中位節流型氣控換向閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及中位節流型氣控換向閥，包括閥體、閥芯、旋緊螺塞和氣控機構，閥體設有主孔，主孔的一端端部通過旋緊螺塞封閉，主孔的另一端端部連接氣控機構；閥芯活動連接在主孔內，閥芯的一端靠近旋緊螺塞，閥芯的另一端伸出閥體的主孔并伸入氣控機構內，調節螺栓由氣缸蓋的外端面中心向內貫穿氣缸蓋，調節螺栓的端部與閥芯的左端端部靠接，閥芯運動時分別處于舉升位、中停位、下降位。本實用新型的中位節流型氣控換向閥同以往的普通氣控換向閥相比能夠使閥芯在中停位時，可為其他液壓執行元件如液壓后門的啟閉提供連續穩定的壓力，同時其他液壓執行元件也可以獲得理想的控制速度。
【專利說明】
中位節流型氣控換向閥
技術領域
[0001]本實用新型涉及液壓閥技術領域，具體涉及一種中位節流型氣控換向閥。
【背景技術】
[0002]現有的氣控換向閥多是由液壓閥和用于控制液壓閥閥芯運動的控制氣缸兩大部分構成，其工作原理是通過設于控制氣缸的上下氣口輸入的控制氣壓，推動設在控制氣缸內的活塞產生位移，同時由活塞桿帶動液壓閥的閥芯產生位移，閥芯的位移即可控制液壓閥輸油通路的打開或封閉，實現對被控對象的升、降、停的控制功能，在在停的位置一般是卸荷的，即液壓栗輸送出的液壓油以較小的壓力損失流回油箱。
[0003]舉升型自卸車在卸貨過程中，在某些工況下需要增加液壓缸和液壓馬達等元件，如實現液壓后門啟閉或鎖緊、或增加液壓馬達進行篷布打開與關閉，從系統的可靠性角度要求新增液壓元件可以實現單獨控制，在不增加其他控制元件的前提下，這是一般自卸車氣控換向閥難以實現的，主要約束體現在以下幾方面:
[0004]1、現有的自卸車氣控換向閥難以為新增加液壓元件單獨提供穩定連續的壓力。
[0005]普通氣控換向閥只有舉升位、下降位、中停位這三個工作位置，中停位是卸荷的，在不增加其他控制元件的前提下，如果要獨立控制后門液壓缸就要求該氣控換向閥處于中停位時，液壓缸能單獨控制。而現有氣控換向閥中停位卸荷時，回路中的液壓液會以較小的壓力損失回油箱，無法建立足夠的壓力驅動負載力較大的液壓缸，現有的普通型氣控換向閥中停位卸荷型機能限制了后門液壓缸的單獨控制。
[0006]2、取力器最低輸出轉速的限制使后門油缸難以直接獲得合理的流量。
[0007]一般自卸車取力器最低輸出轉速在600r/min，以自卸車實際常用的80ml和10ml齒輪栗為例，計算一個缸徑D= Φ 50桿徑d= Φ 35行程L=500的后門油缸，將齒輪栗容積效率設置為0.95不考慮油缸緩沖，經計算10ml排量的齒輪栗轉速700r/min所輸出的流量，打開和關閉兩只上述規格的液壓缸時間分別為1.8秒和0.9秒，這種速度和沖擊是顯然是不可行的，考慮到成本等各種因素可以使用節流調速的方法對新增加的執行元件如液壓缸進行調速。
【發明內容】
[0008]本實用新型的目的在于提供一種中位節流型氣控換向閥，當氣控換向閥在中位時可為液壓后門的開啟和關閉提供連續穩定的壓力。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案為:中位節流型氣控換向閥，包括閥體、閥芯、旋緊螺塞和氣控機構，所述氣控機構包括氣缸套、彈簧、彈簧座、活塞、氣缸蓋和調節螺栓，氣缸套的一端與閥體固定連接，氣缸套的另一端與氣缸蓋通過緊固螺栓固定連接;所述閥體設有主孔，主孔的一端端部通過旋緊螺塞封閉，主孔的另一端端部連接氣控機構;所述閥芯活動連接在主孔內，閥芯的一端靠近旋緊螺塞，閥芯的另一端伸出閥體的主孔并伸入氣控機構內，伸入所述氣控機構內的閥芯依次連接彈簧、彈簧座和活塞，活塞與氣缸蓋之間設有彈性體，所述調節螺栓由氣缸蓋的外端面中心向內貫穿氣缸蓋，調節螺栓的端部與閥芯的左端端部靠接，所述氣缸套上設有舉升氣口和下降氣口；所述閥體上設有進油口 P、出油口 C、回油口 T，閥芯在運動的過程中處于舉升位時，進油口 P與出油口 C相連通，閥芯在運動的過程中處于下降位時，出油口C與回油口T相連通，閥芯在運動的過程中處于中停位時，進油口 P與回油口 T相連通，此時進油口 P與回油口 T之間的通道為節流通道。
