CN219119862U

CN219119862U - 方向控制阀

Info

Publication number: CN219119862U
Application number: CN202223507167.6U
Authority: CN
Inventors: 孟凡虎; 郑吉荣; 刘博�
Original assignee: Xinjiang Goldwind Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Jinfeng Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2032-12-27

Abstract

本申请涉及一种方向控制阀，包括：壳体包括沿第一方向延伸中空腔体，包括主体腔以及位于主体腔端部的扩容腔，在与第一方向相交的第二方向上，扩容腔的尺寸大于主体腔的尺寸并与主体腔之间形成有壳体台阶部；阀芯，设置于中空腔体，并与壳体可移动连接，包括主阀芯段以及设置于主阀芯段端部的端阀芯段，主阀芯段的尺寸大于端阀芯段的尺寸并与端阀芯段之间形成有阀芯台阶部；挡环，套设于端阀芯段，挡环与阀芯台阶部和/或壳体台阶部抵接，挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面向背离壳体台阶部的方向倾斜设置；弹性部，套设于阀芯，一端与挡环抵接，另一端与中空腔体抵接。本申请的方向控制阀可以削弱液压油对控制的影响，提高阀芯移动控制的精度。

Description

方向控制阀

技术领域

本申请涉及液压控制技术领域，特别是涉及一种方向控制阀。

背景技术

在液压方向控制阀中，阀芯朝一侧移动时，会过挡环压缩弹簧，当液压压力与弹簧相等时，阀芯停留在预期的位置。在开始移动阶段，阀芯还未与挡环抵接时，挡环会与壳体的径向凸起形成的台阶面贴合并抵接。由于液压油具备一定的粘性，导致挡环与台阶面的分离需要额外的作用力以克服液压油的粘性，从而引起阀芯控制的偏差。

实用新型内容

本申请实施例提供一种方向控制阀，削弱粘性液压油对阀芯控制的影响，提高控制精度。

一方面，根据本申请实施例提出了一种方向控制阀，包括：壳体，包括沿第一方向延伸中空腔体，中空腔体包括主体腔以及位于主体腔在第一方向端部的扩容腔，在与第一方向相交的第二方向上，扩容腔的尺寸大于主体腔的尺寸并与主体腔之间形成有壳体台阶部；阀芯，设置于中空腔体，并沿第一方向与壳体可移动连接，阀芯包括主阀芯段以及设置于主阀芯段在第一方向上的端部的端阀芯段，沿第二方向，主阀芯段的尺寸大于端阀芯段的尺寸并与端阀芯段之间形成有阀芯台阶部；挡环，套设于端阀芯段，挡环至少与阀芯台阶部和壳体台阶部中的一者抵接，沿第一方向，挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面向背离壳体台阶部的方向倾斜设置；弹性部，套设于阀芯，弹性部的一端与挡环抵接，另一端与中空腔体的端部抵接。

根据本申请实施例的一个方面，壳体台阶部的端面与第一方向垂直，挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面为圆锥面的至少一部分，挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面的轴线与阀芯的轴线重合。

根据本申请实施例的一个方面，壳体台阶部的端面与第一方向垂直，挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面为球冠面的至少一部分，挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面的轴线与阀芯的轴线重合。

根据本申请实施例的一个方面，阀芯台阶部的端面与第一方向垂直；挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面与壳体台阶部的端面和阀芯台阶部的端面中的至少一者抵接。

根据本申请实施例的一个方面，沿阀芯的轴向，壳体台阶部端面的内缘处设有圆弧形倒角。

根据本申请实施例的一个方面，沿阀芯的轴向，壳体台阶部端面的内缘处设有倾斜倒角。

根据本申请实施例的一个方面，沿第一方向，主体腔的两端均设有扩容腔。

根据本申请实施例的一个方面，还包括第一通路和第二通路，第一通路和第二通路分别与两个扩容腔连通。

根据本申请实施例的一个方面，还包括控制器，用于控制液压油从第一通路流入，并控制液压油从第二通路流出，或，用于控制液压油从第一通路流出，并控制液压油从第二通路流入。

