一種油液再生閥及其工作方法
2023-11-03 02:06:32 4
一種油液再生閥及其工作方法
【專利摘要】本發明涉及一種油液再生閥及其工作方法，包括閥體和設置在閥體內的主閥芯；閥體上設置有進油口、工作油口A、工作油口B、回油口、第一油道、第二油道、第三油道和第四油道；主閥芯包括腹腔和與腹腔相連通的溢流孔，溢流孔包括左溢流孔和右溢流孔，左溢流孔與第二油道相通，右溢流孔與第三油道相通；當內閥芯在腹腔內向右移動時，實現第三油道內的液壓油依次通過右溢流孔、腹腔和左溢流孔流向第二油道。本發明通過內閥芯的作用使輸出油液的一部分進入到第一油道進行再利用，整個過程提高了能源利用率，降低了成本。同時避免了工作油孔供油不足及由此造成的卡頓現象，極大改善挖機運行的舒適性和可靠性。
【專利說明】一種油液再生閥及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油液再生閥及其工作方法，屬於液壓動力【技術領域】。
【背景技術】
[0002]小型挖掘機是一種應用廣泛的小型機械，具有效率高、功能全面、操控性好等特點。其工作裝置所受的負載時刻變化，負載作用於液壓缸，由液壓缸承受各種工況。當動臂或鬥杆在重力作用下加速下落時，液壓缸進油側會出現流量供給不足，進而帶來工作效率降低和動作協調性差等問題。根據液壓油缸的功率P = PQ可知，油缸活塞的工作面積一定，輸入油缸的液壓油的壓力P —定，油量Q恆定，則油缸的功率輸出不變，當鏟鬥工作阻力變大時則舉升速度緩慢，挖掘機的狀況直接關係到生產效率，工作效率的降低，甚至帶來利益損失。在現有的挖掘機技術中，油缸輸出一側直接與回油口相連，這部分油液得不到充分的利用，致使存在鬥杆或動臂油缸動力不足，在工況惡劣環境下無法正常工作或出現卡頓現象，而且能量損失較嚴重。
[0003]中國專利文獻CN203784366U公開了一種小型挖掘機流量再生閥，該流量再生閥包括工作閥體，工作閥體的主閥芯上開有從左側貫穿至中部的孔，所述孔中依次設置有單向閥A和單向閥B，兩個單向閥都開有通孔，單向閥A的右端壓在主閥芯上，左端與軟彈簧的右端連接，軟彈簧的左端與單向閥B的右端連接，單向閥B的左端與硬彈簧的右端連接，所述硬彈簧的左端壓在主閥芯左側的堵頭上，硬彈簧的左端壓在主閥芯左側的堵頭上，主閥芯從左到右依次開有回油槽、圓周孔和流量再生孔。該流量再生閥通過在主閥芯內設置兩個單向閥與軟硬彈簧的方式來提高再生性能，使得動臂或鬥杆下落平穩且相對節能。但該流量再生閥結構設計相對複雜，結構體積大。
[0004]中國專利文獻CN102864798A提供了一種鬥杆再生結構及挖掘機，該鬥杆再生結構包括再生閥芯、再生功能閥芯、第一閥片和第二閥片，第一閥片上形成有與鬥杆油缸的有杆腔連接的第一腔室以及與鬥杆油缸的無杆腔連接的第二腔室；第二閥片上形成有與第一腔室連接的第三腔室以及與油箱連接的第四腔室，還包括一用以檢測第二腔室壓力的壓力檢測裝置，壓力檢測裝置包括一作用端和一彈性部件，由先導壓力控制的收縮部件。該裝置根據無杆腔的壓力可以自動實現再生開啟與關閉，可以消除挖掘機在平地動作時的抖動。但該裝置工作過程較複雜，且閥體的設計要求較高，裝配較困難。
[0005]因此，有必要設計一種結構簡單，運行穩定，安裝使用方便的油液再生閥，為現有小型挖掘機解決油液利用和鬥杆工作受阻等問題提供更多的選擇。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的不足，本發明提供一種油液再生閥。
[0007]本發明還提供一種上述油液再生閥的工作方法。
[0008]本發明的技術方案如下:
