一种防冲击液压阀的制作方法

1.本实用新型涉及液压控制技术领域，特别涉及一种防冲击液压阀。


背景技术：

2.目前，在各种行走机械、工程机械以及其他一些重型设备中，液压系统和液压元件得到广泛的应用，一般换向阀都是从中位切换至工作位，如专利号为201521142639.x，名称为一种码头装卸设备、卸载臂液压系统及换向阀组的专利，换向阀从中位换向至工作位后，建压后的压力油直接进入到工作油口，但是在一些阀芯需要快速换向(换向时间只有几十或几百ms) 的工况中，p口油液建压后直接换向至工作油口，p口油液的油压会迅速传导至工作油口，对工作油口产生骤然的冲击，一方面该冲击会产生振动和噪音，另一方面，该冲击会产生汽蚀，影响元件(管路，阀，泵，油缸)寿命，此外，此冲击还会使得负载启动时产生顿挫。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的换向时工作油口受到的冲击较大的问题，本实用新型提供一种减小换向时工作油口受到的冲击的防冲击液压阀。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种防冲击液压阀，包括
6.阀体，所述的阀体上设有压力油道、回油油道和至少一个工作油道，
7.主阀芯，所述主阀芯滑动装配在所述阀体内，所述主阀芯滑动控制所述工作油道、压力油道、回油油道之间的通断；
8.卸压油路，所述卸压油路与所述压力油道连通；
9.通断结构，所述的通断结构用于控制卸压油路的通断；
10.所述主阀芯自中位滑动至所述压力油道与工作油道连通的工作位之间还形成有卸压位，当所述主阀芯位于卸压位时，所述通断结构打开所述卸压油路，经所述压力油道进入的压力油经所述卸压油路卸油。
11.作为本实用新型的一种实施例，所述卸压油路设置在所述主阀芯内，所述的卸压油路包括设置在主阀芯内的芯内流道、进油节流孔和卸油节流孔，进油节流孔用于连通芯内流道与压力油道，所述的卸油节流孔用于连通芯内流道与回油油道。
12.进一步的，所述通断结构包括副阀芯，所述副阀芯被限位装配，所述副阀芯的一端伸入到所述芯内流道内与所述芯内流道滑动配合，当所述主阀芯与所述副阀芯相对滑动时，所述副阀芯可阻断所述芯内流道与所述卸油节流孔的连通。
13.进一步的，所述的通断结构设置在回油油道中，所述的通断结构与阀体转动连接或滑动连接来控制回油油道的通断。
14.作为本实用新型的另一种实施例，所述的卸压油路包括设置在阀体内的卸压通道，卸压通道一端连通压力油道，卸压通道另一端连通回油油道，所述的通断结构与阀体滑
动连接或者转动连接来控制卸压通道的通断。
15.作为本实用新型的又一种实施例，所述的卸压油路独立设置在阀体外部，所述的通断结构包括设置在卸压油路上的换向阀。
16.进一步的，卸压油路一端连接压力油道，另一端连接回油油道，所述的通断结构包括设置在卸压油路上的用于控制卸压油路通断的第一换向阀。第一换向阀可以是电磁换向阀。
17.进一步的，所述阀体上对应所述主阀芯的端部固定有端盖，所述端盖和所述主阀芯的端部之间形成有先导油腔，所述先导油腔内还设置有弹性件，所述弹性件的一端通过第一弹簧座作用于所述端盖，所述弹性件的另一端通过第二弹簧座作用于所述主阀芯。
18.进一步的，所述芯内流道为沿所述主阀芯轴向延伸的通孔，所述阀体上对应所述主阀芯的端部固定有端盖，所述端盖和所述主阀芯的端部之间形成有先导油腔，所述副阀芯的一端被限位抵靠在所述端盖上，所述副阀芯的另一端伸入所述芯内流道。
19.进一步的，所述副阀芯的一端被限位抵靠在所述端盖上，所述副阀芯的另一端伸入所述芯内流道，所述先导油腔内还设置有弹性件，所述弹性件的一端通过第一弹簧座作用于所述端盖，所述弹性件的另一端通过第二弹簧座作用于所述主阀芯，所述第一弹簧座套设在所述副阀芯上，在所述弹性件的作用下，所述副阀芯被所述第一弹簧座压紧抵靠在所述端盖上。
20.有益效果：