[0010]所述節流通道的通流面積為10平方毫米?30平方毫米。
[0011 ]所述彈性體為壓縮彈簧或橡膠套。
[0012]本實用新型的中位節流型氣控換向閥同以往的普通氣控換向閥相比能夠使閥芯在中停位時，可為其他液壓執行元件如液壓后門的啟閉提供連續穩定的壓力，同時其他液壓執行元件也可以獲得理想的控制速度。該中位節流型氣控換向閥適用于公路型、非公路型、工程車或其他舉升型自卸車非單一液壓執行元件的場合，應用范圍廣，效果明顯。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型節流型氣控換向閥的結構示意簡圖；
[0014]圖2為本實用新型節流型氣控換向閥的剖面結構示意圖；
[0015]圖3為圖2的A-A剖面結構示意圖；
[0016]圖4為實測的壓力值、實測流量值的數據曲線圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，下面結合附圖對本發明實施方式作進一步詳細描述。
[0018]如圖1、圖2所示，中位節流型氣控換向閥，包括閥體1、閥芯3、旋緊螺塞5和氣控機構4，所述氣控機構4包括氣缸套6、彈簧7、彈簧座8、活塞9、氣缸蓋10和調節螺栓11，氣缸套6的右端與閥體I固定連接，氣缸套6的左端與氣缸蓋10通過緊固螺栓12固定連接;所述閥體I設有主孔2，主孔2的右端端部通過旋緊螺塞5封閉，主孔2的左端端部連接氣控機構4;如圖3所示，所述閥芯3活動連接在主孔2內，閥芯3的右端靠近旋緊螺塞5，閥芯3的左端伸出閥體I的主孔2并伸入氣控機構4內，伸入所述氣控機構4內的閥芯3依次連接彈簧7、彈簧座8和活塞9，活塞9與氣缸蓋10之間有彈性體18，彈性體18為壓縮彈簧或橡膠套，所述調節螺栓11由氣缸蓋10的外端面中心向內貫穿氣缸蓋10，調節螺栓11的端部與閥芯3的左端端部靠接，所述氣缸套6上設有舉升氣口 13和下降氣口 14;所述閥體I上設有進油口P、出油口C、回油口T。
[0019]使用時，進油口 P處連接有進油單向閥16，回油口 T處連接有出油接頭17，當閥芯3在運動的過程中處于舉升位時，氣體從舉升氣口 13進入閥芯，推動閥芯3運動，進油口 P與出油口C相連通；當閥芯3在運動的過程中處于下降位時，氣體從下降氣口 14進入閥芯，推動閥芯3運動，出油口C與回油口T相連通；當閥芯3在運動的過程中處于中停位時，進油口P與回油口 T相連通，此時進油口 P與回油口 T之間的通道為節流通道15，所述節流通道15的通流面積為10平方毫米?30平方毫米。
[0020]下面將以研制出的中位節流型氣控換向閥的實際試驗測定的流量和壓力數據結合流量公式對該閥進行詳細說明。
[0021]由Q=CA
[0022](I)確定某種規格如排量lOOml/r的栗在幾個正常工作檔位下取力器轉速下的流量Ql ο
[0023](2)根據某種規格的后門液壓缸如缸徑D=50，桿徑d=35理想速度下需要輸入的流量Q2。
[0024](3)根據這兩個流量差值Q3=Q1_Q2計算需要經閥中位節流掉的流量Q。
[0025](4)將Q3代入到上式中的Q，將負載P帶入到上式中的，液壓油密度875kg/m3，選取
0.5，流量系數C按測量值0.61,在這些條件下就可以計算出閥的流通面積A。
[0026](5)由閥的流通面積A就可以根據換向閥閥芯直徑計算出閥芯開度，這樣就可以做出符合要求的中位節流型氣控換向閥。
[0027]下面結合實際研發的中位節流型氣控換向閥實測數據做進一步說明。
[0028]已知參數如下:閥芯通流道直徑d= Φ 24.96、開度=0.3、栗排量v=100ml/r、容積效率=95%、液壓油密度875kg/m3、流量系數C=0.61、選取=0.5。