[0009]一種油液再生閥，包括閥體和設置在閥體內的主閥芯；所述閥體上設置有進油口、工作油口 A、工作油口 B、回油口、第一油道、第二油道、第三油道和第四油道；所述主閥芯包括腹腔和與腹腔相連通的溢流孔，所述溢流孔包括左溢流孔和右溢流孔，所述左溢流孔與第二油道相通，所述右溢流孔與第三油道相通；在所述腹腔內從左至右依次設置有內閥芯、彈簧、擋柱和堵頭；所述內閥芯設置有一中空內腔，所述中空內腔通過一貫穿內閥芯的通孔與腹腔相連通，所述彈簧設置在中空內腔內，所述內閥芯與腹腔形成密封結構，當內閥芯在腹腔內向右移動時，實現第三油道內的液壓油依次通過右溢流孔、腹腔和左溢流孔流向第二油道。
[0010]優選的，所述腹腔的外形設置呈階梯形，所述腹腔包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述內閥芯設置在第一腔室右側並密封第一腔室。此設計的優點在於，通過內閥芯設置在第一腔室的右側並封堵住第一腔室，使第一腔室與第二腔室相隔絕，當內閥芯向右移動時，第一腔室與第二腔室相通形成一體，以此實現油液再生功能。
[0011]優選的，所述內閥芯包括從左至右依次設置的前端錐形部、中間凹陷部和末端主體部，通過所述的前端錐形部封堵第一腔室以形成錐密封結構。此設計的優點在於，錐密封結構能夠使內閥芯的前端錐形部伸入到第一腔室內形成最為緊密的密封配合，密封效果最好。
[0012]優選的，所述溢流孔的孔徑為1.2cm-l.8cm。
[0013]優選的，所述左溢流孔的數量為6-8個，所述左溢流孔均勻分布在主閥芯外表面、且繞所述主閥芯軸向呈圓周排列；所述右溢流孔的數量為7-9個，所述右溢流孔均勻分布在主閥芯外表面，且繞所述主閥芯軸向呈圓周排列。
[0014]優選的，所述主閥芯還包括設置在主閥芯外表面的第一環形槽和第二環形槽，當主閥芯向右移動時，通過第一環形槽實現第一油道和工作油口 A的相通，通過第二環形槽實現第三油道和第四油道的相通。
[0015]優選的，所述閥體上還設置有單向閥，所述單向閥用以實現進油口的液壓油進入到第二油道且阻止第二油道的液壓油流入到進油口。此設計的優點在於，單向閥起到單向過油反向截至的作用，當第三油道的液壓油實現再生功能進入到第二油道時，防止第二油道的液壓油流入到進油口。
[0016]一種油液再生閥的工作方法，包括如下步驟，
[0017](I)在主閥芯左端通先導油時，先導油推動主閥芯向右移動，使主閥芯上的第一環形槽實現工作油口 A與第一油道的相通，第二環形槽實現第三油道與第四油道的相通；
[0018](2)向進油口輸入液壓油，液壓油通過單向閥進入到第一油道和第二油道，第二油道內的液壓油通過主閥芯上的左溢流孔進入到第一腔室內，第一腔室內的液壓油通過通孔進入到內閥芯的中空內腔內；第一油道內的液壓油流經工作油口 A和外部設備後通過工作油口 B進入到第三油道，第三油道內的液壓油其中一部分通過右溢流孔進入到第二腔室內，其中另一部分液壓油依次流進第二環形槽和第四油道通過回油口進入到油箱；此時內閥芯在彈簧力和中空內腔內液壓油的壓力作用下大於內閥芯外表面液壓油的作用力，內閥芯的前端錐形部封堵第一腔室形成錐密封結構；
[0019](3)當第一油道供油不足時，此時工作油口 B的壓力大於工作油口 A的壓力，第三油道內的油壓與第二油道內的油壓形成壓差，內閥芯外表面的液壓油壓力大於內閥芯中空內腔內液壓油壓力，使內閥芯在內外壓差的作用下克服彈簧阻力向右移動；
[0020](4)內閥芯向右移動後，內閥芯的前端錐形部與第一腔室形成的錐密封結構打開，此時第三油道內的液壓油依次通過右溢流孔、第二腔室、第一腔室和左溢流孔流向第二油道，再通過第二油道進入到第一油道，實現油液再生。
[0021]本發明的有益效果在於:
[0022]1、本發明通過使一部分輸出油進入到第一油道，實現了一部分輸出油再生循環進入到第一油道內，避免了工作油口 A供油不足及由此造成的卡頓現象，極大改善挖機運行的舒適性和可靠性。
