CN113790186B - 一种位移控制液压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种位移控制液压阀，包括依次排列的油路对接阀块、中间阀块以及位移输入阀块。位移输入阀块内设有能够滑动的台阶滑动轴，单向阀顶针的另一端与台阶滑动轴的侧面相抵；当单向阀顶针与台阶滑动轴的大径面相抵，单向阀顶针将钢球顶开，以使得顶针滑道与空腔连通，油液回路畅通；当单向阀顶针与台阶滑动轴的小径面相抵，钢球回位弹簧推动钢球将空腔与顶针滑道隔断，油液回路封闭，仅使得从回油口进入的油液在油液作用下顶开钢球并流动至进油口。本发明通过位置直接控制单向阀开闭，实现位移动作与液压动作的直接关联，同时因减少控制环节，提升动作互锁的稳定性可靠性，降低使用成本。

Description

一种位移控制液压阀

技术领域

本发明涉及液压控制阀技术领域，更具体地，涉及一种位移控制液压阀。

背景技术

当今制造业自动化需求越来越高，高自动化导致设备设施的动作监测机构越来越复杂，动作互锁，安全控制策略越来越复杂。

现有技术中一种是采用液压油路控制动作顺序，通常使用顺序阀控制，控制阀的控制原理为需要在阀的进油口油路具备一定压力的情况下才会打开顺序阀，使后续油路通油执行后续动作。只能通过压力控制实现动作的顺序控制，无法实现后续动作与某动作或者某特定机构(行程)的互锁。另一种则是当需要设备完成某个动作或者某个移动部件到达某个位置时，同步打开某液压油路，使某个夹具压头夹紧。一般的设计使用一个或多个传感器，感应位置信号，再通过PLC控制复杂的电磁阀，来控制油路动作，来实现后续液压动作与前面位移的顺序关系或者互锁关系。动作控制环节多，位置传感器、PLC、电磁阀这三个环节任何一个出现问题都会造成设备故障。

因此，如何提供一种通过位置直接控制单向阀开闭，实现位移动作与液压动作的直接关联，同时因减少控制环节，提升动作互锁的稳定性可靠性，降低使用成本的位移液压控制阀成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种位移控制液压阀，通过位置直接控制单向阀开闭，实现位移动作与液压动作的直接关联，同时因减少控制环节，提升动作互锁的稳定性可靠性，降低使用成本。

根据本发明的一方面，提供了一种位移控制液压阀，包括依次排列的油路对接阀块、中间阀块以及位移输入阀块；

所述中间阀块上设有两上下排列的顶针滑道，所述顶针滑道面向所述油路对接阀块的一端上设有单向阀；

所述单向阀包括单向阀旋盖以及单向阀座，所述单向阀旋盖旋进所述顶针滑道内，所述单向阀座嵌入在所述单向阀旋盖内；所述单向阀座内设有空腔，所述单向阀旋盖和所述单向阀座上均设有相对应的通孔，所述空腔内还设有钢球，所述钢球能够将所述空腔与所述顶针滑道隔断；所述顶针滑道内设有单向阀顶针，所述单向阀顶针的一端与所述钢球相抵，所述钢球远离所述单向阀顶针的侧面与所述单向阀座之间设有钢球回位弹簧；

所述油路对接阀块上设有进油口和回油口，所述进油口通过油路与单向阀座连通，所述回油口与所述顶针滑道的侧壁连通，以使得所述进油口和所述回油口形成油液回路；

所述位移输入阀块内设有能够滑动的台阶滑动轴，所述单向阀顶针的另一端与所述台阶滑动轴的侧面相抵；当所述单向阀顶针与所述台阶滑动轴的大径面相抵，所述单向阀顶针将所述钢球顶开，以使得所述顶针滑道与所述空腔连通，所述油液回路畅通；当所述单向阀顶针与所述台阶滑动轴的小径面相抵，所述钢球回位弹簧推动所述钢球将所述空腔与所述顶针滑道隔断，所述油液回路封闭，仅使得从所述回油口进入的油液在油液作用下顶开钢球并流动至进油口。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述钢球的直径大于所述单向阀旋盖和所述单向阀座的通孔的直径。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述油路对接阀块上的油路与所述中间阀块上的油路的连接处设有油路密封圈，且所述进油口的油路上的油路密封圈位于所述单向阀旋盖的侧壁处。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述单向阀顶针由顶杆段和滑动段一体化组成，所述顶杆段穿过所述单向阀旋盖的通孔并与所述钢球相抵，所述回油口与所述顶针滑道的连通处正对于所述顶杆段的位置；

