CN111852976A - 两位三通液动换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种两位三通液动换向阀，包括：阀体、第一和第二滑套、第一和第二阀芯；阀体设有轴孔；第一和第二滑套设在轴孔中，第一和第二滑套的内端分别形成第一和第二锥面；第一和第二锥面与轴孔内壁限定出换向空间；第一和第二阀芯活动穿设在第一和第二滑套中，内端分别设有第一和第二锥头，第一头和第二锥头收纳于换向空间中；第一和第二阀芯的侧壁分别与第一和第二滑套之间形成第一和第二环形间隙；阀体的侧壁开设有与第一环形间隙连通的供油口、与第二环形间隙连通的回油口、与换向空间连通的控制口。本发明采用两段式阀芯和滑套涉及，降低了光滑细长孔的加工难度，提高了阀芯与滑套的同轴度。

Description

两位三通液动换向阀

技术领域

本发明涉及一种两位三通液动换向阀。

背景技术

两位三通换向阀是液压系统中的核心部件之一，其作用是控制液压油的导通、切断和流动方向，按照操纵方式分类，可分为手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式。

现有采用金属锥面密封的液压换向阀的阀芯是一体通轴结构，只有在阀芯、四个密封锥面和阀芯套通芯时，换向阀才能正常工作。由于现有采用金属锥面密封的液压换向阀要求阀芯、四个密封锥面和阀芯套全部通芯，但是实际加工过程中难以保证全部同心的要求，从而导致废品率和成本增加、锥面泄漏量大、甚至出现阀芯卡死现象。

因此，现有采用金属锥面密封的液压换向阀的密封结构难以满足低泄漏量要求，特别是需要阀位长时间保持的工况。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种两位三通液动换向阀，可较佳的解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种两位三通液动换向阀，具有回油状态和控制状态；包括：阀体、第一滑套、第二滑套、第一阀芯和第二阀芯；其中：

所述阀体设有沿轴向贯穿的轴孔；

所述第一滑套和第二滑套设在所述轴孔中并沿轴向限位，所述第一滑套的内端与第二滑套的内端沿轴向间隔，且所述第一滑套和第二滑套的内端内凹分别形成第一锥面和第二锥面；所述第一锥面、第二锥面与所述轴孔内壁共同限定出换向空间；

所述第一阀芯和第二阀芯分别活动穿设在所述第一滑套和第二滑套中，所述第一阀芯的内端和第二阀芯的内端分别设有第一锥头和第二锥头，所述第一锥头和第二锥头的表面分别与所述第一锥面和第二锥面适配；所述第一锥头和第二锥头收纳于所述换向空间中，并在所述换向空间中移动以使所述两位三通液动换向阀在回油状态与控制状态之间切换；

所述第一阀芯位于外端与所述第一锥头之间的侧壁与所述第一滑套之间形成第一环形间隙，所述第二阀芯位于外端与所述第二锥头之间的侧壁与所述第二滑套之间形成第二环形间隙；

所述阀体的侧壁贯穿开设有与所述第一环形间隙连通的供油口、与所述第二环形间隙连通的回油口、位于所述供油口与回油口之间并与所述换向空间连通的控制口；

当所述两位三通液动换向阀处于回油状态时，所述第一锥头与所述第一锥面贴合，所述第一环形间隙与所述换向空间被隔断，所述第二环形间隙与所述换向空间连通；从而，所述供油口与所述控制口不连通，所述回油口与所述控制口连通；

当所述两位三通液动换向阀处于控制状态时，所述第二锥头与所述第二锥面贴合，所述第二环形间隙与所述换向空间被隔断，所述第一环形间隙与所述换向空间连通；从而，所述回油口与所述控制口不连通，所述供油口与所述控制口连通。

优选地，所述第一阀芯的外端与所述第一滑套之间限定出第一腔体，所述第二阀芯的外端与所述第二滑套之间限定出第二腔体；所述第一阀芯和第二阀芯分别在进入所述第一腔体与第二腔体中的先导油的油压作用下移动。

