CN107883016A - 一种电动液压换向阀阀芯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动液压换向阀阀芯，包括连接结构、位于连接结构一端的多个缓冲结构、设置在缓冲结构之间的阀芯工作段；连接结构包括阀芯螺杆，阀芯螺杆设在电动液压换向阀阀芯的一端；缓冲结构包括压力缓冲段一、压力缓冲段二；阀芯螺杆依次连接压力缓冲段一、阀芯工作段、压力缓冲段二。本发明通过改进原有的液压换向阀结构，具有能够实现自动化作业、摩擦阻力小、运动冲击小的优点，具有广阔的开发和应用前景。

Description

一种电动液压换向阀阀芯
技术领域
本发明涉及液压换向阀技术领域，更具体的说是涉及一种电动液压换向阀阀芯。
背景技术
液压换向阀是工业控制液压系统中的关键核心部件，它对液压执行元件油缸伸缩、液压马达的正反转起到方向及流量的控制作用。
现有的液压换向阀大都是通过手动、机动或电磁阀控制液压阀阀芯在阀孔内作直线运动，以此达到改变液压油方向及油口开度大小从而控制液压阀流量的目的；存在操作不便、不能实现自动化作业，且阀芯在换向时受到摩擦阻力大，阀芯在外力作用下冲击力大等缺点。
因此，如何提供一种摩擦阻力小、运动冲击小的液压换向阀阀芯是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电动液压换向阀，具有摩擦阻力小、运动冲击小的优点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电动液压换向阀阀芯，包括连接结构、位于所述连接结构一端的多个缓冲结构、设置在所述缓冲结构之间的阀芯工作段；
所述连接结构包括阀芯螺杆，所述阀芯螺杆设在所述电动液压换向阀阀芯的一端；
所述缓冲结构包括压力缓冲段一、压力缓冲段二；
所述阀芯螺杆依次连接所述压力缓冲段一、所述阀芯工作段、所述压力缓冲段二。
现有技术的液压换向阀都是通过手动、液动或电磁阀直接控制液压阀阀芯作轴向直线运动来达到改变液压油方向及油口开度大小控制液压阀流量的目的。
本发明中电动液压换向阀阀芯设有阀芯螺杆，所述阀芯螺杆与螺母的多头内螺纹螺旋连接形成螺旋连接机构，所述阀芯螺杆通过螺旋传动机构连接伺服电机输出端，将伺服电机输入的旋转运动转化成电动液压换向阀阀芯的直线运动，从而达到控制液压油方向和流量的目的。另外，通过电机控制电动液压换向阀阀芯运动，提高了电动液压换向阀的频响。设置的压力缓冲段减少电动液压换向阀阀芯在电机运转时产生的运动冲击，使电动液压换向阀阀芯工作更加平稳。
优选的，与所述电动液压换向阀阀芯配合的电动液压换向阀阀体，所述电动液压换向阀阀芯穿设在所述电动液压换向阀阀体内。
优选的，所述电动液压换向阀阀体和所述电动液压换向阀阀芯为间隙配合。电动液压换向阀阀体和电动液压换向阀阀芯配合间隙小，既起到了密封作用，同时也减小了电动液压换向阀阀芯换向时的摩擦力，能够保证电动液压换向阀阀芯在驱动力作用下正常作业。
优选的，所述阀芯工作段设置有多个，且在多个所述阀芯工作段之间间隔开设有阀芯通油沉割槽。
优选的，所述阀芯通油沉割槽与所述电动液压换向阀阀体间设有多个压力油通道和进油道。
电动液压换向阀阀芯在电机的驱动下轴向移动，并通过进油道与阀芯通油沉割槽中压力油通道的连通与闭合实现各种油道的转换。
优选的，所述电动液压换向阀阀体上设有多个回油道。
优选的，所述电动液压换向阀阀芯的两端均开设有泄油通道。
优选的，所述泄油通道与所述回油道连通，所述电动液压换向阀阀芯中的油液通过所述泄油通道回流到所述回油道。一方面，电动液压换向阀阀芯两端的油液通过泄油通道流入阀体的回油道，保证电动液压换向阀阀芯两端处在无压区，使电动液压换向阀阀芯作直线运动时外力最小；另一方面还可以对电动液压换向阀阀芯的外力传动机构如轴承起到润滑作用，提高电动液压换向阀阀芯的使用寿命。
优选的，所述压力缓冲段二开设有止转槽，所述电动液压换向阀阀体上设有与所述止转槽对应的销孔，所述销孔匹配设置有止转销，所述止转销贯穿所述销孔后插入所述止转槽内并与所述止转槽滑动连接。通过所述止转槽和所述止转销配合，阻止所述电动液压换向阀阀芯在电机的作用下做旋转运动，起到固定连接的作用。