[0023]2、本發明通過內閥芯的作用使回流到油缸中的一部分液壓油通過溢流孔進入到第一油道，在使第一油道內的壓力與工作油孔的壓力相同的同時，利用了一部分回流的液壓油，提高了整個閥在工作過程中的能源利用率，降低了成本。
[0024]3、本發明設計構思巧妙，結構簡單，通過在主閥芯內設置內閥芯，合理運用了空間結構，減少了整套閥體的外形體積，其作用明顯，效果顯著，具有良好的經濟效益和社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明油液再生閥的剖視結構示意圖；
[0026]圖2為本發明油液再生閥工作原理示意圖；
[0027]圖3為本發明油液再生閥中主閥芯的結構示意圖；
[0028]圖4為本發明油液再生閥中內閥芯的結構示意圖；
[0029]圖5為本發明中主閥芯和內閥芯裝配時的結構示意圖。
[0030]其中:1、主閥芯，2、閥體，3、內閥芯，4、彈簧，5、擋柱，6、堵頭，7、左溢流孔，8、工作油口 A，9、第二油道，10、進油口，11、工作油口 B，12、回油口，13、右溢流孔，14、中空內腔，15、通孔，16、中間凹陷部，17、臺肩，18、末端主體部，19、第一油道，20、第三油道，21、第四油道，22、單向閥，23、前端錐形部，24、第一腔室，25、第一環形槽，26、第二環形槽，27、第二腔室，28、第三腔室。
【具體實施方式】
[0031]下面通過實施例並結合附圖對本發明做進一步說明，但不限於此。
[0032]實施例1:
[0033]如圖1所示，本發明提供的一種油液再生閥，包括閥體2和設置在閥體2內的主閥芯I ;閥體2上設置有進油口 10、工作油口 A8、工作油口 B11、回油口 12、第一油道19、第二油道9、第三油道20和第四油道21 ;主閥芯I包括腹腔和與腹腔相連通的溢流孔，溢流孔包括左溢流孔7和右溢流孔13，左溢流孔7與第二油道9相通，右溢流孔13與第三油道20相通；在所述腹腔內從左至右依次設置有內閥芯3、彈簧4、擋柱5和堵頭6 ;內閥芯I設置有一中空內腔14，中空內腔14通過一貫穿內閥芯的通孔15與腹腔相連通，彈簧4設置在中空內腔14內，內閥芯3與腹腔形成密封結構，當內閥芯3在腹腔內向右移動時，實現第三油道20內的液壓油依次通過右溢流孔13、腹腔和左溢流孔7流向第二油道9。
[0034]其中，工作油口 A8與第一油道19相通，工作油口 Bll與第三油道20相通，工作油口 A8和工作油口 Bll之間連接被驅動的外部設備，即從工作油口 A8供油到外部設備，外部設備被驅動後液壓油通過工作油口 Bll輸出進入第三油道20和第四油道21後，通過回油口 12進入油箱完成整個閥的工作過程，其閥的工作原理如圖2所示。
[0035]如圖3所示，腹腔開在主閥芯I的中心線上並與主閥芯I的右端相通，腹腔的外形設置呈階梯形，腹腔包括從左至右直徑依次增大的第一腔室24、第二腔室27和第三腔室28，內閥芯3設置在第一腔室24右側並密封第一腔室24。
[0036]如圖4所示，內閥芯3包括從左至右依次設置的前端錐形部23、中間凹陷部16和末端主體部18，其中通孔15貫穿設置在內閥芯3的中心線上，中空內腔14位於末端主體部18。通過所述的前端錐形部23封堵第一腔室24以形成錐密封結構，錐密封結構能夠使內閥芯3的前端錐形部23伸入到第一腔室24內形成最為緊密的密封配合，密封效果最好，內閥芯3與主閥芯I的配合結構如圖5所示。第三油道20內的液壓油通過右溢流孔13進入到第二腔室27內並存儲在中間凹槽部16，當錐密封結構打開後，中間凹陷部16內的液壓油才會進入到第一腔室24內。
