CN110094379A - 一种液动换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液动换向阀，属于阀门制造技术领域，包括阀体、阀盖、阀体孔、阀芯，在阀芯上加工有两道环形槽，从而将阀芯分为三段，中间一段为圆柱形滑动凸肩，另外两段均为圆柱形导向凸肩；每道环形槽均包括弧形段、第一圆台形过渡段、第二圆台形过渡段、半圆形节流槽，圆柱形滑动凸肩分为左侧遮盖段、左侧止点段、右侧止点段、右侧遮盖段四个区域，并分别加工有凹坑、环槽、网纹、平行凹槽，阀盖与阀体之间形成阻尼腔，滑动导向柱、三级导向结构、弹簧均位于阻尼腔内。本发明能够防止阀芯在运动过程中产生咬合和卡死的现象，并降低噪声，改善润滑状况，降低气穴的破坏力度，降低摩擦，减小磨损。

Description

一种液动换向阀

技术领域

本发明涉及阀门制造技术领域，尤其涉及一种液动换向阀。

背景技术

换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀，它是一种实现油液的流通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。主要是依靠阀芯与阀体的相对运动进行控制的，分为转阀式和滑阀式两种。按照阀芯在阀体内停留的工作位置数分为二位、三位等；按照与阀体相连的油路数分为二通、三通、四通和六通等；按照操作阀芯运动的方式有手动、机动、电动、液动、电液等。

目前，当液动换向阀中的控制油从控制口进入时，阀芯在油液的驱动下进行移动，使得油口相通，从而实现油液的流通、切断和换向。现有技术中的液动换向阀在使用过程中，会产生较大的噪声，噪声的来源主要有阀芯的振动或颤振噪声、气穴噪声、冲击压噪声、弹簧噪声等，如果不消除或降低这些噪声，将对液动换向阀的性能产生影响，同时液动换向阀在使用时，油液中残留的杂质会对阀芯表面与阀体孔内壁之间产生磨损，降低了阀芯的使用寿命，同时阀芯在运动过程中会产生径向摆动，使得阀芯行程不稳定，严重时甚至出现阀芯咬合或卡死现象的发生。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供了一种液动换向阀，能够防止阀芯在运动过程中产生咬合和卡死的现象，并降低噪声，改善润滑状况，降低气穴的破坏力度，降低摩擦，减小磨损。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种液动换向阀，包括阀体、位于所述阀体两端的阀盖、位于所述阀体内部的阀体孔、滑动安装在所述阀体孔中的阀芯，在所述阀体内加工有多个环形沉割槽；在所述阀芯上加工有两道环形槽，从而将所述阀芯分为三段，中间一段为圆柱形滑动凸肩，另外两段均为圆柱形导向凸肩；每道环形槽均包括弧形段、位于所述弧形段一端的第一圆台形过渡段、位于所述弧形段另一端的第二圆台形过渡段，在所述第一圆台形过渡段和第二圆台形过渡段的侧表面上均加工有半圆形节流槽；所述圆柱形滑动凸肩分为左侧遮盖段、左侧止点段、右侧止点段、右侧遮盖段四个区域，在所述左侧遮盖段的外表面均匀加工有一定间距和深径比的凹坑，在所述左侧止点段的外表面沿其圆周方向均匀加工有一定间距和宽深比的环槽，在所述右侧止点段的外表面均匀加工有一定间距、角度和宽深比的网纹，在所述右侧遮盖段的外表面沿其轴心线方向均匀加工有一定间距和宽深比的平行凹槽；在所述圆柱形导向凸肩的端面上加工有圆柱形盲槽，在所述圆柱形盲槽的端面上设置有第一固定套筒，在所述阀盖内滑动安装有滑动导向柱，在所述滑动导向柱的端面上设置有第二固定套筒，在所述第一固定套筒和第二固定套筒之间滑动安装有滑动导向杆，所述第一固定套筒、第二固定套筒以及滑动导向杆构成三级导向结构，在所述三级导向结构的外部套有弹簧。

