CN209115415U - 一种液控换向驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液控换向驱动装置，所述液控换向驱动装置包括液压油泵、控制装置和液控换向阀，所述液压油泵用于泵送液压油，所述液压油泵与所述液控换向阀的两侧进油口相连通，所述控制装置与所述液控换向阀的一个进油口处的进油阀门相连接，用于对所述进油阀门进行控制。

Description

一种液控换向驱动装置

技术领域

本实用新型涉及机械领域，具体涉及一种液控换向驱动装置。

背景技术

液控换向驱动装置是借助于液流的压力推动阀芯在阀体内作相对运动来改变阀的工作位置，实现油路的开启和关闭，从而改变液流的方向，使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。

开关式液压换向阀结构主要有提动式和滑阀式两类。提动式的工作原理类似于插装式阀，其密封性能好，但其阀口启、闭过程的可控性差。滑阀式结构在液压换向阀中应用最广，这种结构形式具有结构相对简单、易于实现流量、压力控制等优点。但是一般的滑阀额定流量最大在1100L/min 以下、通径在DN50以下，而且阀口的启、闭换向时间较长且不可控。并且随着阀口通径的增大，换向冲击大，且易出现换向不可靠。

目前，国内现有的滑阀式换向阀产品，通径一般为6mm～32mm，公称流量60 L/min～1100 L/min，国外少数通径50mm的电液比例阀流量能够达到1500 L/min，但其阀口压降较大，并且需要定制，可靠性和维修性均具有不确定因素，会给使用带来较大风险，不能应用于重要军工项目。而对于公称压力不低于21MPa，阀口压降0.5MPa时，流量达到1600L/min以上并且要求主阀启、闭换向时间短且可调节的液压开关阀在国内、外都是比较少见的，国内更没有公开的研究报道和成熟的产品供选用，因此需研发与控制阀组匹配的高压大流量液控换向阀，来实现对执行机构的平稳控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高度可靠的大流量液控换向阀，该阀适用于中高压系统，阀口压降0.5MPa时，流量可达到1200L/min以上，阀芯可实现快速切换、运动平稳无冲击，且阀口的启、闭切换时间可调节。该液控换向阀尤其适用于控制液压马达实现高速绞车的启动和制动的平稳控制。

具体而言，本实用新型提供一种液控换向驱动装置，其特征在于，所述液控换向驱动装置包括液压油泵、控制装置和液控换向阀，

所述液压油泵用于供给液压油，所述液压油泵与所述液控换向阀的两侧控制油口相连通，所述控制装置与所述液控换向阀的一个控制油口处的进油阀门相连接，用于对所述进油阀门进行控制；

所述液控换向阀包括第一端盖、复位弹簧、主阀体、主阀芯、第二端盖，所述的主阀体具有五个凸台，由左至右分别为左部凸台、左中部凸台、中部凸台、右中部凸台和右部凸台，所述的主阀体被其阀腔壁和阀腔壁上的凸台由左至右分为左部阀腔、左中部阀腔、中左部阀腔、中右部阀腔、右中部阀腔和右部阀腔；

所述的主阀芯具有六个台肩，由左至右分别为左部台肩、中左部台肩、中部台肩、中右部台肩、右中部台肩和右部台肩，主阀芯的左部台肩端面面积小于其右部台肩端面面积，所述的主阀芯左部台肩与第一端盖之间安装有处于压缩状态的复位弹簧；

所述主阀芯与所述第一端盖之间以及所述主阀芯与所述第二端盖之间分别设置有左控制油腔和右控制油腔，所述主阀体的左端和右端分别具有左控制油口和右控制油口，所述左控制油腔与左控制油口相连通，所述右控制油腔与所述右控制油口相连通，

