CN112963579A - 一种具有微动调节控制功能的换向阀和阀片式液压阀组 - Google Patents

一种具有微动调节控制功能的换向阀和阀片式液压阀组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有微动调节控制功能的换向阀和阀片式液压阀组，该换向阀包括阀体、换向阀杆、以及阀杆定位组件，该阀杆定位组件的阀杆尾座上集成有一个定位钢球和多组行程运动钢球，每组包含两个钢球，定位钢球抵接在一个行程运动钢球上以迫使另一个行程运动钢球伸出并抵接在定位套的内壁面上，该定位套的内壁面具有与行程运动钢球配合的直壁面、第一凹陷、定位台阶、以及第二凹陷，对应地换向阀杆具有四个行程位置，即属具提升位、中立位、属具下降位、以及属具浮动位，其中，在换向阀杆由中立位向属具提升位切换时能够微动操作打开，向液压属具系统供油，并且在换向阀杆释放时自动回复至中立位，进而实现匹配起伏地形的属具快速微动操作。

Description

一种具有微动调节控制功能的换向阀和阀片式液压阀组
技术领域
本发明涉及农机液压属具系统，尤其涉及一种具有微动调节控制功能的换向阀和具有该换向阀的阀片式液压阀组。
背景技术
随着我国科技发展的日新月异，国家对农业装备自动化发展的要求也日益增强，但是诸如拖拉机、收获机等农机车辆中液压阀组对属具的提升、下降等作业操作仍然是以简单的点对点一步到位操作为主，很难实现属具匹配地形的微动调节操作。
这样使农机操作人员在田地作业时工作强度大、作业效率低，不符合现代农业装备自动化建设的要求，和人们对农机操作的舒适性、智能化、高效率的美好要求相背离。
这种基于手控操作不具有微动调节控制功能的液压系统设计已经不适合快速发展的农业智能装备，而这种缺陷性在大型拖拉机上面的液压属具系统中体现的更为明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有微动调节控制功能的换向阀，能够实现对拖拉机属具上升微动调节控制，进而可以实现匹配起伏地形的属具快速微动操作。
本发明的目的还在于提供一种阀片式液压阀组，该阀组集成有具有微动调节控制功能的换向阀。
为此，本发明一方面提供了一种具有微动调节控制功能的换向阀，包括阀体、换向阀杆、阀杆定位组件、弹簧复位组件、以及尾盖组件，所述阀杆定位组件包括阀杆尾座和定位套，所述阀杆尾座具有轴向座孔和一组径向座孔，其中，所述轴向座孔中依次设置有偏压弹簧、钢球座、以及定位钢球，各所述径向座孔中沿其深度方向前后置放有两个行程运动钢球，其中，所述定位钢球抵接在第一行程运动钢球上以迫使第二行程运动钢球抵接在定位套的内壁面上，所述定位套的内壁面具有直壁面、位于直壁面前端的第一凹陷、位于直壁面后端的定位台阶、以及与第一定位台阶轴向间隔布置的第二凹陷，所述换向阀为四位六通换向阀，所述换向阀杆对应地具有四个行程位置，即第二行程运动钢球位于第一凹陷处的属具提升位、第二行程运动钢球位于直壁面中部处的中立位、第二行程运动钢球由定位台阶所止挡的属具下降位、以及第二行程运动钢球位于第二凹陷处的属具浮动位，在所述换向阀杆由中立位向属具提升位切换时能够微动操作打开，向液压属具系统供油，并且在所述换向阀杆释放时自动回复至中立位，以实现换向阀杆微动操作提升属具。
进一步地，上述弹簧复位组件设置在阀杆尾座的尾端。
进一步地，上述径向座孔的末端设有锥孔，以轴向止挡定位钢球。
进一步地，上述尾盖组件包括尾套和后盖，二者形成容置空腔，其中所述阀杆定位组件和弹簧复位组件位于所述容置空腔内。
进一步地，上述具有微动调节控制功能的换向阀还包括位于换向阀杆尾端的止口套，所述止口套为油封组件并且还用于对所述定位套进行轴向定位。
