换向阀组件及包括该换向阀组件的液压系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种换向阀组件，该换向阀组件包括换向阀（30）和控制阀（40），所述换向阀（30）包括具有控制口（X2）的阀体（31）以及可移动地设置在所述阀体（31）内的阀芯（32），其特征在于：所述控制阀（40）包括阀体（41），该阀体（41）包括设置有入油阻尼（55）的入油口（51）、与该入油口（51）连通的回油口（52）以及连通所述入油口（51）和控制口（X2）的可部分截止的油道（53）。本实用新型还提供了一种包括该换向阀组件的液压系统。通过上述技术方案，当换向阀动作时既能够降低液压冲击又能够获得理想的响应速度。
【专利说明】换向阀组件及包括该换向阀组件的液压系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液压领域，具体地，涉及一种换向阀组件和包括该换向阀组件的液压系统。
【背景技术】
[0002]当液压系统在例如突然启动、换向时，由于液压阀的突然动作，往往会导致系统内部瞬时出现较高的压力，从而对系统内各液压元件造成液压冲击。
[0003]如图1所示为一种液压系统,该液压系统包括液压泵10、主控制阀11、执行元件12和具有控制口 Xl的换向阀13，液压泵10通过主控制阀11与执行元件12连接，主控制阀11分别通过第一油路21和第二油路22与执行元件12相连，换向阀13串联在第二油路22中并且换向阀13的控制口 Xl与第一油路21相通。
[0004]当主控制阀11动作而使压力液压油流经第二油路22时，压力液压油经过换向阀13流向执行元件12，进而通过第一油路21回油。当主控制阀11动作而使压力液压油流经第一油路21时，压力液压油同时也作用于换向阀13的控制口 XI，从而使换向阀13动作，因而压力液压油经过执行元件12后通过换向阀13回油。
[0005]当主控制阀13刚刚动作而使压力液压油流经第一油路21时，换向阀13的控制口Xl也受到压力液压油的冲击，从而导致换向阀13的动作不够平稳，进而对液压系统造成冲击。
[0006]传统上为了降低液压冲击通常采用设置阻尼的方式来实现。例如，对于上述换向阀13来说，为了缓冲冲击，通常在控制口 Xl处设置阻尼。这样，当系统压力液压油通过控制口 Xl作用于换向阀13的阀芯时，阀芯受到的冲击将会得以降低。然而，这种设置却能够导致阀芯动作的迟缓，从而影响换向阀13的响应速度。
[0007]因此，对于换向阀13来说，如何既能够降低液压冲击又能够获得理想的响应速度成为需要解决的技术问题。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种换向阀组件及包括该换向阀组件的液压系统，该换向阀组件能够在动作时降低液压冲击并且具有理想的响应速度。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型提供一种换向阀组件，该换向阀组件包括换向阀和控制阀，所述换向阀包括具有控制口的阀体以及可移动地设置在所述阀体内的阀芯，所述控制阀包括阀体，该阀体包括设置有入油阻尼的入油口、与该入油口连通的回油口以及连通所述入油口和控制口的可部分截止的油道。
[0010]优选地，所述回油口设置有回油阻尼。
[0011]优选地，所述控制阀的阀体具有与所述入油口和回油口相通并且通向所述控制口的第一阀腔，所述控制阀还包括:密封杆，该密封杆的第一端固定于所述控制阀的阀体，与所述第一端相反的第二端在所述第一阀腔内朝向所述控制口延伸并具有密封部；允许油液仅流向所述控制口的单向阀套，该单向阀套可移动地设置在所述第一阀腔内并与所述第一阀腔的侧壁保持密封，所述密封杆的所述第二端位于所述单向阀套内，所述单向阀套具有能够与所述密封部配合的配合部；和复位弹簧，该复位弹簧被压紧于所述控制阀的阀体内壁与所述单向阀套之间并对所述单向阀套施加朝向所述控制口的作用力；所述油道包括通流面积不变部分和取决于所述密封杆和单向阀套之间相对位置的通流面积可变部分。
