专利名称：变换阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种变换阀。
背景技术：
变换阀在工程机械中具有广泛的应用，变换阀能够随着阀芯的移动，实现油路的通断。请参考图1，图I为一种典型的变换阀的结构示意图。变换阀的阀体15上设有导向阀芯11、销轴110、阀芯17、变换腔1C、出油腔1A、第一弹簧12及其第一弹簧座111、第二弹簧13及其第二弹簧座14、第三弹簧18，第一弹簧座 111安装在销轴110上，导向阀芯11上的台阶面抵触在第一弹簧座111的端面上，第二弹簧座14的端面抵触在阀芯17的端面上。此外，上述各部件均同轴安装。变换阀的阀体15上设置了变换腔IC和出油腔1A，变换腔IC连通进油油路，即为高压腔，出油腔IA连通出油口 ；阀芯17的内部还设有平衡腔1B，平衡腔IB能够与出油腔IA连通，平衡腔IB由设置于阀芯17内部的活塞16和阀芯17内壁形成，阀体15的右端由螺堵19封堵。当操作者向右推动导向阀芯11时，第二弹簧座14推动阀芯17，则出油腔IA与泄油口 T的油路被关闭，变换腔IC与出油腔IA的通路被打开，变换腔IC内的液压油进入出油腔IA中，同时，进入出油腔IA内的部分液压油通过节流孔Ia进入平衡腔IB内，平衡腔IB内液压油对阀芯17施加向左的作用力。当平衡腔IB内液压油对阀芯17施加的作用力大于第二弹簧13的弹力时，推动阀芯17向左移动，使变换腔IC通往出油腔IA的开口减小，降低出油腔IA和平衡腔IB的压力，直至作用力平衡，因此，出油腔IA的压力与第二弹簧13的压缩量是比例变化的关系，而第二弹簧13压缩量与导向阀芯11的行程比例变化，即出油腔IA的压力相较于导向阀芯11的行程比例变化。当操作者停止推动导向阀芯11时，导向阀芯11在第二弹簧13和第一弹簧12的弹力下复位，阀芯17在第三弹簧18的弹力下复位。上述变换阀存在下述技术缺陷第一、导向阀芯11的推动需要操作者手动操作，而推动导向阀芯11需要抵抗多个弹簧的弹力，增大了操作者的劳动强度；第二、为使操纵后阀芯17能够复位，需要设置多个弹簧和弹簧座，使得变换阀的结构较为复杂，操作精度不够。有鉴于此，如何提供一种能够降低操作者劳动强度的变换阀，是领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提供一种变换阀，该变换阀能够降低操作者的劳动强度。本实用新型提供一种变换阀，其阀体上设有阀芯、与出油口连通的出油腔，以及变换腔，所述阀芯沿轴向移动能够使所述出油腔和所述变换腔连通或断开，所述阀体上还设有连通控制油路的控制口，所述控制口内液压油能够推动所述阀芯轴向移动，以便连通所述出油腔和所述变换腔。优选地，所述变换腔连通进油油路；所述阀体内设有复位腔，所述复位腔连通所述变换腔；所述复位腔内液压油作用于所述阀芯的压力方向，与所述控制口内压力油作用于所述阀芯上的压力方向相反。优选地，所述控制口内压力油作用于所述阀芯上的面积大于所述复位腔内压力油作用于所述阀芯上的面积。优选地，所述阀芯的一端具有第一盲孔，所述第一盲孔内插装有活塞，所述活塞的一端伸出所述第一盲孔并与所述变换阀的阀体的端部相接，所述活塞伸出所述第一盲孔的部分与所述阀芯、阀体形成所述复位腔，所述复位腔内液压油作用于所述阀芯上与所述第一盲孔对应的环形端面处；所述控制口内压力油作用于所述阀芯上与所述环形端面相对设置的整个端面处。优选地，所述阀芯的外周设有环形槽，所述环形槽与所述变换阀的阀体的内周壁形成节流口，所述节流口连通所述变换腔和所述复位腔。优选地，所述阀芯上还设有第二盲孔，所述第一盲孔和所述第二盲孔轴向对称地设置于所述阀芯的两端；所述变换阀上与所述第二盲孔对应的端部设有所述控制口。优选地，所述变换阀的内部设有轴向伸缩的复位弹簧，所述控制口内的压力油克服所述复位弹簧的弹力推动所述阀芯移动。优选地，所述变换腔和所述出油腔断开时，所述出油腔连通进油油路，所述变换腔和所述出油腔连通时，所述出油腔断开进油油路；所述变换阀的阀体上设有泄油口，所述变换腔连通泄油口。