一种液压自动控制换向阀.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102478030 A(43)申请公布日 2012.05.30CN102478030A*CN102478030A*(21)申请号 201010556927.5(22)申请日 2010.11.24F15B 13/02(2006.01)(71)申请人思达斯易能源技术（集团）有限公司地址 201611 上海市松江区车墩镇工业区香闵路509号(72)发明人易会安 张建忠 李伯仁 陈善饮易齐尊(74)专利代理机构上海天翔知识产权代理有限公司 31224代理人吕伴(54) 发明名称一种液压自动控制换向阀(57) 摘要本发明公开的液压自动控制换向阀，包括一个换向阀，该换向阀包括一个

2、换向阀体和主阀芯，其在换向阀体上设置有一液压信号注入口和一与主阀芯移动方向平行的活塞腔，该活塞腔与液压信号注入口连通；该换向阀还包括一主阀芯液压驱动机构。本发明通过给液压信号注入口，利用主阀芯液压驱动机构驱动主阀芯进行直线运动，实现换向阀的换向。本发明采用液压信号驱动，不需要电能或其它的动力源。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页1/1页21.液压自动控制换向阀，包括一个换向阀，该换向阀包括一个换向阀体和主阀芯，在所述换向阀体上并列设置有压力油输入口、若干排液口和若干换

3、向口，所述主阀芯的轴向直线运动来开启和关闭不同的换向口进行换向，其特征在于，在所述换向阀体上设置有一液压信号注入口和一与所述主阀芯移动方向平行的活塞腔，该活塞腔与液压信号注入口连通；该换向阀还包括一主阀芯液压驱动机构，该主阀芯液压驱动机构包括：一固定架，该固定架的一端与所述换向阀体连接，所述主阀芯延伸出换向阀体的一端穿过所述的固定架；一端插入所述活塞腔内、另一端延伸出换向阀体外的活塞齿条杆，其中活塞齿条杆上的主动齿条位于换向阀体外，所述活塞齿条杆的轴线与所述主阀芯的轴线平行；安装所述活塞齿条杆上的调节螺母，用于微调活塞齿条杆位移量；安装所述活塞齿条杆上的弹簧固定件，该弹簧固定件随活塞齿条杆同步

4、移动；一端与换向阀体连接，另一端与弹簧固定件连接的拉伸弹簧；固定于所述主阀芯延伸出换向阀体一端上的双齿条框，所述双齿条框带动所述主阀芯进行轴向直线运动，在所述双齿条框内设置有与所述主阀芯移动方向平行的上从动齿条和下从动齿条；一两端轴设于所述固定架上的主传动轴，所述主传动轴的轴线与所述主阀芯直线运动方向垂直；通过单向轴承安装在所述主传动轴一端上的主传动齿轮，该主传动齿轮与所述活塞齿条杆上的主动齿条啮合，通过单向轴承带动主传动轴单向转动；固定在所述主传动轴一端上的不完全齿轮，所述不完全齿轮在转动过程中，能与所述双齿条框中的上从动齿条或下从动齿条啮合并通过双齿条框驱动所述主阀芯轴向移动。2.如权利要

5、求1所述的液压自动控制换向阀，其特征在于，在所述固定架上设置有一与所述主阀芯移动方向平行的滑轨，所述双齿条框沿所述滑轨轴向移动。3.如权利要求1所述的液压自动控制换向阀，其特征在于，在所述主阀芯延伸出换向阀体一部分上并列设置有若干凹坑，并在所述固定架上安装有一滚珠定位机构，所述滚珠定位机构中的滚珠落入不同的凹坑中，对主阀芯轴向位置的定位。权 利 要 求 书CN 102478030 A1/4页3一种液压自动控制换向阀技术领域0001 本发明涉及一种换向阀，特别涉及一种液压自动控制换向阀。背景技术0002 现有的换向阀主要有手动控制换向阀、机械控制换向阀、电磁控制换向阀和电液控制换向阀。这些换向阀

6、的使用场合都有一定的限制。对于比较差的环境，比如在几千米深的油井中，温度200多度，在井上用一根盘管下放液压工具。液压驱动液通过这根盘管单一通道供给液压工具，要实现顺转和逆转，现有的换向阀很难应用。发明内容0003 本发明所要解决的技术问题在于针对现有换向阀所存在的问题而提供一种能够在比较差的环境中，配合液压机械或液压工具工作的液压自动控制换向阀。该液压自动控制换向阀用液压信号驱动自动控制机构，并用来控制换向阀的换向。0004 本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：0005 液压自动控制换向阀，包括一个换向阀，该换向阀包括一个换向阀体和主阀芯，在所述换向阀体上并列设置有压力油输入