[0012]优选地，所述通流面积不变部包括位于所述控制阀的阀体内并连通所述入油口和控制口的通道，该通道内设置有第一阻尼；所述油道的通流面积不变部分包括设置在所述密封杆内部的通道；或者所述油道的通流面积不变部分包括设置在所述密封杆的密封部和/或所述单向阀套的配合部处的开缝或凹口。
[0013]优选地，所述密封杆包括:螺纹件，该螺纹件与所述控制阀的阀体螺纹连接；和杆件，该杆件插入所述螺纹件中并与该螺纹件固定连接，所述密封部位于该杆件上。
[0014]根据本实用新型的另一方面，还提供了一种液压系统，该液压系统包括:液压泵、主控制阀、执行元件和本实用新型所提供的换向阀组件，所述液压泵通过所述主控制阀与所述执行元件连接，所述主控制阀分别通过第一油路和第二油路与所述执行元件相连，所述换向阀组件的换向阀串联在所述第二油路中并且所述控制阀的入油口与所述第一油路21相通。
[0015]通过上述技术方案，利用入油阻尼能够发挥缓冲液压冲击的作用。同时，在换向阀的阀芯开始动作时，由于通向控制口的油道的通流面积较大，从而能够允许换向阀的阀芯快速启动以通过“死区”，随后由于仍允许高压液压油流到控制口，从而使阀芯能够较为平稳地继续移动。因此，当换向阀动作时既能够降低液压冲击又能够获得理想的响应速度，从而实现本实用新型的目的。
[0016]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0018]图1是传统的液压系统的示意图；
[0019]图2为根据本实用新型所提供的换向阀组件的一种实施方式的示意图；
[0020]图3为图2所示的换向阀组件的结构示意图；
[0021]图4为图3所示的换向阀组件中当通流面积可变部分完全截止时状态的结构示意图；
[0022]图5为图4所示的换向阀组件中密封杆的密封部与单向阀套的配合部完全密封时的不意图；
[0023]图6至图8为表示通流面积不变部分的不同实施方式的结构示意图；
[0024]图9为表示本实用新型所提供的换向阀组件的另一种实施方式的示意图；
[0025]图10为表示本实用新型所提供的液压系统的一种实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0027]本实用新型提供了一种换向阀组件，如图所示，该换向阀组件包括换向阀30和控制阀40，换向阀30包括具有控制口 X2的阀体31以及可移动地设置在阀体31内的阀芯32，控制阀40包括阀体41，该阀体41包括设置有入油阻尼55的入油口 51、与该入油口 51连通的回油口 52以及连通入油口 51和控制口 X2的可部分截止的油道53。
[0028]换向阀30可以为各种液控滑阀式换向阀。控制阀40用于对流入换向阀30的控制口 X2的控制液压油进行控制，从而实现对换向阀30阀芯32动作的控制。换向阀30与控制阀40既可以组合为集成阀，也可以通过油路连接起来。
[0029]控制阀40的入油口 51设置有入油阻尼55，因此，当有高压液压油经过控制阀40的入油口而流向换向阀30的控制口 X2时，利用入油阻尼55的阻尼作用，从而起到缓冲液压冲击的作用。同时，控制阀40具有与入油口 51连通的回油口 52，因此在实际使用过程中，利用入油阻尼55能够起到分压作用，从而降低换向阀30的控制口 X2处的油液压力，也同样发挥缓冲液压冲击的作用。
[0030]另外，控制阀40还包括连通入油口 51和控制口 X2的可部分截止的油道53。油道53为部分截止，无论控制阀40的工作状态如何，油道53依然保留有部分通流面积，从而允许高压液压油流到控制口 X2。因而在阀芯32开始动作时，由于油道53的通流面积较大，从而能够允许阀芯32快速启动以通过“死区”，随后尽管油道53的通流面积逐渐变小，但由于仍允许高压液压油流到控制口 X2，从而使阀芯32在开始动作之后能够缓慢地进行移动，使阀芯32能够较为平稳地移动。