进一步地，所述阀盖与阀体之间形成阻尼腔，所述滑动导向柱、三级导向结构、弹簧均位于所述阻尼腔内，且所述滑动导向柱沿着所述阻尼腔的内壁滑动。

进一步地，在所述阀体和阀盖通过阶梯式结构连接，且所述阀体和阀盖之间通过第一止油密封圈和第二止油密封圈进行密封。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过在阀芯上加工有两道环形槽，环形槽由弧形段、第一圆台形过渡段、第二圆台形过渡段构成，这样能够改变油液流动的状态，避免油液在快速流动过程中产生漩涡以及压力波动，从而能够降低油液的噪声。通过在第一圆台形过渡段和第二圆台形过渡段的侧表面上加工有半圆形节流槽，能够使得第一圆台形过渡段和第二圆台形过渡段处的通流截面缓变，能够缓和油液对阀芯的冲击力，进一步地防止冲击噪声。

2、通过在左侧遮盖段的外表面均匀加工有一定间距和深径比的凹坑，一方面凹坑能够容纳油液中的杂质，从而避免杂质造成阀芯表面以及阀孔内壁之间的磨损，另一方面能够改善阀芯表面以及阀孔内壁形成的摩擦副的润滑状况。

3、通过在左侧止点段的外表面沿其圆周方向均匀加工有一定间距和宽深比的环槽，能够使得圆柱形滑动凸肩处的负压区域减少，有效抑制了气穴的产生，降低气穴的破坏力度。

4、通过在右侧止点段的外表面均匀加工有一定间距、角度和宽深比的网纹，网纹与阀孔内壁之间形成收敛楔，从而使润滑膜产生附加流体动压力，最终在润滑膜中产生非对称的压力分布，能够提供额外的承载能力，能够防止阀芯在运动过程中产生咬合和卡死的现象。

5、通过在右侧遮盖段的外表面沿其轴心线方向均匀加工有一定间距和宽深比的平行凹槽，平行凹槽的存在能够减少摩擦副表面的实际接触面积，从而减少表面的直接接触，达到降低摩擦、减小磨损、防止咬合的目的。

6、通过在阀盖与阀体之间形成阻尼腔，滑动导向柱、三级导向结构、弹簧均位于阻尼腔内，当油液从控制口进入时，阀芯产生移动，滑动导向柱滑动，这样能够克服阀芯的径向摆动，并能够增加阀芯的运动阻尼，提高行程稳定性，防止阀芯发生振动，降低噪声。通过设置三级导向结构，能够提高弹簧压缩时的导向性，防止弹簧发生偏摆。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中阀芯的结构示意图。

图中：1-阀体；2-阀盖；3-阀体孔；4-阀芯；5-环形沉割槽；6-第一固定套筒；7-第二固定套筒；8-滑动导向杆；9-弹簧；10-第一止油密封圈；11-第二止油密封圈；12-阻尼腔；21-滑动导向柱；41-环形槽；411-弧形段；412-第一圆台形过渡段；413-第二圆台形过渡段；414-半圆形节流槽；42-圆柱形滑动凸肩；421-左侧遮盖段；422-左侧止点段；423-右侧止点段；424-右侧遮盖段；4211-凹坑；4221-环槽；4231-网纹；4241-平行凹槽；43-圆柱形导向凸肩；431-圆柱形盲槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

值得说明的是，为了便于进行说明，本实施例是以三位四通液动换向阀为例进行介绍的，但本发明的改进之处并不仅仅局限于三位四通液动换向阀，也可以适用于其他的液动换向阀。

如图1所示，所述的一种液动换向阀，包括阀体1、位于所述阀体1两端的阀盖2、位于所述阀体1内部的阀体孔3、滑动安装在所述阀体孔3中的阀芯4，在所述阀体1内加工有多个环形沉割槽5，在阀体1的底面上加工有主油口A、P、B、T，每一个环形沉割槽5与阀体1底面上的主油口A、P、B、T相通，并在所述阀体1上加工有控制口K、Q。