21.(1)本实用新型的液压阀压力油口建压后先进行部分卸压，然后压力油口再与工作油口连通，既能实现中位时压力油口高压，又能降低阀芯快速换向过程中油液对工作油口的冲击，从而减小噪音，提高元件(管路，阀，泵，油缸)寿命，并能使得负载的动作平稳进行，不会产生顿挫现象；
22.(2)泄压油路设置在主阀芯内时，卸压油路包括设置在主阀芯内的芯内流道、进油节流孔和卸油节流孔，进油节流孔用于连通芯内流道与压力油口，卸油节流孔用于连通芯内流道与回油口，通过节流孔的形式卸油，使得压力油口与工作油口连通前卸压流量较小，以免卸压过多导致进入工作油口的压力不够；
23.(3)泄压油路设置在主阀芯内时，主阀芯运动，副阀芯不动，两者产生相对运动，从而实现卸油节流孔的通断，压力油口卸荷与主阀芯联动，提高卸荷与执行机构动作的协调性能；
24.(4)泄压油路也设置在主阀芯外时，只需要在主阀芯外部连接管路，不需要在主阀芯内部开设有流道，便于加工。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
26.图1为本实用新型实施例一和实施例二的防冲击液压阀位于中位的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例一和实施例二的防冲击液压阀位于左卸压位的结构示意
图；
28.图3为本实用新型实施例一和实施例二的防冲击液压阀位于左工作位的结构示意图；
29.图4为本实用新型实施例一和实施例二的防冲击液压阀的结构原理图；
30.图5为本实用新型的液压阀的仿真工况示意图；
31.图6为现有技术的液压阀的仿真工况示意图；
32.图7为本实用新型液压阀与现有技术液压阀的压力曲线对比图；
33.图8为本实用新型实施例三中的通断结构的结构示意图；
34.图9为本实用新型实施例四中的通断结构的结构示意图；
35.图10为本实用新型实施例五中的通断结构的结构示意图；
36.图11为本实用新型实施例六的防冲击液压阀的结构原理图；
37.图12为本实用新型实施例七的防冲击液压阀的结构原理图；
38.图13为本实用新型实施例八的卸压油路和通断结构示意图。
39.其中，1、阀体，11、压力油口，12、总回油口，13、第一工作油口，14、第二工作油口，15、主阀芯孔，16、压力油道， 17、第一工作油道，18、第二工作油道，19、第一回油油道，110、第二回油油道，111、第一台阶，112、卸压通道，113、伸缩截断杆，114、截止块，2、主阀芯，21、第一卸油节流孔， 22、第二卸油节流孔，23、第二台阶，24、芯内流道，25、进油节流孔，3、第一副阀芯，4、第二副阀芯，5、第一弹簧座， 6、第二弹簧座，7、第一端盖，8、第二端盖，9、第一先导油腔，10、第二先导油腔，20、伸缩杆，30、弧形板，40、第一换向阀，50、回油油路，60、第二换向阀，70、质量负载，80、换向信号，90、动力源，100、液压泵，200、安全阀。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
42.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
44.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
45.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
46.说明书附图中的字母解释：p是主泵进油口，pa、pb是主阀芯换向先导油口，t是主阀回油口。