本发明一方面通过设置阀芯螺杆与阀体构成螺旋连接机构，进而与伺服电机的输出端连接，伺服电动机通过螺旋传动机构将伺服电机的旋转运动变为直线运动，利用伺服电机的正、反转完成电动液压换向阀阀芯的推拉动作。达到控制液压油方向改变、调节油口开度大小从而控制液压阀流量的目的，同时利用伺服电机作为动力源，提高了电动液压换向阀的工作效率、简化了操作流程。另一方面通过设置压力缓冲段，对高速运动的阀芯两端液压油压力冲击起到缓冲作用，使得电动液压换向阀工作更加平稳。同时由于电动液压换向阀阀芯和电动液压转向阀阀孔为间隙配合，两者配合间隙小，不仅起到了密封作用，同时还具有非常小的摩擦力，能够保证阀芯的正常直线运动，且换向时摩擦阻力小；另外在压力缓冲段开设有止转槽，与阀体上止转销配合，防止电动液压换向阀阀芯在伺服电机作用下做旋转运动。最后，在电动液压换向阀阀芯两端设置有泄油通道，泄油通道保证电动液压换向阀阀芯两端处在无压区，并且对阀芯外力传动机构轴承起到了润滑作用，提高电动液压换向阀阀芯的使用寿命。
本发明通过对液压阀阀芯结构的改进，实现了液压换向阀的自动化作业，克服了原有的液压阀在换向时摩擦阻力大、运动冲击大的缺点，同时还保证了电动液压换向阀阀芯两端处在无压区，并且对轴承进行了润滑、提高使用寿命。故本发明具有摩擦阻力小、运动冲击小的优点，具有广阔的开发和应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明A-A方向剖面图；
图3为本发明B-B方向剖面图；
图4为本发明实施例示意图。
图中：1-伺服电机，2-第一推力球轴承，3-螺母，4-第二推力球轴承，5- 伺服电机座，6-电动液压换向阀阀体，7-电动液压换向阀阀芯，8-止转槽，9- 止转销，10-螺堵，11-压力油通道，12-阀芯螺杆，13-螺母内螺纹，14-B口进油道，15-A口进油道，17-回油道，18-第一环形开口槽，19-第二环形开口槽， 20-销孔，211-压力缓冲段一，212-压力缓冲段二，22-阀芯工作段，23-阀芯通油沉割槽，24-泄油通道。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明通过对液压阀结构的改进，实现了液压换向阀的自动化作业，克服了原有的液压阀在换向时摩擦阻力大，运动冲击大的缺点，同时还保证了电动液压换向阀阀芯两端处在无压区，并且对轴承进行了旋转润滑。故本发明具有摩擦阻力小，运动冲击小的优点，具有广阔的开发和应用前景。
请参阅本发明说明书附图图1、附图4：本实施例中包括电动液压换向阀阀芯7及与之配合的电动液压换向阀阀体6，电动液压换向阀阀芯7包括连接结构、位于连接结构一端的多个缓冲结构、设置在所述缓冲结构之间的阀芯工作段22；
连接结构包括阀芯螺杆12，阀芯螺杆12设在电动液压换向阀阀芯7的一端；
缓冲结构包括压力缓冲段一211、压力缓冲段二212；
阀芯螺杆12依次连接压力缓冲段一211、阀芯工作段22、压力缓冲段二 212。
阀芯螺杆12通过螺母3与伺服电机1连接。
伺服电机1通过伺服电机座5连接于电动液压换向阀阀体6轴向的一侧；螺母3安装于伺服电机座5内部，伺服电机1的输出轴与螺母3一端的内侧通过键进行连接；螺母3另一端的内侧与电动液压换向阀阀芯7一端通过螺母内螺纹13螺纹连接；螺母3一端与伺服电机1之间设有第一推力球轴承2，螺母3另一端与伺服电机1之间设有第二推力球轴承4；螺母3靠近其两端的位置具有向内轴心方向凹陷的环形开口槽，且靠近伺服电机1一端的为第一环形开口槽18，靠近电动液压换向阀阀体6一端的为第二环形开口槽19；在第一环形开口槽18内安装有第一推力球轴承2，在第二环形开口槽19内安装有第二推力球轴承4。
进一步，在电动液压换向阀阀芯7外设有与之配合的电动液压换向阀阀体6，所述电动液压换向阀阀芯7穿设在所述电动液压换向阀阀体6内。