如图1、图2所示，在所述阀芯4上加工有两道环形槽41，从而将所述阀芯4分为三段，中间一段为圆柱形滑动凸肩42，另外两段均为圆柱形导向凸肩43；每道环形槽41均包括弧形段411、位于所述弧形段411一端的第一圆台形过渡段412、位于所述弧形段411另一端的第二圆台形过渡段413，在所述第一圆台形过渡段412和第二圆台形过渡段413的侧表面上均加工有半圆形节流槽414。通过在阀芯4上加工有两道环形槽41，环形槽41由弧形段411、第一圆台形过渡段412、第二圆台形过渡段413构成，这样能够改变油液流动的状态，避免油液在快速流动过程中产生漩涡以及压力波动，从而能够降低油液的噪声。通过在第一圆台形过渡段412和第二圆台形过渡段413的侧表面上加工有半圆形节流槽414，能够使得第一圆台形过渡段412和第二圆台形过渡段413处的通流截面缓变，能够缓和油液对阀芯的冲击力，进一步地防止冲击噪声。

如图1、图2所示，所述圆柱形滑动凸肩42分为左侧遮盖段421、左侧止点段422、右侧止点段423、右侧遮盖段424四个区域，在所述左侧遮盖段421的外表面均匀加工有一定间距和深径比的凹坑4211，在所述左侧止点段422的外表面沿其圆周方向均匀加工有一定间距和宽深比的环槽4221，在所述右侧止点段423的外表面均匀加工有一定间距、角度和宽深比的网纹4231，在所述右侧遮盖段424的外表面沿其轴心线方向均匀加工有一定间距和宽深比的平行凹槽4241。通过在左侧遮盖段421的外表面均匀加工有一定间距和深径比的凹坑4211，一方面凹坑4211能够容纳油液中的杂质，从而避免杂质造成阀芯表面以及阀孔内壁之间的磨损，另一方面能够改善阀芯表面以及阀孔内壁形成的摩擦副的润滑状况。通过在左侧止点段422的外表面沿其圆周方向均匀加工有一定间距和宽深比的环槽4221，能够使得圆柱形滑动凸肩42处的负压区域减少，有效抑制了气穴的产生，降低气穴的破坏力度。通过在右侧止点段423的外表面均匀加工有一定间距、角度和宽深比的网纹4231，网纹与阀孔内壁之间形成收敛楔，从而使润滑膜产生附加流体动压力，最终在润滑膜中产生非对称的压力分布，能够提供额外的承载能力，能够防止阀芯在运动过程中产生咬合和卡死的现象。通过在右侧遮盖段424的外表面沿其轴心线方向均匀加工有一定间距和宽深比的平行凹槽4241，平行凹槽的存在能够减少摩擦副表面的实际接触面积，从而减少表面的直接接触，达到降低摩擦、减小磨损、防止咬合的目的。

如图1、图2所示，在所述圆柱形导向凸肩43的端面上加工有圆柱形盲槽431，在所述圆柱形盲槽431的端面上设置有第一固定套筒6，在所述阀盖2内滑动安装有滑动导向柱21，在所述滑动导向柱21的端面上设置有第二固定套筒7，在所述第一固定套筒6和第二固定套筒7之间滑动安装有滑动导向杆8，所述第一固定套筒6、第二固定套筒7以及滑动导向杆8构成三级导向结构，在所述三级导向结构的外部套有弹簧9，所述阀盖2与阀体1之间形成阻尼腔12，所述滑动导向柱21、三级导向结构、弹簧9均位于所述阻尼腔12内，且所述滑动导向柱21沿着所述阻尼腔12的内壁滑动。通过在阀盖2与阀体1之间形成阻尼腔12，滑动导向柱21、三级导向结构、弹簧9均位于阻尼腔12内，当油液从控制口进入时，阀芯产生移动，滑动导向柱21滑动，这样能够克服阀芯的径向摆动，并能够增加阀芯的运动阻尼，提高行程稳定性，防止阀芯发生振动，降低噪声。通过设置三级导向结构，能够提高弹簧9压缩时的导向性，防止弹簧发生偏摆。弹簧9选用刚度较大的圆柱形弹簧，能够减缓振动的频率和振幅，降低噪声。

