转阀式阀杆及控制阀

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转阀式阀杆及控制阀
申请号	CN201510727357.4	申请日	2015-10-30	公开(公告)号	CN105298963B	公开(公告)日	2017-06-16
申请人	柳州柳工液压件有限公司; 广西柳工机械股份有限公司;			发明人	初长祥; 周永飞; 杨昆; 蒋拓; 高名乾; 高英达; 柯爱国; 王宜前;
摘要	本发明涉及转阀式阀杆及控制阀，为解决现有转阀式阀杆加工困难，制造成本高缺点，本发明公开转阀式阀杆，所述阀杆包括多个阀杆节段，阀杆节段内设阀杆油道，阀杆节段在轴向上依次与相邻的阀杆节段固定连接，阀杆油道在阀杆节段的轴向端面与外部连通或与相邻阀杆节段内的阀杆油道连通，阀杆节段中包括具有球面节的阀杆节段，球面节具有环绕所述阀杆节段的环状球面，每个环状球面上设有与阀杆油道连通的阀杆油口。在本发明中，阀杆主要由若干阀杆节段组成，阀杆节段加工难度较低，在形成阀杆油道的造型上较为简单，同时构成阀杆的多个阀杆节段中，可以有部分的阀杆节段的结构相同，可大大提高其互换性和降低加工难度。
权利要求	1.一种转阀式阀杆，其特征在于所述阀杆包括若干节阀杆节段，所述阀杆节段的内部设有阀杆油道，所述阀杆节段在轴向上依次与相邻的阀杆节段固定连接，所述阀杆油道在阀杆节段的轴向端面与外部连通或与相邻阀杆节段内的阀杆油道连通，所述阀杆节段中包括具有球面节的阀杆节段，所述球面节具有环绕所述阀杆节段的环状球面，每个环状球面上设有与阀杆油道连通的阀杆油口。 2.根据权利要求1所述的转阀式阀杆，其特征在于所述相邻的两节阀杆节段连接处设有套接相邻阀杆节段端部的阀杆连接套筒，所述阀杆连接套筒与阀杆节段之间具有防止阀杆连接套筒与阀杆节段相互转动的定位螺栓。 3.根据权利要求1或2所述的转阀式阀杆，其特征在于具有球面节的阀杆节段内设置的阀杆油道包括在阀杆内互不相同的左阀杆油道和右阀杆油道，所述左阀杆油道的左端位于该阀杆节段的左端面上，所述右阀杆油道的右端位于该阀杆节段的右端面上，所述左阀杆油道的右端和所述右阀杆油道的左端对应与该阀杆节段球面节上不同的阀杆油口连通。 4.根据权利要求3所述的转阀式阀杆，其特征在于在同一球面节上设置的阀杆油口为两个且关于所述阀杆节段中心对称设置。 5.根据权利要求3所述的转阀式阀杆，其特征在于在同一球面节上设置的阀杆油口数量为四个，每两个关于所述阀杆节段中心对称的阀杆油口构成一对阀杆油口组，其中的一对阀杆油口组与所述左阀杆油道的右端连通，另一对阀杆油口组与所述右阀杆油道的左端连通。 6.根据权利要求5所述的转阀式阀杆，其特征在于两对阀杆油口组的中心线呈90度夹角。 7.根据权利要求1、2、4至6中任一项所述的转阀式阀杆，其特征在于所述阀杆节段中包括定位节段，所述定位节段位于所述阀杆两端或邻近阀杆的端部，所述定位节段呈筒状，其中心具有轴向贯通的内孔，圆周面上具有用于与阀体的阀腔内壁配合的台肩。 8.一种转阀式控制阀，包括阀体，在阀体的阀腔内设置有阀杆，在阀腔端部具有对阀杆轴向定位的阀杆定位机构和转动阀杆的阀杆转动机构，其特征在于所述阀杆为权利要求1至7中任一项所述的阀杆，对应每个球面节所述阀体上具有至少一个垂直所述阀杆的阀口通道，每个所述阀口通道内设置有套筒，所述套筒的一端与对应的所述阀杆球面节的球面线密封接触，所述套筒的另一端是内设弹簧且与套筒内孔连通的弹簧腔，所述弹簧与所述套筒的接触连接并向套筒提供弹力，所述弹簧腔与阀体内的阀体油道连通，当阀杆油口与套筒连通时与阀杆油口连通的对应所述阀杆油道经套筒与阀体油道连通。 9.根据权利要求8所述的转阀式控制阀，其特征在于所述阀口通道也成对设置，成对的两个阀口通道关于阀杆中心对称。 10.根据权利要求8所述的转阀式控制阀，其特征在于成对设置的两个所述阀口通道的弹簧腔在阀体内相互连通后与阀体表面的油口连通或成对设置的两个所述阀口通道的弹簧腔与阀体表面不同的油口连通。