根据本申请实施例的一个方面，还包括传感器，用于监测扩容腔内的液压油压力。

本申请实施例提供的方向控制阀，阀芯相对壳体移动，通过挡环压缩弹性部，直至液压压力与弹性部的弹力相等，阀芯位置稳定。当阀芯开始运动时，壳体台阶部与挡环抵接，由于挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面向背离壳体台阶部的方向倾斜设置，因此，壳体与挡环以线接触的形式抵接，降低了粘性液压油在壳体与挡环分离时产生的阻力，从而削弱了液压油对阀芯移动控制的影响，提高了阀芯移动控制的精度。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1为相关技术的方向控制阀的一种内部结构示意图。

图2为本申请实施例的方向控制阀的一种内部结构示意图。

图3为图2中的方向控制阀的A区域的一种局部放大图。

图4为图3中的方向控制阀的B区域的一种局部放大图。

图5为图3中的方向控制阀的B区域的另一种局部放大图。

图6为图3中的方向控制阀的B区域的另一种局部放大图。

附图标记：

1、壳体；11、中空腔体；111、主体腔；112、扩容腔；12、壳体台阶部；

2、阀芯；21、主阀芯段；22、端阀芯段；23、阀芯台阶部；

3、挡环；4、弹性部；5、第一通路；6、第二通路；7、控制器；8、传感器；

L、第一方向；R、第二方向。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1为相关技术的方向控制阀的一种内部结构示意图。

请参阅图1，液压方向控制阀中，通常包括两个液压腔室，由单一阀芯来同步控制，也就是说，当阀芯在壳体内移动时，两个液压腔室的液压一者增加另一者减小，达到双向控制的目的。

申请人发现，每个腔室通常都会设置弹簧结构，弹簧的一端抵在外壳内侧，另一端设有挡环。自然状态下，挡环会与壳体形成的台阶结构对应的轴向端面贴合并抵接；当阀芯移动时，阀芯形成的台阶结构会抵接挡环，此时挡环与壳体的台阶结构分离。理想情况下，此过程中，对阀芯移动的控制是相对准确的。

继续参阅图1，但在实际过程中，由于腔室内的液压油属于粘性流体，在挡环与壳体的台阶结构分离前，二者以面接触的形式抵接；二者分离时，液压油的粘性会产生较大的阻力，影响了阀芯移动控制的可靠性。阻力会引起阀芯控制过程中引入较大的偏差，引起控制结果的震荡，也就是阀芯位置的震荡。

鉴于上述分析，申请人提出了一种方向控制阀，包括壳体、阀芯、挡环和弹性部。阀芯相对壳体移动，通过挡环压缩弹性部，直至液压压力与弹性部的弹力相等，阀芯位置稳定。当阀芯开始运动时，壳体台阶部与挡环抵接，由于挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面向背离壳体台阶部的方向倾斜设置，因此，壳体与挡环以线接触的形式抵接，降低了粘性液压油在壳体与挡环分离时产生的阻力，从而削弱了液压油对阀芯移动控制的影响，提高了阀芯移动控制的精度。

图2为本申请实施例的方向控制阀的一种内部结构示意图。图3为图2中的方向控制阀的A区域的一种局部放大图。图4为图3中的方向控制阀的B区域的一种局部放大图。

请参阅图2、图3和图4，本申请实施例提供的一种方向控制阀，包括壳体1、阀芯2、挡环3和弹性部4。壳体1包括沿第一方向L延伸的中空腔体11，中空腔体11包括主体腔111以及位于主体腔111在第一方向L端部的扩容腔112，在与第一方向L相交的第二方向R上，扩容腔112的尺寸大于主体腔111的尺寸并与主体腔111之间形成有壳体台阶部12。阀芯2设置于中空腔体11，并沿第一方向L与壳体1可移动连接，阀芯2包括主阀芯段21以及设置于主阀芯段21在第一方向L上的端部的端阀芯段22，沿第二方向R，主阀芯段21的尺寸大于端阀芯段22的尺寸并与端阀芯段22之间形成有阀芯台阶部23。挡环3套设于端阀芯段22，挡环3至少与阀芯台阶部23和壳体台阶部12中的一者抵接，沿第一方向L，挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面向背离壳体台阶部12的方向倾斜设置。弹性部4套设于阀芯2，弹性部4的一端与挡环3抵接，另一端与中空腔体11的端部抵接。

