CN110332171B - 一种双速阀及双速液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公布一种双速阀及双速液压系统，属于液压阀技术领域。阀体开有安装孔，阀体安装孔中滑动安装有阀芯；阀体安装孔的两端连接有左端盖、右端盖；左端盖、右端盖弹簧腔中分别设有用于阀芯复位的弹簧；左端盖上开有连通左端盖弹簧腔的油口L，右端盖上开有连通右端盖弹簧腔的油口K；阀体上开有连通阀体安装孔并与阀芯配合的油口A、油口B、油口C、油口D、油口E、油口F。本发明阀芯与限位螺钉做成一体式结构，有效减少了结构件数量，端盖外部没有多余的结构部件，整个阀体采用内置式，封闭性能好。其次阀芯两侧采用对中弹簧结构，在先导压力油的作用下使阀芯在阀孔内能够轴向自由移动，速度切换方便，操作简单。

Description

一种双速阀及双速液压系统
技术领域
本发明涉及液压阀技术领域，具体是一种双速阀及双速液压系统。
背景技术
在大部分的工程机械液压系统中都会用到马达这个执行机构，而转矩的大小也正是马达最直接的表现形式。工程机械的工况通常要求马达在两种状态下工作：低速大转矩和高速小转矩。由于液压系统中液压油的压力和流量在经过马达时不会轻易改变，满足不了工况要求。为了达到这一目的，只能采用以下两种办法：一种是选用变量的马达来实现，另一种是采用几个不同的定量马达通过串并联切换的方式来实现。
为了实现定量马达的串并联切换，就要一种能够实现高低速切换的液控换双速阀。双速阀是在工程机械液压系统中能够改变执行机构运动速度的一种液压元件，当先导油液压力改变时，能够使执行机构输出两种不同的运动速度，满足低速大转矩和高速小转矩工况下的使用需求。
目前现有的双速阀结构普遍存在以下缺点：
1、阀芯限位螺钉采用外置式，同时增加螺帽和密封圈用以密封，结构件数量较多，长期换向冲击会引起螺钉松动变形，漏油风险增加；
2、结构复杂，经济性较差，操纵性能低。
中国专利公开了一种水平定向钻机推拉液压系统（CN206487705U），包括油箱、油泵和多个推拉马达，所述油泵通过油路连接所述油箱和所述推拉马达并分别向推拉马达提供油箱内的动力油，在该油路上设有用于调节所述推拉马达形成并联结构或者串联结构来分配动力油的双速阀。通过双速阀将多个推拉马达形成串联或并联的结构分配动力油的双速阀，来调节推拉马达的输出增加推拉马达的档位，可以在更多的工况下选择适合档位，在一定程度上保证了作业的效率，同时减少了资源和人工的浪费。
该液压系统虽然可以在更多的情况下选择适合的档位，但是：
1，为了实现这种功能不得不相应增加双速阀的数量，资源严重浪费；
2，控制油路过多，给操作人员带来不便，同时增加了后期故障维修的时间。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种双速阀及双速液压系统。
本发明通过以下技术方案实现：一种双速阀，包括阀体，阀体开有安装孔，阀体安装孔中滑动安装有阀芯；所述阀体安装孔的两端连接有左端盖、右端盖；
所述左端盖、右端盖中设有与阀芯端部连通的弹簧腔，左端盖、右端盖弹簧腔中分别设有用于阀芯复位的弹簧；所述左端盖上开有连通左端盖弹簧腔的油口L，右端盖上开有连通右端盖弹簧腔的油口K；
所述阀体上开有连通阀体安装孔并与阀芯配合的油口A、油口B、油口C、油口D、油口E、油口F；当阀芯位于初始位时，油口C与油口A、油口B连通，油口D与油口E、油口F连通；当阀芯位于换向位时，油口C与油口A连通，油口D与油口F连通，油口B、油口E截止。
其进一步是：所述阀体安装孔中开有4个沉槽，所述阀芯上开有3个沉槽；阀芯的两端伸出阀体安装孔至左端盖、右端盖弹簧腔中；在阀芯端部套装有弹簧座，弹簧座内侧面抵在阀芯端部的台阶上；所述弹簧套装在阀芯的端部，弹簧外端与左端盖、右端盖内侧面相抵，弹簧内端与所述弹簧座相抵；
当阀芯位于初始位时，弹簧座内侧面抵在阀芯端部的台阶以及阀体安装孔端面上。
当油口K进先导油源时，高压油推动阀芯左移，阀芯的左端抵在左端盖内壁，此时，阀芯位于换向位。
所述阀体安装孔中从左至右依次为第一沉槽、第二沉槽、第三沉槽、第四沉槽；所述油口A、油口C连通第一沉槽；所述油口B连通第二沉槽；所述油口E连通第三沉槽；所述油口D、油口F连通第四沉槽。