所述液压油泵分别连接至所述左控制油腔和所述右控制油腔的控制油口，所述右控制油口与所述液压油泵之间的管路中，设置所述进油阀门。

优选地，所述液控换向阀还包括保护罩，所述保护罩安装所述液控换向阀的端部。

优选地，所述液控换向阀还包括调速阀组，所述调速阀组安装在所述右控制油口的控制管路中。

优选地，还包括液压马达，所述液控换向驱动装置的输出口与所述液压马达的输入相连，用于驱动所述液压马达。

更进一步地，所述的主阀芯左部台肩与左端盖之间安装有处于压缩状态的复位弹簧。

所述的主阀芯位于左工作位时，阀芯右端面与右端盖凸台接触，主阀体阀腔的左部阀腔、左中部阀腔、中左部阀腔、中右部阀腔、右中部阀腔和右部阀腔均处于各自封闭状态。当阀芯向左移动时，阀芯位于右工作位时，阀芯左端面与左端盖凸台接触，主阀体阀腔的左部阀腔、右部阀腔均处于封闭状态，主阀体阀腔的左中部阀腔和中左部阀腔相连通，主阀体阀腔的中右部阀腔和右中部阀腔相连通。

更进一步地，所述的主阀芯的左部台肩、中部台肩和右中部台肩均开有多个均压槽。主阀芯的中左部台肩以及中右部台肩的右端面的倒有角度为a，长度为l的锥角。

更进一步地，所述的主阀芯的左、右端面开有螺纹孔，用于安装固定测量连接头。

所述主阀体阀腔的左部阀腔设有控制油口X，左中部阀腔设有主进油口P，中左部阀腔设有出油口A，中右部阀腔设有出油口B，右中部阀腔设有主回油口T，右部阀腔分别设有控制油口Y和泄露油口L。

所述的左端盖、右端盖均留有缓冲节流阀和测量套的安装孔。

所述的缓冲节流阀包括节流阀座、钢球、弹簧、节流阀体、螺母、节流阀弹簧座和保护罩。

更进一步地，所述的缓冲节流阀的节流阀座用于与左右端盖连接。

更进一步地，所述的缓冲节流阀节流阀体安装在节流阀座上，用于调节节流阀体锥形阀头与节流阀座的间隙。所述的缓冲节流阀的钢球和弹簧安装在节流阀体内。

所述的连接销轴用于测量连接头和测量杆的连接，所述的保护罩安装在测量套上。

技术效果

本实用新型的高压大流量的液控换向阀，适用于中高压系统，阀口压降0.5MPa时，流量可达到1600L/min以上，阀芯可实现快速切换、运动平稳可靠无冲击，且阀口的启、闭切换时间短且可调节。液控换向阀阀口倒有角度为a，长度为l的锥角，既保证了阀芯的快速切换，又可以实现阀芯可靠平稳的运动，保证执行机构的速度及加速度曲线满足要求。阀芯导向行程长，有效避免大尺寸阀芯的容易卡死问题。阀芯运动行程末端的可调式缓冲节流阀有效解决了大流量换向阀的换向冲击问题。主阀芯上安装的测量杆实现阀芯动作的监控。该液控换向阀尤其适用于控制液压马达实现高速绞车的启动和制动的平稳控制。