本申请实施例中，可以将阀芯2相对壳体1沿第一方向L移动，出于方便加工的考虑，可以将阀芯2设置为具有与第一方向L平行的轴线的结构，也就是说，第一方向L是阀芯2的轴向。第二方向R与第一方向L相交，也就是说第二方向R与阀芯2的轴向不平行，示例性地，第二方向R可以与第一方向L垂直，也就是说，第二方向R可以为阀芯2的径向。

壳体1作为本申请实施例的方向控制阀的其他部件的安装载体使用，同时也能够为阀芯2、挡环3和弹性部4提供保护。壳体1沿第一方向L延伸的中空腔体11，作为容纳其他部件和液压油的主要空间。中空腔体11的主体腔111用于容纳阀芯2，且阀芯2能够在主体腔111内移动，同时中空腔体11的扩容腔112与阀芯2通过阀芯2密封而形成容纳液压油的腔体。主体腔111和扩容腔112对应的尺寸不同，沿第一方向L，主体腔111和扩容腔112的侧壁形成壳体台阶部12。

阀芯2位于中空腔体11内，且阀芯2使得主体腔111封闭。当阀芯2在壳体1内移动时，扩容腔112和阀芯2形成的空间变化，也就是容纳液压油的空间发生变化。阀芯2的主阀芯段21主要位于主体腔111，端阀芯段22主要位于扩容腔112。主阀芯段21和端阀芯段22的尺寸不同，沿第一方向L，主阀芯段21和端阀芯段22的侧壁形成阀芯台阶部23。阀芯台阶部23和壳体台阶部12的尺寸变化方式相反。

弹性部4用于对阀芯2施加作用力，其作用力通过挡环3施加。二者均套设在阀芯2的端阀芯段22。弹性部4的一端与壳体1沿第一方向L的端面抵接，另一端与挡环3抵接。

本申请实施例的方向控制阀的工作过程中：初始状态下，挡环3与壳体台阶部12抵接，且与阀芯台阶部23分离。阀芯2沿第一方向L移动，压缩扩容腔112与阀芯2之间的空间时，随着阀芯2移动，阀芯台阶部23和壳体台阶部12均与挡环3抵接；阀芯2继续移动，壳体台阶部12与挡环3分离；弹性部4随着阀芯2移动被压缩，直至液压油的压力与弹性部4的弹力相等，阀芯2运动至目标位置。在复位时，弹性部4推动挡环3，挡环3抵在阀芯台阶部23，直至挡环3同时与阀芯台阶部23和壳体台阶部12抵接；此时，阀芯2进一步移动，使得挡环3与阀芯台阶部23分离。

本申请实施例中，挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面向背离壳体台阶部12的方向倾斜设置，也就是说，当挡环3与壳体台阶部12抵接时，挡环3与壳体台阶部12之间的接触是线接触。在挡环3与壳体台阶部12分离时，液压油已经进入了挡环3与壳体台阶部12除接触线以外的缝隙，因此，即使液压油本身具备一定的粘性，在挡环3与壳体台阶部12分离时也不会产生明显的阻力，从而提高了本申请实施例的控制精度。

进一步地，继续参阅图2、图3和图4，壳体台阶部12的端面与第一方向L垂直，挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面为圆锥面的至少一部分，挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面的轴线与阀芯2的轴线重合。

壳体台阶部12的端面与第一方向L垂直，可以降低加工壳体1的中空腔体11难度。将挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面设置为圆锥面，使得挡环3可以设计为回转体，同样能够降低挡环3的加工难度。此外，在弹性部4将挡环3压紧在壳体台阶部12上时，圆锥面能够起到一定的对中效果，使得挡环3的轴线与阀芯2和中空腔体11的轴线重合，从而沿阀芯2的周向，挡环3与壳体台阶部12之间的受力更加均匀。

可选地，继续参阅图2、图3和图4，壳体台阶部12的端面与第一方向L垂直，挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面为球冠面的至少一部分，挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面的轴线与阀芯2的轴线重合。

将挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面设置为球冠面，使得挡环3依然可以设计为回转体，同样能够降低挡环3的加工难度。此外，在弹性部4将挡环3压紧在壳体台阶部12上时，圆锥面能够起到一定的对中效果，使得挡环3与壳体台阶部12之间的受力更加均匀。

进一步地，继续参阅图2、图3和图4，阀芯台阶部23的端面与第一方向L垂直；挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面与壳体台阶部12的端面和阀芯台阶部23的端面中的至少一者抵接。

将阀芯台阶部23的端面也设置为与第一方向L垂直，使得阀芯2可以为回转体，能够降低阀芯2的加工难度。此外，阀芯台阶部23的端面与挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面倾斜，二者之间的接触也形成线接触的形式。在本申请实施例的方向控制阀复位的过程中，挡环3与阀芯台阶部23分离时，液压油也不会产生明显的阻力，进一步提高阀芯2控制的可靠性。

图5为图3中的方向控制阀的B区域的另一种局部放大图。

进一步地，继续参阅图2和图3，并结合图5，沿阀芯2的轴向，壳体台阶部12端面的内缘处设有圆弧形倒角。

在壳体台阶部12的端面的内缘处设置圆弧倒角，也就是说，在壳体台阶部12的端面靠近阀芯2的边缘处并不是尖锐的棱角。因此，能够在不破坏壳体台阶部12与挡环3之间的线接触的前提下，更有利于挡环与中空腔体11的对中，使得挡环3、中空腔体11和阀芯2能够同轴设置，提高本申请实施例的方向控制阀的控制精度。

图6为图3中的方向控制阀的B区域的另一种局部放大图。

可选地，继续参阅图2和图3，并结合图6，沿阀芯2的轴向，壳体台阶部12端面的内缘处设有倾斜倒角。

壳体台阶部12的端面的内缘处的倒角也可以是倾斜倒角，也就是说，在壳体台阶部12的端面靠近阀芯2的边缘处并不是尖锐的棱角。因此，能够在不破坏壳体台阶部12与挡环3之间的线接触的前提下，更有利于档盘与中空腔体11的对中，使得挡环3、中空腔体11和阀芯2能够同轴设置，提高本申请实施例的方向控制阀的控制精度。需要说明的是，倾斜倒角相对阀芯2轴线的角度应当不等于挡环3朝向壳体台阶部12的一侧的端面相对阀芯2轴线的角度。

进一步地，继续参阅图2，沿第一方向L，主体腔111的两端均设有扩容腔112。

本申请实施例的方向控制阀沿第一方向L的两端结构相同，也就是说，主体腔111的两端均设有扩容腔112，扩容腔112和阀芯2之间均形成容纳液压油的空间。两扩容腔112内均设有弹性部4和挡环3，具体的安装方式相同，此处不再赘述。

进一步地，继续参阅图2，本申请实施例的方向控制阀还包括第一通路5和第二通路6，第一通路5和第二通路6分别与两个扩容腔112连通。

第一通路5和第二通路6分别与两个扩容腔112连通，分别用于为两个扩容腔112提供不同的液压。

进一步地，继续参阅图2，本申请实施例的方向控制阀还包括控制器7，用于控制液压油从第一通路5流入，并控制液压油从第二通路6流出，或，用于控制液压油从第一通路5流出，并控制液压油从第二通路6流入。

当阀芯2朝连接有第一通路5的扩容腔112移动时，控制器7控制液压油从第一通路5流出，并控制液压油从第二通路6流入。当阀芯2朝连接有第二通路6的扩容腔112移动时，控制器7控制液压油从第二通路6流出，并控制液压油从第一通路5流入。因此，当阀芯2移动至预定位置时，两个扩容腔112内的弹性部4的压缩程度不同，对应的液压也不同。