优选地，所述阀芯的内部设有平衡腔，所述平衡腔连通所述出油腔，所述平衡腔作用于所述阀芯的压力方向，与所述控制口内压力油作用于所述阀芯上的压力方向相反。优选地，所述平衡腔的周壁上设有节流通道，所述节流通道连通所述出油腔。本实用新型提供的变换阀，其阀芯轴向移动而打开变换腔和出油腔的驱动力由控制口处的液压油提供，需要打开时，使与控制口处连通的控制油路具备一定的压力即可。因此，该变换阀阀芯的移动利用控制压力油即可实现，无需手动操纵阀芯，使操作者的劳动强度得以降低。
图I为一种典型的变换阀的结构示意图；图2为本实用新型所提供变换阀一种具体实施方式
的结构示意图；图3为图2的液压原理简图；图4为本实用新型所提供变换阀另一种具体实施方式
的液压原理简图。图 I 中11导向阀芯、12第一弹簧、13第二弹簧、14第二弹簧座、15阀体、16活塞、17阀芯、18第三弹簧、19螺堵、110销轴、111第一弹簧座、IA出油腔、Ia节流孔、IB平衡腔、IC变换腔、IT泄油口 ；[0029]图2-4 中I第一螺塞、2阀体、3阀芯、4活塞、5第二螺塞、A控制口、B出油腔、P变换腔、E复位腔、C平衡腔、G泄油腔、Tl泄油口、a节流口、c通道、b节流通道、T2复位腔泄油口、Pl进油口、T3常开泄油口。
具体实施方式
本实用新型的核心提供一种变换阀，该变换阀能够降低操作者的劳动强度。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图2和图3，图2为本实用新型所提供变换阀一种具体实施方式
的结构示意 图；图3为图2的液压原理简图。该具体实施方式
中的变换阀，其阀体2上设有阀芯3、出油腔B和变换腔P，出油腔B始终与阀体2上的出油口连通，阀芯3轴向移动时能够连通或断开变换腔P与出油腔B。如图3所示，阀芯3右移后，变换腔P和出油腔B连通，自连通位置左移至图3位置时，变换腔P和出油腔B断开。该实施例中，变换阀的阀体2还设有控制口 A，控制口 A连通控制油路，依靠控制油路流至控制口 A处的液压油推动阀芯3轴向移动，从而打开变换腔P和出油腔B之间的通道，当然，控制油路的压力需要达到预设的值才能推动阀芯3轴向移动。图2中，阀体2设置了轴向通孔，阀芯3置于轴向通孔内，轴向通孔的左端和右端分别安装有第一螺塞I和第二螺塞5。此时，控制口 A为设于第一螺塞I上的轴向通道，控制油路的液压油能够自该控制口 A流至阀芯3的左侧，进而对阀芯3施加向右的压力，使其向右移动。在阀体2上设置轴向通孔，安装阀芯3以及其他构件后，通过两螺塞封堵，该种结构使得阀体2内的部件易于装配，而且在第一螺塞I上设置轴向通道作为控制口 A，也使控制油路的压力油能够直接作用于阀芯3上，减少压力损失，当然，阀体2的形状并不限于此，本领域技术人员可以通过常规手段设计阀体2并加工出符合上述条件的控制口 A。此外，该实施例中还设置了复位腔E，复位腔E与变换腔P连通，变换腔P连通进油油路，即变换腔P为高压腔，可以直接与泵的出油口连通，则复位腔E内液压油对阀芯3会施加向左的压力。当与控制口 A连通的控制油路的压力达到一定时，液压油能够克服复位腔E的复位压力而推动阀芯3右移；当与控制口 A连通的控制油路的压力降低到一定值时，复位腔E对阀芯3的施加力能够推动阀芯3复位，从而断开变换腔P和出油腔B。当然，针对上述实施例也可以不设置复位腔E，可以在阀体2内部设置轴向伸缩的复位弹簧，比如，该复位弹簧可以设于图2中复位腔E处，此时的复位腔E与变换腔P断开而作为弹簧腔，利用复位弹簧的弹力复位阀芯3，此时，控制口 A处的压力油需要克服复位弹簧的弹力才能打开变换腔P和出油腔B之间的通道。设置复位腔E的变换阀，其变换腔P需要连通高压油路，而设置的复位腔E恰好能够利用变换腔P内的高压油实现阀芯3的复位，相较于现有技术中设置多个弹簧以及弹簧座的技术方案，明显简化了变换阀的结构，降低了生产成本，且具备较高的复位可靠性。