进一步地，上述具有微动调节控制功能的换向阀还包括在工作油口B处设置的液压锁，所述液压锁具有与换向阀杆抵接的阀芯导杆，所述换向阀杆具有轴颈段，其中，在所述换向阀杆由中立位向属具提升位微动操作时所述阀芯导杆位于轴颈段中以允许阀芯导杆自由移动，在所述换向阀杆由中立位向属具下降位移动时所述阀芯导杆被迫抬升，以形成止挡阻力。
根据本发明的另一方面，提供了一种阀片式液压阀组，其包括上面所描述的具有微动调节控制功能的换向阀。
本换向阀能够实现对拖拉机属具上升微动调节控制，更重要的是可以实现匹配起伏地形的属具快速微动操作，劳动强度大大降低，机械工作效率高。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的具有微动调节控制功能的换向阀的结构示意图；
图2是根据本发明的具有微动调节控制功能的换向阀的局部放大示意图，其中示出了阀杆定位组件和弹簧复位组件；
图3是根据本发明的阀杆定位组件中的定位套的结构示意图；
图4示出了根据本发明的具有微动调节控制功能的换向阀的液压原理图；
图5示出了根据本发明的具有微动调节控制功能的换向阀片的结构示意图；以及
图6示出了根据本发明的具有微动调节控制功能的换向阀的内部油道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1至图6示出了根据本发明的一些实施例。
如图1所示，本发明的具有微动调节控制功能的换向阀包括阀体10、换向阀杆20、阀杆定位组件30、弹簧复位组件40、以及尾盖组件50。
结合参照图2，阀杆定位组件30包括阀杆尾座31和定位套32，该阀杆尾座31与换向阀杆尾端螺接，能够随换向阀杆同步移动，该定位套32套设在阀杆尾座31外周上，通过用于止口套81实现其轴向定位，该止口套81为油封组件。
阀杆尾座31具有轴向座孔311和一组径向座孔312，例如阀杆尾座31的一周共开设三个径向座孔312，其中，所述轴向座孔311中依次设置有堵头33、偏压弹簧34、钢球座35、以及定位钢球36，各所述径向座孔312中沿其深度方向前后置放有第一行程运动钢球37和第二行程运动钢球38，其中，定位钢球35抵接在第一行程运动钢球36上以迫使第二行程运动钢球37抵接在定位套的内壁面上，始终具有向外伸出的运动趋势。
轴向座孔311的末端设有锥孔313，以轴向止挡定位钢球，其中径向座孔312开设在轴向座孔311和锥孔313的交界位置，定位钢球36以轴向移动的方式抵压第一形成运动钢球37。
弹簧复位组件40设置在阀杆尾座31的尾部，也即远离阀体的一侧，该弹簧复位组件40由第一弹簧座41、第二弹簧座42和位于二者之间的回复弹簧43组成，其中，第一弹簧座41和第二弹簧座42在换向阀杆20左右移动时择一地压缩回复弹簧43，以使换向阀杆回到中立位。
尾盖组件50包括尾套51和后盖52，二者形成容置空腔，其中所述阀杆定位组件30和弹簧复位组件40位于所述容置空腔内。
结合参照图3，定位套32的内壁面具有直壁面321、位于直壁面前端的第一凹陷322、位于直壁面后端的定位台阶323、以及与第一定位台阶轴向间隔布置的第二凹陷324。
结合参照图4，本换向阀为四位六通换向阀，具有工作油口A和工作油口B。阀体10上集成有单向液压阀组件60，阀体10中工作油口B处装有机械开启式液压锁70。
本换向阀的四个工作位分别为中立位S1、属具提升位S2、属具下降位S3、以及属具浮动位S4。
对应地，换向阀杆具有四个行程位置，即第二行程运动钢球位于第一凹陷处所对应的属具提升位、位于直壁面中部所对应的中立位、由定位台阶止挡所对应的属具下降位、以及位于第二凹陷处所对应的属具浮动位。
