CN110566531A - 一种用于多油路控制的液控换向阀 - Google Patents

一种用于多油路控制的液控换向阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于多油路控制的液控换向阀,包括阀体，阀体上设置有工作油口A和B及控制油口C，工作油口A和B分别与主控制阀组的工作油口相连，控制油口C与主控制阀组上的减压之后的先导油口相通，主控制阀组的电磁阀用于操控控制油口C的通断；阀体内设置有第一单向顺序阀、第二单向顺序阀、第一单向阀、两位六通换向阀、第一平衡阀、第二平衡阀和第一节流塞，第一单向阀的进油口两位六通换向阀的P6口相互连通，第一节流塞与两位六通换向阀并联设置且与控制油口C相互连通。前述液控换向阀具有结构简单、性能良好、应用范围广及成本低廉的优点。

Description

一种用于多油路控制的液控换向阀
技术领域
本发明属于液压阀件技术领域，具体涉及一种用于多油路控制的液控换向阀。
背景技术
目前工程机械、石油机械、海工机械等产品均往自动化方向发展，对于该类产品，大部分控制均为液压及电气控制，且涉及多路执行元件的动作。液压上控制多路执行元件的动作往往用到换向阀，而对于大型机械如挖砂机、石油设备等执行元件而言，其与液压站距离较远、动作多且要求控制可靠的场合，则对换向阀提出了更高的要求。
现有控制多路执行元件与液压站较远的机械产品，大多使用电控多路阀直接控制或者是采用主控制阀组加上执行元件上的单向顺序阀组进行控制，该形式的阀组均采用插装阀、板式电磁阀及叠加阀来实现自动控制功能，上述两种方法均存在控制油路复杂，管路过多，故障点多，压力损失大及动作切换延迟及压力冲击大等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种用于多油路控制的液控换向阀，通过简化油路设计及阀体自身结构，以解决上述技术问题的一种或多种。
本发明的目的通过以下技术方案实现：提供一种用于多油路控制的液控换向阀，包括阀体，所述阀体上设置有工作油口A和B及控制油口C，所述工作油口A和B分别与主控制阀组的工作油口相连，所述控制油口C与主控制阀组上的减压之后的先导油口相通，主控制阀组的电磁阀用于操控控制油口C的通断；
所述阀体内设置有第一单向顺序阀、第二单向顺序阀、第一单向阀、两位六通换向阀、第一平衡阀、第二平衡阀和第一节流塞，所述第一平衡阀的A01口与工作油口A连通，所述第一平衡阀的X01口与两位六通换向阀的P1口连通，所述第二平衡阀的A02口与工作油口B连通，所述第二平衡阀的X02口与两位六通换向阀的P2口连通，所述第一单向顺序阀的X1口与两位六通换向阀的P5口连通，所述第二单向顺序阀的X2口与两位六通换向阀的P6口连通，所述第一单向顺序阀的A1口与第二单向顺序阀的X2口和第二执行元件相互连通，所述两位六通换向阀的P3口和P4口与第一执行元件相互连通，所述第二单向顺序阀的B2口与第一单向顺序阀的X1口和第三执行元件相互连通，所述第一单向阀的进油口与两位六通换向阀的P6口相互连通，所述第一节流塞与两位六通换向阀并联设置且与控制油口C相互连通，用于提供两位六通换向阀换向的压差和回位后的补油供给。
作为进一步的改进，所述两位六通换向阀包括堵头、阀芯、垫圈、弹簧和螺堵，所述阀芯贯穿阀体设置，堵头和螺堵分别设置于阀芯的两端，所述阀芯靠近螺堵的一端设置有轴肩，所述垫圈设置于所述轴肩处，所述螺堵靠近阀芯的一端设置有用于容纳弹簧的弹簧腔，所述弹簧的一端抵设于所述弹簧腔内，其另一端抵设于垫圈上。
作为进一步的改进，所述用于多油路控制的液控换向阀还包括第二节流塞，所述第二节流塞与两位六通换向阀串联设置，其一端分别与工作油口A和B相互连通，其另一端与两位六通换向阀的弹簧端相连。
作为进一步的改进，所述第二节流塞与工作油口A相互连通的有路上设置有第二单向阀,所述第二单向阀的进油口与第二节流塞相连，其出油口与工作油口A相连。