说明书全文	转阀式阀杆及控制阀技术领域 [0001] 本发明涉及一种液压控制部件，更具体地说，涉及一种转阀式阀杆及具有该阀杆的控制阀。背景技术 [0002] 在现有的液压控制阀中，大致可分为两类，一类为滑阀式，这类阀包括阀体，在阀体的阀腔内设置阀杆，阀杆呈圆柱状，其上设有多个圆柱状的台肩，台肩与阀腔内壁间隙密封，阀杆作轴向移动而将阀体上不同油口之间的通路截断或连通。另一类为转阀式控制阀，这类阀包括阀体，在阀体的阀腔内设置阀杆，阀杆两端固定并在其中一端设阀杆转动装置，使得阀杆可转动，阀杆内设油道，油道的出口和入口中至少有一个设置在阀杆的侧表面，阀杆与阀腔内壁间隙，阀体上设置有多个油口，阀杆转动时，阀杆内部油道与不同阀体上的不同油口接通或截止从而不同的功能。 [0003] 在上述的转阀式控制阀中，阀杆与阀腔内壁的配合方式与滑阀中阀杆与阀腔内壁的配合方式相类似，都是采用间隙密封的滑阀形式，因为阀杆和阀体存在一定的间隙，所以必定有一定量的泄漏，并且阀杆有一定长度的导向，当阀杆或阀体发生微小变形或阀杆加工存在误差都会使阀杆在阀体内移动时出现阀卡现象。 [0004] 对于转阀式阀杆，由于需要在阀杆内布置阀杆油道，但由于阀杆油道并不是在阀杆的轴向方向上轴向贯通，因此现有的转阀式阀杆存在加工制造困难、制造成本高的缺点。发明内容 [0005] 本发明要解决的技术问题是针对现有转阀式阀杆加工困难，制造成本高缺点，而提供一种容易加工、制造成本低的转阀式阀杆及具有该阀杆的控制阀。 [0006] 本发明为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种转阀式阀杆，所述阀杆包括若干个阀杆节段，所述阀杆节段的内部设有阀杆油道，所述阀杆节段在轴向上依次与相邻的阀杆节段固定连接，所述阀杆油道在阀杆节段的轴向端面与外部连通或与相邻阀杆节段内的阀杆油道连通，所述阀杆节段中包括具有球面节的阀杆节段，所述球面节具有环绕所述阀杆节段的环状球面，每个环状球面上设有与阀杆油道连通的阀杆油口。在本发明中，阀杆主要由若干阀杆节段组成，相对于整个阀杆，阀杆节段的加工难度较为容易，且在特别是在形成阀杆内部的阀杆油道的造型上较为简单，同时构成阀杆的多个阀杆节段中，可以有部分的阀杆节段的结构相同，可大大提高其互换性和降低加工难度。 [0007] 上述转阀式阀杆中，所述相邻的两节阀杆节段连接处设有套接相邻阀杆节段端部的阀杆连接套筒，所述阀杆连接套筒与阀杆节段之间具有防止阀杆连接套筒与阀杆节段相互转动的定位螺栓。在所述阀杆连接套筒的内孔设置有内螺纹，所述相邻两阀杆节段端头设有与所述阀杆连接套筒内螺纹匹配的外螺纹。另外相邻的两个阀杆节段中，还可以是其中一个阀杆节段的端部内孔设内螺纹，另一阀杆节段的端部设外螺纹，这两个阀杆节段通过内螺纹与外螺纹的配合连接而实现两个阀杆节段的连接。 [0008] 在上述转阀式阀杆中，具有球面节的阀杆节段内设置的阀杆油道包括在阀杆内互不相同的左阀杆油道和右阀杆油道，所述左阀杆油道的左端位于该阀杆节段的左端面上，所述右阀杆油道的右端位于该阀杆节段的右端面上，所述左阀杆油道的右端和所述右阀杆油道的左端对应与该阀杆节段球面节上不同的阀杆油口连通。在同一球面节上设置的阀杆油口为两个且关于所述阀杆节段中心对称设置。或者在同一球面节上设置的阀杆油口数量为四个，每两个关于所述阀杆节段中心对称的阀杆油口构成一对阀杆油口组，其中的一对阀杆油口组与所述左阀杆油道的右端连通，另一对阀杆油口组与所述右阀杆油道的左端连通。