优选地，所述阀体的两端分别设有第一先导液压油接头和第二先导液压油接头，所述第一先导液压油接头和第二先导液压油接头分别设有与所述第一腔体与第二腔体连通的第一先导油口和第二先导油口。

优选地，所述轴孔的内壁向内凸起形成限位台阶，第一滑套和第二滑套的内端分别顶抵在限位台阶上，外端分别被第一先导液压油接头和第二先导液压油接头顶抵。

优选地，所述换向空间由所述第一锥面、第二锥面与所述限位台阶的内壁共同限定，所述控制口设在所述阀体对应所述限位台阶的位置。

优选地，所述第二腔体中设有弹簧，外端顶抵所述第二先导液压油接头，内端顶抵所述第二阀芯；所述弹簧向所述第二阀芯施加的复位力指向所述第一阀芯所在方向。

优选地，所述第一锥头和第二锥头连接，所述第一阀芯与第二阀芯沿轴向固定。

优选地，所述第一阀芯位于外端与所述第一锥头之间的侧壁向内紧缩形成第一颈缩部，所述第二阀芯位于外端与所述第二锥头之间的侧壁向内紧缩形成第二颈缩部；所述第一环形间隙由所述第一颈缩部与所述第一滑套形成，所述第二环形间隙由所述第二颈缩部与所述第二滑套形成。

优选地，所述第一滑套与所述轴孔之间设有两个第一密封件，两个所述第一密封件位于所述供油口的两侧。

优选地，所述第二滑套与所述轴孔之间设有两个第二密封件，两个所述第二密封件位于所述回油口的两侧。

本发明的有益效果如下：

1、阀芯与滑套采用两段式结构设计，可以单独加工，避免出现滑套与阀体一体时细长台阶口加工，降低了加工难度，方便测量加工的公差、粗糙度、圆度、锥度。

2、两段式阀芯通过燕尾槽键连接，允许两个阀芯轴向上的错位，降低了一体式阀芯结构对全部的轴、锥的通芯要求。只需要燕尾槽及键上的轴、锥通芯即可，降低对多个轴孔通芯的要求，避免了阀芯一体时阀芯卡死现象。

3、阀芯与滑套装配过程中，只需要轴孔、锥面通芯即可，提高了装配精度。

4、由于主体阀进行阀位切换过程中，采用金属锥面密封且阀芯上的密封圈不经过油口，有效地避免了密封圈切圈问题，提高了换向阀的使用寿命。

5、由于本发明有效地改善了锥面密封效果，所以特别适用于高压控制液的工况条件；主体阀是在复位弹簧的作用下保持复位状态的，降低了液压能耗。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施例，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施例在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。在附图中：

图1为本发明实施例的两位三通液动换向阀处于回油状态时的结构示意图；

图2为本发明实施例的两位三通液动换向阀处于控制状态时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，本发明实施例的两位三通液动换向阀具有回油状态和控制状态，包括三大主体部分：主体阀20、设在主体阀20两端的第一先导液压油接头21和第二先导液压油接头22。

主体阀20包括：阀体10、第一滑套11、第二滑套13、第一阀芯12和第二阀芯14。

其中，阀体10呈圆柱体状，设有沿轴向贯穿的轴孔104。

第一滑套11和第二滑套13呈中空的筒状或套筒状，两个滑套设11、13在轴孔104中并沿轴向限位，且两个滑套11、13的内端沿轴向间隔。其中，两个滑套11、13沿轴向限位的方式为：轴孔104的内壁向内凸起形成限位台阶1041，两个滑套11、13的内端分别顶抵在限位台阶1041上，外端分别被第一先导液压油接头21和第二先导液压油接头22顶抵。这样，滑套11、13被夹设在限位台阶1041和与之对应的先导液压油接头21、22之间，实现轴向限位。

