一种齿轮泵与射流阀的一体结构的制作方法与工艺

本发明涉及液压泵与阀的组合领域，尤其涉及一种齿轮泵与射流阀的一体结构。

背景技术：
现有技术的液压系统中，液压泵与液控阀一般为分体的结构，液压泵与液控阀分别独立的占据液压系统的空间，两者通过一高压油管连接。如，中国专利《举升液压系统及具有该液压系统的举升机械》，公开号：102092662A，公开了一种举升液压系统及具有该液压系统的举升机械,其中,举升液压系统包括油箱;举升油缸,其进油管路和排油管路连结于节点；变量液压泵/马达，包括：过油腔,连通于节点和油箱之间；转子,设置于过油腔内；传动轴,其第一端与转子相连；飞轮，连接于传动轴的第二端，当举升油缸排油时，变量液压泵/马达作为液压马达工作驱动飞轮储能，当举升油缸进油时，变量液压泵/马达作为液压泵工作，由飞轮驱动向举升油缸输送液压油。该专利技术中的泵与阀为分体结构，在举升系统中，泵与阀的分离结构，对液压系统而言，泵与阀之间连接高压油管，相当于在泵与阀之间增加了高压液压油的流动时间，延长了液压系统的反应时间，系统的整体压力偏高，并且，泵与阀分离的结构，还要额外使用油路块和电子阀件，安装不方便。鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种制造成本低，重量轻，系统同步好，泵阀配合结构为一体的齿轮泵与快速射流阀连体的组合泵阀。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本发明提供一种齿轮泵与射流阀的一体结构，其包括一泵体，上述的泵体中设置一容置腔，上述的容置腔内设置一射流阀，上述的射流阀包括阀芯、阀体和过渡板，其中，上述的阀芯设置在上述的阀体内部空腔中，上述的过渡板固定在上述的阀体上端，并且与泵体外端面接触，用以将泵体与阀体连接；上述的容置腔与阀体的主进油口和主出油口贯通，上述的容置腔还分别与泵的出油口和泵体上的高压油路连通，高压液压油经上述的高压油路进入容置腔，并经过阀体后，从泵的出油口流出。进一步地，上述的阀芯上设置分差孔，其使上述的阀芯上下端产生压差；上述的过渡板上设置控制孔和回油孔，上述的分差孔、阀芯上部空腔和控制孔贯通；在液压阀打开时，上述的主油路中的液压油经上述的分差孔、阀芯上部空腔、控制孔和回油孔形成油路；在上述的控制孔关闭时，上述的阀芯在阀芯上部空腔的高压液压油作用下运动，闭合射流阀。进一步地，在泵体内部设置射流阀的回油油路，上述的回油油路连通过渡块上的回油孔与泵体上的回油腔,上述的回油腔与泵体上的回油孔连接。进一步地，上述的回油油路包括第一水平段、竖直段和第二水平段，上述三段空腔顺次连接贯通,经上述的回油孔流出的液压油按上述顺序依次流通；上述的第一水平段的一端与回油孔贯通，第二水平段的一端与回油腔贯通。进一步地，还包括一阀套，上述的阀套设置在上述的阀体内，上述的阀芯设置在上述的阀套内，上述的阀套侧部设置至少一油孔。进一步地，上述的过渡板上端连接一电磁阀，上述的电磁阀动作时，打开或关闭上述的控制孔。进一步地，上述的阀芯上部设置开口的弹簧容置腔，上述的弹簧容置腔下端设置一分差腔，并与其相贯通；上述的分差孔与分差腔相通，高压液压油从上述的分差孔中流入后，经过上述的分差腔以及弹簧容置腔后，从上述的过渡板上的回路流出。进一步地，在上述的阀芯的下部设置第一压差面，其在射流阀开启时，产生阀芯上下端面的压差；在上述的阀芯底端设置密封面，上述的密封面在射流阀关断时，与上述的阀套接触。进一步地，上述的回油油路为一凹槽，其开设在泵体的内表面上，从上述的过渡块的回油孔延伸至泵体的回油腔中。进一步地，上述的阀套内设置一阀芯容置腔，用以容纳上述的阀芯；在上述的阀套的内腔中设置第二压差面，上述的第二压差面处的内径大于上述的阀芯容置腔的内径；在射流阀开启时，上述的第一压差面和第二压差面产生阀芯上下端面的压差，上述的阀芯下侧压力大于上侧压力。