[0037]溢流孔的孔徑為1.2cm。左溢流孔7的數量為6個，左溢流孔7均勻分布在主閥芯I外表面，且繞主閥芯軸向呈圓周排列，在主閥芯I發生右移前或右移後，都要保證左溢流孔7的位置在第二油道9的孔徑範圍內，始終保證左溢流孔7與第二油道9相通；右溢流孔13的數量為7個，右溢流孔13均勻分布在主閥芯I外表面，且繞主閥芯軸向呈圓周排列，在主閥芯I發生右移前或右移後，都要保證右溢流孔13的位置在第三油道20的孔徑範圍內，始終保證右溢流孔13與第三油道20相通。這樣設計左溢流孔7和右溢流孔13的位置，是為了保證第二油道9內的油能夠通過左溢流孔7進入到第一腔室24內，第三油道20內的油通過右溢流孔13進入到第二腔室27內。
[0038]主閥芯I還包括設置在主閥芯外表面的第一環形槽25和第二環形槽26，第一環形槽25和第二環形槽26分別與閥體2內部結構相配合，起到打開或關閉油道的作用；當主閥芯I向右移動時，通過第一環形槽25實現第一油道19和工作油口 AS的相通，通過第二環形槽26實現第三油道20和第四油道21的相通。
[0039]實施例2:
[0040]本發明提供的一種油液再生閥，結構如實施例1所述，其不同之處在於，閥體2上還設置有單向閥22，單向閥22用以實現進油口 10的液壓油進入到第二油道9並能夠阻止第二油道9的液壓油流入到進油口 10。單向閥22起到單向過油反向截至的作用，當第三油道20的液壓油實現再生功能進入到第二油道9時，可防止第二油道9的液壓油流入到進油P 10。
[0041]實施例3:
[0042]本發明提供的一種油液再生閥，結構如實施例1所述，其不同之處在於，溢流孔的孔徑為1.8cm,左溢流孔7的數量為8個，右溢流孔13的數量為9個。
[0043]實施例4:
[0044]本發明提供一種油液再生閥的工作方法，包括如下步驟，
[0045](I)在主閥芯I左端通先導油時，先導油推動主閥芯I向右移動，使主閥芯I上的第一環形槽25打通第一油道19使工作油口 AS與第一油道19的相通，第二環形槽26實現第三油道20與第四油道21的相通；
[0046](2)向進油口 10輸入液壓油，液壓油通過單向閥22進入到第一油道19和第二油道9，第二油道9內的液壓油通過主閥芯I上的左溢流孔7進入到第一腔室24內，第一腔室24內的液壓油通過通孔15進入到內閥芯的中空內腔14內；第一油道19內的液壓油流經工作油口 A8和外部設備後通過工作油口 Bll輸出進入到第三油道20，第三油道20內的液壓油其中一部分通過右溢流孔13進入到第二腔室27內並存儲於中間凹陷部16，其中另一部分液壓油依次流進第二環形槽26和第四油道21通過回油口 12進入到油箱；此時內閥芯3在彈簧力和中空內腔內液壓油的壓力作用下大於內閥芯外表面液壓油的作用力，內閥芯的前端錐形部23封堵第一腔室形成錐密封結構；
[0047](3)當第一油道19供油不足時，此時工作油口 Bll的油壓大於工作油口 A8的油壓，第三油道20內的油壓與第二油道9內的油壓形成壓差，由公式F = P/A可得(其中，F表示力，P表示壓力，A表示橫截面積)，橫截面積是不變的，力的大小是隨著壓力P改變的，內閥芯3外表面的液壓油壓力大於內閥芯中空內腔內液壓油壓力，在內外壓差的作用下，作用於內閥芯3外表面臺肩17處的液壓油推動內閥芯3克服彈簧4阻力向右移動；
[0048](4)內閥芯3向右移動後，內閥芯的前端錐形部23與第一腔室24形成的錐密封結構打開，此時第三油道20內的液壓油依次通過右溢流孔13、第二腔室27、第一腔室24和左溢流孔7流向第二油道9，再通過第二油道9進入到第一油道19，實現油液再生。
[0049]本發明油液再生閥通過利用一部分輸出油回流再生，進入到第一油道內，解決工作油口 A供油不足的問題，使的外部設備(挖掘機的動臂或鬥杆)的運行平穩，工作流暢。該工作方法切實可行，作用明顯，既解決了外部設備無法正常工作或出現的卡頓現象，又提高了能源利用率，減少了能量損失。
