切换阀及其工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动控制切换阀及其工艺方法，特征是切换阀芯装在切换阀体的阀孔里，第一钢球装在切换阀体的左侧，第二钢球装在切换阀体的右侧，切换阀体内设计直通的阀孔，切换阀体右侧设计有小角度密封锥面，切换阀体左侧设计有大角度密封锥面，切换阀体上设计有阻尼孔，切换阀体设有第一O形圈槽和第二O形圈槽处于阻尼孔的两侧，切换阀芯设计成中间大、两端小的滑阀阀芯。本发明可以以插装的形式内置于顺序阀、优先阀、充液阀中，具有结构简单，加工制造容易，加工尺寸稳定，动作可靠，系统液压冲击小等优点。

Description

一种自动控制切换阀及其工艺方法
技术领域
本发明属于液压领域，尤其是涉及一种自动控制切换阀及其工艺方法。
背景技术
目前，液压系统中的顺序阀、优先阀、充液阀等液压阀，需要控制两条不同压力、流量的液压回路，特别是需要保压、有蓄能器的夹紧液压回路系统，但该类液压阀的控制部分较为复杂，阀的精度要求高，加工困难，关键部位尺寸难以控制，导致关键的核心部件动态性能不稳定，且容易引起系统液压冲击。对比文件1，申请号：CN200520109691，发明名称：高低压切换阀，其结构是阀体内装有阀芯，阀体两端各装有端盖。本发明采用十一段的阶梯轴为阀芯，阀体的结构匹配该阀芯，利用阀芯每段的尺寸以及上面开有的孔，同时靠孔相连的组合实现油路的高低压切换。本案与对比文件的结构特征不相同。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种自动控制的切换阀，其目的是使产品结构简化，降低加工难度，减小液压冲击。
本发明的技术解决方案是这样的：一种自动控制切换阀，包括切换阀、第一钢球、切换阀体、阻尼孔、第二钢球、小角度密封锥面、第一O形圈槽、阀孔、切换阀芯，第一间隙、第二O形圈槽、大角度密封锥面、第一O形圈、第二间隙、复位弹簧、第一控制油道、第二控制油道、第二O形圈、调压弹簧、主阀芯（20）、单向阀（21）、蓄能器（22），其特征在于切换阀（1）中心有阀孔（8），阀孔（8）两端喇叭口为小角度密封锥面（6）、大角度密封锥面（12），小角度密封锥面（6）安装第二钢球（5），大角度密封锥面（12）安装第一钢球（2），切换阀（1）开有阻尼孔（4），阻尼孔（4）与阀孔（8）相通，阻尼孔（4）两侧有第一O形圈槽（7）、第二O形圈槽（11），切换阀（1）安装在液压阀壳体里，第一钢球（2）外端有调压弹簧（19），第二钢球（5）外端有复位弹簧（15），第二O形圈槽（11）安装第二O形圈（18），第一O形圈槽（7）安装第一O形圈（13），切换阀体（3）安装在液压阀体壳体里构成的控制系统通过第一控制油道（16）与液压系统的单向阀（21）、蓄能器（22）、第一回路连接，第二控制油道（17）与主阀芯（20）连接。
第一钢球（2）与第二钢球（5）外径相同。
切换阀芯（9）为中间大，两端头小的滑阀阀芯，切换阀芯（9）前端外径至阀孔（8）孔臂之间有间隙（10）。
其工艺步骤是：
步骤1，液压泵出油口连接油口P给液压系统供油，第一控制油道（16）的控制压力Pacc低于设定的下限压力值Pd时，调压弹簧（19）通过第一钢球（2）、切换阀芯（9）使第二钢球（5）离开切换阀体（3）右侧的小角度密封锥面（6），第二钢球（5）与小角度密封锥面（6）形成间隙（14）、阀孔（8）、阻尼孔（4）和第二控制油道（17），此时主阀芯（20）工作状态处于左位机能，油口P口与第二级回路形成节流，油口P口的液压油优先供给第一级回路；
步骤2，第一控制油道（16）的控制压力Pacc达到设定上限压力值Pu时，第一钢球（2）向左运动，离开切换阀体（3）左侧的大角度密封锥面（12），切换阀芯（9）和第二钢球（5）向左运动，切换阀体（3）的阀孔（8）的液压油流回到油箱，而切换阀体（3）右侧的第二钢球（5）向左运动形成节流，则第二钢球（5）通过切换阀芯（9）和第一钢球（2）使调压弹簧（19）压缩，则第二钢球（5）隔离第一控制油道（16）与阀孔（8），第二控制油道（17）的液压油道通过阻尼孔（4）、阀孔（8）和第一间隙（10）流回油箱，使主阀芯（20）工作状态处于右位机能，油口P口与油口0口相通，油口P口的液压油供给第二回路。
第一级回路上的第一控制油道（16）前方设置一个单向阀（21），在单向阀（21）后方设置一个蓄能器（22）。
通过改变第一钢球（2）、第二钢球（5）的直径得到不同密封截面积S2和／或密封截面积S5，Pu:Pd≈S5: S2。