[0031]因此，利用本实用新型所提供的换向阀组件，能够在降低液压冲击和获得理想的响应速度方面获得理想的实际效果，进而实现本实用新型的目的。
[0032]优选地，为了获得更好地缓冲液压冲击的效果，如图1所示，回油口 52设置有回油阻尼57。利用该回油阻尼57同样能够实现分压的作用，从而使换向阀30的控制口 X2处的油液压力处于合理的水平。
[0033]控制阀40可以通过多种结构形式来实现。如图3所示，控制阀40的阀体41具有与入油口 51和回油口 52相通并且通向控制口 X2的第一阀腔42。控制阀40还包括:密封杆43,该密封杆43的第一端431固定于控制阀40的阀体41,与第一端相反的第二端432在第一阀腔42内朝向控制口 X2延伸并具有密封部433 ;允许油液仅流向控制口 X2的单向阀套44，该单向阀套44可移动地设置在第一阀腔42内并与第一阀腔42的侧壁保持密封，密封杆43的第二端432位于单向阀套44内，单向阀套44具有能够与密封部433配合的配合部441 ;和复位弹簧45，该复位弹簧45被压紧于控制阀40的阀体41内壁与单向阀套44之间并对单向阀套44施加朝向控制口 X2的作用力；油道53包括根据密封杆43和单向阀套44之间相对位置的通流面积可变部分和与密封杆43和单向阀套44之间相对位置无关的通流面积不变部分。
[0034]阀体41的第一阀腔43与入油口 51、回油口 52和控制口 X2连通，入油口 51允许高压液压油进入第一阀腔43内，进而通过回油口 52回油，也能够通过流向控制口 X2，以控制换向阀30的动作。
[0035]控制阀40包括密封杆43和允许油液仅流向控制口 X2的单向阀套44，通过该密封杆43与单向阀套44的相互配合，从而实现可部分截止的油道53。[0036]具体来说，密封杆43的第一端431 (例如通过过盈配合、螺纹连接等方式)固定于控制阀40的阀体41，与第一端431相反的第二端432在第一阀腔42内朝向控制口 X2延伸并具有密封部433。
[0037]单向阀套44允许油液仅从第一阀腔42流向控制口 X2，因此单向阀套44与密封杆43之间的配合结构形式可以参考传统的单向阀的结构。单向阀套44可移动地设置在第一阀腔42内并与第一阀腔42的侧壁保持密封，以确保油液不会流过单向阀套44与第一阀腔42之间的间隙，如图3所示，在单向阀套44的周向侧壁上设置有环形的密封件。
[0038]密封杆43的第二端432位于单向阀套44内，单向阀套44具有能够与密封部433配合的配合部441，该配合部441与密封杆43的密封部433相互配合，从而使油液仅从第一阀腔42流向控制口 X2。
[0039]位于第一阀腔42内的复位弹簧45被压紧于控制阀40的阀体41内壁与单向阀套44之间，从而对单向阀套44施加作用力，迫使单向阀套44压紧于阀芯32位于控制口 X2附近的端面。因此，当换向阀30的阀芯32移动时，单向阀套44会随着阀芯32的移动而移动。
[0040]本说明书附图中所图示的密封杆43与单向阀套44的结构形式仅起到示例性作用，而控制阀40并不限于此种结构形式。例如，阀杆可以在弹簧力的作用下压紧于换向阀30阀芯32的端面，而单向阀套44固定于控制阀40的阀体41。
[0041]油道53连通入油口 51和控制口 X2，且该油道53为可部分截止的。也就是说，油道53的通流面积是可变化的并且不会完全截止。油道53包括通流面积不变部分和取决于密封杆43和单向阀套44之间相对位置的通流面积可变部分。
