中位节流型气控换向阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及中位节流型气控换向阀，包括阀体、阀芯、旋紧螺塞和气控机构，阀体设有主孔，主孔的一端端部通过旋紧螺塞封闭，主孔的另一端端部连接气控机构；阀芯活动连接在主孔内，阀芯的一端靠近旋紧螺塞，阀芯的另一端伸出阀体的主孔并伸入气控机构内，调节螺栓由气缸盖的外端面中心向内贯穿气缸盖，调节螺栓的端部与阀芯的左端端部靠接，阀芯运动时分别处于举升位、中停位、下降位。本实用新型的中位节流型气控换向阀同以往的普通气控换向阀相比能够使阀芯在中停位时，可为其他液压执行元件如液压后门的启闭提供连续稳定的压力，同时其他液压执行元件也可以获得理想的控制速度。
【专利说明】
中位节流型气控换向阀
技术领域
[0001]本实用新型涉及液压阀技术领域，具体涉及一种中位节流型气控换向阀。
【背景技术】
[0002]现有的气控换向阀多是由液压阀和用于控制液压阀阀芯运动的控制气缸两大部分构成，其工作原理是通过设于控制气缸的上下气口输入的控制气压，推动设在控制气缸内的活塞产生位移，同时由活塞杆带动液压阀的阀芯产生位移，阀芯的位移即可控制液压阀输油通路的打开或封闭，实现对被控对象的升、降、停的控制功能，在在停的位置一般是卸荷的，即液压栗输送出的液压油以较小的压力损失流回油箱。
[0003]举升型自卸车在卸货过程中，在某些工况下需要增加液压缸和液压马达等元件，如实现液压后门启闭或锁紧、或增加液压马达进行篷布打开与关闭，从系统的可靠性角度要求新增液压元件可以实现单独控制，在不增加其他控制元件的前提下，这是一般自卸车气控换向阀难以实现的，主要约束体现在以下几方面:
[0004]1、现有的自卸车气控换向阀难以为新增加液压元件单独提供稳定连续的压力。
[0005]普通气控换向阀只有举升位、下降位、中停位这三个工作位置，中停位是卸荷的，在不增加其他控制元件的前提下，如果要独立控制后门液压缸就要求该气控换向阀处于中停位时，液压缸能单独控制。而现有气控换向阀中停位卸荷时，回路中的液压液会以较小的压力损失回油箱，无法建立足够的压力驱动负载力较大的液压缸，现有的普通型气控换向阀中停位卸荷型机能限制了后门液压缸的单独控制。
[0006]2、取力器最低输出转速的限制使后门油缸难以直接获得合理的流量。
[0007]一般自卸车取力器最低输出转速在600r/min，以自卸车实际常用的80ml和10ml齿轮栗为例，计算一个缸径D= Φ 50杆径d= Φ 35行程L=500的后门油缸，将齿轮栗容积效率设置为0.95不考虑油缸缓冲，经计算10ml排量的齿轮栗转速700r/min所输出的流量，打开和关闭两只上述规格的液压缸时间分别为1.8秒和0.9秒，这种速度和冲击是显然是不可行的，考虑到成本等各种因素可以使用节流调速的方法对新增加的执行元件如液压缸进行调速。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的在于提供一种中位节流型气控换向阀，当气控换向阀在中位时可为液压后门的开启和关闭提供连续稳定的压力。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为:中位节流型气控换向阀，包括阀体、阀芯、旋紧螺塞和气控机构，所述气控机构包括气缸套、弹簧、弹簧座、活塞、气缸盖和调节螺栓，气缸套的一端与阀体固定连接，气缸套的另一端与气缸盖通过紧固螺栓固定连接;所述阀体设有主孔，主孔的一端端部通过旋紧螺塞封闭，主孔的另一端端部连接气控机构;所述阀芯活动连接在主孔内，阀芯的一端靠近旋紧螺塞，阀芯的另一端伸出阀体的主孔并伸入气控机构内，伸入所述气控机构内的阀芯依次连接弹簧、弹簧座和活塞，活塞与气缸盖之间设有弹性体，所述调节螺栓由气缸盖的外端面中心向内贯穿气缸盖，调节螺栓的端部与阀芯的左端端部靠接，所述气缸套上设有举升气口和下降气口；所述阀体上设有进油口 P、出油口 C、回油口 T，阀芯在运动的过程中处于举升位时，进油口 P与出油口 C相连通，阀芯在运动的过程中处于下降位时，出油口C与回油口T相连通，阀芯在运动的过程中处于中停位时，进油口 P与回油口 T相连通，此时进油口 P与回油口 T之间的通道为节流通道。
