一种供油源自动切换的螺纹插装换向阀

技术领域

本发明涉及液压阀与流体传动控制领域，尤其是涉及一种供油源自动切换的螺纹插装换向阀。

背景技术

换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀，是实现液压油流的沟通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门，在液压伺服系统中，当油源发生故障，供油压力降低较大时，为了使负载能够继续工作，通常设置一个辅助油源，因此，需要一个换向装置实现主油源和辅助油源的切换装置，由于液控换向阀相比于电磁换向阀具有更高的可靠性，所以得到广泛的采用。

螺纹插装式的液压阀因为其零泄漏、重量轻、集成度高、加工改型相对容易等优点，被广泛应用于现有的液压元件和系统，现有的大多数能实现上述功能的换向阀为二位三通换向阀，这些换向阀在设计上存在一些缺陷，比如主油源的油压在所设定的切换压力附近波动时，先导阀会产生频繁的启闭，导致主阀的频繁切换与振动，影响整个阀的安全性与可靠性，此外，主阀芯的位移会随着压力的变化而发生变化，存在主阀芯停在中间某个位置的风险，从而影响换向阀的正常工作。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种供油源自动切换的螺纹插装换向阀。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种供油源自动切换的螺纹插装换向阀，该换向阀安装在阀块中并与阀块内的油道连通，包括：

先导阀：包括先导阀套、设置在先导阀阀芯安装孔内的先导阀芯以及固定在先导阀阀座安装孔内的先导阀座，所述的先导阀芯左部为滑阀结构，右部为锥阀结构，其左端面与先导阀阀芯安装孔底端形成先导阀左腔，并在先导阀左腔内安装先导阀弹簧，所述的先导阀芯右端面与先导阀座左端面之间形成先导阀右腔；

主阀：包括左端插入先导阀套内与的主阀套、设置在主阀套内的主阀芯以及安装在主阀套右端的主阀端盖，所述的主阀芯的中部带有第二辅助油道且截面呈工字型，其左端面与先导阀座右端面之间形成主阀左腔，右端面与主阀端盖之间形成主阀右腔，并在主阀右腔内安装主阀弹簧。

所述的先导阀套上从左至右依次设置与先导阀左腔连通的主油源控口、与先导阀右腔通过阻尼孔连通的回油口以及与先导阀阀座安装孔连通的辅助油源控口。

所述的先导阀座的左端面中心处开设与辅助油源控口连通的第二先导腔，所述的阻尼孔通过开设在先导阀座上的第一辅助油道与主阀左腔连通。

在先导阀芯位于右侧闭合位置时，先导阀芯右部的锥阀结构将第二先导腔封堵，所述的先导阀右腔被压缩形成与第二先导腔不连通的第一先导腔，所述的第一先导腔和第二先导腔的油压作用面积之和小于先导阀芯左侧的油压作用面积。

所述的主阀套上从左至右依次开设辅助油源口和负载油口，所述的主阀端盖上开设主油源油口。

在主阀芯位于左侧辅助油道关闭位置时，所述的负载油口通过主阀右腔与主油源油口直接连通，在主阀芯位于右侧辅助油道开启位置时，所述的辅助油源口和负载油口分别通过第二辅助油道连通。

所述的阀块上开设：

用以连通上部的辅助油源口与上部的辅助油源控口的辅助油通道；

用以连通回油口与油箱的回油通道；

用以连通辅助油源与下部的辅助油源口的辅助油源通道；

用以连通主油源与主油源油口的主油源通道；

用以连通下部的负载油口与负载口的负载油通道。

该换向阀切换主辅供油的步骤如下：

当主油源压力正常时，先导阀芯位于右侧闭合位置，主阀芯位于左侧辅助油道关闭位置，负载口通过负载油口、主阀右腔、主油源油口由主油源直接连通供油；

当主油源压力下降低于设定的辅助切换值时，主油源控口的主油源供油压力下降，在辅助油源控口的油压、主油源控口的主油源供油压以及调压弹簧的共同作用下，移动到左侧开启位置，使得先导阀芯开启，辅助油源的油液依次通过辅助油源口、辅助油源控口、阻尼孔与回油口联通，由于主阀左腔与阻尼孔通过第一辅助油道连通，当负载油压升到设定值时，主阀左腔克服主阀弹簧以及主油源的油压推动主阀芯移动到右侧辅助油道开启位置，从而使负载油口与辅助油源进油口通过第二辅助油道连通，实现辅助油源供油；

当主油源油压恢复上升超过到设定的辅助切换值时，先导阀芯在辅助油源控口的油压、主油源控口的油压以及调压弹簧的共同作用下回到右侧闭合位置，主阀弹簧和主油源的油压推动主阀芯移动回复到左侧辅助油道关闭位置，从而使负载油口与主油源进油口连通，恢复主油源供油。