[0042]通流面积不变部分的通流面积不会受到密封杆43和单向阀套44之间相对位置的影响，即与换向阀30的阀芯32的移动无关。而通流面积可变部分则受密封杆43和单向阀套44之间相对位置的影响。具体来说，当换向阀30的控制口 X2尚未受到控制液压油的作用时，密封杆43和单向阀套44之间的间隙最大，即油道53 (的通流面积可变部分)的通流面积处于最大状态。而随着控制液压油进入控制口 X2，则换向阀30的阀芯32开始远离控制口 X2移动，从而使单向阀套44远离密封杆43移动，但密封杆43的密封部433与单向阀套44的配合部彼此相互接近，从而使二者之间的通流面积逐渐减小。当密封杆43的密封部433与单向阀套44的配合部441之间完全封闭时候(如果能够完全封闭的话)，则油道53的通流面积可变部分完全截止，如图4和图5所示。但是，由于此时油道53的通流面积不变部分仍然保持入油口 51和控制口 X2之间的畅通，因此，仍允许控制液压油通过此通流面积不变部分流到控制口 X2，驱使换向阀30的阀芯32移动。
[0043]油道53的通流面积不变部分可以通过多种结构形式来实现。例如，如图3和图4所示，所述通流面积不变部包括位于控制阀40的阀体41内并连通入油口 51和控制口 X2的通道531，该通道531内设置有第一阻尼54。第一阻尼54的作用为缓冲液压油的冲击。
[0044]再如，如图6所示，油道53的通流面积不变部分包括设置在所述密封杆43内部的通道532。当密封杆43的密封部433与单向阀套44的配合部441之间完全封闭时，控制液压油仍然能够通过通道532流向控制口 X2，从而驱动换向阀的阀芯缓慢移动。
[0045]或者，如图7和图8所示，油道53的通流面积不变部分包括设置在密封杆43的密封部433和/或单向阀套44的配合部441处的开缝533或凹口 534。也就是说，密封杆43的密封部433与单向阀套44的配合部441之间不能完全封闭，油道53的通流面积不变部分与通流面积可变部分都是通过密封杆43的密封部433和单向阀套44的配合部441来实现的。当密封杆43的密封部433与单向阀套44的配合部441之间完全接触时，油道53的通流面积可变部分截止，但由于密封部433和配合部441之间仍有间隙，即上述开缝或凹口，从而行程通流面积不变部分，仍然允许控制液压油通过上述开缝或凹口而流向控制口 X2，从而驱动换向阀阀芯的缓慢移动。
[0046]密封杆43可以为一体的杆状部件，但为了提高密封杆43的可制造性，优选地，如图9所示，密封杆43为多个零部件装配而成的组件，该密封件43包括:螺纹件434，该螺纹件434与控制阀40的阀体41螺纹连接；和杆件435，该杆件435插入螺纹件434中并与该螺纹件434固定连接。
[0047]杆件435可以通过多种方式与螺纹件434固定连接，如图9中采用了销件436的方式，即该销件436固定连接螺纹件434和杆件435。再如，螺纹件434可以通过过盈配合的方式与杆件435固定连接。
[0048]由于密封杆43为组件，因此制造、装配和安装都相对更为容易。
[0049]如图10所示，本实用新型还提供了一种包括上述换向阀组件的液压系统，该液压系统包括:液压泵10、主控制阀11、执行元件12和本实用新型所提供的换向阀组件，液压泵10通过主控制阀11与执行元件12连接，主控制阀11分别通过第一油路21和第二油路22与执行元件12相连，换向阀组件的换向阀30串联在第二油路22中并且控制阀40的入油口 51与第一油路21相通。
[0050]在该液压回路中，换向阀30的作用为控制第二油路22的接通方向并且由于控制阀40连接于第一油路21从而使换向阀组件起到平衡阀的作用。
[0051]当主控制阀11的B 口流出的高压液压油流向执行元件12的B 口时，由于控制阀40的入油口 51与第一油路21相通，因此也进入控制阀40。进而在该控制阀40的控制下一部分会回油而另一部分会进入换向阀30的控制口 X2，从而快速且平稳地推动换向阀30的阀芯32移动，以使第二油路22允许液压油从执行元件12的A 口流向主控制阀11的A□。
[0052]当主控制阀11的A 口流出的高压液压油经过换向阀30而流到执行元件12的A口，进而通过执行元件的B 口流向主控制阀11的B 口，由于在第一油路21中的液压油为非高压液压油，因此不会推动换向阀30的阀芯动作。