进一步地，继续参阅图2，本申请实施例的方向控制阀还包括传感器8，用于监测扩容腔112内的液压油压力。

通过传感器8检测扩容腔112内的液压，并进行反馈以调整对阀芯2的控制，从而阀芯2移动至目标位置，提高本申请实施例的方向控制阀的响应速度。

综上所述，本申请实施例提供的方向控制阀，阀芯相对壳体移动，通过挡环压缩弹性部，直至液压压力与弹性部的弹力相等，阀芯位置稳定。当阀芯开始运动时，壳体台阶部与挡环抵接，由于挡环朝向壳体台阶部的一侧的端面向背离壳体台阶部的方向倾斜设置，因此，壳体与挡环以线接触的形式抵接，降低了粘性液压油在壳体与挡环分离时产生的阻力，从而削弱了液压油对阀芯移动控制的影响，提高了阀芯移动控制的精度。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种方向控制阀，其特征在于，包括：

壳体(1)，包括沿第一方向延伸中空腔体(11)，所述中空腔体(11)包括主体腔(111)以及位于所述主体腔(111)在所述第一方向端部的扩容腔(112)，在与所述第一方向相交的第二方向上，所述扩容腔(112)的尺寸大于所述主体腔(111)的尺寸并与所述主体腔(111)之间形成有壳体台阶部(12)；

阀芯(2)，设置于所述中空腔体(11)，并沿所述第一方向与所述壳体(1)可移动连接，所述阀芯(2)包括主阀芯段(21)以及设置于所述主阀芯段(21)在所述第一方向上的端部的端阀芯段(22)，沿所述第二方向，所述主阀芯段(21)的尺寸大于所述端阀芯段(22)的尺寸并与所述端阀芯段(22)之间形成有阀芯台阶部(23)；

挡环(3)，套设于所述端阀芯段(22)，所述挡环(3)至少与所述阀芯台阶部(23)和所述壳体台阶部(12)中的一者抵接，沿所述第一方向，所述挡环(3)朝向所述壳体台阶部(12)的一侧的端面向背离所述壳体台阶部(12)的方向倾斜设置；

弹性部(4)，套设于所述阀芯(2)，所述弹性部(4)的一端与所述挡环(3)抵接，另一端与所述中空腔体(11)的端部抵接。

2.根据权利要求1所述的方向控制阀，其特征在于，所述壳体台阶部(12)的端面与所述第一方向垂直，所述挡环(3)朝向所述壳体台阶部(12)的一侧的端面为圆锥面的至少一部分，所述挡环(3)朝向所述壳体台阶部(12)的一侧的端面的轴线与所述阀芯(2)的轴线重合。

3.根据权利要求1所述的方向控制阀，其特征在于，所述壳体台阶部(12)的端面与所述第一方向垂直，所述挡环(3)朝向所述壳体台阶部(12)的一侧的端面为球冠面的至少一部分，所述挡环(3)朝向所述壳体台阶部(12)的一侧的端面的轴线与所述阀芯(2)的轴线重合。

4.根据权利要求2或3所述的方向控制阀，其特征在于，所述阀芯台阶部(23)的端面与所述第一方向垂直；所述挡环(3)朝向所述壳体台阶部(12)的一侧的端面与所述壳体台阶部(12)的端面和所述阀芯台阶部(23)的端面中的至少一者抵接。

5.根据权利要求1所述的方向控制阀，其特征在于，沿所述阀芯(2)的轴向，所述壳体台阶部(12)端面的内缘处设有圆弧形倒角。

6.根据权利要求1所述的方向控制阀，其特征在于，沿所述阀芯(2)的轴向，所述壳体台阶部(12)端面的内缘处设有倾斜倒角。

7.根据权利要求1所述的方向控制阀，其特征在于，沿所述第一方向，所述主体腔(111)的两端均设有所述扩容腔(112)。

8.根据权利要求7所述的方向控制阀，其特征在于，还包括第一通路(5)和第二通路(6)，所述第一通路(5)和所述第二通路(6)分别与两个所述扩容腔(112)连通。

9.根据权利要求8所述的方向控制阀，其特征在于，还包括控制器(7)，用于控制液压油从所述第一通路(5)流入，并控制液压油从所述第二通路(6)流出，或，用于控制液压油从所述第一通路(5)流出，并控制液压油从所述第二通路(6)流入。

10.根据权利要求9所述的方向控制阀，其特征在于，还包括传感器(8)，用于监测所述扩容腔(112)内的液压油压力。