第一滑套11和第二滑套13的内端内凹分别形成第一锥面111和第二锥面131，第一锥面111、第二锥面131与轴孔104内壁共同限定出换向空间1420。换向空间1420由第一锥面111、第二锥面131与限位台阶1041的内壁共同限定。在轴孔104中设有限位台阶1041的实施例中，换向空间1420由第一锥面111、第二锥面131与限位台阶1041的内壁共同限定。

第一阀芯12和第二阀芯14呈对称式结构设置，分别活动穿设在第一滑套11和第二滑套13中。并且，第一阀芯12的内端和第二阀芯14的内端分别设有第一锥头120和第二锥头140，第一锥头120和第二锥头140的表面分别与第一锥面111和第二锥面131适配。第一锥头120和第二锥头140收纳于换向空间1420中，并可在换向空间1420中移动以使两位三通液动换向阀在回油状态与控制状态之间切换。

在一个可选的实施例中，第一锥头120和第二锥头140连接，第一阀芯12与第二阀芯14沿轴向固定。从而，第一阀芯12与第二阀芯14可沿轴向实现一体移动，避免其中一个阀芯出现移动滞后的情况。在一种具体的实现方式中，第一锥头120和第二锥头140上可设置燕尾槽，通过燕尾槽的键槽镶嵌式结构设计，实现连接。当然，第一锥头120和第二锥头140的连接方式，并不限于此，在其他可选的实现方式中，例如粘接、螺纹连接等，也是可行的。

第一阀芯12和第二阀芯14通过槽键配合，槽键装配时具有大于阀芯与轴孔104之间公差的间隙，允许槽键产生错位。因此，只需要第一滑套11、轴孔104和第一锥面111中有两处通芯，就可以确保第一锥面111与第一锥头120的密封效果。同理，第二滑套13、轴孔104和第二锥面131中有两处通芯，就可以确保第二锥面131与第二锥头140的密封效果。由此，降低了密封锥面通芯配合的加工难度。

此外，第一滑套11、第二滑套13、第一阀芯12、第二阀芯14都可以脱离阀体10进行独立加工，避免了滑套与阀体10一体时细长孔加工，提高了轴孔104公差配合精度。

第一阀芯12位于外端与第一锥头120之间的侧壁与第一滑套11之间形成第一环形间隙1211，第二阀芯14位于外端与第二锥头140之间的侧壁与第二滑套13之间形成第二环形间隙1413。具体实现方式为，第一阀芯12和第二阀芯14采用变径结构设计，第一阀芯12位于外端与第一锥头120之间的侧壁向内紧缩形成第一颈缩部，第一环形间隙1211由第一颈缩部与第一滑套11限定而成。同样的，第二阀芯14位于外端与第二锥头140之间的侧壁向内紧缩形成第二颈缩部，第二环形间隙1413由第二颈缩部与第二滑套13限定而成。

第一阀芯12靠近外端的部分与第一滑套11内径相适配，两者之间设有密封件，实现密封配合。第二阀芯14与第二滑套13可参照描述，不再赘述。

阀体10的侧壁贯穿开设有与第一环形间隙1211连通的供油口103、与第二环形间隙1413连通的回油口101、位于供油口103与回油口101之间并与换向空间1420连通的控制口102。其中，控制口102设在阀体10对应限位台阶1041的位置，并贯穿限位台阶1041。

当两位三通液动换向阀处于回油状态时，第一锥头120与第一锥面111贴合，第一环形间隙1211与所述换向空间1420被隔断，第二环形间隙1413与所述换向空间1420连通。从而，供油口103与控制口102不连通，回油口101与控制口102连通。也即是，供油口103关闭，回油口101打开。

当两位三通液动换向阀处于控制状态时，第二锥头140与第二锥面131贴合，第二环形间隙1413与换向空间1420被隔断，第一环形间隙1211与所述换向空间1420连通。从而，回油口101与控制口102不连通，供油口103与控制口102连通。也即是，回油口101关闭，供油口103打开。

