便于手控的升降和转向液压集成阀.pdf

一种便于手控的升降和转向液压集成阀，阀体内设有包括由阀芯孔及阀芯杆组成的下述分阀：转向滑阀、升降滑阀、液控单向阀、高压溢流阀和低压溢流阀，阀体内各分阀之间设有若干工艺油道相连通，其特征在于位于转向滑阀阀芯孔的弹簧安装腔内的阀芯杆杆段上安装有一对同轴心的内外圈双弹簧座，所述内外圈双弹簧座上安装有内圈弹簧和外圈弹簧，在非工作状态下，内圈弹簧处于自由松驰状态，而外圈弹簧处于轻度压缩状态而产生一定的张力使转向滑阀的阀芯杆处于中位。本发明在转向滑阀中采用了双弹簧阀芯杆操控装置后使转向滑阀的操控手感大大加强，从而进一步提高了本阀转向操控的作业效率和安全可靠性。

1.  一种便于手控的升降和转向液压集成阀，具有阀体(1)，阀体(1)内设有包括由阀芯孔及阀芯杆组成的下述分阀：转向滑阀(2)、升降滑阀(3)、液控单向阀(4)、高压溢流阀(5)和低压溢流阀(6)，阀体内各分阀之间设有若干工艺油道相连通，阀体(1)端面上开设有与内部的升降滑阀(3)相连通并与外部油泵(52)出口相连接的进油口P、与内部的液控单向阀(4)相连通并和外部的机械升降台推动油缸(45)进油口C相连接的接口A、与内部的转向滑阀(2)相连通并与行走机械推动油缸(50)的进油口D1、D2对应连接的接口B1、B2及与行走机械推动油缸回油口E相连接的接口R以及与上述各分阀相连接的通往外部油箱(51)的阀体回油箱接口T，其特征在于位于转向滑阀(2)阀芯孔的弹簧安装腔(14)内的阀芯杆杆段上安装有一对同轴心双弹簧座(7)，在两双弹簧座(7)之间安装有内圈弹簧(9)和外圈弹簧(8)，在非工作状态下，内圈弹簧(9)处于自由松驰状态，而外圈弹簧(8)处于轻度预压缩状态而产生一定的张力使一对内外圈双弹簧座(7)的底部分别抵在弹簧安装腔(14)的内端面上和弹簧安装腔外口帽罩(10)的底面上，从而使转向滑阀的阀芯杆(11)处于中位。

2.  按权利要求1所述的便于手控的升降和转向液压集成阀，其特征在于阀体内各分阀的回油油路连接成口字形回路。

3.  按权利要求1所述的便于手控的升降和转向液压集成阀，其特征在于转向滑阀(2)的阀芯孔贯穿阀体(1)的左右侧，其径向开设有i、j、k、t、m、n、o七个环槽油腔和一个弹簧座安装腔(14)，在弹簧座安装腔(14)口部、阀体端面上安装有帽罩(10)及密封垫(13)，安装于该阀芯孔内的转向滑阀阀芯杆(11)，其中部设有前缩节(27)、中缩节(26)和后缩节(25)，位于弹簧安装腔(14)内的阀芯杆杆段上安装有内外圈双弹簧座(7)及安装于双弹簧座上的外圈弹簧(8)与内圈弹簧(9)，其伸出阀体外、位于帽罩内的阀芯杆端部安装有定位销(12)，阀芯杆(11)另一端伸出阀体与操纵杆相连接。

4.  按权利要求3所述的便于手控的升降和转向液压集成阀，其特征在于阀芯杆(11)前缩节27前后相邻接的阀芯杆段端缘均制成倒角w。

5.  按权利要求1所述的便于手控的升降和转向液压集成阀，其特征在于升降滑阀(3)的阀芯孔贯穿阀体的前后端面，其径向开设有a、b、c、d、e五个围绕阀芯孔的环槽油腔和一个弹簧座安装腔(37)，在弹簧座安装腔(37)口部、阀体端面上安装有帽罩(34)，安装于该阀芯孔内的升降滑阀阀芯杆(44)，其中部设有前缩节(41)、后缩节(40)，其中后缩节(40)与后部阀芯杆段衔接部制成锥形过渡段(39)，前缩节(41)两端各延伸一缩节段距离的阀杆上分别开设有径向孔(42)，并与该段阀芯杆轴向中心孔(43)相连通，阀芯杆(44)的一端安装有弹簧座(33)、弹簧(38)、定位片(35)，并在弹簧座安装腔(37)口部、阀体端面上安装有帽罩(34)与密封垫(36)，阀芯杆另一端伸出阀体与操纵杆相连接。