作为进一步的改进，所述第二节流塞与工作油口B相互连通的有路上设置有第三单向阀,所述第三单向阀的进油口与第二节流塞相连，其出油口与工作油口B相连。
作为进一步的改进，所述用于多油路控制的液控换向阀还包括第三节流塞，所述第三节流塞与两位六通换向阀串联设置，其一端分别与控制油口C相互连通，其另一端与两位六通换向阀的控制端相连。
作为进一步的改进，所述用于多油路控制的液控换向阀还包括节流孔，所述节流孔设置于阀芯与第一单向顺序阀及阀芯与第二单向顺序阀的相连通油路的阀芯上。
作为进一步的改进，所述阀体与所述阀芯之间形成有油口D1、B1、D2和A2，D1口与两位六通换向阀的P4口连通，D2口与两位六通换向阀的P3口连通，B1口与第二单向顺序阀的X2口连通，A2口与第一单向顺序阀的X1口，所述D1口与D2口连接第一执行元件，所述A1口与B1口连接第二执行元件，所述A2口与B2连接第三执行元件。
作为进一步的改进，所述第一执行元件为翻转马达；和/或，第二执行元件为液压油缸；和/或，所述第三执行元件为液压油缸。
本发明提供的用于多油路控制的液控换向阀，相比现有技术，具有如下有益效果：
1)由于与主控制阀组相关的油口仅A、B和C三个油口，即仅需两根主油管及一根控制油管，主控制阀组也只需要两个电磁阀、三个电磁线圈加上减压阀即可实现对第二执行元件和第三执行元件的顺序动作，动作完成后即可实现第一执行元件的动作，并在该位置时实现速度可控的浮动功能，大大减少了控制油路和从主控制阀组油管过长的压力损失，且简化了主控制阀组的结构；
2)两位六通换向阀采用三组节流塞(第一节流塞、第二节流塞和第三节流塞)的控制，可大大减少压力波动及背压对阀芯换向的影响，使阀芯换向平稳性及可靠性大大提高；
3)本发明中两位六通换向阀由阀体内集成阀芯来实现，并高度集成单向顺序阀(第一单向顺序阀、第二单向顺序阀)、平衡阀(第一平衡阀、第二平衡阀)、单向阀(第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀)，使整个阀体体积小巧，便于实现不同吨位的产品对该阀的通用性，使该阀能与各种吨位的主机匹配，适用范围广；
4)本发明中该液控换向阀的结构及控制简单，能减少电气及液压上多余的控制，加工工艺性好，成本低廉。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一种用于多油路控制的液控换向阀的原理图；
图2是本发明一种用于多油路控制的液控换向阀的结构图。
附图标记说明：
1-阀体；2-堵头；3-阀芯；4-垫圈；5-弹簧；6-螺堵；7-节流孔；8a-第一单向顺序阀；8b-第二单向顺序阀；9a-第一单向阀；9b-第二单向阀；9c-第三单向阀，10-两位六通换向阀；11-第二节流塞；12a-第一平衡阀，12b-第二平衡阀，13-第一节流塞，14-第三节流塞。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“水平”、“竖直”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1是本发明一种用于多油路控制的液控换向阀的原理图。图2是本发明一种用于多油路控制的液控换向阀的结构图。如图1和图2所示，本发明实施例提供的用于多油路控制的液控换向阀，包括阀体1，阀体1上设置有工作油口A和B及控制油口C，工作油口A和B分别与主控制阀组的工作油口相连，控制油口C与主控制阀组上的减压之后的先导油口相通，主控制阀组的电磁阀用于操控控制油口C的通断；
具体地，阀体1内设置有第一单向顺序阀8a、第二单向顺序阀8b、第一单向阀9a、两位六通换向阀10、第一平衡阀12a、第二平衡阀12b和第一节流塞13，第一平衡阀12a的A01口与工作油口A连通，第一平衡阀12a的X01口与两位六通换向阀10的P1口连通，第二平衡阀12b的A02口与工作油口B连通，第二平衡阀12b的X02口与两位六通换向阀10的P2口连通，第一单向顺序阀8a的X1口与两位六通换向阀10的P5口连通，第二单向顺序阀8b的X2口与两位六通换向阀10的P6口连通，第一单向顺序阀8a的A1口与第二单向顺序阀8b的X2口和第二执行元件相互连通，两位六通换向阀10的P3口和P4口与第一执行元件相互连通，第二单向顺序阀8b的B2口与第一单向顺序阀8a的X1口和第三执行元件相互连通，第一单向阀9a的进油口与两位六通换向阀10的P6口相互连通，第一节流塞13与两位六通换向阀10并联设置且与控制油口C相互连通，用于提供两位六通换向阀10换向的压差和回位后的补油供给。