进一步，电动液压换向阀阀体6和电动液压换向阀阀芯7为间隙配合。配合间隙小，既起到了密封作用，同时也减小了电动液压换向阀阀芯7换向时的摩擦力，能够保证电动液压换向阀阀芯7在伺服电机1驱动作用下正常作业。
进一步，阀芯工作段22设置有多个，且在多个阀芯工作段22之间间隔开设有阀芯通油沉割槽23。
需要说明的是：阀芯通油沉割槽的数量、尺寸大小是根据与电动液压换向阀阀芯配合的阀体的结构设置的，不局限于本实施例附图中的特征；
进一步，阀芯通油沉割槽23与电动液压换向阀阀体6间设有多个压力油通道11。
进一步，电动液压换向阀阀体6上设有多个进油道包括B口进油道14， A口进油道15。
电动液压换向阀阀芯7在伺服电机1的驱动下轴向移动，并通过阀芯通油沉割槽23中压力油通道11与各种进油道连通与闭合，实现各种油道的转换。
进一步，电动液压换向阀阀体6上设有多个回油道17。
进一步，电动液压换向阀阀芯7的两端均开设有泄油通道24。
进一步，泄油通道24与回油道17连通，电动液压换向阀阀芯7中的油液通过泄油通道24回流到回油道17。一方面，电动液压换向阀阀芯7两端的油液通过泄油通道24流入阀体的回油道17，保证电动液压换向阀阀芯7两端处在无压区，使电动液压换向阀阀芯7作直线运动时外力最小；另一方面还可以对电动液压换向阀阀芯7的外力传动机构如轴承起到润滑作用，提高电动液压换向阀阀芯7的使用寿命。
进一步，压力缓冲段二212开设有止转槽8，电动液压换向阀阀体6上设有与止转槽8对应的销孔20，销孔20匹配设置有止转销9，止转销9贯穿销孔20后插入止转槽8内并与止转槽8滑动连接。通过止转槽8和止转销9配合，阻止所述电动液压换向阀阀芯7在电机的作用下做旋转运动，起到固定连接的作用。
需要说明的是：防止电动液压换向阀旋转的装置并不局限于止转槽与止转销。
具体的，伺服电机1驱动电动液压换向阀工作流程如下：当电动液压换向阀处于中位位置时，伺服电机1获得PLC或PC控制器数字信号后驱动伺服电机1。当伺服电机1逆时针旋转，带动螺母3逆时针旋转，在止转销9与止转槽8作用下，阻止电动液压换向阀阀芯7逆时针旋转，因此，逆时针旋转的螺母3自转拉动电动液压换向阀阀芯7作直线运动，当电动液压换向阀阀芯7到达指定位置后，伺服电机1的反馈信号传到PLC或PC控制器，PLC 或PC控制器控制伺服电机1停止转动，此时，A口进油道15进油，完成了液压阀阀芯切换过程。
同理，在中位位置时，伺服电机1顺时针旋转，螺母3顺时针转动推动电动液压换向阀阀芯7做直线运动，当电动液压换向阀阀芯7到达指定位置，伺服电机1反馈信号传到PLC或PC控制器，PLC或PC控制器控制伺服电机 1停止转动。此时，B口进油道14进油，完成了液压阀阀芯切换过程。
需要说明的是：电动液压换向阀控制的挡位并不局限于本实施例中的挡位；
在上述电动液压换向阀换挡过程中，电动液压换向阀阀芯7通过螺旋传动机构将伺服电机1的旋转运动变为直线运动，利用伺服电机1的正、反转自动完成电动液压换向阀阀芯7的推拉动作，从而达到改变液压油方向完成换挡过程。在电动液压换向阀阀芯7工作中受到的运动冲击可通过压力缓冲段减弱，并通过电动液压换向阀阀芯7上的泄油通道保证电动液压换向阀阀芯7两端处在无压区，同时对电动液压换向阀阀芯外力传动机构轴承起到了润滑作用，提高电动液压换向阀阀芯7的使用寿命。
本发明一方面通过改进液压换向阀结构，设置阀芯螺杆与阀体构成螺旋连接机构与伺服电机输出端连接，伺服电动机通过螺旋传动机构将伺服电机的旋转运动变为电动液压换向阀阀芯的直线运动，利用伺服电机的正、反转完成电动液压换向阀阀芯的推拉动作，从而达到改变液压油方向、调节油口开度大小控制液压阀流量的目的，同时利用伺服电机作为动力源，实现了自动化作业，大大提高了电动液压换向阀的工作效率。另一方面通过设置压力缓冲段，对高速运动的阀芯两端液压油压力冲击起到缓冲作用，使得电动液压换向阀工作更加平稳。又由于电动液压换向阀阀芯和电动液压换向阀阀体为间隙配合，两者配合间隙小，既起到了密封作用，又具有非常小的摩擦力保证阀芯的正常直线运动，且换向时摩擦阻力小；另外在压力缓冲段开设有止转槽，与阀体上止转销连接，防止电动液压换向阀阀芯在伺服电机作用下做旋转运动。另外，在电动液压换向阀阀芯两端设置有泄油通道，泄油通道保证电动液压换向阀阀芯两端处在无压区，并且对阀芯外力传动机构轴承起到了润滑作用，提高电动液压换向阀阀芯的使用寿命。
