CN113958726B - 内流式换向阀阀芯结构 - Google Patents

内流式换向阀阀芯结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种内流式换向阀阀芯结构，属于换向阀制造领域；本发明包括：阀芯；该阀芯包括：圆柱形的中间体，以及安装于该中间体两端的两个密封体；中间体的两端均设置有外螺纹插头，该外螺纹插头内设置有内腔；密封体的端部设置有密封腔，该密封腔具有朝向中间体的开口端，该开口端上设置有内螺纹接口；每个密封体均通过其上内螺纹接口与外螺纹插头相连，以使密封腔和内腔形成密闭容腔；内腔的底部设置有第一径向油孔，密封腔的底部设置有第二径向油孔；第一径向油孔通过密闭容腔与第二径向油孔相连通。本发明通过第一径向油孔在中位状态下通过第二径向油孔与回油口相连通，从而避免了工作油孔在负载作用下使阀芯发生偏移；同时阀芯采用螺纹连接的组合体进行生产，不仅易于批量化且品质优良。

Description

内流式换向阀阀芯结构
技术领域
本发明涉及阀门制造技术，尤其涉及一种内流式换向阀阀芯结构，属于液压设备制造技术领域。
背景技术
换向阀作为控制油路通断和换向的一种液压元件，应用非常普遍。常见的换向阀为滑阀式结构，其阀芯在阀体内滑动，通过切换阀芯换向，使得不同油口之间连通或者关闭。
现有技术的滑阀式结构中，换向阀阀芯为圆柱实心结构，通过对其外圆进行切削加工并与本体配合，可实现不同的油路机能【如P通A，B通T】；但是某些特殊的油路机能【如P通T】单单通过对阀芯外圆切削加工无法实现，需同时结合在阀芯的轴心内部加工内流道方可实现。
但是，现有技术中采用内流道的阀芯均需要单独开设盲孔，并需要进一步密封，不仅加工成本高，且使用寿命较低。
因此，亟待一种加工工艺稳定，强度高，可以有效成本可控的换向阀阀芯结构。
发明内容
本发明提供一种新的内流式换向阀阀芯结构，通过在阀芯的密封面上开设径向油槽，并通过阀芯内的内腔将该径向油槽导向出油口，以解决现有技术中换向阀容易内泄漏且可以容易积累污染物的技术问题。
本发明实施例的内流式换向阀阀芯结构，包括：阀芯；该阀芯包括：圆柱形的中间体，以及安装于该中间体两端的两个密封体；
所述中间体的两端均设置有外螺纹插头，该外螺纹插头内设置有内腔；所述密封体的端部设置有密封腔，该密封腔具有朝向所述中间体的开口端，该开口端上设置有内螺纹接口；
每个所述密封体均通过其上所述内螺纹接口与所述外螺纹插头相连，以使所述密封腔和所述内腔形成密闭容腔；
所述内腔的底部设置有第一径向油孔，所述密封腔的底部设置有第二径向油孔；所述第一径向油孔通过所述密闭容腔与所述第二径向油孔相连通。
如上所述的内流式换向阀阀芯结构，其中，所述外螺纹插头的边缘设置有限位台阶，所述内螺纹接口的外侧设置有对接台阶；所述内螺纹接口与所述外螺纹插头相互连接，以使所述对接台阶与所述限位台阶相互靠近；
所述对接台阶与所述限位台阶之间还设置有焊接环，所述对接台阶与所述限位台阶均与所述焊接环相焊接。
如上所述的内流式换向阀阀芯结构，其中，所述密闭容腔为圆柱形容腔，该容腔的轴线与所述阀芯的轴线相重合。
如上所述的内流式换向阀阀芯结构，其中，所述第一径向油孔和所述第二径向油孔均为贯穿孔，该贯穿孔的两端均位于所述阀芯的径向面上，且该贯穿孔均垂直于所述密闭容腔。
如上所述的内流式换向阀阀芯结构，其中，所述阀芯结构还包括：壳体；所述壳体内设置有高压油口、两个不同的工作油口，以及两个回油口；
两个工作油口分别设置于所述高压油口的两侧，且位于两个所述回油口之间；所述高压油口与两个所述工作油口之间分别具有竖直开设的工作油孔，每个所述工作油口与相邻的所述回油口之间具有竖直开设的回油孔；
所述阀芯可滑动的套设在壳体内；所述阀芯向一侧滑动，以使该侧的所述工作油孔打开，同时使另一侧的所述回油孔打开；
