一种嵌套式锥密封液压梭阀的制作方法

本发明涉及流体传动技术领域，具体涉及一种嵌套式锥密封液压梭阀。

背景技术：

液压梭阀作为一种控制油液流动方向的液压控制元件，在工业液压系统中应用十分广泛。液压梭阀的作用相当于“或门”，通常包含p1、p2和p3三个油口，其中p1和p2为进油口，p3为出油口，p1口和p2口都可与p3口相通，但p1口和p2口互不相通。当p1口和p2口中有一个油口有压力油输入，或者p1口和p2口中有一个油口的输入油液压力较大时，有压力油输入的油口或油液压力较大的油口将与p3口沟通，另外一个油口将被堵死。

目前，液压梭阀多采用钢球阀芯结构，通过高压油推动钢球阀芯在两个阀座之间相对运动，实现油道的“或门”沟通功能。钢球阀芯虽然结构简单，但密封性能相对较差。另外，由于钢球阀芯缺乏导向部分，工作时容易产生振动和噪声，因此多应用于通流量较小、密封性要求不高的场合。相比钢球阀芯，锥型阀芯虽然结构相对复杂，但是导向性好，密封更加可靠。为了在高压大流量、密封性要求高的场合实现密液压梭阀“或门”沟通功能，许多工程技术人员不得不将两个锥型单向阀“背靠背”串联连接使用。然而，该种使用方式存在以下缺点：1)两个锥型单向阀串联使用时，轴向尺寸和重量都较大，无法在安装空间和重量受限的场合使用；2)只能实现部分功能，因为当两个锥型单向阀“背靠背”串联连接使用时，p1口和p2口中油压较大的油口可以实现与p3口沟通，另一油口被堵死，但是油液无法反向流动，即p3口的油液无法通过p1口和p2口流出，而钢球型梭阀是可以实现油液反向流动的，这在一定程度上限制了锥型单向阀通过“背靠背”串联构成液压梭阀的使用范围。因此，如何通过结构创新设计，开发出一种既可以发挥锥型阀芯导向性好、密封可靠等优点，又可以实现钢球梭阀全部功能的液压梭阀，对于简化液压系统油液流向控制、提升液压系统工作可靠性、减少液压系统振动噪声等都具有十分重要的意义。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种新型结构的液压梭阀，以避免现有钢球型梭阀密封性较差、振动噪声较大，以及锥型单向阀“背靠背”串联型梭阀轴向结构尺寸较大、结构复杂，油液无法反向流动等问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种嵌套式锥密封液压梭阀，包括阀体1、外阀芯2、支座3、端部螺塞4、第一o形圈5、外弹簧6、第二o形圈7、动密封8、内阀芯9和内弹簧10；

所述阀体1外缘为圆柱状结构，阀体1内部是由阀体小径孔腔1.1、阀体中径孔腔1.2和阀体大径孔腔1.3组成的三段阶梯孔结构，其中阀体小径孔腔1.1的外端面构成第一油口p1，阀体中径孔腔1.2靠近阀体小径孔腔1.1处开有环形槽1.4，环形槽1.4沿径向开有阀体径向通孔1.5，阀体径向通孔1.5的外端面构成第三油口p3；

所述外阀芯2外缘是由外阀芯大圆柱面2.1和外阀芯小圆柱面2.2组成的阶梯圆柱状结构，外阀芯小圆柱面2.2的端部车削有外阀芯锥面2.3，外阀芯2内部是由外阀芯小径孔腔2.4、外阀芯大径孔腔2.5组成的两段阶梯盲孔结构，外阀芯大圆柱面2.1上开有环形凹槽2.6，外阀芯小径孔腔2.4靠近外阀芯大径孔腔2.5处沿径向开有多个外阀芯径向通孔2.7；

所述支座3外缘是由支座大圆柱面3.1和支座小圆柱面3.2组成的阶梯圆柱状结构，支座3内部是由支座小径孔腔3.3、支座大径孔腔3.4组成的两段阶梯通孔结构；

所述端部螺塞4内部是由螺塞小径孔腔4.1、螺塞大径孔腔4.2组成的两段阶梯通孔结构，螺塞小径孔腔4.1的外端面构成第二油口p2；

所述内阀芯9外缘是由内阀芯大圆柱面9.1和内阀芯小圆柱面9.2组成的阶梯圆柱状结构，内阀芯小圆柱面9.2的端部车削有内阀芯锥面9.3，内阀芯9内部是由内阀芯小径孔腔9.4和内阀芯大径孔腔9.5组成的两段阶梯盲孔结构，内阀芯小径孔腔9.4靠近内阀芯锥面9.3处沿径向开有4-8个内阀芯径向通孔9.6；