本实施例是装载机工作装置液压系统所使用的液压换向阀，目前这种液压换向阀都是人工或液压推动阀芯运动达到换挡的目的。这种操作会给驾驶员带来很大的工作强度，并且对驾驶员作业的熟练程度要求很高，不仅耗能还降低了作业效率，最主要的是不能实现自动化作业。
本发明通过对液压阀结构的改进，实现了液压换向阀自动化作业功能，提高了作业效率，克服了原有的液压阀在换向时摩擦阻力大，运动冲击大的缺点，不仅减少了电动液压换向阀阀芯换向时的摩擦阻力，还降低了电动液压换向阀阀芯在电机高速运动下的运动冲击，同时还保证了电动液压换向阀阀芯两端处在无压区，并且对轴承进行了旋转润滑。故本发明具有工作效率高、摩擦阻力小，运动冲击小的优点，具有广阔的开发和应用前景。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：包括连接结构、位于所述连接结构一端的多个缓冲结构、设置在所述缓冲结构之间的阀芯工作段(22)；
所述连接结构包括阀芯螺杆(12)，所述阀芯螺杆(12)设在所述电动液压换向阀阀芯(7)的一端；
所述缓冲结构包括压力缓冲段一(211)、压力缓冲段二(212)；
所述阀芯螺杆(12)依次连接所述压力缓冲段一(211)、所述阀芯工作段(22)、所述压力缓冲段二(212)。
2.如权利要求1所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：所述阀芯螺杆(12)通过连接件与外部电机连接。
3.如权利要求1所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：与所述电动液压换向阀阀芯(7)配合的电动液压换向阀阀体(6)，所述电动液压换向阀阀芯(7)穿设在所述电动液压换向阀阀体(6)内。
4.如权利要求3所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：所述电动液压换向阀阀体(6)和所述电动液压换向阀阀芯(7)为间隙配合。
5.如权利要求4所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：所述阀芯工作段(22)设置有多个，且在多个所述阀芯工作段(22)之间间隔开设有阀芯通油沉割槽(23)。
6.如权利要求5所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：所述阀芯通油沉割槽(23)与所述电动液压换向阀阀体(6)间设有多个压力油通道(11)。
7.如权利要求3所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：所述电动液压换向阀阀体(6)上设有多个回油道(17)。
8.如权利要求7所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：所述电动液压换向阀阀芯(7)的两端均开设有泄油通道(24)。
9.如权利要求8所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：所述泄油通道(24)与所述回油道(17)连通，所述电动液压换向阀换向阀阀芯(7)中的油液通过所述泄油通道(24)回流到所述回油道(17)。
10.如权利要求3～9任一所述一种电动液压换向阀阀芯，其特征在于：所述压力缓冲段二(212)开设有止转槽(8)，所述电动液压换向阀阀体(6)上设有与所述止转槽(8)对应的销孔(20)，所述销孔(20)匹配设置有止转销(9)，所述止转销(9)贯穿所述销孔(20)后插入所述止转槽(8)内并与所述止转槽(8)滑动连接。
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