所述中间体上设置有用来密封两个所述工作油孔的肩台密封面；每个所述密封体上设置有用于密封一个所述回油孔的回油密封面，所述第二径向油孔位于该回油密封面上；
两个所述第一径向油孔分别位于所述肩台密封面的两端；
所述阀芯位于中间状态时，所述第一径向油孔位于所述肩台密封面与所述工作油孔的接触面上；且每个所述第一径向油孔通过一个所述密闭容腔与所述第二径向油孔相连，以使所述第一径向油孔与所述回油口相连通。
如上所述的内流式换向阀阀芯结构，其中，每个所述肩台密封面上还设置有多个润滑油槽；所述润滑油槽的为环状油槽，且位于所述阀芯的径向面上。
如上所述的内流式换向阀阀芯结构，其中，所述阀芯为左右对称结构。
如上所述的内流式换向阀阀芯结构，其中，所述壳体的两侧分别设置有电磁铁，两个所述电磁铁的两端分别与所述阀芯的两端相接触。
如上所述的内流式换向阀阀芯结构，其中，所述电磁铁上均有驱动杆，所述电磁铁通过所述驱动杆与所述阀芯的端部相连；
所述驱动杆与所述阀芯之间还设置有预紧弹簧。
本发明通过第一径向油孔在中位状态下通过第二径向油孔与回油口相连通，从而避免了工作油孔在负载作用下使阀芯发生偏移。
本发明的内流式阀芯结构，采用分体式设计，通过螺纹连接工艺，可实现阀芯中位时，其P口内泄的油液通过阀芯的内部流道与回油口T连通，具有加工工艺稳定，强度高，成本可控，同时采用本阀芯的设计思路并结合阀芯结构设变，可衍生出更多的油路机能。
附图说明
图1为本发明实施例的内流式换向阀阀芯结构的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例的内流式换向阀阀芯结构的加工前结构剖面示意图；
图3为图2中分解示意图；
图4为本发明实施例的内流式换向阀阀芯结构的中位状态剖面示意图；
图5为图4中阀芯右滑状态剖面示意图。
具体实施方式
本发明所述的内流式换向阀阀芯结构可以采用以下材料制成，且不限于如下材料，例如：阀芯、液压配套系统、电控装置等常用组件。
图1为本发明实施例的内流式换向阀阀芯结构的剖面结构示意图；图2为本发明实施例的内流式换向阀阀芯结构的加工前结构剖面示意图；图3为图2中分解示意图。
本发明实施例的内流式换向阀阀芯结构包括：阀芯6；该阀芯6包括：圆柱形的中间体1，以及安装于该中间体1两端的两个密封体2；两个密封体2分别固定安装在中间体1的两端。
如图3，所述中间体1的两端均设置有外螺纹插头12，该外螺纹插头12内设置有内腔13；所述密封体2的端部设置有密封腔23，该密封腔23具有朝向所述中间体的开口端，该开口端上设置有内螺纹接口；内螺纹接口可以通过螺纹连接的方式与外螺纹插头12相连。
如图2，每个所述密封体2均通过其上所述内螺纹接口与所述外螺纹插头12相连，以使所述密封腔23和所述内腔13形成一个整体的密闭容腔3；内腔13和密封腔23均是密闭容腔的一部分。
如图1，所述内腔13的底部设置有第一径向油孔10，所述密封腔23的底部设置有第二径向油孔20；所述第一径向油孔10通过所述密闭容腔3与所述第二径向油孔20相连通。
进一步的，为了便于加工和批量化作业生产，所述外螺纹插头12的边缘设置有限位台阶14，所述内螺纹接口的外侧设置有对接台阶24；所述内螺纹接口与所述外螺纹插头14相互连接，以使所述对接台阶24与所述限位台阶14相互靠近；对接台阶24与限位台阶14相互靠近能够形成对整个螺纹连接结构的保护。
如图1，所述对接台阶24与所述限位台阶14之间还设置有焊接环4，所述对接台阶24与所述限位台阶14均与所述焊接环4相焊接。
实际生成过程中，密封体2与中间体1进行螺纹连接后，再对对接台阶24与限位台阶14进行焊接，满焊后形成焊接环4，从而对螺纹连接进行保护和固定。
在密封体2与中间体1焊接后，由于焊接后，内壁的密闭容腔3已经形成，可以对整个阀芯的外部结构进行加工，从而保证焊接后，整个阀芯外部结构径向面的精度和同轴度，不仅利于批量化生产，还可以保证生成的精度。