所述阀体1、外阀芯2、内阀芯9由外向内嵌套而成，其中外阀芯大圆柱面2.1与阀体中径孔腔1.2为间隙配合并通过环形凹槽2.6内安装动密封件8实现密封，外阀芯锥面2.3与阀体小径孔腔1.1靠近环形槽1.4的一端贴合并实现锥密封；支座大圆柱面3.1与阀体中径孔腔1.2间隙配合，支座小圆柱面3.2与外阀芯大径孔腔2.5螺纹连接并通过第二o形圈7密封；端部螺塞4与阀体大径孔腔1.3螺纹连接并通过第一o形圈5密封，螺塞小径孔腔4.1与支座大径孔腔3.4的端面对应并安装外弹簧6；

内阀芯大圆柱面9.1与外阀芯小径孔腔2.4间隙配合，内阀芯大径孔腔9.5与外阀芯小径孔腔2.4的端面对应并安装内弹簧10，内阀芯锥面9.3与支座小径孔腔3.3的端面贴合并实现锥密封。

优选地，所述支座小径孔腔3.3位于支座小圆柱面3.2的一端。

优选地，所述支座大径孔腔3.4与螺塞大径孔腔4.2的孔径相等。

优选地，所述外阀芯小径孔腔2.4靠近外阀芯大径孔腔2.5处沿径向开有4-8个外阀芯径向通孔2.7。

优选地，所述内阀芯小径孔腔9.4靠近内阀芯锥面9.3处沿径向开有4-8个内阀芯径向通孔9.6。

优选地，所述动密封件8为格莱圈。

优选地，所述动密封件8为斯特封。

优选地，所述动密封件8为o型橡胶圈。

(三)有益效果

本发明采用具有导向功能的具有锥面的整体圆柱状阀芯结构，能够克服现有钢球型梭阀密封性能较差，振动噪声较大的缺点，进一步，本发明通过两个具有锥面的整体圆柱状阀芯嵌套布置和内部沟通油道的巧妙设计，能够克服现有“背靠背”串联型梭阀轴向结构尺寸较大、结构复杂的问题，并且弥补了“背靠背”串联型梭阀油液无法反向流动的缺陷。本发明结构简单、集成度高、容易安装维护。

附图说明

图1是本发明的主要结构示意图；

图2是本发明中阀体的主要结构示意图；

图3是本发明中外阀芯的主要结构示意图；

图4是本发明中支座的主要结构示意图；

图5是本发明中端部螺塞的主要结构示意图；

图6是本发明中内阀芯的主要结构示意图。

其中，1-阀体，1.1-阀体小径孔腔，1.2-阀体中径孔腔，1.3-阀体大径孔腔，1.4-环形槽，1.5-阀体径向通孔，2-外阀芯，2.1-外阀芯大圆柱面，2.2-外阀芯小圆柱面，2.3-外阀芯锥面，2.4-外阀芯小径孔腔，2.5-外阀芯大径孔腔，2.6-环形凹槽，2.7-外阀芯径向通孔，3-支座，3.1-支座大圆柱面，3.2-支座小圆柱面，3.3-支座小径孔腔，3.4-支座大径孔腔，4-端部螺塞，4.1-螺塞小径孔腔，4.2-螺塞大径孔腔，5-第一o形圈，6-外弹簧，7-第二o形圈，8-动密封件，9-内阀芯，9.1-内阀芯大圆柱面，9.2-内阀芯小圆柱面，9.3-内阀芯锥面，9.4-内阀芯小径孔腔，9.5-内阀芯大径孔腔，9.6-内阀芯径向通孔，10-内弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提供一种嵌套式锥密封液压梭阀，是一种控制流体流动方向的液压阀，如图1至图6所示，包括阀体1、外阀芯2、支座3、端部螺塞4、第一o形圈5、外弹簧6、第二o形圈7、动密封8、内阀芯9和内弹簧10；其中：

如图2所示，所述阀体1外缘为圆柱状结构，阀体1内部是由阀体小径孔腔1.1、阀体中径孔腔1.2和阀体大径孔腔1.3组成的三段阶梯孔结构，其中阀体小径孔腔1.1的外端面构成第一油口p1，阀体中径孔腔1.2靠近阀体小径孔腔1.1处开有环形槽1.4，环形槽1.4沿径向开有阀体径向通孔1.5，阀体径向通孔1.5的外端面构成第三油口p3；