与现有技术相比较本发明的有益效果在于：本发明将泵体与快速射流阀结合后的泵阀组合结构，采用具有迅速动作的射流阀与齿轮泵结合，在内部设置相连通的液压回路，反应速度较常规的液压系统快30%，泵与阀的分离结构重量约为54kg，本产品泵阀一体结构比传统的齿轮泵和阀的重量轻40kg左右；空载压力3-5MPa，重载起动瞬间压力25MPa,重载工作压力19-22MPa，消除液压系统的瞬间启动压力，重载最高工作压力比原系统最高压力低一半，延长系统寿命；使用一根3.5m的液压管减少液流动力损失，液压举升动力足，举升迅速，系统压力低，延长系统寿命，减少燃料；使用一套过滤器、一个阀组、一个转动轴、一个吊架降低重量、降低成本，将齿轮泵、阀、油管等构件依次安装，节拍时间3-4小时台/车大大节约装配时间，节约3小时左右，降低工艺复杂性；一开机液压整个系统同时受力，由举升阀、管、接头的力造成的压力，对泵取力器及系统造成直接经济损失成负荷，严重缩短了齿轮泵的使用寿命，以减少液压油的消耗，减少齿轮泵空转的压力，提高齿轮泵、油管、阀相关部件的寿命。并且，本发明中的射流阀通过控制阀芯上下端的流体压力差，来驱动阀芯上下运动，完成开启和关闭动作；本发明液压阀反应迅速，动作灵敏，不需要传统先导阀的动作过程。由于与射流阀连接的电磁阀的通断容易被控制，射流阀在分差孔和控制孔的作用下，能够实现迅速动作；分差腔以及弹簧容置腔中具有一定流速的液压油受到过渡块的阻隔，迅速返回，返回的液压油与向前流动的液压油叠加，在分差腔以及弹簧容置腔形成脉冲液压，并且，在分差腔以及弹簧容置腔中来回运动，产生脉冲液压，并最终冲击在阀芯的分差腔的底端，阀芯迅速回落。分差腔以及弹簧容置腔中的1MPa的压力可以迅速截断主油路中的20MPa的压力，实现小压力控制大压力。因此，本发明中的射流阀能够实现在高压下的迅速往复动作控制。附图说明图1是本发明正视结构第一示意图；图2是本发明后视结构示意图；图3是本发明侧视结构示意图；图4是本发明仰视结构示意图；图5是本发明仰视结构第二示意图；图6是本发明立体结构示意图；图7是本发明的射流阀的剖视结构示意图；图8是本发明快阀的侧视结构示意图；图9是本发明阀芯的剖视结构示意图；图10是本发明阀套的剖视结构示意图；图11是本发明阀体的剖视结构示意图；图12是本发明过渡块的正视结构示意图；图13是本发明过渡块的剖视结构示意图。具体实施方式以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本发明中将齿轮泵和射流阀结合为一体，两者在内部具有相连通的液压回路，高压液压油从泵流出后，经过相连通的液压回路进入射流阀中，并经过射流阀进入举升油缸中。请参阅图1所示，其是本发明的正视结构第一示意图；在本发明中射流阀的阀体1伸入泵体7内部，与齿轮泵组合在一起；射流阀上的过渡块5与泵体7的外表面贴合，过渡块5连接在阀体1上端，在本发明中，阀体1完全设置在泵体7内部，并且依靠过渡块5将泵体7和射流阀密封,在过渡块5上还设置一电磁阀6，用以对射流阀进行开断控制。在本发明中，过渡块5除起到泵体7与射流阀的连接固定，还具使射流阀回油以及快速反应的功能。在本实施例中，泵阀组合结构中的泵为齿轮泵，其本体结构大体与现有技术中的相同，所不同的是，在泵体7中设置有一容置射流阀的阀体1的容置腔72中，该容置腔72分别与射流阀的主进油口11和主出油口13贯通，并且，泵体7上设置射流阀的回油油路，通过该油路，射流阀的回油能够流回至泵体7上的回油腔，并经过回油口74回油。请结合图2所示，本发明中的齿轮泵包括泵体7，齿轮泵通过齿轮轴71与驱动电机的输出轴连接，在泵体7的一侧设置进油口76、出油口77以及回油口74，在上述进出油口以及回油口上分别连接有一管接头，以及相应的组合垫圈75，并分别与相应的油管连接，以便形成液压回路。在本实施例中，该泵为一齿轮泵，在泵体7的回油口74处，设置一回油腔58，回油腔58中设置一溢流阀78，控制回油的初始压力。本实施例中，泵体7的前端与前盖83连接，后端与后盖85连接，射流阀安装在后盖85内的空腔中。在前盖83上，设置轴承84，用以支撑从动齿轮82的齿轮轴，在另一侧主动齿轮的齿轮轴71上设置有轴承，在前盖84内侧也设置有轴承，用以支撑齿轮轴71，在前盖内侧的齿轮轴71两侧还设置油封86，上述结构为齿轮泵的一般结构，在本发明中，并未对齿轮泵的传动结构做出改变。