[0029]該閥單獨控制后門液壓缸的情況，將中位節流型氣控換向閥控制在中停位，無其他負載的條件下，實際測量國內某知名自卸車齒輪栗轉速穩定在1030r/min、1457r/min、1674r/min實測該閥進口壓力=6MPa、12MPa、18.7MPa，忽略該閥出口至油箱之間壓力損失，將這些測得的壓力數據6MPa、12MPa、18.7MPa帶入到流量公式計算的流量和通過齒輪栗轉速1030r/min、1457r/min、1674r/min，排量100ml/r換算出的兩個流量偏差在2%內，理論和實驗完全吻合，說明通過壓差公式計算閥的流通面積A進而確定某尺寸閥芯的開度具有很強的可行性。
[0030]將中位節流型氣控換向閥控制在中停位，實驗中我們以0.lm/s這個理想開門速度為目標值，研究排量V=100ml/r的齒輪栗、容積效率95%、取力器實測轉速1457r/min、缸徑D=Φ 50、桿徑d= Φ 35、行程L=700條件下，中位節流型氣控換向閥中位時，有其它負載的條件下，后門油缸克服負載打開后門以及此時油缸速度的可控性，經計算單根液壓缸需要流量為11.8L/min，雙根液壓缸理論需要流量23.6L/min，而此轉速下齒輪栗輸出流量為142.8L/min，故有119.2L/min的流量可以節流掉。實驗測得轉速在1030r/min時，閥前壓力6MPa,換算和計算流量值為100.8L/min，因此當閥中位時有100.8L/min的穩定流量徑閥流過，閥入口前就能保證后門油缸的壓力在610^。而轉速1457^1^11時保證液壓缸0.1111/8運動速度有119.2L/min的流量可以被節流掉，可以節流的流量119.2L/min大于經過閥芯中停位為保證6MPa壓力需要的流量100.8L/min，因此栗轉速1457r/min工況下閥前壓力足以達到6MPa以上。
[0031 ]分析結果:轉速1457r/min時中位節流型氣控換向閥前可以穩定6MPa的壓力去克服負載，同時栗輸出的流量足以使兩根液壓缸維持0.lm/s的運動速度，當后門關閉時需要的壓力和流量更小，可采取相同的分析方法在此不再贅述。
[0032]如圖4所示，在實驗中實測各個工況點經過轉速儀換算的齒輪栗流量和經過流量壓差公式計算值在1%左右，說明該中位節流型氣控換向閥具有穩定的壓力流量特性，具有很強的可操作性。
[0033]本實用新型中位節流型氣控換向閥旨在將現有的自卸車中位卸荷型氣控換向閥通過結構的調整使之適用范圍加大，著重于在不增加其他控制元件的前提下提高該閥對新增執行元件控制的可靠性，便利性。
[0034]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及等同物界定。
【主權項】
1.中位節流型氣控換向閥，其特征在于:包括閥體、閥芯、旋緊螺塞和氣控機構，所述氣控機構包括氣缸套、彈簧、彈簧座、活塞、氣缸蓋和調節螺栓，氣缸套的一端與閥體固定連接，氣缸套的另一端與氣缸蓋通過緊固螺栓固定連接;所述閥體設有主孔，主孔的一端端部通過旋緊螺塞封閉，主孔的另一端端部連接氣控機構;所述閥芯活動連接在主孔內，閥芯的一端靠近旋緊螺塞，閥芯的另一端伸出閥體的主孔并伸入氣控機構內，伸入所述氣控機構內的閥芯依次連接彈簧、彈簧座和活塞，活塞與氣缸蓋之間設有彈性體，所述調節螺栓由氣缸蓋的外端面中心向內貫穿氣缸蓋，調節螺栓的端部與閥芯的左端端部靠接，所述氣缸套上設有舉升氣口和下降氣口 ；所述閥體上設有進油口(P)、出油口(C)、回油口(T)，閥芯在運動的過程中處于舉升位時，進油口(P)與出油口(C)相連通，閥芯在運動的過程中處于下降位時，出油口(C)與回油口(T)相連通，閥芯在運動的過程中處于中停位時，進油口(P)與回油口(T)相連通，此時進油口(P)與回油口(T)之間的通道為節流通道。2.如權利要求1所述的中位節流型氣控換向閥，其特征在于:所述節流通道的通流面積為10平方毫米?30平方毫米。3.如權利要求1所述的中位節流型氣控換向閥，其特征在于:所述彈性體為壓縮彈簧或橡膠套。
【文檔編號】F16K27/04GK205534375SQ201620090228
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發明人】潘建鋒, 朱永全, 路卿
【申請人】河南駿通車輛有限公司