【權利要求】
1.一種油液再生閥，其特徵在於，包括閥體和設置在閥體內的主閥芯；所述閥體上設置有進油口、工作油口 A、工作油口 B、回油口、第一油道、第二油道、第三油道和第四油道；所述主閥芯包括腹腔和與腹腔相連通的溢流孔，所述溢流孔包括左溢流孔和右溢流孔，所述左溢流孔與第二油道相通，所述右溢流孔與第三油道相通；在所述腹腔內從左至右依次設置有內閥芯、彈簧、擋柱和堵頭；所述內閥芯設置有一中空內腔，所述中空內腔通過一貫穿內閥芯的通孔與腹腔相連通，所述彈簧設置在中空內腔內，所述內閥芯與腹腔形成密封結構，當內閥芯在腹腔內向右移動時，實現第三油道內的液壓油依次通過右溢流孔、腹腔和左溢流孔流向第二油道。
2.如權利要求1所述的油液再生閥，其特徵在於，所述腹腔的外形設置呈階梯形，所述腹腔包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述內閥芯設置在第一腔室右側並密封第一腔室。
3.如權利要求2所述的油液再生閥，其特徵在於，所述內閥芯包括從左至右依次設置的前端錐形部、中間凹陷部和末端主體部，通過所述的前端錐形部封堵第一腔室以形成錐密封結構。
4.如權利要求1所述的油液再生閥，其特徵在於，所述溢流孔的孔徑為1.2cm-l.Scm0
5.如權利要求1所述的油液再生閥，其特徵在於，所述左溢流孔的數量為6-8個，所述左溢流孔均勻分布在主閥芯外表面，且繞所述主閥芯軸向呈圓周排列；所述右溢流孔的數量為7-9個，所述右溢流孔均勻分布在主閥芯外表面，且繞所述主閥芯軸向呈圓周排列。
6.如權利要求1所述的油液再生閥，其特徵在於，所述主閥芯還包括設置在主閥芯外表面的第一環形槽和第二環形槽，當主閥芯向右移動時，通過第一環形槽實現第一油道和工作油口 A的相通，通過第二環形槽實現第三油道和第四油道的相通。
7.如權利要求1或2所述的油液再生閥，其特徵在於，所述閥體上還設置有單向閥，所述單向閥用以實現進油口的液壓油進入到第二油道且阻止第二油道的液壓油流入到進油□ O
8.一種如權利要求1至7任一項所述的油液再生閥的工作方法，包括如下步驟， (1)在主閥芯左端通先導油時，先導油推動主閥芯向右移動，使主閥芯上的第一環形槽實現工作油口 A與第一油道的相通，第二環形槽實現第三油道與第四油道的相通； (2)向進油口輸入液壓油，液壓油通過單向閥進入到第一油道和第二油道，第二油道內的液壓油通過主閥芯上的左溢流孔進入到第一腔室內，第一腔室內的液壓油通過通孔進入到內閥芯的中空內腔內；第一油道內的液壓油流經工作油口 A和外部設備後通過工作油口B進入到第三油道，第三油道內的液壓油其中一部分通過右溢流孔進入到第二腔室內，其中另一部分液壓油依次流進第二環形槽和第四油道通過回油口進入到油箱；此時內閥芯在彈簧力和中空內腔內液壓油的壓力作用下大於內閥芯外表面液壓油的作用力，內閥芯的前端錐形部封堵第一腔室形成錐密封結構； (3)當第一油道供油不足時，此時工作油口B的壓力大於工作油口 A的壓力，第三油道內的油壓與第二油道內的油壓形成壓差，內閥芯外表面的液壓油壓力大於內閥芯中空內腔內液壓油壓力，致使內閥芯在內外壓差的作用下克服彈簧阻力向右移動； (4)內閥芯向右移動後，內閥芯的前端錐形部與第一腔室形成的錐密封結構打開，此時第三油道內的液壓油依次通過右溢流孔、第二腔室、第一腔室和左溢流孔流向第二油道，再通過第二油道進入到第一油道，實現油液再生。
【文檔編號】E02F9/22GK104455548SQ201410777398
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】邢永賓, 楊德春, 蔡相志, 宋永新 申請人:山東華偉液壓設備製造有限公司