在传统的齿轮泵中，低压液压油进入齿轮泵中后，在齿轮的作用下，转换为高压的液压油，直接从出油口流出，而在本发明中，经过齿轮作用后的高压液压油首先流入阀体1的容置腔72中，流经射流阀后，再从出油口流出。请结合图3和图4所示，液压油从进油口76进入泵后，在主动齿轮和从动齿轮的共同作用下，液压油从齿轮腔上的高压油路80流入射流阀的容置腔72中，进而流进射流阀的油孔21中，驱动阀体1中的阀芯运动，在泵体7上还设置螺塞89，用以对泵体7进行密封。请参阅图5和图6所示，其是本发明泵阀组合的仰视结构第二示意图和立体结构图，在泵体7内部设置射流阀的回油油路57，该回油油路连通过渡块5上的回油孔51与泵体7上的回油口74，在本发明中，流经射流阀的过渡块5上的液压油，经回油孔51流出后，沿回油油路57流至回油腔58中，如图中箭头所指的方向，最后经回油口74进行回油。在本实施例中，回油油路57包括第一水平段57a、第二水平段57c和竖直段57b，其中，经回油孔51流出的液压油先后通过第一水平段57a、竖直段57b和第二水平段57c，上述三段空腔顺次连接贯通。第一水平段57a的一端与回油孔贯通，第二水平段57c的一端与回油腔58贯通。在第一水平段57a和第二水平端的一端分别设置一螺堵73，用以防止液压油流出泵体。本发明中采用的射流阀相较于现有技术中的射流阀具有很大的技术改进，下面描述该射流阀的技术特征及效果。本发明中的射流阀通过控制阀芯上下端的流体压力差，来驱动阀芯上下运动，完成开启和关闭动作。请参阅图7所示，其是本发明快速多向多功能射流阀的剖视结构示意图，本发明射流阀包括阀体1、阀套2、阀芯3、上述的过渡块5，其中，阀套2设置在阀体1内部，阀芯3设置在阀套2内，过渡块5固定在阀体1上端。阀体1底端设置主进油口11，在阀体1侧部设置至少一主出油口，在实际使用时，可根据执行件的数量以及类别设置主出油口的数量以及位置。在阀套2侧部设置至少一油孔21，油孔21环绕在阀套2的侧壁上，油孔21的数量根据系统的压力以及元件的规格尺寸确定。在本发明中，为了能够在阀芯3的上下端产生压力差，在阀芯3侧壁设置分差孔31，在主进油口11进入高压液压油时，推动阀芯1向上运动，阀芯1开启，液压油从主出油口流入执行件中，同时，液压油从分差孔31中进入阀芯1上端，并经过过渡块5流入液压回路中。当阀芯1上端的回路阻断时，由于阀芯1的上端高压液压油的存在，在其作用下，阀芯1迅速下落，断开液压油主回路，实现断路。在本发明中，阀体1完全置于泵体7内部的容置腔72中，并且主进油口11以及主出油口与容置腔72相通，经过齿轮作用的高压液压油从主进油口11进入阀体内1，并从主出油口流出。为了保证液压系统的密封，在过渡块5与阀体1之间设置第一密封圈41，在阀套2与阀体1之间设置第二密封圈42和第三密封圈22。在阀芯3内部还设置复位弹簧4，在阀芯3关断时，复位弹簧4恢复原位，阀芯3向下运动，断开主油路。请结合图8所示，在本实施例中，过渡块5上端设置一电磁阀6，在过渡块5侧部设置回油孔51，该回油孔51可设置在过渡块5的任一端面上，其与泵体7上的回油油路57连通，在本实施例中，回油油路57为一凹槽，其开设在泵体7的内表面上，从过渡块5的回油孔延伸至泵体7的回油腔58中。请参阅图9所示，其是本发明阀芯的剖视结构示意图，在阀芯3侧部设置分差孔31，在本实施例中，分差孔31的外端34的内径大于内端35的内径，分差孔31为一阶梯孔。阀芯3上部设置开口的弹簧容置腔33，用以容纳弹簧4，弹簧4上端与过渡块5底端接触，下端与弹簧容置腔接触；一分差腔36设置在弹簧容置腔33下端，并与其相贯通；分差孔31与分差腔36相通，高压液压油从分差孔31中流入后，经过分差腔36以及弹簧容置腔33后，从阀芯3上端的回路流出。该分差孔31的设置，使得阀芯上下面之间产生压差，在液压阀打开时，分差孔经过渡块形成完整回路，在需要关断液压阀时，阀芯上端的液压油压力大于下端压力，阀芯迅速动作；因而，本发明液压阀反应迅速，动作灵敏，不需要传统先导阀的动作过程。在阀芯3的外侧设置环形的多圈凹沟32；在阀芯3的下部设置第一压差面37以及光滑面38，在光滑面38上开设有分差孔31，第一压差面37与光滑面38连接；在阀芯3底端设置密封面39，密封面39在射流阀关断时，与阀套2接触，实现液压回路的断开。