[0053]因此，结合有本实用新型所提供的液压系统，能够在工作时保持第二油路快速且平稳的开启和关闭，从而获得良好的工作状态。
[0054]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0055]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0056]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.换向阀组件，该换向阀组件包括换向阀(30)和控制阀(40)，所述换向阀(30)包括具有控制口(X2)的阀体(31)以及可移动地设置在所述阀体(31)内的阀芯(32)，其特征在于:所述控制阀(40 )包括阀体(41)，该阀体(41)包括设置有入油阻尼(55 )的入油口( 51)、与该入油口(51)连通的回油口(52)以及连通所述入油口(51)和控制口(X2)的可部分截止的油道(53)。
2.根据权利要求1所述的换向阀组件，其特征在于，所述回油口(52)设置有回油阻尼(57)。
3.根据权利要求1或2所述的换向阀组件，其特征在于，所述控制阀(40)的阀体(41)具有与所述入油口(51)和回油口(52)相通并且通向所述控制口(X2)的第一阀腔(42)， 所述控制阀(40)还包括: 密封杆(43)，该密封杆(43)的第一端(431)固定于所述控制阀(40)的阀体(41)，与所述第一端相反的第二端(432)在所述第一阀腔(42)内朝向所述控制口(X2)延伸并具有密封部(433)； 允许油液仅流向所述控制口(X2)的单向阀套(44)，该单向阀套(44)可移动地设置在所述第一阀腔(42)内并与所述第一阀腔(42)的侧壁保持密封，所述密封杆(43)的所述第二端(432)位于所述单向阀套(44)内，所述单向阀套(44)具有能够与所述密封部(433)配合的配合部(441);和 复位弹簧(45)，该复位弹簧(45)被压紧于所述控制阀(40)的阀体(41)内壁与所述单向阀套(44)之间并对所述单向阀套(44)施加朝向所述控制口(X2)的作用力； 所述油道(53)包括通流面积不变部分和取决于所述密封杆(43)和单向阀套(44)之间相对位置的通流面积可变部分。
4.根据权利要求3所述的换向阀组件，其特征在于，所述通流面积不变部包括位于所述控制阀(40)的阀体(41)内并连通所述入油口(51)和控制口(X2)的通道(531)，该通道(531)内设置有第一阻尼(54)； 所述油道(53)的通流面积不变部分包括设置在所述密封杆(43)内部的通道(532);或者 所述油道(53)的通流面积不变部分包括设置在所述密封杆(43)的密封部(433)和/或所述单向阀套(44)的配合部(441)处的开缝或凹口(533，534)。
5.根据权利要求3所述的换向阀组件，其特征在于，所述密封杆(43)包括: 螺纹件(434)，该螺纹件(434)与所述控制阀(40)的阀体(41)螺纹连接；和 杆件(435)，该杆件(435)插入所述螺纹件(434)中并与该螺纹件(434)固定连接，所述密封部(433)位于该杆件(435)上。
6.液压系统，该液压系统包括:液压泵(10)、主控制阀(11)、执行元件(12)和根据权利要求1-5中任意一项所述的换向阀组件，所述液压泵(10)通过所述主控制阀(11)与所述执行元件(12)连接，所述主控制阀(11)分别通过第一油路(21)和第二油路(22)与所述执行元件(12)相连，所述换向阀组件的换向阀(30)串联在所述第二油路(22)中并且所述控制阀(40)的入油口(51)与所述第一油路21相通。
【文档编号】F15B13/02GK203463397SQ201320512650
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】江文渊, 汪星辰, 居梦雄, 廖启辉 申请人:常德中联重科液压有限公司, 中联重科股份有限公司