本发明与现有技术相比的突出效果是：本发明可以以插装的形式内置于顺序阀、优先阀、充液阀中，具有结构简单，加工制造容易，加工尺寸稳定，动作可靠，系统液压冲击小等优点。
附图说明：
图1为本发明一种自动控制切换阀及其工艺方法的整体结构主视示意图。
图2为本发明一种自动控制切换阀及其工艺方法按图1的A-A剖视示意图。
图3为本发明一种自动控制切换阀及其工艺方法在优先回路液压系统中的工作原理示意图。
图4为本发明一种自动控制切换阀及其工艺方法设置上限压力值Pu和下限压力值Pd的示意图。
附图标记：切换阀体（1）、第一钢球（2）、切换阀体（3）、阻尼孔（4）、第二钢球（5）、小角度密封锥面（6）、第一O形圈槽（7）、阀孔（8）、切换阀芯（9），第一间隙（10）、第二O形圈槽（11）、大角度密封锥面（12）、第一O形圈（13）、第二间隙（14）、复位弹簧（15）、第一控制油道（16）、第二控制油道（17）、第二O形圈（18）、调压弹簧（19），主阀芯（20）、单向阀（21）、蓄能器（22）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述
实施例1，一种自动控制的切换阀，包括切换阀体、切换阀芯、左钢球、右钢球，切换阀芯装入切换阀体的阀孔内，左钢球装在切换阀体的左侧，右钢球装在切换阀体的右侧。切换阀体中心设计有直通的阀孔，切换阀体左侧设计有大角度密封锥面，切换阀体右侧设计有小角度密封锥面，切换阀体上设计有阻尼孔，切换阀体设计有两个O形圈槽。切换阀芯设计成中间大、两端小的滑阀阀芯。
实施例2，参照图1至图4所示，一种自动控制的切换阀，包括切换阀体切换阀芯、第一钢球、第二钢球，所述的切换阀体（3）内加工有直通的阀孔（8），所述的切换阀体（3）右侧加工小角度密封锥面（6），所述的切换阀体（3）左侧加工大角度密封锥面（12），所述的切换阀体（3）上加工阻尼孔（4），所述的切换阀体设有第一O形圈槽（7）和第二O形圈槽（11）分别处于阻尼孔（4）的两侧；所述的切换阀芯（9）装在切换阀体（3）的阀孔（8）里；所述的第一钢球（2）装在切换阀体（3）的左侧；所述的第二钢球（5）装在切换阀体（3）的右侧。
实施例3，液压泵出油口连接油口P口给液压系统供油，当第一控制油道（16）的控制压力Pacc低于设定的下限压力值Pd时，作用在第二钢球（5）上的液压力F5（F5=Pd*S5）和复位弹簧（15）的弹簧力F15小于调压弹簧（19）的弹簧力F19，调压弹簧（19）的弹簧力F19通过第一钢球（2）、切换阀芯（9）迫使第二钢球（5）离开切换阀体（3）右侧的小角度密封锥面（6），第二钢球（5）与小角度密封锥面（6）形成间隙（14），第一级回路的液压油通过第一控制油道（16）进入切换阀（1）的右侧，并依次通过第二间隙（14）、阀孔（8）、阻尼孔（4）和第二控制油道（17），最终作用在主阀芯（20）的左侧，此时主阀芯（20）工作状态处于左位机能，P口与第二级回路形成节流，P口的液压油优先供给第一级回路。
实施例4，当第一控制油道（16）的控制压力Pacc达到设定的安全压力值（上限压力值Pu）时，作用在第一钢球（2）上的液压力F2（F2=Pu*S2）和复位弹簧（15）的弹簧力F15稍微大于调压弹簧（19）的弹簧力F19，第一钢球（2）被迫向左运动，离开切换阀体（3）左侧的大角度密封锥面（12），切换阀芯（9）和第二钢球（5）在复位弹簧（15）的弹簧力F15作用下也向左运动；切换阀体（3）左侧的大角度密封锥面（12）的夹角角度较大，第一钢球（2）只要稍微向左运动离开大角度密封锥面（12），就会形成一个比较大的开口量，使切换阀体（3）的阀孔（8）里的液压油能够迅速流出回到油箱，而切换阀体（3）右侧的小角度密封锥面（6）的夹角角度较小，第二钢球（5）稍微向左运动，就会形成明显的节流，使第一控制油道（16）与阀孔（8）的压力差迅速增大，作用在第二钢球（5）上左右侧的压力差也会迅速增大，作用在第二钢球（5）上的液压力的合力ΔF5（此时作用在第二钢球（5）上的液压力的合力ΔF5≈Pu*S5）相应地增大，由于第一钢球（2）与第二钢球（5）的直径相等，而大角度密封锥面（12）的夹角角度大于小角度密封锥面（6）的夹角角度，所以S5大于S2，ΔF5也大于F2，于是第二钢球（5）在液压力的合力ΔF5和复位弹簧（15）的弹簧力F15的作用下通过切换阀芯（9）和第一钢球（2）迫使调压弹簧（19）进一步压缩，直到第二钢球（5）作用在切换阀体（3）右侧的小角度密封锥面（6）上隔开第一控制油道（16）与阀孔（8），第二控制油道（17）的液压油通过阻尼孔（4）、阀孔（8）和第一间隙（10）流回油箱，使主阀芯（20）左侧完全卸压，此时主阀芯（20）工作状态处于右位机能，油口P口与油口O口完全相通，油口P口的液压油主要供给第二级回路。