47.本实用新型的防冲击液压阀属于工程机械中的液压阀，现有技术中的液压阀主要用于控制油缸、马达等各种执行机构的运行速度和方向，并且拥有良好的精准控制和微动特性。现有技术中，液压阀从中位换向至工作位后，建压后的压力油直接进入到工作油口。阀芯作为关键的控制元件，决定了阀组的应用性能，阀芯能够根据运动的行程来控制执行元件速度的大小，当阀芯进行快速换向时，换向时间小于0.1s，p口油液的油压会迅速传导至工作油口，对工作油口产生骤然的冲击，一方面该冲击会产生振动和噪音，另一方面，该冲击会产生汽蚀，使得阀体加速老化。此外，还会因此负载刚开始工作时产生顿挫。针对上述问题，本实用新型提供了一种防冲击液压阀，防冲击液压阀可以在p口和工作油口建立连接前先行卸压，使得工作油口收到的冲击力减小，相应地可以克服振动、噪音的问题，也可以减小汽蚀的作用。
48.实施例一：
49.如图1～4,本实施例的防冲击液压阀包括阀体1和主阀芯2，其中，阀体1上设有压力油道16、回油油道和至少一个工作油道，主阀芯2滑动装配在阀体1内，主阀芯2滑动控制压力油道16、工作油道和回油油道之间的通断。
50.为了让压力油道16和工作油道建立连接前能够先行卸压，本实施例的主阀芯2配置有卸压油路，根据本实用新型的一个实施例，卸压油路包括设置在主阀芯2内的芯内流道24以及设置在主阀芯2上的进油节流孔25和卸油节流孔，进油节流孔25 和卸油节流孔分别与芯内流道24连通，主阀芯2位于中位时，压力油道16依次与进油节流孔25、芯内流道24连通，同时卸油节流孔和回油油道断开，此时压力油在芯内流道24中建立油压；工作时，先进行卸压，即主阀芯2按某一方向移动，以使卸油节流孔和回油油道连通，同时保持压力油道
16与进油节流孔25、芯内流道24连通，这样压力油道16可以依次通过进油节流孔25、芯内流道24、卸油节流孔和回油油道进行回油卸压，然后主阀芯2继续按同一方向移动，压力油道16与工作油道连通，同时卸油节流孔和回油油道断开，这样压力油道16通过工作油道给负载供油。
51.由上述内容可知，本实施例中在主阀芯2自中位滑动至工作位的过程中还形成有卸压位，当主阀芯2位于卸压位时，压力油道16内的压力油至少部分经卸压油路卸压。
52.卸压油路可以单独设置油路进行卸压，本实用新型中，压力油经卸压油路流至回油油道进行卸压。
53.进一步地，本实施的主阀芯2形成有压力油槽和至少一个工作油槽，中位时压力油槽与压力油道16对应，工作油槽与工作油道对应，优选地，进油节流孔25设置在压力油槽内，卸油节流孔设置在主阀芯2上，中位时卸油节流孔与回油油道对应且与工作油道断开，通过进油节流孔25和卸油节流孔节流孔可以调节卸压油量，一方面可以进行卸油减小冲击，另一方面，避免卸压油路建立的油压被大量卸放造成的能量损失。
54.本实施例的主阀芯2是通过先导油进行控制，具体地，主阀芯2滑动装配在阀体1的主阀芯孔15内，阀体1至少一侧设有端盖，端盖内形成有先导油腔，端盖上设有先导油口，通过先导油驱动主阀芯2运动。
55.进一步地，端盖内设有第一弹簧座5，第一弹簧座5设有限位卡槽，第一弹簧座5一侧抵在端盖上，第一弹簧座5另一侧套设有弹性元件，弹性元件可以采用弹簧，弹性元件远离第一弹簧座5的一端设有第二弹簧座6，阀体1与主阀芯2上分别设有用于与第二弹簧座6配合的第一台阶111和第二台阶23。中位时，弹性元件将第二弹簧座6压至第一台阶111上，此时第一台阶111和第二台阶23的台阶面在同一个面上。
56.本实施例中的主阀芯2的两端都是通过先导油且采用相同的结构进行控制，这样通过两端的先导油可以控制主阀芯2左右移动。
57.为了配合主阀芯2对卸压油路进行通断的控制，本实施例还提供一种通断结构，主阀芯2与通断结构相对滑动以控制卸压油路的通断。
58.根据本实用新型的通断结构的一种实施例，通断结构包括副阀芯，副阀芯被限位装配，副阀芯的一端伸入到芯内流道24 内与芯内流道24滑动配合，副阀芯沿着芯内流道24轴向延伸，中位时使副阀芯可阻断芯内流道24与卸油节流孔的连通，卸压位时使副阀芯偏离卸油节流孔，卸油节流孔与芯内流道24连通以卸油。