所述顶杆段的直径小于所述顶针滑道的直径，所述滑动段与所述顶针滑道的直径相等。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述顶杆段上套设有顶针回位弹簧，且所述单向阀旋盖上的通孔外径小于所述顶针滑道的直径，以使得所述顶针回位弹簧的两端分别与所述顶针滑道的端面和所述滑动段的端面相抵。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述滑动段的侧壁上设有环形槽，所述环形槽内设有顶针轴密封圈。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述滑动段上还设有限位凸环，所述环形槽位于所述顶杆段和所述限位凸环之间，所述顶针滑道呈阶梯状结构，所述限位凸环与所述顶针滑道的大径段相配合，以限制所述单向阀顶针的滑动距离。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述位移输入阀块的侧壁上设有至少两根阀块组装螺丝，所述阀块组装螺丝向内延伸至所述油路对接阀块内，以使得所述阀块组装螺丝将所述油路对接阀块、所述中间阀块以及所述位移输入阀块连接。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述台阶滑动轴的内部设有螺纹连接的滑动轴连接螺丝，所述滑动轴连接螺丝通过螺纹传动带动所述台阶滑动轴上下位移。

可选地，根据本发明的位移控制液压阀，所述单向阀顶针的数量为至少一根，所述油液回路的数量与所述单向阀顶针的数量相同，以使得所述台阶滑动轴能够控制至少一组油液回路。

本发明所公开的位移控制液压阀，通过位置直接控制单向阀开闭，实现位移动作与液压动作的直接关联，同时因减少控制环节，提升动作互锁的稳定性可靠性，降低使用成本。本发明通过行程控制油路，实现设备设施的某动作与液压系统某动作的动作顺序的“刚性”控制，实现机械机构动作的安全控制。

当单向阀顶针与台阶滑动轴的大径面相抵，单向阀顶针将钢球顶开，以使得顶针滑道与空腔连通，油液回路畅通；当单向阀顶针与台阶滑动轴的小径面相抵，钢球回位弹簧推动钢球将空腔与顶针滑道隔断，油液回路封闭，仅使得从回油口进入的油液在油液作用下顶开钢球并流动至进油口。另外，该技术方案可以通过标准化实现，1-N组油路的集成控制，即该阀可以实现1组或多组动作的互锁控制。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明所公开的位移控制液压阀的主视图；

图2为本发明所公开的位移控制液压阀的俯视图；

图3为本发明所公开的位移控制液压阀的侧视图；

图4为图2中A-A的剖视图；

图5为图2中B-B的剖视图；

图6为图2中C-C的剖视图；

图7为图2中D-D的剖视图；

图8为图1中E-E的剖视图；

图9为图1中F-F的剖视图；

图10为图1中G-G的剖视图；

图11为图10中H处的放大图；

图12为本发明一实施例中的单向阀顶针与台阶滑动轴的状态图(一)；

图13为本发明一实施例中的单向阀顶针与台阶滑动轴的状态图(二)。

附图标记说明：100-位移输入阀块；101-阀块组装螺丝；102-台阶滑动轴；103-滑动轴连接螺丝；104-滑轴封盖；

200-中间阀块；201-单向阀顶针；2011-顶杆段；2012-滑动段；2013-限位凸环；202-顶针回位弹簧；203-顶针轴密封圈；204-密封块；

300-油路对接阀块；301-第一回油口；302-第二回油口；303-第二进油口；304-第一进油口；305-油液回路；

400-单向阀；401-油路密封圈；402-钢球；403-单向阀旋盖；404-单向阀座；405-钢球回位弹簧。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据图1至图11所示，本发明提供了一种位移控制液压阀，包括依次排列的油路对接阀块300、中间阀块200以及位移输入阀块100；中间阀块200上设有两上下排列的顶针滑道，顶针滑道面向油路对接阀块300的一端上设有单向阀400。