第一阀芯12的长度小于第一滑套11的长度，从而第一阀芯12的外端与第一滑套11之间限定出第一腔体110。同样的，第二阀芯14的长度小于第二滑套13的长度，第二阀芯14的外端与第二滑套13之间限定出第二腔体130。第一阀芯12和第二阀芯14分别在进入第一腔体110与第二腔体130中的先导油的油压作用下移动。第一先导液压油接头21和第二先导液压油接头22分别设有与第一腔体110与第二腔体130连通的第一先导油口211和第二先导油口221。

如图1和图2所示，当第一先导油口211供油，第二先导油口221停油，第一阀芯12和第二阀芯14被推动向右移动，两位三通液动换向阀切换至控制状态。当第二先导油口221供油，第一先导油口211停油，第一阀芯12和第二阀芯14被推动向左移动，两位三通液动换向阀切换至回油状态。

进一步地，第二腔体130中设有弹簧24，弹簧24的外端顶抵第二先导液压油接头22，内端顶抵第二阀芯14。弹簧24向第二阀芯14施加的复位力指向第一阀芯12所在方向。也就是，弹簧24处于压缩状态，向第二阀芯14施加的复位力使得两位三通液动换向阀具有切换向或保持回油状态的趋势。

第一滑套11与轴孔104之间设有两个第一密封件112、113，两个第一密封件112、113位于供油口103的两侧。同样的，第二滑套13与轴孔104之间也设有两个第二密封件132、133，两个第二密封件132、133位于回油口101的两侧。

下面介绍本发明实施例的两位三通液动换向阀的切换及工作原理：

主体阀20由回油状态切换到控制状态过程中，第二腔体130停止供油，先导油经过第一先导油口211进入第一腔体110，推动第一阀芯12(向左)移动，弹簧24压缩量增加，第二腔体130内的先导油经由第二先导油口221流出换向阀，供油口103与控制口102导通，回油口101关闭。第二锥头140的外表面与第二滑套13的第二锥面131在第一腔体110内的先导油作用下紧密接触，形成金属密封锥面。主体阀20在持续的先导油作用下保持控制状态。第二密封件132阻止控制液进入第二腔体130，另一个第二密封件133阻止主体阀20处于控制状态时回油口101与控制口102导通。

主体阀20由控制状态切换到回油状态过程中，第一腔体110停止供油，先导油经过第二先导油口221进入第二腔体130，推动第二阀芯14(向右)移动，弹簧24压缩量减小，第一腔体110内先导油经由第一先导油口211流出换向阀，回油口101与控制口102导通，供油口103关闭。第一锥头120的外表面与第一滑套11的第一锥面111在弹簧24和第一腔体110内的先导油的共同作用下紧密接触，形成金属密封锥面。第二腔体130停止供油，主体阀20在弹簧24的作用下保持回油状态。第一密封件113阻止控制液进入第一腔体110，另一个第一密封件112阻止主体阀20处于回油状态时供油口103与控制口102导通。

本发明的有益效果如下：

1、阀芯与滑套采用两段式结构设计，可以单独加工，避免出现滑套与阀体10一体时细长台阶口加工，降低了加工难度，方便测量加工的公差、粗糙度、圆度、锥度。

2、两段式阀芯通过燕尾槽键连接，允许两个阀芯轴向上的错位，降低了一体式阀芯结构对全部的轴、锥的通芯要求。只需要燕尾槽及键上的轴、锥通芯即可，降低对多个轴孔104通芯的要求，避免了阀芯一体时阀芯卡死现象。

3、阀芯与滑套装配过程中，只需要轴孔104、锥面通芯即可，提高了装配精度。

4、由于主体阀20进行阀位切换过程中，采用金属锥面密封且阀芯上的密封圈不经过油口，有效地避免了密封圈切圈问题，提高了换向阀的使用寿命。

5、由于本发明有效地改善了锥面密封效果，所以特别适用于高压控制液的工况条件；主体阀20是在复位弹簧24的作用下保持复位状态的，降低了液压能耗。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容，可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种两位三通液动换向阀，具有回油状态和控制状态；其特征在于，包括：阀体、第一滑套、第二滑套、第一阀芯和第二阀芯；其中：

