CN113374900A - 一种一体式集成液压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压阀，尤其是涉及一种用于液压马达制动的一体式集成液压阀，包括阀体，左阀座，右阀座，移动活塞，左单向阀芯，右单向阀芯，左堵头，右堵头，左单向阀芯弹簧，右单向阀芯弹簧，顶杆，左复位弹簧，右复位弹簧。与现有技术相比，本发明可实现机械制动快速开启，慢速制动的控制。同时通过系统液压马达内部压力来实现机械制动的控制，与常规需要外接控制油相比，系统的集成化程度更高，管路连接更简单。

Description

一种一体式集成液压阀

技术领域

本发明涉及液压阀，尤其是涉及一种用于液压马达制动的一体式集成液压阀。

背景技术

目前我国的制造业高速发展，正经历从制造大国向制造强国的改变，液压技术在机械制造业中有着重要的应用价值和发展潜力。

液压传动中最常用的元件当属液压马达，是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力转变为输出轴的机械能。

液压马达主要应用于注塑机械、船舶、工程机械、矿山机械、冶金机械、港口机械等。常规液压系统使用高速液压马达配合减速机实现相应低速大扭矩需要。一般的液压马达有两种制动方式：1、通过换向阀的中位实现液压马达油路的切断以制动。2、液压马达内部设置弹簧以实现机械制动。

但这两种制动方式存在一定的缺陷：制动开启速度慢，管路连接复杂，结构集成度不高。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷或缺陷之一，本发明提供一种用于液压马达制动的一体式集成液压阀，所采取的技术方案是：

这一种一体式集成液压阀，包括

阀体，阀体从左到右依次开设相通的左大孔、中孔和右大孔，中孔中部开设第一环形槽；上方开设内端与左大孔相通的D口、与第一环形槽相通的E口、与右大孔相通的F口，下方开设内端与中孔相通的A口、B口；D口和F口的外端分别与液压马达的两个高压油口相连，E口的外端与液压马达机械制动装置相连；A口和B口分别与外部压力油口相连；

左阀座，安装在左大孔内，左阀座的内腔开设第二环形槽，沿径向开设连通D口与第二环形槽的第一油路，沿轴向开设与内腔相通的左端孔；

右阀座，安装在右大孔内，右阀座的内腔开设第三环形槽，沿径向开设连通F口与第三环形槽的第二油路，沿轴向开设与内腔相通的右端孔；

移动活塞，安装在中孔内并与中孔滑动配合；

左单向阀芯，安装在左阀座内，左单向阀芯的右端能够封堵左端孔，沿径向开设连通第二环形槽与其内腔的第三油路；

右单向阀芯，安装在右阀座内，右单向阀芯的左端能够封堵右端孔，沿径向开设连通第三环形槽与其内腔的第四油路；

左堵头，与阀体固接、抵接左阀座的外端；

右堵头，与阀体固接、抵接右阀座的外端；

左单向阀芯弹簧，大部分位于左单向阀芯的内腔中，一端抵接左堵头、另一端抵接左单向阀芯的腔底；

右单向阀芯弹簧，大部分位于右单向阀芯的内腔中，一端抵接右堵头、另一端抵接右单向阀芯的腔底；

顶杆，与移动活塞的中心孔滑动配合，距两端相等距离处分别固设左限位块和右限位块；

左复位弹簧，套设在顶杆上，一端抵接左限位块、另一端抵接移动活塞的左端；

右复位弹簧，套设在顶杆上，一端抵接右限位块、另一端抵接移动活塞的右端；

左单向阀芯弹簧和右单向阀芯弹簧的弹力相等，左复位弹簧和右复位弹簧的弹力相等；左单向阀芯弹簧和右单向阀芯弹簧的弹力大于复位弹簧和右复位弹簧的弹力；

顶杆和移动活塞在中位状态时，移动活塞的周向圆面封堵第一环形槽，同时左单向阀芯和右单向阀芯在左单向阀芯弹簧和右单向阀芯弹簧作用下分别封闭了左端孔和右端孔，确保A口、B口、D口、E口和F口互不相通；

当B口进油时，顶杆与移动活塞右端同时受到作用力，由于左单向阀芯弹簧的弹力大于左复位弹簧的弹力，在顶杆接触左单向阀芯处，移动活塞先从中位状态向左移动，E口逐渐与B口相通，D口与A口不相通，使得系统压力油从B口经中孔到第一环形槽到E口，进入驻车油道，便先解除驻车系统；同样，当A口进油时，顶杆与移动活塞左端同时受到作用力，由于右单向阀芯弹簧的弹力大于右复位弹簧的弹力，在顶杆接触右单向阀芯时，移动活塞先从中位状态向右移动，E口逐渐与A口相通，但F口与B口不相通，使得系统压力油从A口经中孔到第一环形槽到E口，进入驻车油道，便先解除驻车系统；