其中，第二运动行程钢球与定位套的内壁面的配合关系如下所述。
当换向阀位于中立位时，小直径钢球位于直壁面的中部，当小直径钢球随换向阀杆移动但未到达第一凹陷时，在弹性复位组件的带动下，小直径钢球无阻碍地沿直壁面移动，此时释放换向阀杆，换向阀杆在弹性复位中间的作用下可回到中位，此过程对应属具提升时的换向阀杆微动调节，此时对应液压属具系统的属具上升。例如在遇到土包、土坎等障碍物时该微动操作可提起属具。
小直径钢球随换向阀杆移动到达第一凹陷时，此时释放换向阀杆，换向阀杆停留在该位置。例如拖拉机在地头掉头时，属具上升换向阀杆能定住，人的手就可以松开换向阀杆手柄了，此时可以操作方向盘等其他部件。
当小直径钢球随换向阀杆向另一方向移动时，一开始会遇到明显的阻力，克服阻力后在整个过程中，小直径钢球无阻碍地沿直壁面移动，此时释放换向阀杆，换向阀杆在回复弹簧的弹性复位力作用下可回到中位，此过程对应属具下降时的换向阀杆微动调节。属具下降时的换向阀杆微动调节的作用是向属具施加下压力，例如在犁地时遇到硬底板，此时微动调节换向阀杆对属具压降，达到预定耕深。
上述阻力来源于换向阀杆20在移动式需要克服液压锁70的阀芯导杆71的运动阻力。其中，所述液压锁70具有与换向阀杆20始终抵接的阀芯导杆71，所述换向阀杆具有轴颈段21，在所述换向阀杆20由中立位向属具提升位微动操作时所述阀芯导杆71位于轴颈段21中允许阀芯自由移动，所述轴颈段21在所述换向阀杆由中立位向属具下降位移动时迫使阀芯导杆71抬升，以形成止挡阻力。如此可将属具提升时的微动调节和属具下降时的微动调节明显区别开。
当小直径钢球越过第一定位台阶到达第二凹陷时，此时工作油口A和工作油口B联动，达到属具浮动状态，实现属具自重平衡，例如在地表耕作项目中实现仿形作业。
在本发明中，当换向阀杆由中立位向属具提升位微动操作时工作油口A打开向液压属具系统供油，工作油口B回油，并且在所述换向阀杆释放时自动回复至中立位，工作油口A和工作油口B均关闭，以在换向阀杆微动操作时提升属具。
现有多路阀(例如CN108999827A)上的径向座孔中仅设置一个行程运动钢球，与其相比，本发明设置有两个行程运动钢球，其技术效果如下：行程运动钢球的直径变小，钢球滚动一圈所需的距离减小，并且钢球定位时所需的定位凹陷尺寸减小，即行程运动钢球做每个动作时其动作幅度减小，相应的完成一个动作所需的位置空间减小。
如此，在较短的换向阀杆换向行程内，小钢球在滚动时和定位时的动作能够明显分隔开，小钢球在直壁面上可滚动更多圈而且阻滞小，此时换向阀杆操作灵活细腻，如此可将现有技术中换向阀杆的一步到位操作分为两个子操作，一个是操作动作幅度较小的换向阀杆微动调节子操作，另一个操作动作幅度较大的换向阀杆到位子操作。
结合参照图5，在一实施例中，本换向阀以换向阀片的结构形式应用于液压阀组中，其与具有集成有溢流阀的进回油阀片、其他换向阀片等组合使用，通常这些阀片沿厚度方向叠加至一起并用若干螺栓紧固，构成阀片式液压阀组。在一变型实施例中，本换向阀中单独集成有溢流阀，以构成能够独立使用的液压换向阀。
本发明的换向阀的工作过程如下所述。
拖拉机属具不工作时，换向阀杆20处于中立位状态，此时P口油液通过中位油道1，经回油通道流回T口。
拖拉机属具需要工作上升时，换向阀杆20朝向阀组后盖52侧运动，此时中立位油道1关闭，P口油液通过高压油道2，经单向液压阀组件60，经油道5进入工作油口B口，从而进入属具油缸形成上升进油油路，同时属具油缸回油经工作油口A口，经油道3和回油油道4流向回油口T口，形成回油油路。