所述左端盖、右端盖通过螺钉固定在阀体两端面，在左端盖、右端盖与端面之间安装有O型圈。
所述左端盖上开有连通油口L的分油道，分油道端口安装有螺塞。
所述右端盖上开有连通油口K的分油道，分油道端口安装有螺塞。
一种双速液压系统，使用权利要求1至6任一所述的双速阀，所述双速阀的油口D连接高压油源，油口K连接先导油源，油口L、油口C连接油箱；所述双速阀的油口F分别连接旋转马达Ⅲ、旋转马达Ⅳ，旋转马达Ⅲ、旋转马达Ⅳ回油连接至油口B；双速阀的油口E分别连接旋转马达Ⅰ、旋转马达Ⅱ，旋旋转马达Ⅰ、旋转马达Ⅱ回油连接至油口A。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1，结构简单：总成零件个数少，将阀芯与限位螺钉做成一体式结构，有效减少了结构件数量，易于装配；
2，泄漏风险小：整阀密封个数只有两处，端盖外部没有多余的结构部件，封闭性能好，泄漏风险大大降低；
3，加工工艺简单：阀体可以采用铸造式结构，主阀孔加工余量较少，效率较高。阀芯没有节流槽等特殊结构，加工简单；
4，换向方便：改变先导油液压力即可实现两种工况的自由切换，操作简单方便。
附图说明
图1是本发明实施例一结构主视图（初始位）；
图2是本发明实施例一结构俯视图；
图3是本发明实施例一结构示意图（换向位）；
图4是本发明实施例二液压系统图（初始位）；
图5是本发明实施例二液压系统图（换向位）；
图中：1、左端盖；2、弹簧；3、弹簧座；4、阀芯；5、油口B；6、阀体；7、油口F；8、O型圈；9、右端盖；10、油口A；11、油口C；12、油口E；13、油口D；14、油口L；15、油口K；16、螺塞；17、旋转马达Ⅰ；18、旋转马达Ⅱ；19、旋转马达Ⅲ；20、旋转马达Ⅳ。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例一
结合图1和图2所示，一种双速阀，阀体6开有安装孔，阀体6安装孔中滑动安装有阀芯4；阀体6安装孔的两端连接有左端盖1、右端盖9。
阀体6安装孔中开有4个沉槽，从左至右依次为第一沉槽、第二沉槽、第三沉槽、第四沉槽。阀体6上开有连通阀体6安装孔并与阀芯4配合的油口A10、油口B5、油口C11、油口D13、油口E12、油口F7。油口A10、油口C11连通第一沉槽；油口B5连通第二沉槽；油口E12连通第三沉槽；油口D13、油口F7连通第四沉槽。
阀芯4上开有3个沉槽，阀芯4的两端伸出阀体6安装孔至左端盖1、右端盖9弹簧腔中。在阀芯4端部套装有弹簧座3，弹簧座3内侧面抵在阀芯4端部的台阶上；弹簧2套装在阀芯4的端部，弹簧2外端与左端盖1、右端盖9内侧面相抵，弹簧2内端与弹簧座3相抵。
左端盖1上开有连通左端盖1弹簧腔的油口L14，右端盖9上开有连通右端盖9弹簧腔的油口K15。左端盖1、右端盖9通过螺钉固定在阀体6两端面，在左端盖1、右端盖9与端面之间安装有O型圈8，来防止油液外泄。右端盖9上开有连通油口K15的分油道，分油道端口安装有螺塞16。螺塞16处可以安装压力表用以测量先导压力。
当阀芯4位于初始位时，弹簧座3内侧面抵在阀芯4端部的台阶以及阀体6安装孔端面上，阀芯在两侧弹簧力的作用下处于初始位置。此时，油口C11与油口A10、油口B5连通，油口D13与油口E12、油口F7连通；
再结合图3所示，当阀芯4位于换向位时，油口K15进先导油源，高压油推动阀芯4左移，阀芯4的左端抵在左端盖1内壁。此时，油口C11与油口A10连通，油口D13与油口F7连通，油口B5、油口E12截止。
本实施例中，阀芯与限位螺钉做成一体式结构，有效减少了结构件数量，端盖外部没有多余的结构部件，整个阀体采用内置式，封闭性能好。其次阀芯两侧采用对中弹簧结构，在先导压力油的作用下使阀芯在阀孔内能够轴向自由移动，速度切换方便，操作简单。
实施例二
一种双速液压系统，在上述实施例一的基础上，结合图4和图5所示。双速阀的油口D13连接高压油源，油口K15连接先导油源，油口L14、油口C连接油箱。双速阀的油口F7分别连接旋转马达Ⅲ19、旋转马达Ⅳ20，旋转马达Ⅲ19、旋转马达Ⅳ20回油连接至油口B5。双速阀的油口E12分别连接旋转马达Ⅰ17、旋转马达Ⅱ18，旋旋转马达Ⅰ17、旋转马达Ⅱ18回油连接至油口A10。
工作原理：
结合图4所示，双速阀在初始位置时；