如图3所示，所述外阀芯2外缘是由外阀芯大圆柱面2.1和外阀芯小圆柱面2.2组成的阶梯圆柱状结构，外阀芯小圆柱面2.2的端部车削有外阀芯锥面2.3，外阀芯2内部是由外阀芯小径孔腔2.4、外阀芯大径孔腔2.5组成的两段阶梯盲孔结构，外阀芯大圆柱面2.1上开有环形凹槽2.6，外阀芯小径孔腔2.4靠近外阀芯大径孔腔2.5处沿径向开有4-8个外阀芯径向通孔2.7；

如图4所示，所述支座3外缘是由支座大圆柱面3.1和支座小圆柱面3.2组成的阶梯圆柱状结构，支座3内部是由支座小径孔腔3.3、支座大径孔腔3.4组成的两段阶梯通孔结构；

如图5所示，所述端部螺塞4内部是由螺塞小径孔腔4.1、螺塞大径孔腔4.2组成的两段阶梯通孔结构，螺塞小径孔腔4.1的外端面构成第二油口p2；

如图6所示，所述内阀芯9外缘是由内阀芯大圆柱面9.1和内阀芯小圆柱面9.2组成的阶梯圆柱状结构，内阀芯小圆柱面9.2的端部车削有内阀芯锥面9.3，内阀芯9内部是由内阀芯小径孔腔9.4和内阀芯大径孔腔9.5组成的两段阶梯盲孔结构，内阀芯小径孔腔9.4靠近内阀芯锥面9.3处沿径向开有4-8个内阀芯径向通孔9.6；

参考图1至图6，所述阀体1、外阀芯2、内阀芯9由外向内嵌套而成，其中外阀芯大圆柱面2.1与阀体中径孔腔1.2为间隙配合并通过环形凹槽2.6内安装动密封件8实现密封，外阀芯锥面2.3与阀体小径孔腔1.1靠近环形槽1.4的一端贴合并实现锥密封；支座大圆柱面3.1与阀体中径孔腔1.2间隙配合，支座小圆柱面3.2与外阀芯大径孔腔2.5螺纹连接并通过第二o形圈7密封；端部螺塞4与阀体大径孔腔1.3螺纹连接并通过第一o形圈5密封，螺塞小径孔腔4.1与支座大径孔腔3.4的端面对应并安装外弹簧6；

内阀芯大圆柱面9.1与外阀芯小径孔腔2.4间隙配合，内阀芯大径孔腔9.5与外阀芯小径孔腔2.4的端面对应并安装内弹簧10，内阀芯锥面9.3与支座小径孔腔3.3的端面贴合并实现锥密封；

其中，支座小径孔腔3.3位于支座小圆柱面3.2的一端；支座大径孔腔3.4与螺塞大径孔腔4.2的孔径相等；动密封件8为格莱圈、斯特封或o型橡胶圈。

该嵌套式锥密封液压梭阀的工作过程如下：

当p1口有压力油输入而p2口无压力油输入，或者p1口和p2口同时有压力油输入但p1口油液压力大于p2口时，p2口被堵死，p1口的压力油克服p2口压力和外弹簧6的预压缩力，推动外阀芯2与阀体小径孔腔1.1端部开，p1口的高压油依次通过阀体小径孔腔1.1、环形槽1.4、阀体径向通孔1.5由p3口流出；

当p2口有压力油输入而p1口无压力油输入，或者p2口和p1口同时有压力油输入但p2口油液压力大于p1口时，p1口被堵死，p2口的压力油克服p1口压力和内弹簧10的预压缩力，推动内阀芯9与支座小径孔腔3.3端部脱开，p2口的高压油依次通过端部螺塞4内部的孔腔、支座3内部的孔腔、内阀芯径向通孔9.6、外阀芯径向通孔2.7、环形槽1.4、阀体径向孔1.5由p3口流出；

当p3口有压力油输入而p1口和p2口均无压力油输入时，p3口的压力油或者克服外弹簧6的预压缩力推动外阀芯2打开，通过p1口流出；或者p3口的压力油克服内弹簧10的预压缩力推动内阀芯9打开，通过p2口流出，因此p3口不会因高压油而产生憋压现象。

可以看出，本发明能够避免现有钢球型梭阀密封性较差、振动噪声较大，以及锥型单向阀“背靠背”串联型梭阀轴向结构尺寸较大、结构复杂油液无法反向流动等问题，而且结构简单、集成度高、容易安装维护。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。