通过上述设置，当主控制阀组上的电磁阀控制C口通油，B口进油，A口回油时，可实现两位六通换向阀10处于换向位置，通过第一单向顺序阀8a实现第二执行元件先动，第三执行元件再动作的工况；保持C口通油，切换成A口进油，B口回油时，通过第一单向顺序阀8a可实现第三执行元件到位后，再第二执行元件2动作的工况；切换主控制阀组上的电磁铁使C口控制油断开，A口进油B口回油或者B口进油A口回油时，可实现第一执行元件正、反动作的工况。优选地，第一执行元件为翻转马达；和/或，第二执行元件为液压油缸；和/或，所述第三执行元件为液压油缸。
同时，如图2所示，两位六通换向阀10包括堵头2、阀芯3、垫圈4、弹簧5和螺堵6，所述阀芯3贯穿阀体1设置，堵头2和螺堵6分别设置于阀芯3的两端，所述阀芯3靠近螺堵6的一端设置有轴肩，所述垫圈4设置于所述轴肩处，所述螺堵6靠近阀芯3的一端设置有用于容纳弹簧5的弹簧腔，所述弹簧5的一端抵设于所述弹簧腔内，其另一端抵设于垫圈4上。需要说明的是，本发明中控制油口C的先导油经过第一节流塞13产生的压差来推动阀芯3换向，同时第一节流塞13对阀芯3复位后形成的真空进行补油。
优选地，阀芯3还设置有油口D1、B1、D2和A2，D1口与两位六通换向阀10的P4口连通，D2口与两位六通换向阀10的P3口连通，B1口与第二单向顺序阀8b的X2口连通，A2口与第一单向顺序阀8a的X1口，所述D1口与D2口外接第一执行元件，所述A1口与B1口外接第二执行元件，所述A2口与B2外接第三执行元件。
在进一步的技术方案中，阀芯3上还设置有节流孔7，节流孔7具体设置于阀芯3与第一单向顺序阀8a及阀芯3与第二单向顺序阀8b的相连通油路的阀芯3上，即通过节流孔7可以实现阀芯3在换向后，使D1口与D2口连通，形成浮动功能。
作为进一步优选的实施方式，本发明用于多油路控制的液控换向阀还包括第二节流塞11和第三节流塞14，所述第二节流塞11与两位六通换向阀10串联设置，其一端分别与工作油口A和B相互连通，其另一端与两位六通换向阀10的弹簧端相连，所述第三节流塞14与两位六通换向阀10串联设置，其一端分别与控制油口C相互连通，其另一端与两位六通换向阀10的控制端相连。需要说明的是，第二节流塞11与工作油口A相互连通的有路上设置有第二单向阀9b,所述第二单向阀9b的进油口与第二节流塞11相连，其出油口与工作油口A相连；和/或，第二节流塞11与工作油口B相互连通的有路上设置有第三单向阀9c,所述第三单向阀9c的进油口与第二节流塞11相连，其出油口与工作油口B相连。即在优选实施例中，第三节流塞14使进入阀芯3换向的压力油平稳，第一节流塞13使控制油在阀芯3两端产生能推动阀芯3换向的压差，并提供阀芯3复位后的弹簧腔补油作用，第二节流塞11使弹簧腔产生一定压力，防止控制油口C处的压力处于波动状态时使阀芯3产生误动作，同时在控制油口C有较大的背压时，通过第一节流塞13及第二节流塞11的共同作用，仅让弹簧5提供很小的弹簧力即可消除高背压对阀芯3的影响。
此外，值得提及的是，阀体1上还设置有分别与控制油口C相通的C1口和C2口，且C1口还与第一单向阀9a的出油口相连C2口还分别与两位六通换向阀10的控制端和第一节流塞13的进油口相连，C1口和C2口外接触控阀，控制油口C并联连接压力开关，用于检测第一执行元件与第二执行元件的状态，保证动作的可靠性及安全性。