从油口D进油，经过阀体、阀芯沉槽与油口E和油口F连通；
此时液压油分别分配给旋转马达Ⅰ17、旋转马达Ⅱ18、旋转马达Ⅲ19、旋转马达Ⅳ20；其中旋转马达Ⅰ17和旋转马达Ⅱ18排出的油液进入油口A，旋转马达Ⅲ19和旋转马达Ⅳ20排出的油液进入油口B，此时油口A、油口B与油口C连通，油液经过油口C排出；
这种情况下四个马达并联，流量同时分配给四个马达，运动速度最小，满足低速大转矩工况下的使用需求。
结合图5所示，双速阀在换向位置时
从油口D进油，此时油口D与油口F连通，在阀体、阀芯沉槽的作用下油口E和油口B连通，油口A与油口C连通；
此时液压油分别分配给旋转马达Ⅲ19和旋转马达Ⅳ20；两个马达排出的油液经过油口B和油口E进入旋转马达Ⅰ17和旋转马达Ⅱ18，经过油口A和油口C排出；
这种情况下四个马达分为两组，先并联再串联，流量同时分配给两个马达，速度比之前增加一倍，满足高速小转矩工况下的使用需求。
本实施例中，通过双速阀改变4个定量马达连接方式，实现几个定量马达之间串联和并联的自由切换。满足工程机械的低速大转矩和高速小转矩的不同工况的要求。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种双速阀，包括阀体（6），阀体（6）开有安装孔，阀体（6）安装孔中滑动安装有阀芯（4）；所述阀体（6）安装孔的两端连接有左端盖（1）、右端盖（9）；
其特征在于：
所述左端盖（1）、右端盖（9）中设有与阀芯（4）端部连通的弹簧腔，左端盖（1）、右端盖（9）弹簧腔中分别设有用于阀芯（4）复位的弹簧（2）；所述左端盖（1）上开有连通左端盖（1）弹簧腔的油口L（14），右端盖（9）上开有连通右端盖（9）弹簧腔的油口K（15）；
所述阀体（6）上开有连通阀体（6）安装孔并与阀芯（4）配合的油口A（10）、油口B（5）、油口C（11）、油口D（13）、油口E（12）、油口F（7）；当阀芯（4）位于初始位时，油口C（11）与油口A（10）、油口B（5）连通，油口D（13）与油口E（12）、油口F（7）连通；当阀芯（4）位于换向位时，油口C（11）与油口A（10）连通，油口D（13）与油口F（7）连通，油口B（5）、油口E（12）截止；
所述阀体（6）安装孔中开有4个沉槽，所述阀芯（4）上开有3个沉槽；阀芯（4）的两端伸出阀体（6）安装孔至左端盖（1）、右端盖（9）弹簧腔中；在阀芯（4）端部套装有弹簧座（3），弹簧座（3）内侧面抵在阀芯（4）端部的台阶上；所述弹簧（2）套装在阀芯（4）的端部，弹簧（2）外端与左端盖（1）、右端盖（9）内侧面相抵，弹簧（2）内端与所述弹簧座（3）相抵；
当阀芯（4）位于初始位时，弹簧座（3）内侧面抵在阀芯（4）端部的台阶以及阀体（6）安装孔端面上；
当油口K（15）进先导油源时，高压油推动阀芯（4）左移，阀芯（4）的左端抵在左端盖（1）内壁，此时，阀芯（4）位于换向位；
所述阀体（6）安装孔中从左至右依次为第一沉槽、第二沉槽、第三沉槽、第四沉槽；所述油口A（10）、油口C（11）连通第一沉槽；所述油口B（5）连通第二沉槽；所述油口E（12）连通第三沉槽；所述油口D（13）、油口F（7）连通第四沉槽。
2.根据权利要求1所述的一种双速阀，其特征在于：所述左端盖（1）、右端盖（9）通过螺钉固定在阀体（6）两端面，在左端盖（1）、右端盖（9）与端面之间安装有O型圈（8）。
3.根据权利要求1所述的一种双速阀，其特征在于：所述左端盖（1）上开有连通油口L（14）的分油道，分油道端口安装有螺塞（16）。
4.根据权利要求1所述的一种双速阀，其特征在于：所述右端盖（9）上开有连通油口K（15）的分油道，分油道端口安装有螺塞（16）。
5.一种双速液压系统，使用权利要求1至4任一所述的双速阀，所述双速阀的油口D（13）连接高压油源，油口K（15）连接先导油源，油口L（14）、油口C连接油箱；所述双速阀的油口F（7）分别连接旋转马达Ⅲ（19）、旋转马达Ⅳ（20），旋转马达Ⅲ（19）、旋转马达Ⅳ（20）回油连接至油口B（5）；双速阀的油口E（12）分别连接旋转马达Ⅰ（17）、旋转马达Ⅱ（18），旋旋转马达Ⅰ（17）、旋转马达Ⅱ（18）回油连接至油口A（10）。
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