在实现切换主辅供油的过程中，设置主油源正反向切换到辅助油源时的压力不同，并产生切换死区，用以避免压力波动导致的先导阀频繁启闭。

通过设计参数，使得主油源正反向切换到辅助油源时的压力不同，则有：

其中，p

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过对先导阀芯的设计，在先导阀打开和关闭时，通过改变先导阀一侧的作用面积，从而实现先导阀打开和关闭时所需的压力不同，从而可以避免先导阀在某一压力点频繁启闭导致主阀频繁振动与切换，保证了阀的工作稳定性和可靠性，另外，主阀芯的位移不会随着压力的变化而发生变化，不存在主阀芯停在中间某个位置的风险，本发明在结构上具有一体化、紧凑、体积小的特点，便于生产安装与应用。

附图说明

图1为本发明的换向阀原理图。

图2为先导阀部分结构原理图。

图3为先导阀座的结构图，其中，图(3a)为主视图，图(3b)为左视图。

图4为整阀与阀块安装图。

图中标记说明：

1、先导阀套，2、先导阀密封圈，3、先导阀密封圈挡圈，4、先导阀弹簧，5、主油源控口，6、先导阀芯，7、回油口，8、阻尼孔，9、先导阀座，10、辅助油源控口，11、主阀芯，12、主阀套，13、主阀密封圈，14、主阀密封圈挡圈，15、辅助油源口，16、主阀弹簧，17、负载油口，18、主阀端盖，19、主油源油口，20、第一先导腔，21、第二先导腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种实现能源自动切换功能的螺纹插装换向阀，包括先导阀套1、先导阀密封圈2、先导阀密封圈挡圈3、先导阀弹簧4、主油源控口5、先导阀芯6、回油口7、阻尼孔8、先导阀座9、辅助油源控口10、主阀芯11、主阀套12、主阀密封圈13、主阀密封圈挡圈14、辅助油源口15、主阀弹簧16、负载油口17、主阀端盖18、主油源油口19。

当主油源压力下降时，主油源控口5的供油压力下降，通过辅助油源控口10的油压和主油源控口5的油压以及调压弹簧4的作用下使得先导阀芯7的开启，辅助油源控口10油液通过阻尼孔8与回油口联通。主阀左腔与阻尼孔8相连，当负载油压升到一定值时，克服主阀弹簧16和主油源油压推动主阀芯11移动到最右端，从而使负载油口17与辅助油源进油口15相连，实现辅助油源供油。当主油源油压恢复到设定值时，先导阀芯6在辅助油源控口10油压和主油源控口5油压以及调压弹簧4的作用下会关闭，主阀弹簧16和主油源油压会推动主阀芯11移动回复到原来最左端的位置，从而使得负载油口17与主油源进油口19相连，恢复成主油源供油。

如图2所示，先导阀启闭压力不同的实现原理如下：

结构上：p

系统从主油源切换至辅助油源的主油源压力为：

系统从辅助油源切换回主油源的主油源压力为：

A

由此便可使得主油源正反向切换时的压力不同，由此产生了一段切换死区，避免了压力波动导致的先导阀频繁启闭，主阀芯也不会产生频繁换向。

如图2所示，先导阀的阀芯和阀座结构以及工作原理如下：先导阀芯的结构由两部分组成，左端为滑阀结构，右端为锥阀结构，左端的滑阀结构的作用为隔绝主油源控制油液和辅助油源控制油液，右端的锥阀结构的作用为实现控制油液的通断。

如图3所示，当主油源油压正常时，先导阀芯处于关闭状态，先导阀座中的通孔将主阀芯左侧腔与回油口相连，这使得主阀芯左侧的油压与油箱压力一致，主阀芯位于最左侧，为主油源工作状态，当主油源油压下降至低于设定压力时，辅助油源控制油经过阻尼孔和回油孔接入油箱，此时在阻尼孔前端将建立起一定的压力，压力油通过上述通道流入主阀芯的左端，克服主阀弹簧力和主油源压力将主阀芯推至最右端，为辅助油源供油状态。

实施例

本实施例为上述的实现能源自动切换功能的螺纹插装换向阀的一种结构方案。如图4所示，为上述结构的螺纹插装换向阀阀安装在阀块上的示意图。阀块上共开有主油源油口、辅助油源油口、负载油口以及回油口。当两路油源油压都正常的情况下，主阀芯11在主阀弹簧16以及阀芯右腔的主油源油液压力作用下，始终处于最左端的位置，此时负载油口17与主油源油口19相连，工作状态为主油源供油。当主油源的供油压力低于所设定的切换压力时，先导阀芯6打开，主阀芯在其左腔压力、右腔压力和弹簧力的共同作用下移至最右端位置，此时负载油口与辅助油源油口相连，工作状态为辅助油源供油。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。