如图1所示，在所述阀体1和阀盖2通过阶梯式结构连接，且所述阀体1和阀盖2之间通过第一止油密封圈10和第二止油密封圈11进行密封。第一止油密封圈10和第二止油密封圈11均采用丁腈橡胶制成，具有极低的摩擦系数和良好的自润滑性能，使用寿命长，动静态密封效果好，有效地解决了换向阀泄露的问题。其中，第一止油密封圈10和第二止油密封圈11为O型密封圈或U型密封圈或阶梯型密封圈或方形密封圈。

其工作原理为：当两个控制口K、Q都没有控制油进入时，阀芯4在两端弹簧9的作用下保持于中位，此时，四个主油口A、P、B、T互不相通。当控制油从控制口K进入时，阀芯4在油液的驱动下向右进行移动，使得主油口A和主油口P相通，主油口B和主油口T相通。当控制油从控制口Q进入时，阀芯4在油液的驱动下向左进行移动，使得主油口P和主油口B相通，主油口T和主油口A相通。当控制油从控制口K进入时，控制口Q处的油液必须通过油管外泄至油箱，反之亦然。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种液动换向阀，包括阀体（1）、位于所述阀体（1）两端的阀盖（2）、位于所述阀体（1）内部的阀体孔（3）、滑动安装在所述阀体孔（3）中的阀芯（4），在所述阀体（1）内加工有多个环形沉割槽（5），其特征在于：

在所述阀芯（4）上加工有两道环形槽（41），从而将所述阀芯（4）分为三段，中间一段为圆柱形滑动凸肩（42），另外两段均为圆柱形导向凸肩（43）；

每道环形槽（41）均包括弧形段（411）、位于所述弧形段（411）一端的第一圆台形过渡段（412）、位于所述弧形段（411）另一端的第二圆台形过渡段（413），在所述第一圆台形过渡段（412）和第二圆台形过渡段（413）的侧表面上均加工有半圆形节流槽（414）；

所述圆柱形滑动凸肩（42）分为左侧遮盖段（421）、左侧止点段（422）、右侧止点段（423）、右侧遮盖段（424）四个区域，在所述左侧遮盖段（421）的外表面均匀加工有一定间距和深径比的凹坑（4211），在所述左侧止点段（422）的外表面沿其圆周方向均匀加工有一定间距和宽深比的环槽（4221），在所述右侧止点段（423）的外表面均匀加工有一定间距、角度和宽深比的网纹（4231），在所述右侧遮盖段（424）的外表面沿其轴心线方向均匀加工有一定间距和宽深比的平行凹槽（4241）；

在所述圆柱形导向凸肩（43）的端面上加工有圆柱形盲槽（431），在所述圆柱形盲槽（431）的端面上设置有第一固定套筒（6），在所述阀盖（2）内滑动安装有滑动导向柱（21），在所述滑动导向柱（21）的端面上设置有第二固定套筒（7），在所述第一固定套筒（6）和第二固定套筒（7）之间滑动安装有滑动导向杆（8），所述第一固定套筒（6）、第二固定套筒（7）以及滑动导向杆（8）构成三级导向结构，在所述三级导向结构的外部套有弹簧（9）。

2.根据权利要求1所述的一种液动换向阀，其特征在于：所述阀盖（2）与阀体（1）之间形成阻尼腔（12），所述滑动导向柱（21）、三级导向结构、弹簧（9）均位于所述阻尼腔（12）内，且所述滑动导向柱（21）沿着所述阻尼腔（12）的内壁滑动。

3.根据权利要求2所述的一种液动换向阀，其特征在于：在所述阀体（1）和阀盖（2）通过阶梯式结构连接，且所述阀体（1）和阀盖（2）之间通过第一止油密封圈（10）和第二止油密封圈（11）进行密封。