复位腔E的具体形成方式可以如图2所示，在阀芯3的右端加工出第一盲孔，在第一盲孔内插装活塞4,活塞4的一端伸出第一盲孔,伸出第一盲孔的部分的端部插装于第二螺塞5的内部，则活塞4外周壁和第二螺塞5端面、阀芯3端面、阀体2内周壁形成了复位腔E ;并在阀芯3右端的外周壁上加工出环形槽，环形槽和阀体2内周壁形成了连通变换腔P和复位腔E的通道C。该种结构设计使得阀体2内部结构布置紧凑，简便地形成了复位腔E。可以想到，复位腔E的形成并不限于上述结构，只要在阀体2内部设置连通变换腔P或是直接与高压油路连通的腔体，并保证该腔体内高压油对阀芯3的作用力与控制口 A处高压油对阀芯3的作用力相反，即可起到复位作用，当然，复位腔E直接连通变换腔P而间接引入高压油比直接连通高压油路更易于阀体2的加工设计和阀体2结构的简化。另外，由第一盲孔和活塞4等形成的复位腔E，其压力油作用在阀芯3的环形左端面，作用面积为苽“ ^d2), 4 ,而控制口 A处压力油作用于阀芯3右端面，作用面积为
4其中，Cl1为阀芯3左端面的直径，d2为阀芯3第一盲孔的直径，显然，复位腔E作用面积小于控制口 A的作用面积，从而保证控制油路在较小压力情况下，也能够打开变换阀。此处需要说明的是，在阀芯3的左端加工了与第一盲孔同轴且相对设置的第二盲孔，控制口 A作用于阀芯3左端面的面积包括阀芯3左端的环形端面面积和第二盲孔底部的面积，即作用面积为整个左端面的面积；此处设置第二盲孔有助于控制口 A压力油能够顺利作用于阀芯3的左端面。该实施例中的变换阀一般为常闭阀，将该变换阀置于油路中时，变换阀的出口通常为低压口，如图3所示，与控制口 A连通的控制油路的压力达不到打开变换阀的预定值时，变换腔P和出油腔B断开，出油腔B通过节流口 a连通泄油口 Tl而处于低压泄油状态，仅当控制油路的压力达到预定值，变换阀的出油口方会输出压力油。此处将出油腔B与泄油口 Tl连通，能够使和变换腔P断开后的出油腔B快速泄压。在上述实施例中，还可以设置其他泄油口，比如设于第二螺塞5上的复位腔泄油口 T2，防止复位腔E的油压过高，复位腔E内的液压油能够自活塞4与第二螺塞5之间的泄油腔G连通复位腔泄油口 T2。对上述结构的常闭变换阀略作改动，也可以将常闭阀转化为常开阀，在图2的基础上，取消复位腔E和环形凹槽，将泄油口 Tl更改为进油口 Pl，即直接将出油腔B连通高压油路，而在阀体2上开设常开泄油口 T3，变换腔P连通常开泄油口 T3，则变换腔P始终处于低压泄油状态，阀体2上与出油腔B连通的出油口在正常工作时输出高压油，如图4所示，图4为本实用新型所提供变换阀另一种具体实施方式
的液压原理简图。此时，仅当控制口A处接通的控制油路升至高压时，变换腔P和出油腔B连通，出油腔B与高压油路的进油口Pl断开，出油腔B连通变换腔P而泄油，变换阀的出油口不再输出压力油。因此，图3中的变换阀的结构略作调整，可以从常闭阀转换为常开阀。作为常开阀使用时，其复位可以采用轴向伸缩的弹簧，实际上，与图2中结构类似，常开状态的变换阀仍然可以设置复位腔E，只是该复位腔E不与变换腔P (常开变换阀的变换腔P与常开泄油口 T3连通)连通，而是与高压油路连通，比如与连通出油腔B的进油路连通。由上述实施例可知，无论变换阀作为常开阀还是常闭阀使用，其阀芯3轴向移动而打开变换腔P和出油腔B的驱动力由控制口 A处的液压油提供，需要打开时，使与控制口A处连通的控制油路具备一定的压力即可。因此，该实施例中变换阀阀芯3的移动利用控制压力油即可实现，无需手动操纵阀芯3，使操作者的劳动强度降低。此外，针对常闭型和常开型的变换阀，均可以设置平衡腔C，下面以常闭型变化阀为例说明。图2中的平衡腔C，由活塞4的左端和阀芯3的第一盲孔的内壁形成，并在阀芯3的周壁上加工出节流通道b，节流通道b连通出油腔B和平衡腔C，平衡腔C内液压油对阀芯3施加向左的作用力。可知，控制口 A处控制压力油给阀芯3向右移动的作用力F1满足下述关系式其中，P1为控制口 A处液压油的压力。复位腔E内液压油对阀芯3的向右作用力满足下述关系式·F.