移动活塞向左移动至最大行程时，E口与B口相通，D口与A口相通；同样，移动活塞向右移动至最大行程时，E口与A口相通，F口与B口相通,此时驻车制动均已经完全解除。

进一步地，顶杆的长度等于或略小于左单向阀芯右端与右单向阀芯左端之间的距离。

进一步地，移动活塞的中心孔内嵌设密封圈。

进一步地，移动活塞的厚度大于第一环形槽的宽度。

进一步地，第二环形槽的宽度大于左单向阀芯的最大行程，第三环形槽的宽度大于右单向阀芯的最大行程。

与现有技术相比，本发明可实现机械制动快速开启，慢速制动的控制。同时通过系统液压马达内部压力来实现机械制动的控制，与常规需要外接控制油相比，系统的集成化程度更高，管路连接更简单。其突出的实质性特点有：

1应用范围广。本发明用于控制作机械制动，在带液压马达驱动的系统中可以应用广泛。

2系统可靠性好。执行元件在停止瞬间惯性作用下摆动，依靠安全阀的闭合动作消除前，机械弹簧制动仍处于压紧状态。实现执行元件动作真正停止时，机械制动才起作用，快速开启、慢速制动的控制方法，有效降低摩擦片的损坏，可靠安全。

3减少物料种类，降低生产成本，集成化程度更高。应用本发明的装置及方法，减少常规外接控制压力油源、管路及附件，集成化程度更高。。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是带机械制动液压马达的原理总图。

图3是驻车机械弹簧部分开启状态下的结构示意图。

图4是驻车机械弹簧完全受压状态下的结构示意图。

具体实施方式

结合以下实例对本发明作进一步详细描述。

需要注意的是，以下内容是结合具体实施例对本专利作进一步的详细说明，但不能认定本实施例仅限于此，在实施例的指导下，研究本领域的技术人员可在本实施例的基础上进行各种改进或优化，这些改进或优化落在本发明的保护范围内。

一种一体式集成液压阀，包括

阀体1，阀体1从左到右依次开设相通的左大孔17、中孔19和右大孔18，中孔18中部开设第一环形槽20；上方开设内端与左大孔17相通的D口、与第一环形槽20相通的E口、与右大孔18相通的F口，下方开设内端与中孔19相通的A口、B口；D口和F口的外端分别与液压马达的两个高压油口相连， E口的外端与液压马达机械制动装置相连；A口和B口分别与外部压力油口相连；

左阀座2，安装在左大孔17内，左阀座2的内腔开设第二环形槽21，沿径向开设连通D口与第二环形槽21的第一油路22，沿轴向开设与内腔相通的左端孔23；

右阀座16，安装在右大孔18内，右阀座16的内腔开设第三环形槽24，沿径向开设连通F口与第三环形槽24的第二油路25，沿轴向开设与内腔相通的右端孔26；

移动活塞9，安装在中孔19内并与中孔滑动配合；

左单向阀芯4，安装在左阀座2内，左单向阀芯4的右端能够封堵左端孔23，沿径向开设连通第二环形槽21与其内腔的第三油路27；

右单向阀芯14，安装在右阀座16内，右单向阀芯14的左端能够封堵右端孔26，沿径向开设连通第三环形槽24与其内腔的第四油路28；

左堵头5，与阀体1固接、抵接左阀座2的外端；

右堵头13，与阀体1固接、抵接右阀座16的外端；

左单向阀芯弹簧3，大部分位于左单向阀芯4的内腔中，一端抵接左堵头5、另一端抵接左单向阀芯4的腔底；

右单向阀芯弹簧15，大部分位于右单向阀芯14的内腔中，一端抵接右堵头13、另一端抵接右单向阀芯14的腔底；

顶杆6，与移动活塞9的中心孔滑动配合，距两端相等距离处分别固设左限位块7和右限位块12；

左复位弹簧8，套设在顶杆6上，一端抵接左限位块7、另一端抵接移动活塞9的左端；

左复位弹簧15，套设在顶杆6上，一端抵接右限位块12、另一端抵接移动活塞9的右端；

左单向阀芯弹簧3和右单向阀芯弹簧15的弹力相等，左复位弹簧8和右复位弹簧15的弹力相等；左单向阀芯弹簧3和右单向阀芯弹簧15的弹力大于复位弹簧8和右复位弹簧15的弹力；