便于手控的升降和转向液压集成阀
技术领域
本发明属于液压传动控制技术领域，特别是涉及控制机械升降和运动转向的集合液压阀。
背景技术
一般具有升降和行走功能的机械如联合收割机，其割台升降和整机转向操纵机构都是分立设置的，占用体积大，操作不方便。为此本申请人曾设计了一种“单手柄操纵升降、转向液压集成阀”(专利公告号CN2622451Y)，该阀阀体内开设有5个阀芯孔，分别安装有转向滑阀、升降滑阀、液控单向阀和高低压溢流阀的阀芯，阀体内同时开设有连接各阀腔的工艺油道，阀体各端面上布置有与油泵相连接的液压油进口、与机械升降台推动油缸相连接的连接口、与行走机械推动油缸相连接的二个出油口和一个回油口以及与回油箱相连接的连接口等。它将若干单体阀集合在一个阀体内，并用一个操纵柄操作，构成有机整体，其结构紧凑，体积小，安装、维修、使用均方便。但是该阀尚存在有不足之处，即在操控转向滑阀阀芯杆位移时，因反馈力小，操作者手感差，不易掌控转向幅度，特别是对于缺少经验的操作手，易发生掌控不当而致急转弯造成安全事故。
发明内容
本发明的目的，是为升降行走机械提供一种操控手感强、使用方便、安全的手控升降和转向液压集成阀。
本发明的技术方案是：它具有阀体，阀体内设有包括由阀芯孔及阀芯杆组成的下述分阀：转向滑阀、升降滑阀、液控单向阀、高压溢流阀和低压溢流阀，阀体内各分阀之间设有若干工艺油道相连通，阀体端面上开设有与内部的升降滑阀相连通并与外部油泵出口相连接的进油口、与内部的液控单向阀相连通并和外部的机械升降台推动油缸进油口相连接的接口、与内部的转向滑阀相连通并与行走机械推动油缸的进油口对应连接的接口及与行走机械推动油缸回油口相连接的接口以及与上述各分阀相连接的通往外部油箱的阀体回油箱接口，其特征在于位于转向滑阀阀芯孔的弹簧安装腔内的阀芯杆杆段上安装有一对同轴心的内外圈双弹簧座，所述内外圈双弹簧座上安装有内圈弹簧和外圈弹簧，在非工作状态下，内圈弹簧处于自由松驰状态，而外圈弹簧处于轻度预压缩状态而产生一定的张力使一对内外圈双弹簧座的底部分别抵在弹簧安装腔的内端面上和弹簧安装腔外口帽罩的底面上，从而使转向滑阀的阀芯杆处于中位。
本发明结构紧凑，体积小，响应速度快，性能可靠，安装、维修方便，油泄漏量少，抗污能力强，特别是在转向滑阀中采用了双弹簧阀芯杆操控装置后使转向滑阀的操控手感大大加强，从而进一步提高了本阀转向操控的作业效率和安全可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图。
图2为本发明实施例的俯视图。
图3为图1的A—A剖面结构示意图，即转向滑阀阀芯杆处于中位状态结构示意图。
图4为转向滑阀阀芯杆向外伸出一级行程状态结构示意图。
图5为转向滑阀阀芯杆向外伸出二级行程状态结构示意图
图6为图1的B—B剖面结构示意图，即升降滑阀阀芯杆处于中位状态结构示意图。
图7为升降滑阀阀芯杆处于向外伸出状态结构示意图。
图8为升降滑阀阀芯杆处于向内推进状态结构示意图。
图9为本发明实施例的工作原理示意图。
具体实施方式
本实施例为操控联合收割机割台升降和整机行走转向的液压集成阀。
如附图1、2、5，阀体1内设有包括由阀芯孔及阀芯杆组成的下述分阀：转向滑阀2、升降滑阀3、液控单向阀4、高压溢流阀5和低压溢流阀6，阀体内各分阀之间设有若干工艺油道相连通，阀体端面上开设有与内部的升降滑阀3相连通并与外部油泵52出口相连接的进油口P、与内部的液控单向阀4相连通并与外部的机械升降台推动油缸45进油口C相连接的接口A、与内部的转向滑阀2相连通并与机械行走推动油缸50的进油口D₁、D₂对应连接的接口B₁、B₂及与行走机械推动油缸回油口E相连接的接口R以及与上述各分阀相连接的通往外部油箱51的阀体回油箱接口T。