所述阀体设有沿轴向贯穿的轴孔；

所述第一滑套和第二滑套设在所述轴孔中并沿轴向限位，所述第一滑套的内端与第二滑套的内端沿轴向间隔，且所述第一滑套和第二滑套的内端内凹分别形成第一锥面和第二锥面；所述第一锥面、第二锥面与所述轴孔内壁共同限定出换向空间；

所述第一阀芯和第二阀芯分别活动穿设在所述第一滑套和第二滑套中，所述第一阀芯的内端和第二阀芯的内端分别设有第一锥头和第二锥头，所述第一锥头和第二锥头的表面分别与所述第一锥面和第二锥面适配；所述第一锥头和第二锥头收纳于所述换向空间中，并在所述换向空间中移动以使所述两位三通液动换向阀在回油状态与控制状态之间切换；

所述第一阀芯位于外端与所述第一锥头之间的侧壁与所述第一滑套之间形成第一环形间隙，所述第二阀芯位于外端与所述第二锥头之间的侧壁与所述第二滑套之间形成第二环形间隙；

所述阀体的侧壁贯穿开设有与所述第一环形间隙连通的供油口、与所述第二环形间隙连通的回油口、位于所述供油口与回油口之间并与所述换向空间连通的控制口；

当所述两位三通液动换向阀处于回油状态时，所述第一锥头与所述第一锥面贴合，所述第一环形间隙与所述换向空间被隔断，所述第二环形间隙与所述换向空间连通；从而，所述供油口与所述控制口不连通，所述回油口与所述控制口连通；

当所述两位三通液动换向阀处于控制状态时，所述第二锥头与所述第二锥面贴合，所述第二环形间隙与所述换向空间被隔断，所述第一环形间隙与所述换向空间连通；从而，所述回油口与所述控制口不连通，所述供油口与所述控制口连通。

2.如权利要求1所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述第一阀芯的外端与所述第一滑套之间限定出第一腔体，所述第二阀芯的外端与所述第二滑套之间限定出第二腔体；所述第一阀芯和第二阀芯分别在进入所述第一腔体与第二腔体中的先导油的油压作用下移动。

3.如权利要求2所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述阀体的两端分别设有第一先导液压油接头和第二先导液压油接头，所述第一先导液压油接头和第二先导液压油接头分别设有与所述第一腔体与第二腔体连通的第一先导油口和第二先导油口。

4.如权利要求3所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述轴孔的内壁向内凸起形成限位台阶，所述第一滑套和第二滑套的内端分别顶抵在所述限位台阶上，外端分别被所述第一先导液压油接头和第二先导液压油接头顶抵。

5.如权利要求4所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述换向空间由所述第一锥面、第二锥面与所述限位台阶的内壁共同限定，所述控制口设在所述阀体对应所述限位台阶的位置。

6.如权利要求3所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述第二腔体中设有弹簧，所述弹簧的外端顶抵所述第二先导液压油接头，内端顶抵所述第二阀芯；所述弹簧向所述第二阀芯施加的复位力指向所述第一阀芯所在方向。

7.如权利要求1所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述第一锥头和第二锥头连接，所述第一阀芯与第二阀芯沿轴向固定。

8.如权利要求1所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述第一阀芯位于外端与所述第一锥头之间的侧壁向内紧缩形成第一颈缩部，所述第二阀芯位于外端与所述第二锥头之间的侧壁向内紧缩形成第二颈缩部；所述第一环形间隙由所述第一颈缩部与所述第一滑套形成，所述第二环形间隙由所述第二颈缩部与所述第二滑套形成。

9.如权利要求1所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述第一滑套与所述轴孔之间设有两个第一密封件，两个所述第一密封件位于所述供油口的两侧。

10.如权利要求1所述的两位三通液动换向阀，其特征在于，所述第二滑套与所述轴孔之间设有两个第二密封件，两个所述第二密封件位于所述回油口的两侧。

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