附图说明

图应能清楚地体现实用新型内容之所在，可采用多种绘图方式，并将主要部件统一编号。

图1为本实用新型的液控换向驱动装置的示意框图，图中101-液压油泵、102-液控换向阀、103-控制装置、104-进油阀门；

图2为液控换向驱动装置中的液控换向阀的机械结构示意图；

其中：1-左端盖2-复位弹簧3-主阀体4-主阀芯5-右端盖6-缓冲节流阀7-保护罩8-测量套9-测量杆10-连接销轴11-测量连接头

图3为本实用新型液控换向阀的工作原理示意图

其中：12-调节阀组

图4为本实用新型液控换向阀主阀体的机械结构示意图

图5为本实用新型液控换向阀的装配示意图

图6为本实用新型液控换向阀主阀芯的机械结构示意图

图7为本实用新型液控换向阀主阀芯的外形图

图8为本实用新型液控换向阀可实现的执行机构工况示意图

图9为本实用新型液控换向阀阀口过流面积几何计算示意图

图10为本实用新型液控换向阀缓冲节流阀机械结构示意图

图11为本实用新型液控换向阀缓冲节流阀的外形图

具体实施方式

以下结合图及其实施例对本实用新型进行详细说明，但并不因此将本实用新型的保护范围限制在实施例描述的范围之中。

见图1，2和图3，本实施例的液控换向驱动装置包括液压油泵101(或者其他液压油供给装置)、控制装置103和液控换向阀102，控制装置通过安装在液压油泵与液控换向阀之间的进油阀门实现对液控换向阀的控制，液压油泵或液压油供给装置通过两条管路分别与液控换向阀两侧的控制油口相连，但是可以仅一路设置进油阀门，另一路长通。图中左侧控制油腔和右侧控制油腔中虽然油压相同，但是二者对阀芯的作用面积不同，左侧控制油腔长通，但是右侧对阀芯的作用面积更大，所以当右侧控制油口打开时，可以将阀芯向左推进，而右侧关闭之后，则将阀芯向右推进。

本实施例的液控换向阀如图2所示，其包括左端盖1、复位弹簧2、主阀体3、主阀芯4、右端盖5、节流阀6、保护罩7、测量套8、测量杆9、连接销轴10、测量连接头11和调速阀组12。调速阀组12由2个调速阀12.1、 12.2串联组成，用于控制液控换向阀右腔的Y油路的进出流速，从而实现液控换向阀阀口启、闭切换时间的调节(该调速阀组12可以外置，通过远程调节控制液控换向阀的Y油口的流量)。需要说明的是，节流阀6可以采用图10中所示的特殊设计，也可以采用现有技术中的其他常规节流阀设计。

优选地，见图1和图2，所述的左端盖1、右端盖2留有缓冲节流阀6 和测量套8的安装孔。所述的连接销轴10用于测量连接头11和测量杆9 的连接，实现主阀芯4位置的观察检测，所述的保护罩7安装在测量套上。需要说明的测量套8以及相关的测量头等部件并非本实用新型的必须设计，可以省去。

见图4和图5，所述的主阀体3具有五个凸台，由左至右分别为左部凸台13、左中部凸台14、中部凸台15、右中部凸台16和右部凸台17。所述的主阀体3被其阀腔壁和阀腔壁上的凸台由左至右分为左部阀腔、左中部阀腔、中左部阀腔、中右部阀腔、右中部阀腔和右部阀腔。

见图6和图7，所述的主阀芯4具有六个台肩，由左至右分别为左部台肩18、中左部台肩19、中部台肩20、中右部台肩21、右中部台肩22和右部台肩23。主阀芯4的左部台肩18端面面积小于其右部台肩23端面面积，通过两端的受力面积差实现液控换向阀的的差动控制。

见图1，所述的主阀芯4左部台肩18与左端盖1之间安装有处于压缩状态的复位弹簧2，保证液控换向阀的可靠复位。

见图5，所述主阀体3阀腔的左部阀腔设有控制油口X,左中部阀腔设有主进油口P，中左部阀腔设有出油口A，中右部阀腔设有出油口B，右中部阀腔设有主回油口T,右部阀腔分别设有控制油口Y和泄露油口L。

见图1和图5，主阀体3阀腔的左部阀腔控制油口X始终通有压力油，当主阀体3部阀腔的控制油口Y未通压力油，在油压及复位弹簧2的力的作用下，主阀芯4位于左工作位，此时主阀芯4右端面与右端盖5接触，主阀体3阀腔的左部阀腔、左中部阀腔、中左部阀腔、中右部阀腔、右中部阀腔和右部阀腔均处于各自封闭状态。当主阀体3部阀腔的控制油口Y 通压力油，由于主阀芯4的左部台肩18端面面积小于其右部台肩23端面面积，在油液压力的作用下，主阀芯4向右运动，主阀芯4位于右工作位，此时主阀芯4左端面与左端盖1接触，主阀体3阀腔的左部阀腔、右部阀腔均处于封闭状态，主阀体3阀腔的左中部阀腔和中左部阀腔相连通，主阀体阀腔的中右部阀腔和右中部阀腔相连通。