故此，本发明一种用于多油路控制的液控换向阀的工作原理具体如下：在初始状态下，工作油口A与B均与主控制阀组的工作油口相通，控制油口C断开，此时液控换向阀无动作；当主控制阀组工作时，切换成A口进油，B口回油，控制油口C断开，两位六通换向阀10的P1口与P3连通，P2口与P4口连通，此时高压油通过A口经过第一平衡阀12a，接着通过两位六通换向阀10的P1口与P3口进入D2口，再通过D1口、P4口与P2口直至B口回油，从而实现与D1和D2连接的翻转马达的正转；在主控制阀组切换成B口进油，A口回油时，控制油口C断开，两位六通换向阀10的P1口与P3连通，P2口与P4口连通，高压油通过B口经过第二平衡阀12b及两位六通换向阀10的P2口与P4口，进入D1口，再通过D2口经两位六通换向阀10的P3口与P1口直至A口回油，实现翻转马达的反转；当主控制阀组使控制油口C通控制油时，两位六通换向阀10换向，使其在左位工作，P1口与P5口连通，P2口与P6口连通，此时A口通进油，B口通回油时，高压油通过第一平衡阀12a、两位六通换向阀的P1口和P5口后，进入A2口，使A2口产生动作，当A2口动作到位达到第一单向顺序阀8a的设定压力后,A1口动作，B2口及B1口回油；当控制油口C通控制油，B口通进油，A口通回油时，高压油经过第二单向顺序阀8b、两位六通换向阀10的P2口和P6口后，进入B1口，使B1口产生动作，当B1口动作到位达到第二单向顺序阀8b的设定压力后B2口动作，A1及A2回油；需要说明的是，在前述过程中当控制油口C通控制油时，D1口与D2口连通，使第一执行元件具体而言是翻转马达处于浮动位置，且图2所示的节流孔7可控制浮动时的速度。
综上所述，本发明一种用于多油路控制的液控换向阀，相比现有技术，具有如下有益效果：
1)由于与主控制阀组相关的油口仅A、B和C三个油口，即仅需两根主油管及一根控制油管，主控制阀组也只需要两个电磁阀、三个电磁线圈加上减压阀即可实现对第二执行元件和第三执行元件的顺序动作，动作完成后即可实现第一执行元件的动作，并在该位置时实现速度可控的浮动功能，大大减少了控制油路和从主控制阀组油管过长的压力损失，且简化了主控制阀组的结构；
2)两位六通换向阀10采用三组节流塞(第一节流塞13、第二节流塞11和第三节流塞14)的控制，可大大减少压力波动及背压对阀芯3换向的影响，使阀芯3换向平稳性及可靠性大大提高；
3)本发明中两位六通换向阀10由阀体1内集成阀芯3来实现，并高度集成单向顺序阀(第一单向顺序阀8a、第二单向顺序阀8b)、平衡阀(第一平衡阀12a、第二平衡阀12b)、单向阀(第一单向阀9a、第二单向阀9b、第三单向阀9c)，使整个阀体1体积小巧，便于实现不同吨位的产品对该阀的通用性，使该阀能与各种吨位的主机匹配，适用范围广；
4)本发明中该液控换向阀的结构及控制简单，能减少电气及液压上多余的控制，加工工艺性好，成本低廉。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于多油路控制的液控换向阀，包括阀体(1)，其特征在于：
所述阀体(1)上设置有工作油口A和B及控制油口C，所述工作油口A和B分别与主控制阀组的工作油口相连，所述控制油口C与主控制阀组上的减压之后的先导油口相通，主控制阀组的电磁阀用于操控控制油口C的通断；
所述阀体(1)内设置有第一单向顺序阀(8a)、第二单向顺序阀(8b)、第一单向阀(9a)、两位六通换向阀(10)、第一平衡阀(12a)、第二平衡阀(12b)和第一节流塞(13)，所述第一平衡阀(12a)的A01口与工作油口A连通，所述第一平衡阀(12a)的X01口与两位六通换向阀(10)的P1口连通，所述第二平衡阀(12b)的A02口与工作油口B连通，所述第二平衡阀(12b)的X02口与两位六通换向阀(10)的P2口连通，所述第一单向顺序阀(8a)的X1口与两位六通换向阀(10)的P5口连通，所述第二单向顺序阀(8b)的X2口与两位六通换向阀(10)的P6口连通，所述第一单向顺序阀(8a)的A1口与第二单向顺序阀(8b)的X2口和第二执行元件相互连通，所述两位六通换向阀(10)的P3口和P4口与第一执行元件相互连通，所述第二单向顺序阀(8b)的B2口与第一单向顺序阀(8a)的X1口和第三执行元件相互连通，所述第一单向阀(9a)的进油口与两位六通换向阀(10)的P6口相互连通，所述第一节流塞(13)与两位六通换向阀(10)并联设置且与控制油口C相互连通，用于提供两位六通换向阀(10)换向的压差和回位后的补油供给。