见附图3，阀体1上半部内开设有转向滑阀2、高压溢流阀5和低压溢流阀6的阀芯孔；转向滑阀2的阀芯孔贯穿阀体1的左右侧，其径向开设有i、j、k、t、m、n、o七个环槽油腔和一个弹簧座安装腔14，在弹簧座安装腔14口部、阀体端面上安装有帽罩10及密封圈13，安装于该阀芯孔内的转向滑阀阀芯杆11，其中部设有前缩节27、中缩节26和后缩节25，与前缩节27前后相邻接的阀芯杆段端缘均制成倒角w，位于弹簧安装腔14内的阀芯杆杆段上安装有内外圈双弹簧座7及安装于双弹簧座上的外圈弹簧8与内圈弹簧9，其伸出阀体外、位于帽罩内的阀芯杆端部安装有定位销12，阀芯杆11另一端伸出阀体与操纵杆相连接；安装于高压溢流阀阀芯孔中的阀芯是由节流片15、阀套16、阀芯17、弹簧18和帽罩19构成的；安装于低压溢流阀阀芯孔中的阀芯是由帽罩20、弹簧21、弹簧座22、钢球23、阀座24构成；低压溢流阀6的阀座孔与转向滑阀2的k环槽油腔相连通。见附图6，阀体1的下半部内开设有升降滑阀3和液控单向阀4的阀芯孔，而升降滑阀3的阀芯孔贯穿阀体的前后端面，其径向开设有a、b、c、d、e五个围绕阀芯孔的环槽油腔和一个弹簧座安装腔37，在弹簧座安装腔37口部、阀体端面上安装有帽罩34，安装于该阀芯孔内的升降滑阀阀芯杆44，其中部设有前缩节41、后缩节40，其中后缩节40与后部阀芯杆段衔接部制成锥形过渡段39，前缩节41两端各延伸一缩节段距离的阀杆上分别开设有径向孔42，并与该段阀芯杆轴向中心孔43相连通，阀芯杆44的一端安装有弹簧座33、弹簧38、定位片35，并在弹簧座安装腔37口部、阀体端面上安装有帽罩34与密封圈36，阀芯杆另一端伸出阀体与操纵杆相连接；安装于液控单向阀阀芯孔内的阀芯是由液控顶杆28、弹簧29、阀杆30、阀套31和螺塞32构成的。在阀体1上除各油口及各功能元件的安装孔外，还有很多工艺油道。其中，进油口P在和升降滑阀3的环槽油腔c相通的同时通过工艺油道和高压溢流阀5的压力油口相通；转向滑阀2的环槽油腔k通过工艺油道和低压溢流阀6的压力油口相通；阀体油口B1通过工艺油道和转向滑阀2的环槽油腔j相通；阀体油口B2通过工艺油道和转向滑阀2的环槽油腔t相通；阀体油口R通过工艺油道和转向滑阀2的环槽油腔n相通，阀体油口T通过工艺油道和转向滑阀2的环槽油腔i腔、m腔、o腔相通；其中转向滑阀2的环槽油腔k和升降滑阀3的环槽油腔a通过工艺油道相通；升降滑阀3的环槽油腔d腔和液控单向阀4的h腔通过工艺油道相通，升降滑阀3的环槽油腔b腔和液控单向阀4的g腔通过工艺油道相通，升降滑阀和转向滑阀的弹簧安装腔均有工艺油道和阀体回油口T相连。阀体内各分阀的回油油路连接成“口”字型，使得任一处回油都可通过二个回油通道到回油口T，大大减少了回油阻力。
本发明安装于稻麦联合收割机上，使用时在常态下，控制割台升降的升降滑阀的阀芯杆44在弹簧38的作用下处于图6所示的中位，控制收割机行走转向的转向滑阀阀芯杆11在弹簧8的作用下处于图3所示的中位。液压油从阀体油口P到升降滑阀3的环槽油腔c并通过阀芯杆44上的一组径向孔42进入阀芯杆轴向中心孔道43，然后从阀芯杆44上的另一组径向孔42流到环槽油腔a，再通过工艺油道到转向滑阀2的环槽油腔k腔，随后通过环槽油腔m、i腔到阀体回油口T，此时，阀体油口A在单向阀4的作用下实现保压，割台高度不变；阀体油口B1通过转向滑阀2的环槽油腔j、i腔和回油路相通，阀体油口B2通过转向滑阀2的环槽油腔l、m腔和回油路相通，阀体油口R通过转向滑阀2的环槽油腔n腔经m腔和回油路相通，机械行走推动油缸50不动作，联合收割机行走方向不变。
割台上升：如附图7所示，操纵升降滑阀阀芯杆44使其向外伸出至二个弹簧座33达接触状态，此时阀芯杆的后缩节40位于阀芯孔的c油腔与d油腔之间，于是从阀体油口P进入的液压油经升降滑阀3的环槽油腔c腔到d腔，再流到液控单向阀4的h腔顶开液控单向阀4流到阀体油口A，通过外接油管进入机械升降台推动油缸45，割台上升。因阀体油口P同时和高压溢流阀5的高压油口相通，所以割台上升的油压由高压溢流阀调定，溢流出的液压油经回油路到阀体油口T。此时，转向滑阀阀芯杆仍处在中位，阀体油口B1、油口B2、油口R仍和回油路相通，联合收割机行走方向不变。