此项对换向阀杆的操作根据实际工作需要可一次性操作换向到位。微动操作上升时，行程运动钢球38只需要根据换向阀杆运动行程进行相应微移动即可，从而控制属具微动上升，而不需要换向阀杆20进行全行程操作。
拖拉机属具需要下降工作时，换向阀杆20远离后盖52侧运动，此时中立位油道1关闭，P口油液通过高压油道2，经单向液压阀组件60，经油道4进入工作油口A口，从而进入属具油缸形成上升进油油路，同时属具油缸回油经工作油口A口，经油道5和回油油道3流向回油口T口，形成回油油路，属具下降工作，换向阀杆释放后自动复位。
本发明能够实现对拖拉机属具上升的微动调节控制，更重要的是可以实现匹配起伏地形的属具快速微动操作。尤其是碰到地形起伏较大时，属具需要小幅上升或者下降时，阀组的微动操作功能优势更为明显，使操作人员从繁重的操作中解放了出来，人机效率得到较大的提高。另外本换向阀集成了机械开启式液压锁，保证属具上升后有良好的静沉降效果。而且本换向阀设置有单向液压阀组件，可以防止压力油回流齿轮泵，通过正向流通较小的压力损失保证更小的能量损失。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有微动调节控制功能的换向阀，包括阀体、换向阀杆、阀杆定位组件、弹簧复位组件、以及尾盖组件，其特征在于，
所述阀杆定位组件包括阀杆尾座和定位套，所述阀杆尾座具有轴向座孔和一组径向座孔，其中，所述轴向座孔中依次设置有偏压弹簧、钢球座、以及定位钢球，各所述径向座孔中沿其深度方向前后置放有两个行程运动钢球，其中，所述定位钢球抵接在第一行程运动钢球上以迫使第二行程运动钢球抵接在定位套的内壁面上，
所述定位套的内壁面具有直壁面、位于直壁面前端的第一凹陷、位于直壁面后端的定位台阶、以及与第一定位台阶轴向间隔布置的第二凹陷，
所述换向阀为四位六通换向阀，所述换向阀杆对应地具有四个行程位置，即第二行程运动钢球位于第一凹陷处的属具提升位、第二行程运动钢球位于直壁面中部处的中立位、第二行程运动钢球由定位台阶所止挡的属具下降位、以及第二行程运动钢球位于第二凹陷处的属具浮动位，
在所述换向阀杆由中立位向属具提升位切换时能够微动操作打开，向液压属具系统供油，并且在所述换向阀杆释放时自动回复至中立位，以实现换向阀杆微动操作提升属具。
2.根据权利要求1所述的具有微动调节控制功能的换向阀，其特征在于，所述弹簧复位组件设置在阀杆尾座的尾端。
3.根据权利要求1所述的具有微动调节控制功能的换向阀，其特征在于，所述径向座孔的末端设有锥孔，以轴向止挡定位钢球。
4.根据权利要求1所述的具有微动调节控制功能的换向阀，其特征在于，所述尾盖组件包括尾套和后盖，二者形成容置空腔，其中所述阀杆定位组件和弹簧复位组件位于所述容置空腔内。
5.根据权利要求1所述的具有微动调节控制功能的换向阀，其特征在于，还包括位于换向阀杆尾端的止口套，所述止口套为油封组件并且还用于对所述定位套进行轴向定位。
6.根据权利要求1所述的具有微动调节控制功能的换向阀，其特征在于，还包括在工作油口B处设置的液压锁，所述液压锁具有与换向阀杆抵接的阀芯导杆，所述换向阀杆具有轴颈段，其中，在所述换向阀杆由中立位向属具提升位微动操作时所述阀芯导杆位于轴颈段中以允许阀芯导杆自由移动，在所述换向阀杆由中立位向属具下降位移动时所述阀芯导杆被迫抬升，以形成止挡阻力。
7.根据权利要求1所述的具有微动调节控制功能的换向阀，其特征在于，所述阀体上还集成有溢流阀。
8.一种阀片式液压阀组，其特征在于，包括根据权利要求1至6中任一项所述的具有微动调节控制功能的换向阀。
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