单向阀400包括单向阀旋盖403以及单向阀座404，单向阀旋盖403旋进顶针滑道内，单向阀座404嵌入在单向阀旋盖403内；单向阀座404内设有空腔，单向阀旋盖403和单向阀座404上均设有相对应的通孔，空腔内还设有钢球402，钢球402能够将空腔与顶针滑道隔断；顶针滑道内设有单向阀顶针201，单向阀顶针201的一端与钢球402相抵，钢球402远离单向阀顶针201的侧面与单向阀座404之间设有钢球回位弹簧405。

油路对接阀块300上设有进油口和回油口，进油口通过油路与单向阀座404连通，回油口与顶针滑道的侧壁连通，以使得进油口和回油口形成油液回路305。

位移输入阀块100内设有能够滑动的台阶滑动轴102，单向阀顶针201的另一端与台阶滑动轴102的侧面相抵；当单向阀顶针201与台阶滑动轴102的大径面相抵，单向阀顶针201将钢球402顶开，以使得顶针滑道与空腔连通，油液回路305畅通；当单向阀顶针201与台阶滑动轴102的小径面相抵，钢球回位弹簧405推动钢球402将空腔与顶针滑道隔断，油液回路305封闭，仅使得从回油口进入的油液在油液作用下顶开钢球402并流动至进油口。

本发明所公开的位移控制液压阀，通过位置直接控制单向阀400开闭，实现位移动作与液压动作的直接关联，同时因减少控制环节，提升动作互锁的稳定性可靠性，降低使用成本。本发明通过行程控制油路，实现设备设施的某动作与液压系统某动作的动作顺序的“刚性”控制，实现机械机构动作的安全控制。另外，该技术方案可以通过标准化实现，1-N组油路的集成控制，即该阀可以实现1组或多组动作的互锁控制。

进一步地，钢球402的直径大于单向阀旋盖403的通孔的直径。以便于钢球402能够保证在钢球回位弹簧405的作用下将单向阀旋盖403的通孔处闭合，从而切断油液回路305，并且还能够防止钢球402进入至油液回路305和顶针滑道中。

进一步地，油路对接阀块300上的油路与中间阀块200上的油路的连接处设有油路密封圈401，且进油口的油路上的油路密封圈401位于单向阀旋盖403的侧壁处。由于单向阀旋盖403是旋进顶针滑道中的，所以单向阀旋盖403与顶针通道之间需要满足一定的密封度，以避免油液从油路对接阀块300和中间阀块200的连接处漏出，所以油路密封圈401应当设置在单向阀旋盖403的侧壁处，并且回油口的油路上也应当设置油路密封圈401。

进一步地，单向阀顶针201由顶杆段2011和滑动段2012一体化组成，顶杆段2011穿过单向阀旋盖403的通孔并与钢球402相抵，回油口与顶针滑道的连通处正对于顶杆段2011的位置；顶杆段2011的直径小于顶针滑道的直径，滑动段2012与顶针滑道的直径相等。在实施时，顶杆段2011主要与钢球402相抵，并且其直径小于顶针滑道的直径，从而使得顶杆段2011与顶针滑道之间留有间隙，保证了油液回路305的畅通。

再进一步地，回油口与顶针滑道的连接处还设有与外界连通的支路，所述支路上通过密封块204堵住，支路可以用于将油液从支路中排出。

再进一步地，顶杆段2011上套设有顶针回位弹簧202，且单向阀旋盖403上的通孔外径小于顶针滑道的直径，以使得顶针回位弹簧202的两端分别与顶针滑道的端面和滑动段2012的端面相抵。顶针回位弹簧202与钢球回位弹簧405工作作用于钢球402和单向阀顶针201，使得单向阀顶针201在不与台阶滑动轴102的大径面相抵的情况下，能够准确复位；另外，由于顶针回位弹簧202的存在，单向阀旋盖403的通孔的直径应当顶针滑道的直径，即单向阀旋盖403旋进顶针通道的部分结构的直径小于顶针滑道的直径，从而使得顶针滑道具有一端面，顶针回位弹簧202正好与该断面和滑动段2012的端面相抵，并套设在顶杆段2011上。