59.优选地，副阀芯为t形杆，副阀芯的大端被限位在第一弹簧座5的卡槽内，副阀芯的小端滑动装配在主阀芯2内与主阀芯2滑动配合，装配时，先将第二弹簧座6套于主阀芯2的端部并推至第一台阶111上，然后套设弹簧和第一弹簧座5并将副阀芯的小端依次贯穿第一弹簧座5、第二弹簧座6并插入至主阀芯2的芯内流道24内，副阀芯的大端嵌入第一弹簧座5的卡槽内，然后将端盖固定于阀体1，通过弹簧的作用可以相对固定第一弹簧座5、第二弹簧座6和副阀芯的位置，由此可见，该种通断结构的装配简单快捷，无需对副阀芯锁紧固定或对位。而且可以利用阀体固有的先导油方式进行卸油节流孔的通断控制。
60.另外，需要说明的是，如果在阀体1两端都配置相同的通断结构和先导结构，还可以实现对主阀芯2的自动对位，因为两侧的第二弹簧座6会被压至两端的第一台阶111上，两个第二弹簧座6会对主阀芯2形成限位，使得其复位至中位。
61.该实施例的副阀芯的工作原理如下：如图1所示，当主阀芯2处于中位时，工作油道与压力油道16断开，副阀芯阻断芯内流道24和卸油节流孔的连通，压力油经压力油道16进入到芯内流道24内，进行保压；如图2所示，当主阀芯2向右移动时，主阀芯2先行走至卸压位，工作油道与压力油道16断开，而芯内流道24与左位的卸油节流孔连通进行预卸压；主阀芯2 继续向右移动，左位的工作油道与压力油道16连通，压力油经压力油道16给左位的工作油道供油。
62.在主阀芯2换位过程中，先在卸压位上进行泄压，然后再切换至工作位，这样压力油的冲击可以明显减小。
63.如图5～6，为了证明本液压阀的防冲击性能，对发明的液压阀和现有技术的液压阀进行工况仿真分析，其中，两个工况的质量负载70均设置为15mpa，液压泵100连接动力源90，安全阀200的设定压力均为42mpa，给出换向信号80，得到如图7 所示的液压阀与现有技术液压阀压力曲线对比图，其中t1为中位，t2为过渡位，t3为工作位，实线表示本发明的液压阀的压力曲线，虚线表示现有技术的液压阀的压力曲线，纵坐标的单位为bar，从两个压力曲线的对比可以看出，本发明的液压阀通过过渡位的部分泄压，将压力油预先调整至与工作位平稳状态的油压较为接近的数值，从而，防止工作油口产生骤然的冲击，进一步防止汽蚀产生，保证负载的平稳运行，防止负载启动时产生顿挫。
64.实施例二：
65.如图1所示，本实施例的阀体1内设有主阀芯孔15，阀体 1设有与压力油道16连通的压力油口11，与工作油道连通的工作油口。工作油口为两个，两个工作油口排布在压力油口11的两侧，进油节流孔25对应压力油道16设置，卸油节流孔为两组，对称排布在进油节流孔25的两侧，端盖和通断结构为两组且分别设置在阀体1的两端，两组通断结构对应两组卸油节流孔设置。
66.具体地，两个工作油口分别为第一工作油口13(图中a) 和第二工作油口14(图中b)，两个端盖为左右对称设置的第一端盖7和第二端盖8，副阀芯包括左右对称设置的第一副阀芯3 和第二副阀芯4，卸油节流孔包括分别通过第一副阀芯3和第二副阀芯4实现通断的第一卸油节流孔21和第二卸油节流孔22，工作油道包括第一工作油道17和第二工作油道18，回油油道包括左右对称设置的第一回油油道19和第二回油油道110，第一回油油道19和第二回油油道110通向阀体1上的总回油口12，且第一回油油道19靠近第一副阀芯3，第二回油油道110靠近第二副阀芯4，第一工作油道17将第一工作油口13与主阀芯孔 15连通，第二工作油道18将第二工作油口14与主阀芯孔15 连通。
67.本实施例的液压阀为五位四通m型换向阀，具体工作原理如下：如图1，换向阀位于中位时，第一副阀芯3将第一卸油节流孔21阻断，第二副阀芯4将第二卸油节流孔22阻断，压力油口11与芯内流道24连通，第一工作油口13、第二工作油口 14和回油口截止，压力油作用在主阀芯2内部的芯内流道24，将第一副阀芯3压在第一端盖7上，将第二副阀芯4压在第二端盖8上，中位时阀体处于保压状态。