两对阀杆油口组的中心线呈90度夹角。 [0009] 在上述转阀式阀杆中，所述阀杆节段中包括定位节段，所述定位节段分别位于所述阀杆两端或邻近阀杆的端部，所定位节段呈筒状，其中心具有轴向贯通的内孔，圆周面上具有用于与阀体的阀腔内壁配合的台肩。定位节段上的台肩与阀体配合，起到轴颈的作用，对阀杆起到径向定位并支撑阀杆使其可以转动。 [0010] 本发明为实现其目的的另一技术方案是这样的：构造一种转阀式控制阀，包括阀体，在阀体的阀腔内设置有阀杆，在阀腔端部具有对阀杆轴向定位的阀杆定位机构和转动阀杆的阀杆转动机构，所述阀杆为前述的阀杆，对应每个球面节所述阀体上具有至少一个垂直所述阀杆的阀口通道，每个所述阀口通道内设置有套筒，所述套筒的一端与对应的所述阀杆球面节的球面线密封接触，所述套筒的另一端是内设弹簧且与套筒内孔连通的弹簧腔，所述弹簧与所述套筒的接触连接并向套筒提供弹力，所述弹簧腔与阀体内的阀体油道连通，当阀杆油口与套筒连通时与阀杆油口连通的对应所述阀杆油道经套筒与阀体油道连通。在本发明中，主要由若干阀杆节段组成，相对于整个阀杆，阀杆节段的加工难度较为容易，且在特别是在形成阀杆内部的阀杆油道的造型上较为简单，同时构成阀杆的多个阀杆节段中，可以有部分的阀杆节段的结构相同，可大大提高其互换性和降低加工难度。阀杆定位机构和阀杆转动机构轴向定位阀杆，并可转动，阀杆转动时，其内部的阀杆油道通过球面节上的阀杆油口与套筒的配合而连通阀体上的不同油道，从而控制油路走向。阀杆球面节与套筒之间为锥密封的线接触连接，即使随着球面节的球面及套筒的磨损，套筒仍能与球面保持线接触，套筒在阀口通道内伸缩，即使阀杆有轻微的弯曲变形或偏离中心，套筒仍能与球面保持良好的密封线接触，不会出现卡阀的现象，从而实现控制阀的良好密封性以及高可靠性，确保控制阀良好运行。 [0011] 上述转阀式控制阀中，所述阀口通道也成对设置，成对的两个阀口通道关于阀杆中心对称。这种结构在阀杆油口与套筒接通或截止时，液压油对阀杆产生的冲击方向相反，从而起到相抵消的效果，提高控制阀的稳定性，降低阀工作时噪声，同时对阀杆的操作变得很容易。 [0012] 上述转阀式控制阀中，成对设置的两个所述阀口通道的弹簧腔在阀体内相互连通后与阀体表面的油口连通或成对设置的两个所述阀口通道的弹簧腔与阀体表面不同的油口连通。成对设置的两个所述阀口通道的弹簧腔在阀体内相互连通，连通后通过阀体表面的油口向液压致动元件如油缸或液压马达供油或与下一联控制阀的油口连接；当然成对设置的两个所述阀口通道也可以各自与阀体表面的两个不同油口连接，实现同时对两个液压致动元件供油，例如同时对两个液压油缸供油。 [0013] 本发明的有益效果是： [0014] 1、阀杆由若干阀杆节段组成，相对于整体阀杆，阀杆节段的加工难度较为容易，特别是在形成阀杆内部的阀杆油道的造型上较为简单，同时构成阀杆的多个阀杆节段中，可以有部分的阀杆节段的结构相同，可大大提高其互换性和降低加工难度。 [0015] 2、阀杆上的球面节结构和套筒的线密封极大地减少了正常工作时的泄漏量，保压性能优良。对称布局的进油口和排油口使得作用在阀杆上的阻力互相抵消，对阀杆的操作变得很容易。附图说明 [0016] 图1是本发明转阀式阀杆的轴向剖面图。 [0017] 图2是具有球面节的阀杆节段的结构示意图。 [0018] 图3是图2中A-A向的剖视图。 [0019] 图4是本发明转阀式控制阀的结构示意图。 [0020] 图5是图4中从阀杆节段的球面节处的截面图。 [0021] 图6是转阀式控制阀的阀杆处于不同位置时的工作原理图。 [0022] 图中零部件名称及序号： [0023] 左定位节段11、轴肩101、右定位节段12、阀杆连接套筒21、定位螺栓22、第一阀杆节段31、第二阀杆节段32、第三阀杆节段33、左阀杆油道312、右阀杆油道313、上阀杆油口314、下阀杆油口315、后阀杆油口316、球面节球面317、前阀杆油口318、左阀腔堵头41、阀体 50、左端腔室51、中间腔室52、右端腔室53、接头61、弹簧62、套筒63、阀杆转轴71、右阀腔堵头72。具体实施方式 [0024] 下面结合附图说明具体实施方案。 [0025] 本实施例中为一种转阀式阀杆，该阀杆可用于转阀式的控制阀。如图1所示，本实施例中的转阀式阀杆包括五个阀杆节段，五个阀杆节段中包括两个结构相同的定位节段和三个结构相同且具有球面节的阀杆节段，两个定位节段分别是左定位节段11和右定位节段12，三个具有球面节的阀杆节段依次为第一阀杆节段31、第二阀杆节段32、第三阀杆节段 33。 [0026] 如图2图3所示，第一阀杆节段31上具有球面节，球面节具有环绕该阀杆节段的球面317，在该球面上设置有四个阀杆油口，分别是上阀杆油口314、下阀杆油口315、后阀杆油口316和前阀杆油口318，各阀杆油口在球面相均布，即各阀杆油口的中心线之间呈90角度。在第一阀杆节段31内设置有两段阀杆油道，分别是左阀杆油道312和右阀杆油道313，如图2所示，左阀杆油道312的一端出口位于第一阀杆节段31的左端面上，另一端与球面上的上阀杆油口314和下阀杆油口315连通，上阀杆油口314和下阀杆油口315关于第一阀杆节段31的中心对称，如图3所示，右阀杆油道313的一端出口位于第一阀杆节段31的右端面上，另一端与球面节球面317上的前阀杆油口318和后阀杆油口316连通，前阀杆油口318和后阀杆油口 316关于第一阀杆节段的中心对称，左阀杆油道312和右阀杆油道313在第一阀杆节段31内不相通。其中第一阀杆节段31、第二阀杆节段32、第三阀杆节段33的结构相同。 [0027] 如图1所示，左定位节段11和右定位节段12的结构相同，左定位节段11大致呈筒状，其在轴向上左右内孔贯通，在径向的外圆周面上具有台肩101。 [0028] 如图1所示，左定位节段11、第一阀杆节段31、第二阀杆节段32、第三阀杆节段33、右定位节段12五个阀杆节段在轴向上依次连接，在连接处具有阀杆连接套筒21。在阀杆连接套筒21与阀杆节段之间具有定位螺栓22，防止连接后的各阀杆节段之间相互转动。各阀杆节段连接后，左定位节段11的内孔连通第一阀杆节段31的左阀杆油道，并与第一阀杆节段31的上阀杆油口314和下阀杆油口315连通；第一阀杆节段31的前阀杆油口318、后阀杆油口316经第一阀杆节段的右阀杆油道313、第二阀杆节段32的左阀杆油道连通第二阀杆节段32上的前阀杆油口、后阀杆油口连通；第二阀杆节段32的上阀杆油口、下阀杆油口经第二阀杆节段32的右阀杆油道、第三阀杆节段的左阀杆油道连通第三阀杆节段33上的上阀杆油口、下阀杆油口连通；第三阀杆节段33的前阀杆油口、后阀杆油口经第三阀杆节段33的右阀杆油道与右定位节段的内孔连通。 [0029] 在本实施例中，该阀杆由四种零件构成，分别是定位节段：包括左定位节段11和右定位节段12；具有球面节的阀杆节段：包括第一阀杆节段31、第二阀杆节段32、第三阀杆节段33；阀杆连接套筒21；定位螺栓22；每种零件结构简单，容易加工制造，成本低。按照控制阀的功能，可通过增减球面节阀杆节段来实现控制阀的功能。 [0030] 如图4所示，图4中示出的是一种转阀式控制阀，该控制阀包含了上述的转阀式阀杆，另外还包括阀体50，在阀体50内设置有阀腔，上述的转阀式阀杆设置在阀腔内，在阀腔的两端分别设有阀杆定位机构和阀杆转动机构。 [0031] 如图4所示，阀杆定位机构为左阀腔堵头，左阀腔堵头41与阀体50螺纹连接，起到堵头密封的作用，左阀腔堵头41位于阀腔的端面上设置有十字槽，且该端面与左定位节段11左端面接触连接，起到轴向定位和转动枢轴的作用。 [0032] 阀杆转动机构包括右阀腔堵头72和阀杆转轴71，右阀腔堵头72与阀体50螺纹密封连接，在右阀腔堵头72的中心具有通孔，右阀杆转轴71的一端与右定位节段12的右端面连接，两者同步转动，阀杆转轴71的另一端从右阀腔堵头72的中心通孔中伸出，伸出到阀腔的外部。从阀体50的外部转动阀杆转轴71，从而可转动阀杆，使其在阀腔内转动。 [0033] 阀杆在阀体50的阀腔内，其左定位节段11和右定位节段12上的台肩与阀腔的侧壁间隙配合，将阀腔分隔成三个腔室，自左至右依次是左端腔室51、中间腔室52、右端腔室53，左定位节段11的内孔通过左阀腔端面的十字槽与左端腔室51连通，右定位节段12的内孔右端腔室53连通，在阀体50表面上设置有对应与左端腔室51和右端腔室53连通的左端T油口和右端T油口，各T油口螺纹连接管路接头，用于与油箱连接的管路连接，使液压油回到油箱。 [0034] 在阀体的第一阀杆节段31的球面中心处的横截面如图5所示，在第二阀杆节段32、第三阀杆节段33的球面中心处的横截面结构图与图5相同。在阀体内对应具有每个球面节的阀杆节段的球面节球面设置有两个阀口通道，两个阀口通道关于阀杆中心对称，每个阀口通道与阀杆垂直设置，每个阀口通道内设置有套筒63，套筒63的一端与第一阀杆节段31的球面节接触连接，套筒63的另一端为弹簧腔，内置弹簧62，套筒63在阀口通道内可以在阀杆的径向方向上移动，阀口通道的末端为接头61，接头61与阀体50螺纹连接，对应第一阀杆节段，其在阀体表面的油口为A油口，对应第二阀杆节段，其在阀体表面的油口为P油口，对应第三阀杆节段，其在阀体表面的油口为B油口，其中A油口、B油口用于与液压致动元件连通，P油口用于与液压有源连通。 [0035] 在本实施例中，套筒63与球面节球面317为线接触连接，具有良好的密封性，而且套筒63在弹簧的弹力作用下，其具有很好的自适应性，能够很好地保持线接触，且当阀杆出现径向的偏斜后也不会出现严重的卡阀现象，具有很好的可靠性。 [0036] 本实施例中的转阀式控制阀的工作原理如图6所示，阀杆的初始状态如图4所示，此时第一阀杆节段31上的上阀杆油口314和下阀杆油口315、第二阀杆节段32上的上阀杆油口和下阀杆油口、第三阀杆节段上的上阀杆油口和下阀杆油口都各自与对应阀口通道内的套筒对齐连通，从而使得阀体上的P油口与B油口导通、A油口与左端的T油口导通；此时控制阀的功能如图6中的1状态；当阀杆转过45度角度后，第一阀杆节段31、第二阀杆节段32、第三阀杆节段33上的所有阀杆油口都不与阀体上的套筒对齐连通，此时控制阀的功能如图5中的如图6中的2状态；当阀杆再转过45度角度之后，此时第一阀杆节段上的前阀杆油口和后阀杆油口、第二阀杆节段上的前阀杆油口和后阀杆油口、第三阀杆节段上的前阀杆油口和后阀杆油口都各自与对应阀口通道内的套筒对齐连通，此时B油口通过套筒、第三阀杆节段上的右阀杆油道与右端腔室连通，进而与右端的T油口连通，P油口通过套筒、第二阀杆节段上的右阀杆油道、第一阀杆节段上的右阀杆油道与A油口连通，此时控制阀的功能如图6中的3位置所述。阀杆在继续转动则重复上述循环。 [0037] 在本实施例中，在同一个球面节的球面上设置有四个阀杆油口，关于中心对称的两个阀杆油口为一组，对于要求不高的控制阀而言，同一阀杆球面节上设置的阀杆油口数量可减为两个，分别对应与左阀杆油道和右阀杆油道连通，此时阀体上对应每个球面节设置的阀杆通道也为一个。