割台下降：如附图8所示，操纵升降滑阀阀芯杆44使其向内退，使阀芯杆的前缩节41位于阀芯孔b油腔与c油腔之间，于是从阀体油口P进入升降滑阀3环槽油腔c的液压油，一部分通过阀芯杆44上的一组径向孔42进入阀芯杆轴向中心孔道43，然后从阀芯杆44上的另一组径向孔42流到环槽油腔b，同时一部分液压油从c腔直接到b腔，b腔的油经工艺油道流到液控单向阀4的g腔，推动液控顶杆28打开单向阀4，从而机械升降台推动油缸45内的液压油通过连接油管从阀体油口A进入液控单向阀4的h腔，流到升降滑阀3的d腔，经阀芯杆上的锥形过渡段39到环槽油腔e，经过间隙f到阀芯的弹簧座安装腔37，再经工艺油道到阀体回油口T，割台下降。随着阀芯杆44向内退的位置不同，锥形过渡段39和环槽油腔e之间形成的通流面积不同，阀芯杆44越往内退通流面积越大，通流面积越大，机械升降台推动油缸45内的液压油经上述通道流到阀体回油口T的时间越短，割台下降越快，反之则慢。因此操作者可通过控制阀芯杆44的位置来控制割台的下降速度。阀芯杆44向内退的极限位置是二个弹簧座33至接触状态。此时，转向滑阀阀芯杆仍处在中位，阀体油口B1、油口B2、油口R仍和回油路相通，联合收割机行走方向不变。
转向控制：当升降滑阀阀芯杆44在复位弹簧38的作用下处于图6所示的中位，操纵转向滑阀阀芯杆11，将阀芯杆11向外伸出如附图4所示一级行程状态，此时，外圈弹簧8被压缩，而内圈弹簧9尚未受到进一步压缩力，液压油先从阀体油口P到升降滑阀3的环槽油腔c，并通过升降滑阀阀芯杆44上的一组径向孔42进入阀芯杆轴向中心孔道43，然后从阀芯杆44上的另一组径向孔42流到环槽油腔a，再通过工艺油道到转向滑阀2的环槽油腔k腔，并流到t腔，经工艺油道到阀体油口B2，通过外接油管进入机械行走推动油缸50的进油口D2，推动机械行走推动油缸柱塞48向外伸出，伸出至油缸进油口D2和油缸q腔相通，通过工艺油孔到机械行走推动油缸50的回油口E，经外接油管回到阀体油口R，再通过工艺油道至转向滑阀2的环槽油腔n腔，经m腔到回油路。机械行走推动油缸的柱塞弹簧49随着柱塞的伸出被压缩，产生一个阻止柱塞48向外伸出的力，因机械行走推动油缸50的回油口E通过阀体油口R和回油路相通，所以柱塞48在柱塞弹簧49的阻力下保持q腔与油缸进油口D2相通的状态，而不会继续往外伸，这时油缸柱塞48推动联合收割机一侧转向臂，使这一侧的离合器断开，但此时，阀体油口B1通过转向滑阀2的i腔和回油路相通，油缸柱塞46及柱塞弹簧47不动作，因此，油缸进油口D1侧的离合器仍处于接合状态，操纵联合收割机前进则向油缸进油口D2侧进行转向，此时转向半径较大。当继续操纵阀芯杆11向外伸出如附图5所示二级行程状态，弹簧9也被压缩，从而弹簧9和弹簧8形成合力阻止阀芯杆11进一步移动，操作者明显感到操纵力变大了，即提示操作者联合收割机已经在转向，同时，因为阀芯杆11的移动，转向滑阀的环槽油腔n腔通向m腔的通流面积在阀芯杆前缩节27两端的阀芯杆段端缘倒角的作用下，开始不断变小，最终完全关闭，因此，在弹簧9开始被压缩的同时，阀体油口R处的压力随着阀芯杆的移动不断增大，最终到达低压溢流阀6的调定压力。随着阀体油口R处压力的增加，机械行走推动油缸50的出油口E和进油口D2的液压油同时增加，推动油缸柱塞克服柱塞弹簧力继续向外伸出，因而进一步推动该侧的转向臂逐渐制动该侧滚轮，该侧滚轮所受制动力越大，则联合收割机另一侧滚轮转向半径越小即联合收割机行走转弯半径越小。同理，若操纵转向滑阀阀芯杆11向内推进，则联合收割机作与上述相反的方向转向。
由上述可知，操作者通过操纵转向滑阀阀芯杆11的位移行程，即控制联合收割机行走转弯半径的大小。而由于本转向滑阀阀芯杆11的一级位移行程采用单弹簧相配合，二级位移行程采用双弹簧相配合，使操作者手感明显，从而有利于操作者快速熟练本机操作并提高本机使用的安全可靠性和联合收割机的作业效率。