2— 4 ，其中，P。为复位腔E的压力。当F1小于F2时，阀芯3处于图2所示位置，出油腔B常通泄油口 Tl ;当控制压力油P1升至某设定值时，F1大于F2,阀芯3向右移动，出油腔B与变换腔P连通，变换腔P内的压力油经节流通道b流入平衡腔C，平衡腔C内液压油对阀芯3有向左的作用力F3满足下述关系式R =；
34 .其中，P2为平衡腔C的压力，也即出油腔B的压力。当F1' F2、F3满足平衡关系，阀芯3停止移动，即F1 = F2+F3，由此可知Ρχ = ~ }Po + Pt .
444 5简化可得/>，為p'—
d2 d2 d2假设与变换腔P连通的进油油路压力不变，即复位腔E的压力P。不变，而Cl1和d2为常数，可知变换阀的出口压力，即出油腔B的压力P2，随着控制口 A处压力油压力P1的变化而线性变换，当控制口 A处压力油压力P1降低时，阀芯3左移，直至压力油降低至某设定值时，变换腔P和出油腔B油路关闭，阀芯3在复位腔E压力Ptl推动下复位。因此，设置平衡腔C的变换阀的出口压力和控制压力是线性变化关系，通过改变阀芯3屯和d2的尺寸比例即可改变控制曲线，故该变换阀为压力线性变换阀。以上对本实用新型所提供的一种变换阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种变换阀，其阀体上设有阀芯、与出油口连通的出油腔，以及变换腔，所述阀芯沿轴向移动能够使所述出油腔和所述变换腔连通或断开，其特征在于，所述阀体上还设有连通控制油路的控制口，所述控制口内液压油能够推动所述阀芯轴向移动，以便连通所述出油腔和所述变换腔。
2.根据权利要求I所述的变换阀，其特征在于，所述变换腔连通进油油路；所述阀体内设有复位腔，所述复位腔连通所述变换腔；所述复位腔内液压油作用于所述阀芯的压力方向，与所述控制口内压力油作用于所述阀芯上的压力方向相反。
3.根据权利要求2所述的变换阀，其特征在于，所述控制口内压力油作用于所述阀芯上的面积大于所述复位腔内压力油作用于所述阀芯上的面积。
4.根据权利要求3所述的变换阀，其特征在于，所述阀芯的一端具有第一盲孔，所述第一盲孔内插装有活塞，所述活塞的一端伸出所述第一盲孔并与所述变换阀的阀体的端部相接，所述活塞伸出所述第一盲孔的部分与所述阀芯、阀体形成所述复位腔，所述复位腔内液压油作用于所述阀芯上与所述第一盲孔对应的环形端面处；所述控制口内压力油作用于所述阀芯上与所述环形端面相对设置的整个端面处。
5.根据权利要求4所述的变换阀，其特征在于，所述阀芯的外周设有环形槽，所述环形槽与所述变换阀的阀体的内周壁形成节流口，所述节流口连通所述变换腔和所述复位腔。
6.根据权利要求4或5所述的变换阀，其特征在于，所述阀芯上还设有第二盲孔，所述第一盲孔和所述第二盲孔轴向对称地设置于所述阀芯的两端；所述变换阀上与所述第二盲孔对应的端部设有所述控制口。
7.根据权利要求I所述的变换阀，其特征在于，所述变换阀的内部设有轴向伸缩的复位弹簧，所述控制口内的压力油克服所述复位弹簧的弹力推动所述阀芯移动。
8.根据权利要求I所述的变换阀，其特征在于，所述变换腔和所述出油腔断开时，所述出油腔连通进油油路，所述变换腔和所述出油腔连通时，所述出油腔断开进油油路；所述变换 阀的阀体上设有泄油口，所述变换腔连通泄油口。
9.根据权利要求1-5、7-8任一项所述的变换阀，其特征在于，所述阀芯的内部设有平衡腔，所述平衡腔连通所述出油腔，所述平衡腔作用于所述阀芯的压力方向，与所述控制口内压力油作用于所述阀芯上的压力方向相反。
10.根据权利要求9所述的变换阀，其特征在于，所述平衡腔的周壁上设有节流通道，所述节流通道连通所述出油腔。
专利摘要本实用新型公开一种变换阀，其阀体上设有阀芯、与出油口连通的出油腔，以及变换腔，所述阀芯沿轴向移动能够使所述出油腔和所述变换腔连通或断开，还包括连通控制油路的控制口，所述控制口内液压油能够推动所述阀芯轴向移动，以便连通所述出油腔和所述变换腔。该变换阀，其阀芯轴向移动而打开变换腔和出油腔的驱动力由控制口处的液压油提供，需要打开时，使与控制口处连通的控制油路具备一定的压力即可，因此，该变换阀阀芯的移动利用控制压力油即可实现，无需手动操纵阀芯，使操作者的劳动强度得以降低。
文档编号F16K27/04GK202629286SQ20122028097
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者赵建军, 桑月仙, 金轲, 刘喜明 申请人:山推工程机械股份有限公司