进一步地，滑动段2012的侧壁上设有环形槽，环形槽内设有顶针轴密封圈203，能够有效防止油液从滑动段2012进入位移输入阀块100中。

进一步地，滑动段2012上还设有限位凸环2013，环形槽位于顶杆段2011和限位凸环2013之间，顶针滑道呈阶梯状结构，限位凸环2013与顶针滑道的大径段相配合，以限制单向阀顶针201的滑动距离，避免单向阀顶针201的滑动距离过大，并且当限位凸环2013与顶针滑道的阶面相抵时，顶针轴密封圈203的位置不得对应油液回路305，否则会导致油液沿着滑动段2012进入位移输入阀块100中。

进一步地，位移输入阀块100的侧壁上设有至少两根阀块组装螺丝101，阀块组装螺丝101向内延伸至油路对接阀块300内，以使得阀块组装螺丝101将油路对接阀块300、中间阀块200以及位移输入阀块100连接。

进一步地，台阶滑动轴102的内部设有螺纹连接的滑动轴连接螺丝103，滑动轴连接螺丝103通过螺纹传动带动台阶滑动轴102上下位移。在实施时，通过外部工具使滑动轴连接螺丝103的位置固定，仅仅只能够转动，则台阶滑动轴102便能够在滑动轴连接螺丝103的螺纹作用下产生位移，从而有效的调节台阶滑动轴102的大径面和小径面与单向阀顶针201之间的配合关系。

再进一步地，位移输入阀块100的底部还设有滑轴封盖104，以便于防止台阶滑动轴102和滑动轴连接螺丝103掉出。

进一步地，单向阀顶针201的数量为至少一根，油液回路305的数量与单向阀顶针201的数量相同，以使得台阶滑动轴102能够控制至少一组油液回路305。

本发明的工作原理如下：

如图12所示(状态一)，上方的单向阀顶针201所对应的油液回路305由第一进油口304和第一回油口301组成，位于上方的单向阀顶针201与台阶滑动轴102的小径贴合，上方的单向阀顶针201在顶针回位弹簧202的作用下，处于释放状态，顶杆段2011与钢球402脱开，钢球402在钢球回位弹簧405的作用下，油路“第一进油口304→第一回油口301”堵死，油路“第一回油口301→第一进油口304”畅通；

下方的单向阀顶针201所对应的油液回路305由第二进油口303和第二回油口302组成，位于下方的单向阀顶针201与台阶滑动轴102的大径贴合，下方单向阀顶针201在滑动轴的挤压下，克服顶针回位弹簧202与钢球回位弹簧405的作用力，顶开钢球402，油路“第二进油口303→第二回油口302”与“第二回油口302→第二进油口303”都畅通；

如图13所示(状态二)，当台阶滑动轴102上移至大径面与上方的单向阀顶针201相抵，下方的单向阀顶针201与台阶滑动轴102之间无任何抵触关系。同上述过程，在此状态下油路“第一进油口304→第一回油口301”与“第一回油口301→第一进油口304”都畅通，油路“第二进油口303→第二回油口302”堵死，油路“第二回油口302→第二进油口303”畅通；

以液压夹具使用为例，假如夹具有多个元器件，其中元器件一需要确保在设备/机构“动作一”完成后(也可以是“元器件二”动作完成——注：从安全管理角度元器件液压通油状态不能等同于其机械机构的动作)，才允许进一步执行其动作，同时其夹具松开时也要求确保在元器件二执行动作前，其互锁的设备/机构的“动作二”完成，恢复运行前的位置状态。“第一进油口304-第一回油口301”接入“元器件二”与“元器件一”间的夹紧油路，“第二进油口303-第二回油口302”接入“元器件二”与“元器件一”间的松开油路。

图4为位移控制液压阀的初始状态。当“元器件二”执行完动作时，夹紧油路“第一进油口304→第一回油口301”堵死，油路持续供油，等待设备/机构“动作一”完成后，带动台阶滑动轴102继续上移，将位移控制液压阀状态切换至“状态二”油路“第一进油口304→第一回油口301”打开，“元器件二”得到供油，可继续执行后续夹紧动作。