68.如图2和图4，换向过程中，第一先导油腔9加先导压力，主阀芯2开始向右移动，换向阀由中位换向至左卸压位，第一工作油口13和第二工作油口14保持截止状态，由于第一副阀芯3受第一弹簧座5的限制静止不动，主阀芯2移动后第一副阀芯3与第一卸油节流孔21错开，第一卸油节流孔21将芯内流道24与第一回油油道19连通，从而实现压力油口11与第
一回油油道19连通，实现建压后先卸压。
69.如图3，第一先导油腔9继续施加先导压力，换向阀由左卸压位换向至左工作位，主阀芯2右端顶到第二端盖8内的第一弹簧座5，此时第一卸油节流孔21和第二卸油节流孔22均被阀体1遮挡，压力油口11与第一工作油口13连通，第二工作油口14与第二回油油道110连通；
70.同样的，第二先导油腔10加先导压力，使得换向阀从中位换向至右卸压位时，第一工作油口13和第二工作油口14截止，由于第二副阀芯4受第一弹簧座5的限制静止不动，主阀芯2 移动后第二副阀芯4与第二卸油节流孔22错开，第二卸油节流孔22将芯内流道24与第二回油油道110连通，从而实现压力油口11与第二回油油道110连通。
71.第二先导油腔10继续加先导压力，换向阀从右卸压位换向至右工作位，主阀芯2左端顶到第一端盖7内的第一弹簧座5，第一卸油节流孔21和第二卸油节流孔22均被阀体1遮挡，压力油口11与第二工作油口14连通，第一工作油口13与第一回油油道19连通。
72.实施例三：
73.如图8所示，本实施例的通断结构整个安装在芯内流道24 中，通断结构可以采用伸缩杆20的形式，伸缩杆20可以采用电动推杆等驱动，配合主阀芯2的运动来实现卸油节流孔的通断，主阀芯2靠近端盖的一端可以采用封闭的形式。也就是说通断结构可以采用主动式的伸缩杆来控制卸油节流孔的开闭以控制预泄压，具体工作过程与副阀芯结构相似，在此不做赘述，其他结构同实施例一。
74.实施例四：
75.如图9，本实施例的通断结构可以安装在阀体1上，对准卸油节流孔的位置，可以采用弧形板30的形式来遮挡卸油节流孔，同时不影响工作油口的正常回油。主阀芯2的芯内流道24可以不是通孔，只要与卸油节流孔相通即可，芯内流道24不设置成通孔的好处是，芯内流道24与先导油腔不导通，防止因主阀芯2与副阀芯长时间相对运动产生磨损导致两者间隙增大而导致压力油泄露。这样可以通过弧形板30控制卸油节流孔的开闭，具体工作过程与副阀芯结构相似，在此不做赘述，其他结构同实施例一。
76.实施例五：
77.如图10，通断结构包括设置在回油油道内的截止块114，截止块114转动连接在阀体1上，截止块114某一方向截面尺寸与回油油道截面尺寸相等从而实现回油油道的截止，截止块 114可以通过连杆连接到阀体1的外部，然后通过电机等形式进行驱动，截止块114的动作配合主阀芯的动作(正常回油时截止块114不截止回油油道)。主阀芯2的结构可以同实施例四，其他结构同实施例一。
78.实施例六：
79.如图11，本实施例的卸压油路包括设置在阀体1内的卸压通道112，主阀芯2内不再开设泄压油路，卸压通道112一端连通压力油口11，卸压通道112另一端连通回油口，通断结构与阀体滑动连接或者转动连接。具体的，通断结构可以采用滑动设置在阀体中的伸缩截断杆113或采用实施例五中的截止块 114，当然，实施例五中的截止块114也可以采用本实施例中的伸缩截断杆113。
80.实施例七：
81.如图12，本实施例的防冲击液压阀的卸压油路设置在阀体 1外，卸压油路一端连
接压力油道16，另一端连接回油油道，通断结构包括设置在卸压油路上的用于控制卸压油路通断的第一换向阀40，第一换向阀40为两位两通换向阀。
82.实施例八：
83.如图13，本实施例的卸压油路设置在阀体1外，回油口外接回油油路50，卸压油路一端与压力油道，通断结构包括设置在回油油路50上的第二换向阀60，卸压油路另一端与第二换向阀60连接，第二换向阀60换向实现回油油路50与压力油道或者回油油道之间的连通切换。
84.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。