[0010]所述节流通道的通流面积为10平方毫米?30平方毫米。
[0011 ]所述弹性体为压缩弹簧或橡胶套。
[0012]本实用新型的中位节流型气控换向阀同以往的普通气控换向阀相比能够使阀芯在中停位时，可为其他液压执行元件如液压后门的启闭提供连续稳定的压力，同时其他液压执行元件也可以获得理想的控制速度。该中位节流型气控换向阀适用于公路型、非公路型、工程车或其他举升型自卸车非单一液压执行元件的场合，应用范围广，效果明显。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型节流型气控换向阀的结构示意简图；
[0014]图2为本实用新型节流型气控换向阀的剖面结构示意图；
[0015]图3为图2的A-A剖面结构示意图；
[0016]图4为实测的压力值、实测流量值的数据曲线图。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步详细描述。
[0018]如图1、图2所示，中位节流型气控换向阀，包括阀体1、阀芯3、旋紧螺塞5和气控机构4，所述气控机构4包括气缸套6、弹簧7、弹簧座8、活塞9、气缸盖10和调节螺栓11，气缸套6的右端与阀体I固定连接，气缸套6的左端与气缸盖10通过紧固螺栓12固定连接;所述阀体I设有主孔2，主孔2的右端端部通过旋紧螺塞5封闭，主孔2的左端端部连接气控机构4;如图3所示，所述阀芯3活动连接在主孔2内，阀芯3的右端靠近旋紧螺塞5，阀芯3的左端伸出阀体I的主孔2并伸入气控机构4内，伸入所述气控机构4内的阀芯3依次连接弹簧7、弹簧座8和活塞9，活塞9与气缸盖10之间有弹性体18，弹性体18为压缩弹簧或橡胶套，所述调节螺栓11由气缸盖10的外端面中心向内贯穿气缸盖10，调节螺栓11的端部与阀芯3的左端端部靠接，所述气缸套6上设有举升气口 13和下降气口 14;所述阀体I上设有进油口P、出油口C、回油口T。
[0019]使用时，进油口 P处连接有进油单向阀16，回油口 T处连接有出油接头17，当阀芯3在运动的过程中处于举升位时，气体从举升气口 13进入阀芯，推动阀芯3运动，进油口 P与出油口C相连通；当阀芯3在运动的过程中处于下降位时，气体从下降气口 14进入阀芯，推动阀芯3运动，出油口C与回油口T相连通；当阀芯3在运动的过程中处于中停位时，进油口P与回油口 T相连通，此时进油口 P与回油口 T之间的通道为节流通道15，所述节流通道15的通流面积为10平方毫米?30平方毫米。
[0020]下面将以研制出的中位节流型气控换向阀的实际试验测定的流量和压力数据结合流量公式对该阀进行详细说明。
[0021]由Q=CA
[0022](I)确定某种规格如排量lOOml/r的栗在几个正常工作档位下取力器转速下的流量Ql ο
[0023](2)根据某种规格的后门液压缸如缸径D=50，杆径d=35理想速度下需要输入的流量Q2。
[0024](3)根据这两个流量差值Q3=Q1_Q2计算需要经阀中位节流掉的流量Q。
[0025](4)将Q3代入到上式中的Q，将负载P带入到上式中的，液压油密度875kg/m3，选取
0.5，流量系数C按测量值0.61,在这些条件下就可以计算出阀的流通面积A。
[0026](5)由阀的流通面积A就可以根据换向阀阀芯直径计算出阀芯开度，这样就可以做出符合要求的中位节流型气控换向阀。
[0027]下面结合实际研发的中位节流型气控换向阀实测数据做进一步说明。
[0028]已知参数如下:阀芯通流道直径d= Φ 24.96、开度=0.3、栗排量v=100ml/r、容积效率=95%、液压油密度875kg/m3、流量系数C=0.61、选取=0.5。