一般情况下，所述密闭容腔3为圆柱形容腔，该密闭容腔3的轴线与所述阀芯6的轴线相重合。
更进一步的，所述第一径向油孔10和所述第二径向油孔20均为贯穿孔，该贯穿孔的两端均位于所述阀芯6的径向面上，且该贯穿孔均垂直于所述密闭容腔3，从而便于加工。
如图4和图5，本实施例的内流式换向阀阀芯结构，还包括：壳体7；所述壳体7内设置有高压油口P、两个不同的工作油口(具体为工作油口A和工作油口B)，以及两个回油口(T1和T2相互连通)；
两个工作油口(A和B)分别设置于所述高压油口P的两侧，且位于两个所述回油口(T1和T2)之间；所述高压油口P与两个所述工作油口之间分别具有竖直开设的工作油孔，每个所述工作油口与相邻的所述回油口之间具有竖直开设的回油孔。
所述阀芯6可滑动的套设在壳体7内；所述阀芯6向一侧滑动，以使该侧的所述工作油孔打开，同时使另一侧的所述回油孔打开；向左则P与B相连通，向右滑动则P与A相连通，从而将高压油导至该工作油口，进而执行换向动作。
所述中间体1上设置有用来密封两个所述工作油孔的肩台密封面11；每个所述密封体2上设置有用于密封一个所述回油孔的回油密封面21，所述第二径向油孔20位于该回油密封面21上；
两个所述第一径向油孔10分别位于所述肩台密封面11的两端；
如图4，所述阀芯6位于中间状态时，所述第一径向油孔10位于所述肩台密封面11与所述工作油孔的接触面上，所述第二径向油孔20位于所述回油密封面21上，且均与回油口相对应；且每个所述第一径向油孔10通过一个所述密闭容腔3与所述第二径向油孔20相连，以使所述第一径向油孔10与所述回油口(T1和T2)相连通。
本发明通过径向油孔在中位状态下与回油口相连通，从而使工作油口的油压在外在负载不稳定的情况下，较高压力的压力油能够通过肩台密封面11与工作油孔的接触面之间的缝隙进入第一径向油孔10，再通过密闭容腔3与第二径向油孔20，最终与回油口相连，也能够避免高压油泄漏造成的执行元件偏移。
一般情况下，每个所述肩台密封面11上还设置有多个润滑油槽；所述润滑油槽的为环状油槽，且位于所述阀芯6的径向面上。
由于润滑油槽的大部分与工作油孔的密封面对应，所以阀芯受到了油压的悬浮支撑作用，降低了阀芯运动的摩擦力，降低了阀芯的液压卡紧力，所以当换向阀长时间处于中立位置需要换向时能正常换向。
本实施例的内流式换向阀阀芯结构，所述阀芯6为左右对称结构。
一般情况下，所述壳体7的两侧分别设置有电磁铁，两个所述电磁铁的两端分别与所述阀芯6的两端相接触。
进一步，所述电磁铁上均有驱动杆9，所述电磁铁通过所述驱动杆9与所述阀芯6的端部相连；所述驱动杆9与所述阀芯6之间还设置有预紧弹簧8。预紧弹簧8能够使阀芯6在不受到外力的情况下，保持中立位置不动。
一般情况下，高压油口P与液压系统中的液压泵相连，用于通过高压油管P释放高压的液压油。
两个工作油口A和B分别与执行元件(换向油缸等)的两端相连，以便于通过进出油管进行执行换向动作。
回油口T一般与液压油箱相连，以便于执行元件的非工作侧排出低压油至油箱。换向阀工作过程中，其中一个工作油口打开，另一工作油口则自动回油，将低压油排放至油箱内。
当阀芯两端没有外力作用时，阀芯在处于中立位置，此时油口P/A/B/T不通；当P口接入高压油源时，高压油必须通过肩台密封面与工作油孔的径向间隙渗漏到A或B，但是如图4和图5所示，由于该工作油孔上设置了第一径向油孔10，因此高压油通过第一径向油孔10后，进入内腔，并最终通过第二径向油孔20排出至回油口，所以高压油难以在停机的状态下进行压力堆积，因此降低了内泄漏引起的执行元件偏移，也就是避免了执行元件的偷跑。