密封面可以为锥形面或者圆弧面，以及其它能够实现接触密封的结构。请参阅图10所示，其是本发明阀套的剖视结构示意图，阀套2内设置一阀芯容置腔23，用以容纳阀芯3；在阀套2的内腔中设置第二压差面24，第二压差面24处的内径大于阀芯容置腔23的内径，也大于阀芯的外径，因此，在主进油口11中注入高压液压油时，阀芯向上顶起后，在第一压差面37和第二压差面24的共同作用下，阀芯下侧压力大于上侧压力，阀芯向上运动，油路打开。阀套2两侧油孔21的下方设置阀芯台阶面26，用以与阀芯3上的密封面39接触，支撑阀芯3。在阀套2的下部为一进油口25，液压油从该进油口25流入，并对阀芯3下端产生作用力。在阀套2的外侧还设置一卡接面27，其与阀体1卡接。请参阅图11所示，其是本发明阀体的剖视结构示意图；阀体1上设置至少一主出油口13，也即A口、B口，向执行件提供液压油，在阀体1上部设置一阀套容置腔14，用以容纳阀套2，在阀套容置腔14的底部设置一阀套卡接面15，其与阀套的卡接面接触；还设置一阀套台阶面12，用以与阀套2的底端接触，并支撑阀套2。请参阅图12和图13所示，其是本发明过渡块的正视和剖视结构示意图；在过渡块5上设置螺纹孔56，用以与阀体1连接固定。在过渡块5底端设置回油孔51，回油孔51贯穿过渡块后，从侧部开出，经泵体7上的回油油路57回油；过渡块5底端还设置一上下贯通的控制孔52，在本实施例中，控制孔52为相对于过渡块5竖直面倾斜的孔，控制孔52上端与电磁阀的端面接触。高压液压油从控制孔52中流经过渡块5上的电磁阀或其他控制元件后，经回油孔51流回油箱中。在本发明中，低压液压油从油箱经进油口76流入泵中，经过齿轮作用后的高压液压油从泵体7内部的油路80中进入容置腔72中，由于阀体1的主进油口11与容置腔72相通，液压油从主进油口11进入阀体1内的空腔中，推动阀芯3向上运动，射流阀打开，液压油从主出油口13经泵体的出油口76流出，同时，分差孔31流入的液压油，从阀芯3上端的空腔经过渡块1上的控制孔52，再经过电磁阀6及回油孔51流入泵体7上的回油油路57中，并最终流至泵体中的回油腔58中，经泵上的回油口74流回油箱；当电磁阀动作时，电磁阀关闭，阻断控制孔52，流经分差孔31进入阀芯3上端空腔的液压油压力迅速增大，迅速在阀芯上下端产生压差，在弹簧的共同作用下，阀芯向下运动，切断液压主回路，此时，泵空转。在本发明中，过渡块5上端也可连接液压管路或者其它阀，只需能够阻断控制孔52即可。本发明的射流阀利用射流原理，能够以较小的压力控制较大的主回路压力的开断，高压液压油从分差孔31中流入后，经过分差腔36以及弹簧容置腔33后，从阀芯3上端的过渡块5的控制孔52流出；当控制孔52阻断时，分差腔36以及弹簧容置腔33中具有一定流速的液压油受到过渡块5的阻隔，迅速返回，返回的液压油与向前流动的液压油叠加，在分差腔36以及弹簧容置腔33形成脉冲液压，并且，在分差腔36以及弹簧容置腔33中来回运动，产生脉冲液压，并最终冲击在阀芯的分差腔36的底端，阀芯迅速回落。在本实施例中，分差腔36以及弹簧容置腔33中的1MPa的压力可以迅速截断主油路中的20MPa的压力，实现小压力控制大压力。并且，本发明射流阀不仅反映迅速，而且还能实现保压作用，在电磁阀6动作时，控制孔52的截面被部分阻断，此时，阀芯上下端产生压差，该压差不足以完全驱使阀芯复位时，液压油主回路的压力减小，但能保持在一恒定值，实现液压回路的保压。并且，随着控制孔52本身孔径的变化，以及电磁阀对控制孔的截面阻断的大小，可以控制液压回路的压力。由于与射流阀连接的电磁阀的通断容易被控制，射流阀在分差孔的作用下，能够实现迅速动作；因此，本发明的射流阀能够实现在高压下的迅速往复动作控制。将泵体与该射流阀结合后的泵阀组合结构，采用具有迅速动作的射流阀与齿轮泵结合，在内部设置相连通的液压回路，反应速度较常规的液压系统快30%，并且整体重量相较于传统的泵和阀的重量轻，泵阀组合作为一体，在液压系统中安装方便。以上所述仅是本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。