[0029]该阀单独控制后门液压缸的情况，将中位节流型气控换向阀控制在中停位，无其他负载的条件下，实际测量国内某知名自卸车齿轮栗转速稳定在1030r/min、1457r/min、1674r/min实测该阀进口压力=6MPa、12MPa、18.7MPa，忽略该阀出口至油箱之间压力损失，将这些测得的压力数据6MPa、12MPa、18.7MPa带入到流量公式计算的流量和通过齿轮栗转速1030r/min、1457r/min、1674r/min，排量100ml/r换算出的两个流量偏差在2%内，理论和实验完全吻合，说明通过压差公式计算阀的流通面积A进而确定某尺寸阀芯的开度具有很强的可行性。
[0030]将中位节流型气控换向阀控制在中停位，实验中我们以0.lm/s这个理想开门速度为目标值，研究排量V=100ml/r的齿轮栗、容积效率95%、取力器实测转速1457r/min、缸径D=Φ 50、杆径d= Φ 35、行程L=700条件下，中位节流型气控换向阀中位时，有其它负载的条件下，后门油缸克服负载打开后门以及此时油缸速度的可控性，经计算单根液压缸需要流量为11.8L/min，双根液压缸理论需要流量23.6L/min，而此转速下齿轮栗输出流量为142.8L/min，故有119.2L/min的流量可以节流掉。实验测得转速在1030r/min时，阀前压力6MPa,换算和计算流量值为100.8L/min，因此当阀中位时有100.8L/min的稳定流量径阀流过，阀入口前就能保证后门油缸的压力在610^。而转速1457^1^11时保证液压缸0.1111/8运动速度有119.2L/min的流量可以被节流掉，可以节流的流量119.2L/min大于经过阀芯中停位为保证6MPa压力需要的流量100.8L/min，因此栗转速1457r/min工况下阀前压力足以达到6MPa以上。
[0031 ]分析结果:转速1457r/min时中位节流型气控换向阀前可以稳定6MPa的压力去克服负载，同时栗输出的流量足以使两根液压缸维持0.lm/s的运动速度，当后门关闭时需要的压力和流量更小，可采取相同的分析方法在此不再赘述。
[0032]如图4所示，在实验中实测各个工况点经过转速仪换算的齿轮栗流量和经过流量压差公式计算值在1%左右，说明该中位节流型气控换向阀具有稳定的压力流量特性，具有很强的可操作性。
[0033]本实用新型中位节流型气控换向阀旨在将现有的自卸车中位卸荷型气控换向阀通过结构的调整使之适用范围加大，着重于在不增加其他控制元件的前提下提高该阀对新增执行元件控制的可靠性，便利性。
[0034]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。
【主权项】
1.中位节流型气控换向阀，其特征在于:包括阀体、阀芯、旋紧螺塞和气控机构，所述气控机构包括气缸套、弹簧、弹簧座、活塞、气缸盖和调节螺栓，气缸套的一端与阀体固定连接，气缸套的另一端与气缸盖通过紧固螺栓固定连接;所述阀体设有主孔，主孔的一端端部通过旋紧螺塞封闭，主孔的另一端端部连接气控机构;所述阀芯活动连接在主孔内，阀芯的一端靠近旋紧螺塞，阀芯的另一端伸出阀体的主孔并伸入气控机构内，伸入所述气控机构内的阀芯依次连接弹簧、弹簧座和活塞，活塞与气缸盖之间设有弹性体，所述调节螺栓由气缸盖的外端面中心向内贯穿气缸盖，调节螺栓的端部与阀芯的左端端部靠接，所述气缸套上设有举升气口和下降气口 ；所述阀体上设有进油口(P)、出油口(C)、回油口(T)，阀芯在运动的过程中处于举升位时，进油口(P)与出油口(C)相连通，阀芯在运动的过程中处于下降位时，出油口(C)与回油口(T)相连通，阀芯在运动的过程中处于中停位时，进油口(P)与回油口(T)相连通，此时进油口(P)与回油口(T)之间的通道为节流通道。2.如权利要求1所述的中位节流型气控换向阀，其特征在于:所述节流通道的通流面积为10平方毫米?30平方毫米。3.如权利要求1所述的中位节流型气控换向阀，其特征在于:所述弹性体为压缩弹簧或橡胶套。
【文档编号】F16K27/04GK205534375SQ201620090228
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】潘建锋, 朱永全, 路卿
【申请人】河南骏通车辆有限公司