见图6和图7，所述的主阀芯4的左部台肩18、中部台肩20和右中部台肩22均开有多个径向均压槽，用于防止液压卡紧，减少主阀芯4的液压侧向力。主阀芯4的中左部台肩19以及中右部台肩22的右端面的倒有角度为a，长度为l的锥角。该型线的设计直接影响阀口启、闭动态特性，进而直接影响执行机构的速度、加速度曲线。举例阀芯倒角α＝20°，l＝6mm时，负载位移与时间曲线形状如图8所示。通过改变左部台肩19以及中右部台肩22的右端面阀口型线，可以改变执行机构加速以及减速过程，其加速度、速度的变化曲线，影响其平稳性。

见图6和图7所述的主阀芯的左、右端面开有螺纹孔，用于安装固定测量连接头11。

见图9为举例说明主阀芯4的中左部台肩19以及中右部台肩21的右端面的倒有角度为a，长度为l的锥角对过流面积的计算分析。

见图10，所述的缓冲节流阀6包括节流阀座24、钢球25、弹簧26、节流阀体27、螺母28、节流阀弹簧座29和保护罩30。所述的缓冲节流阀 6的节流阀座24用于与左端盖1、右端盖2连接。所述的缓冲节流阀6的节流阀体27安装在节流阀座29上，用于调节节流阀体锥形阀头与节流阀座的间隙，实现主阀芯4运动行程末端的缓冲调节。所述的缓冲节流阀6 的钢球25和弹簧26安装在节流阀体27内。

图11为该液控换向阀用于板式安装的外形图，该液控换向阀也可根据工程要求设计为管式安装等安装形式。

虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种液控换向驱动装置，其特征在于，所述液控换向驱动装置包括液压油泵、控制装置和液控换向阀，

所述液压油泵用于供给液压油，所述液压油泵与所述液控换向阀的两侧控制油口相连通，所述控制装置与所述液控换向阀的一个控制油口处的进油阀门相连接，用于对所述进油阀门进行控制；

所述液控换向阀包括第一端盖、复位弹簧、主阀体、主阀芯、第二端盖，所述的主阀体具有五个凸台，由左至右分别为左部凸台、左中部凸台、中部凸台、右中部凸台和右部凸台，所述的主阀体被其阀腔壁和阀腔壁上的凸台由左至右分为左部阀腔、左中部阀腔、中左部阀腔、中右部阀腔、右中部阀腔和右部阀腔；

所述的主阀芯具有六个台肩，由左至右分别为左部台肩、中左部台肩、中部台肩、中右部台肩、右中部台肩和右部台肩，主阀芯的左部台肩端面面积小于其右部台肩端面面积，所述的主阀芯左部台肩与第一端盖之间安装有处于压缩状态的复位弹簧；

所述主阀芯与所述第一端盖之间以及所述主阀芯与所述第二端盖之间分别设置有左控制油腔和右控制油腔，所述主阀体的左端和右端分别具有左控制油口和右控制油口，所述左控制油腔与左控制油口相连通，所述右控制油腔与所述右控制油口相连通，

所述液压油泵分别连接至所述左控制油腔和所述右控制油腔的控制油口，所述右控制油口与所述液压油泵之间的管路中，设置所述进油阀门。

2.根据权利要求1所述的液控换向驱动装置，其特征在于，所述液控换向阀还包括保护罩，所述保护罩安装所述液控换向阀的端部。

3.根据权利要求1所述的液控换向驱动装置，其特征在于，所述液控换向阀还包括调速阀组，所述调速阀组安装在所述右控制油口的控制管路中。

4.根据权利要求1所述的液控换向驱动装置，其特征在于，还包括液压马达，所述液控换向驱动装置的输出口与所述液压马达的输入相连，用于驱动所述液压马达。