在无外力作用时，左限位块7、右限位块12使得两个被压缩状态的左复位弹簧8、右复位弹簧11压缩限位，保证活塞9定位在中位。顶杆6和移动活塞9在中位状态时，移动活塞9的周向圆面封堵第一环形槽20，同时左单向阀芯4和右单向阀芯14在左单向阀芯弹簧3和右单向阀芯弹簧15作用下分别封闭了左端孔23和右端孔26，确保A口、B口、D口、E口和F口互不相通；

当B口进油时，顶杆6与移动活塞9右端同时受到作用力，由于左单向阀芯弹簧3的弹力大于左复位弹簧8的弹力，在顶杆6接触左单向阀芯4处，移动活塞9先从中位状态向左移动，E口逐渐与B口相通，D口与A口不相通，使得系统压力油从B口经中孔19到第一环形槽20到E口，进入驻车油道，便先解除驻车系统；同样，当A口进油时，顶杆6与移动活塞9左端同时受到作用力，由于右单向阀芯弹簧15的弹力大于右复位弹簧11的弹力，在顶杆6接触右单向阀芯14时，移动活塞9先从中位状态向右移动，E口逐渐与A口相通，但F口与B口不相通，使得系统压力油从A口经中孔19到第一环形槽20到E口，进入驻车油道，便先解除驻车系统；

移动活塞9向左移动至最大行程时，E口与B口相通，D口与A口相通；同样，移动活塞9向右移动至最大行程时，E口与A口相通，F口与B口相通,此时驻车制动均已经完全解除。

顶杆6的长度等于或略小于左单向阀芯4右端与右单向阀芯14左端之间的距离。

移动活塞9的中心孔内嵌设密封圈10。

移动活塞9的厚度大于第一环形槽20的宽度。

第二环形槽21的宽度大于左单向阀芯4的最大行程，第三环形槽24的宽度大于右单向阀芯14的最大行程。

液压马达接通压力油，其动作包含正转、反转和停止状态，以液压马达驱动为例，在不同工状态下，该发明的控制原理及方法分析如下。

当该液压马达的平衡阀处于中位停止状态。液压马达A、B口无压力油液流经，机械制动最大腔和最小腔互通并连接通油箱，大腔为一组机械弹簧，且弹簧处于压紧状态，压住摩擦片，使得液压马达处于制动状态。左右两侧单向阀芯受弹簧力作用处于关闭状态，液压马达内部油路封闭，移动活塞可在顶杆上轴向移动，受左右复位弹簧和左右限位块的作用，处于顶杆中位，且此时，移动活塞两端与单向阀芯间隙很小，在单向阀弹簧的作用下，处于中位，移动活塞与机械制动油道口为正开口配合，油路闭合。如图1所示。

当控制液压马达运行时，不妨假设B口为高压油，则A口连通回油，此时，B口进入压力油，右侧腔体压力缓慢上升，首先顶杆和移动活塞受液压油作用，移动活塞压紧左侧复位弹簧，B口腔体的压力油进入机械制动油道，压紧机械弹簧，松开制动。如图3所示。

当压力持续上升，B处高压油继续作用于顶杆和移动活塞，随着压力油进入腔体，压力持续升高，此时复位弹簧处于完全压紧状态，机械制动机械弹簧基本完全受压紧。压力油作用下，右侧单向阀受压力，单向阀弹簧受压紧，右侧单向阀打开。同时顶杆和活塞右端面持续受压力，作用于左侧的单向阀阀芯，左侧阀芯受顶杆推力，左侧单向阀弹簧压紧，阀芯打开，直至最后单向阀芯顶住两堵头限位。B口的高压油进液压马达内部，带动液压马达转动，经该左侧单向阀经A口回油。反之，高压油从A口进入，B口回油，机械制动通过A口高压油进行接触制动。

当控制停车时，A、B口压力断开，液压马达受惯性会出现短暂摆动，而后快速停止。此时左右两侧单向阀快速闭合，顶杆回中位，制动油路闭合，机械制动内腔体受弹簧力作用，从内部的小节流孔回壳体，机械制动缓慢起作用。实现液压马达运行时，先快速松开机械制动；液压马达停止时，再慢速进行机械制动。

Claims (5)

1.一种一体式集成液压阀，其特征在于：包括

阀体（1），阀体（1）从左到右依次开设相通的左大孔（17）、中孔（19）和右大孔（18），中孔（18）中部开设第一环形槽（20）；上方开设内端与左大孔（17）相通的D口、与第一环形槽（20）相通的E口、与右大孔（18）相通的F口，下方开设内端与中孔（19）相通的A口、B口；D口和F口的外端分别与液压马达的两个高压油口相连， E口的外端与液压马达机械制动装置相连；A口和B口分别与外部压力油口相连；