如图5，当阀芯左侧受到一个液压力或电磁力时，阀芯往右侧运动，如图5所示：此时油路为P→A，B→T，驱动单作用油缸作动；同时液压油会通过阀芯上的第一径向油孔10，密闭容腔3和第二径向油孔20相通，由于第二径向油孔20位于阀体的环形滑动面(回油孔滑动面)之间，所以P口的液压油不会通过阀芯的第一径向油孔10，密闭容腔3和第二径向油孔20直接流回到T口内，从而不会影响驱动油缸所需的流量和压力。
当阀芯右侧受到一个液压力或电磁力时，阀芯往左侧运动，工作方式同上。
另外，本发明的内流式换向阀阀芯结构制作成本不高，结构设计紧凑，构造巧妙，易于规模化高精度生产，使用维护方便，适用于各种长时间保持中为状态且对加工成本为敏感的液压系统的换向动作的场合。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体的作用和结构，并配合本发明各个实施例所述的结构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种内流式换向阀阀芯结构，其特征在于，包括：阀芯；该阀芯包括：圆柱形的中间体，以及安装于该中间体两端的两个密封体；
所述中间体的两端均设置有外螺纹插头，该外螺纹插头内设置有内腔；所述密封体的端部设置有密封腔，该密封腔具有朝向所述中间体的开口端，该开口端上设置有内螺纹接口；
每个所述密封体均通过其上所述内螺纹接口与所述外螺纹插头相连，以使所述密封腔和所述内腔形成密闭容腔；
所述内腔的底部设置有第一径向油孔，所述密封腔的底部设置有第二径向油孔；所述第一径向油孔通过所述密闭容腔与所述第二径向油孔相连通；
所述外螺纹插头的边缘设置有限位台阶，所述内螺纹接口的外侧设置有对接台阶；所述内螺纹接口与所述外螺纹插头相互连接，以使所述对接台阶与所述限位台阶相互靠近；
所述对接台阶与所述限位台阶之间还设置有焊接环，所述对接台阶与所述限位台阶均与所述焊接环相焊接；
所述密闭容腔为圆柱形容腔，该容腔的轴线与所述阀芯的轴线相重合；
所述第一径向油孔和所述第二径向油孔均为贯穿孔，该贯穿孔的两端均位于所述阀芯的径向面上，且该贯穿孔均垂直于所述密闭容腔。
2.根据权利要求1所述的内流式换向阀阀芯结构，其特征在于，所述阀芯结构还包括：壳体；所述壳体内设置有高压油口、两个不同的工作油口，以及两个回油口；
两个工作油口分别设置于所述高压油口的两侧，且位于两个所述回油口之间；所述高压油口与两个所述工作油口之间分别具有竖直开设的工作油孔，每个所述工作油口与相邻的所述回油口之间具有竖直开设的回油孔；
所述阀芯可滑动的套设在壳体内；所述阀芯向一侧滑动，以使该侧的所述工作油孔打开，同时使另一侧的所述回油孔打开；
所述中间体上设置有用来密封两个所述工作油孔的肩台密封面；每个所述密封体上设置有用于密封一个所述回油孔的回油密封面，所述第二径向油孔位于该回油密封面上；
两个所述第一径向油孔分别位于所述肩台密封面的两端；
所述阀芯位于中间状态时，所述第一径向油孔位于所述肩台密封面与所述工作油孔的接触面上；且每个所述第一径向油孔通过一个所述密闭容腔与所述第二径向油孔相连，以使所述第一径向油孔与所述回油口相连通。
3.根据权利要求2所述的内流式换向阀阀芯结构，其特征在于，每个所述肩台密封面上还设置有多个润滑油槽；所述润滑油槽的为环状油槽，且位于所述阀芯的径向面上。
4.根据权利要求1-3任一所述的内流式换向阀阀芯结构，其特征在于，所述阀芯为左右对称结构。
5.根据权利要求2所述的内流式换向阀阀芯结构，其特征在于，所述壳体的两侧分别设置有电磁铁，两个所述电磁铁的两端分别与所述阀芯的两端相接触。
6.根据权利要求5所述的内流式换向阀阀芯结构，其特征在于，所述电磁铁上均有驱动杆，所述电磁铁通过所述驱动杆与所述阀芯的端部相连；
所述驱动杆与所述阀芯之间还设置有预紧弹簧。
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