2.根据权利要求1所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：所述两位六通换向阀(10)包括堵头(2)、阀芯(3)、垫圈(4)、弹簧(5)和螺堵(6)，所述阀芯(3)贯穿阀体(1)设置，堵头(2)和螺堵(6)分别设置于阀芯(3)的两端，所述阀芯(3)靠近螺堵(6)的一端设置有轴肩，所述垫圈(4)设置于所述轴肩处，所述螺堵(6)靠近阀芯(3)的一端设置有用于容纳弹簧(5)的弹簧腔，所述弹簧(5)的一端抵设于所述弹簧腔内，其另一端抵设于垫圈(4)上。
3.根据权利要求1所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：还包括第二节流塞(11)，所述第二节流塞(11)与两位六通换向阀(10)串联设置，其一端分别与工作油口A和B相互连通，其另一端与两位六通换向阀(10)的弹簧端相连。
4.根据权利要求3所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：所述第二节流塞(11)与工作油口A相互连通的有路上设置有第二单向阀(9b),所述第二单向阀(9b)的进油口与第二节流塞(11)相连，其出油口与工作油口A相连；
和/或，所述第二节流塞(11)与工作油口B相互连通的有路上设置有第三单向阀(9c),所述第三单向阀(9c)的进油口与第二节流塞(11)相连，其出油口与工作油口B相连。
5.根据权利要求1所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：还包括第三节流塞(14)，所述第三节流塞(14)与两位六通换向阀(10)串联设置，其一端分别与控制油口C相互连通，其另一端与两位六通换向阀(10)的控制端相连。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：还包括节流孔(7)，所述节流孔(7)设置于阀芯(3)与第一单向顺序阀(8a)及阀芯(3)与第二单向顺序阀(8b)的相连通油路的阀芯(3)上。
7.根据权利要求6所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：所述阀体(1)与所述阀芯(3)之间形成有油口D1、B1、D2和A2，D1口与两位六通换向阀(10)的P4口连通，D2口与两位六通换向阀(10)的P3口连通，B1口与第二单向顺序阀(8b)的X2口连通，A2口与第一单向顺序阀(8a)的X1口，所述D1口与D2口外接第一执行元件，所述A1口与B1口外接第二执行元件，所述A2口与B2外接第三执行元件。
8.根据权利要求1所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：所述阀体(1)上还设置有分别与控制油口C相通的C1口和C2口，且所述C1口还与第一单向阀(9a)的出油口相连，所述C2口还分别与两位六通换向阀(10)的控制端和第一节流塞(13)的进油口相连。
9.根据权利要求8所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：所述C1口和C2口外接触控阀，所述控制油口C并联连接压力开关，用于检测第一执行元件与第二执行元件的状态。
10.根据权利要求1所述的用于多油路控制的液控换向阀，其特征在于：所述第一执行元件为翻转马达；和/或，第二执行元件为液压油缸；和/或，所述第三执行元件为液压油缸。
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