左阀座（2），安装在左大孔（17）内，左阀座（2）的内腔开设第二环形槽（21），沿径向开设连通D口与第二环形槽（21）的第一油路（22），沿轴向开设与内腔相通的左端孔（23）；

右阀座（16），安装在右大孔（18）内，右阀座（16）的内腔开设第三环形槽（24），沿径向开设连通F口与第三环形槽（24）的第二油路（25），沿轴向开设与内腔相通的右端孔（26）；

移动活塞（9），安装在中孔（19）内并与中孔滑动配合；

左单向阀芯（4），安装在左阀座（2）内，左单向阀芯（4）的右端能够封堵左端孔（23），沿径向开设连通第二环形槽（21）与其内腔的第三油路（27）；

右单向阀芯（14），安装在右阀座16）内，右单向阀芯（14）的左端能够封堵右端孔（26），沿径向开设连通第三环形槽（24）与其内腔的第四油路（28）；

左堵头（5），与阀体（1）固接、抵接左阀座（2）的外端；

右堵头（13），与阀体（1）固接、抵接右阀座（16）的外端；

左单向阀芯弹簧（3），大部分位于左单向阀芯（4）的内腔中，一端抵接左堵头（5）、另一端抵接左单向阀芯（4）的腔底；

右单向阀芯弹簧（15），大部分位于右单向阀芯（14）的内腔中，一端抵接右堵头（13）、另一端抵接右单向阀芯（14）的腔底；

顶杆（6），与移动活塞（9）的中心孔滑动配合，距两端相等距离处分别固设左限位块（7）和右限位块（12）；

左复位弹簧（8），套设在顶杆（6）上，一端抵接左限位块（7）、另一端抵接移动活塞（9）的左端；

右复位弹簧（15），套设在顶杆（6）上，一端抵接右限位块（12）、另一端抵接移动活塞（9）的右端；

左单向阀芯弹簧（3）和右单向阀芯弹簧（15）的弹力相等，左复位弹簧（8）和右复位弹簧（15）的弹力相等；左单向阀芯弹簧（3）和右单向阀芯弹簧（15）的弹力大于复位弹簧（8）和右复位弹簧（15）的弹力；

顶杆（6）和移动活塞（9）在中位状态时，移动活塞（9）的周向圆面封堵第一环形槽（20），同时左单向阀芯（4）和右单向阀芯（14）在左单向阀芯弹簧（3）和右单向阀芯弹簧（15）作用下分别封闭了左端孔（23）和右端孔（26），确保A口、B口、D口、E口和F口互不相通；

当B口进油时，顶杆（6）与移动活塞（9）右端同时受到作用力，由于左单向阀芯弹簧（3）的弹力大于左复位弹簧（8）的弹力，在顶杆（6）接触左单向阀芯（4）处，移动活塞（9）先从中位状态向左移动，E口逐渐与B口相通，D口与A口不相通，使得系统压力油从B口经中孔（19）到第一环形槽（20）到E口，进入驻车油道，便先解除驻车系统；同样，当A口进油时，顶杆（6）与移动活塞（9）左端同时受到作用力，由于右单向阀芯弹簧（15）的弹力大于右复位弹簧（11）的弹力，在顶杆（6）接触右单向阀芯（14）时，移动活塞（9）先从中位状态向右移动，E口逐渐与A口相通，但F口与B口不相通，使得系统压力油从A口经中孔（19）到第一环形槽（20）到E口，进入驻车油道，便先解除驻车系统；

移动活塞（9）向左移动至最大行程时，E口与B口相通，D口与A口相通；同样，移动活塞（9）向右移动至最大行程时，E口与A口相通，F口与B口相通,此时驻车制动均已经完全解除。

2.根据权利要求1所述的一种一体式集成液压阀，其特征在于：顶杆（6）的长度等于或略小于左单向阀芯（4）右端与右单向阀芯（14）左端之间的距离。

3.根据权利要求1所述的一种一体式集成液压阀，其特征在于：移动活塞（9）的中心孔内嵌设密封圈（10）。

4.根据权利要求1所述的一种一体式集成液压阀，其特征在于：移动活塞（9）的厚度大于第一环形槽（20）的宽度。

5.根据权利要求1所述的一种一体式集成液压阀，其特征在于：第二环形槽（21）的宽度大于左单向阀芯（4）的最大行程，第三环形槽（24）的宽度大于右单向阀芯（14）的最大行程。

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