实施例5，第一O形圈（13）、第二O形圈（18）用于防止第二控制油道（17）液压油泄露，干扰主阀芯（20）的正常工作；在第一级回路上的第一控制油道（16）前方设置一个单向阀（21），可以防止第二控制油道（17）卸压后第一级回路的液压油流向第二级回路，防止第一控制油道（16）压力波动，防止切换阀频繁地工作；在第一级回路上的单向阀（21）后方设置一个蓄能器（22），能够让第一级回路的压力在安全压力值（上限压力值Pu）和下限压力Pd之间稳定工作，防止切换阀频繁地工作，同时也能减少液压冲击；切换阀体（3）上的阻尼孔（4）能够让主阀芯（20）平缓地移动，减少液压冲击。
实施例6，上限压力Pu和下限压力Pd的大小可通过改变调压弹簧（19）的弹簧力F19（即改变调压弹簧（19）的预压缩量）来实现。上限压力Pu和下限压力Pd的比值可通过改变第一钢球（2）或第二钢球（5）的直径得到不同的密封截面积S2或密封截面积S5，Pu:Pd≈S5:S2。

Claims (6)

1.一种自动控制切换阀，包括切换阀、第一钢球、切换阀体、阻尼孔、第二钢球、小角度密封锥面、第一O形圈槽、阀孔、切换阀芯，第一间隙、第二O形圈槽、大角度密封锥面、第一O形圈、第二间隙、复位弹簧、第一控制油道、第二控制油道、第二O形圈、调压弹簧、主阀芯（20）、单向阀（21）、蓄能器（22），其特征在于切换阀（1）中心有阀孔（8），阀孔（8）两端喇叭口为小角度密封锥面（6）、大角度密封锥面（12），小角度密封锥面（6）安装第二钢球（5），大角度密封锥面（12）安装第一钢球（2），切换阀（1）开有阻尼孔（4），阻尼孔（4）与阀孔（8）相通，阻尼孔（4）两侧有第一O形圈槽（7）、第二O形圈槽（11），切换阀（1）安装在液压阀壳体里，第一钢球（2）外端有调压弹簧（19），第二钢球（5）外端有复位弹簧（15），第二O形圈槽（11）安装第二O形圈（18），第一O形圈槽（7）安装第一O形圈（13），切换阀体（3）安装在液压阀体壳体里构成的控制系统通过第一控制油道（16）与液压系统的单向阀（21）、蓄能器（22）和第一回路连接，第二控制油道（17）与主阀芯（20）连接。
2.按照权利要求1所述的一种自动控制切换阀，其特征在于第一钢球（2）与第二钢球（5）外径相同。
3.按照权利要求1所述的一种自动控制切换阀，其特征在于切换阀芯（9）为中间大，两端头小的滑阀阀芯，切换阀芯（9）前端外径至阀孔（8）孔臂之间有间隙（10）。
4.一种自动控制切换阀的工艺方法，其特征在于其工艺步骤是：
步骤1，液压泵出油口连接油口P给液压系统供油，第一控制油道（16）的控制压力Pacc低于设定的下限压力值Pd时，调压弹簧（19）通过第一钢球（2）、切换阀芯（9）使第二钢球（5）离开切换阀体（3）右侧的小角度密封锥面（6），第二钢球（5）与小角度密封锥面（6）形成间隙（14）、阀孔（8）、阻尼孔（4）和第二控制油道（17），此时主阀芯（20）工作状态处于左位机能，油口P口与第二级回路形成节流，油口P口的液压油优先供给第一级回路；
步骤2，第一控制油道（16）的控制压力Pacc达到设定上限压力值Pu时，第一钢球（2）向左运动，离开切换阀体（3）左侧的大角度密封锥面（12），切换阀芯（9）和第二钢球（5）向左运动，切换阀体（3）的阀孔（8）的液压油流回到油箱，而切换阀体（3）右侧的第二钢球（5）向左运动形成节流，则第二钢球（5）通过切换阀芯（9）和第一钢球（2）使调压弹簧（19）压缩，则第二钢球（5）隔离第一控制油道（16）与阀孔（8），第二控制油道（17）的液压油道通过阻尼孔（4）、阀孔（8）和第一间隙（10）流回油箱，使主阀芯（20）工作状态处于右位机能，油口P口与油口0口相通，油口P口的液压油供给第二回路。
5.按照权利要求1或4所述的一种自动控制切换阀的工艺方法，其特征在于第一级回路上的第一控制油道（16）前方设置一个单向阀（21），在单向阀（21）后方设置一个蓄能器（22）。
6.按照权利要求1或4所述的一种自动控制切换阀的工艺方法，其特征在于通过改变第一钢球（2）、第二钢球（5）的直径得到不同密封截面积S2和／或密封截面积S5，Pu:Pd≈S5:S2。
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