当夹具松开时“元器件二”完成动作时，位移控制液压阀处于“状态二”油路“第二进油口303→第二回油口302”堵死，油路持续供油，等待设备/机构“动作二”完成后，带动台阶滑动轴102下移，将位移控制液压阀切换至初始状态“状态一”，“第二进油口303→第二回油口302”打开，“元器件一”得到供油，可继续执行后续松开动作。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种位移控制液压阀，其特征在于，包括依次排列的油路对接阀块、中间阀块以及位移输入阀块；

所述中间阀块上设有两上下排列的顶针滑道，所述顶针滑道面向所述油路对接阀块的一端上设有单向阀；

所述单向阀包括单向阀旋盖以及单向阀座，所述单向阀旋盖旋进所述顶针滑道内，所述单向阀座嵌入在所述单向阀旋盖内；所述单向阀座内设有空腔，所述单向阀旋盖和所述单向阀座上均设有相对应的通孔，所述空腔内还设有钢球，所述钢球能够将所述空腔与所述顶针滑道隔断；所述顶针滑道内设有单向阀顶针，所述单向阀顶针的一端与所述钢球相抵，所述钢球远离所述单向阀顶针的侧面与所述单向阀座之间设有钢球回位弹簧；

所述油路对接阀块上设有进油口和回油口，所述进油口通过油路与单向阀座连通，所述回油口与所述顶针滑道的侧壁连通，以使得所述进油口和所述回油口形成油液回路；

所述位移输入阀块内设有能够滑动的台阶滑动轴，所述单向阀顶针的另一端与所述台阶滑动轴的侧面相抵；当所述单向阀顶针与所述台阶滑动轴的大径面相抵，所述单向阀顶针将所述钢球顶开，以使得所述顶针滑道与所述空腔连通，所述油液回路畅通；当所述单向阀顶针与所述台阶滑动轴的小径面相抵，所述钢球回位弹簧推动所述钢球将所述空腔与所述顶针滑道隔断，所述油液回路封闭，仅使得从所述回油口进入的油液在油液作用下顶开钢球并流动至进油口。

2.根据权利要求1所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述钢球的直径大于所述单向阀旋盖和所述单向阀座的通孔的直径。

3.根据权利要求1所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述油路对接阀块上的油路与所述中间阀块上的油路的连接处设有油路密封圈，且所述进油口的油路上的油路密封圈位于所述单向阀旋盖的侧壁处。

4.根据权利要求1所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述单向阀顶针由顶杆段和滑动段一体化组成，所述顶杆段穿过所述单向阀旋盖的通孔并与所述钢球相抵，所述回油口与所述顶针滑道的连通处正对于所述顶杆段的位置；

所述顶杆段的直径小于所述顶针滑道的直径，所述滑动段与所述顶针滑道的直径相等。

5.根据权利要求4所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述顶杆段上套设有顶针回位弹簧，且所述单向阀旋盖上的通孔外径小于所述顶针滑道的直径，以使得所述顶针回位弹簧的两端分别与所述顶针滑道的端面和所述滑动段的端面相抵。

6.根据权利要求4所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述滑动段的侧壁上设有环形槽，所述环形槽内设有顶针轴密封圈。

7.根据权利要求6所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述滑动段上还设有限位凸环，所述环形槽位于所述顶杆段和所述限位凸环之间，所述顶针滑道呈阶梯状结构，所述限位凸环与所述顶针滑道的大径段相配合，以限制所述单向阀顶针的滑动距离。

8.根据权利要求1所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述位移输入阀块的侧壁上设有至少两根阀块组装螺丝，所述阀块组装螺丝向内延伸至所述油路对接阀块内，以使得所述阀块组装螺丝将所述油路对接阀块、所述中间阀块以及所述位移输入阀块连接。

9.根据权利要求1所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述台阶滑动轴的内部设有螺纹连接的滑动轴连接螺丝，所述滑动轴连接螺丝通过螺纹传动带动所述台阶滑动轴上下位移。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的位移控制液压阀，其特征在于，所述单向阀顶针的数量为至少一根，所述油液回路的数量与所述单向阀顶针的数量相同，以使得所述台阶滑动轴能够控制至少一组油液回路。

Images