7、口、若干排液口和若干换向口，所述主阀芯的轴向直线运动来开启和关闭不同的换向口进行换向，其特征在于，在所述换向阀体上设置有一液压信号注入口和一与所述主阀芯移动方向平行的活塞腔，该活塞腔与液压信号注入口连通；该换向阀还包括一主阀芯液压驱动机构，该主阀芯液压驱动机构包括：0006 一固定架，该固定架的一端与所述换向阀体连接，所述主阀芯延伸出换向阀体的一端穿过所述的固定架；0007 一端插入所述活塞腔内、另一端延伸出换向阀体外的活塞齿条杆，其中活塞齿条杆上的主动齿条位于换向阀体外，所述活塞齿条杆的轴线与所述主阀芯的轴线平行；0008 安装所述活塞齿条杆上的调节螺母，用于微调活塞齿条杆位移量；0009

8、安装所述活塞齿条杆上的弹簧固定件，该弹簧固定件随活塞齿条杆同步移动；0010 一端与换向阀体连接，另一端与弹簧固定件连接的拉伸弹簧；0011 固定于所述主阀芯延伸出换向阀体一端上的双齿条框，所述双齿条框带动所述主阀芯进行轴向直线运动，在所述双齿条框内设置有与所述主阀芯移动方向平行的上从动齿条和下从动齿条；0012 一两端轴设于所述固定架上的主传动轴，所述主传动轴的轴线与所述主阀芯直线运动方向垂直；0013 通过单向轴承安装在所述主传动轴一端上的主传动齿轮，该主传动齿轮与所述活塞齿条杆上的主动齿条啮合，通过单向轴承带动主传动轴单向转动；0014 固定在所述主传动轴一端上的不完全齿轮，所述不完全齿

9、轮在转动过程中，能与所述双齿条框中的上从动齿条或下从动齿条啮合并通过双齿条框驱动所述主阀芯轴向移动。说 明 书CN 102478030 A2/4页40015 为了提高主阀芯轴向移动的平稳性，在所述固定架上设置有一与所述主阀芯移动方向平行的滑轨，所述双齿条框沿所述滑轨轴向移动。0016 为了防止震动和消除微小误差，以保证传动的准确性，在所述主阀芯延伸出换向阀体一部分上并列设置有若干凹坑，并在所述固定架上安装有一滚珠定位机构，所述滚珠定位机构中的滚珠落入不同的凹坑中，对主阀芯轴向位置的定位。0017 由于采用了如上的技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下优点：0018 1、本发明采用液压信号驱动

10、，不需要电能或其它的动力源。0019 2、液压信号的压力油可由工作液压油直接供给，不需另设液压信号油管。0020 3、各控制机构传动零件，通过热处理，达到高强度和耐磨，使用寿命长。0021 4、对于比较复杂环境中，如几千米的油井中，液压驱动液通过盘管单一通道供给液压工具，本发明就可以实现换向阀的自动换向，实现液压工具的顺转和逆转或双作用液压缸的工作。0022 5、本发明也可用于其它工作领域，如可用于需要作往复运动的机械中或其它的控制领域。附图说明0023 图1为本发明液压自动控制换向阀的结构示意图。0024 图2为图1的左视图。0025 图3为图1的A-A剖视图。0026 图4为图1的D-D剖

11、视图。0027 图5为图2的B-B剖视图。0028 图6为图2的C-C剖视图。0029 图7为本发明液压自动控制换向阀的工作原理示意图。具体实施方式0030 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明的实施方式。0031 参见图1至图6，图中所示的液压自动控制换向阀，包括一个二位四通换向阀100，该二位四通换向阀100包括一个二位四通换向阀体110和主阀芯120，在二位四通换向阀体110内并列设置有压力油输入口P、两个排液口T和两个换向口A、B，两个换向口A、B与液压缸的A、B腔连接。在二位四通换向阀体110内还设置有一阀腔130，阀腔

12、130的轴线与压力油输入口P、两个排液口T和两个换向口A、B的轴线垂直并连通，主阀芯120安装在二位四通换向阀体110的阀腔130中，两端从阀腔130的两个口延伸出二位四通换向阀体110的阀腔130，在阀腔130的一个口通过螺栓140安装有压盘150和密封圈160，压盘150将密封圈160压紧在二位四通换向阀体110端面的凹槽中，起密封作用。0032 在二位四通换向阀体110内还设置有液压信号注入口C和活塞腔170，活塞腔170与液压信号注入口C连通，该活塞腔170的轴线与主阀芯120的直线运动方向平行。0033 该二位四通换向阀100还包括一主阀芯液压驱动机构200，该主阀芯液压驱动机构20

13、0包括一个固定架210，该固定架210通过螺栓220固定安装在二位四通换向阀体110说 明 书CN 102478030 A3/4页5的一端上，主阀芯120延伸出二位四通换向阀体110的阀腔130的一端穿过该固定架210。0034 主阀芯液压驱动机构200中的活塞齿条杆230一端插入活塞腔170内、另一端延伸出二位四通换向阀体110外，在活塞齿条杆230延伸出二位四通换向阀体110外的另一端上设置有主动齿条231。活塞齿条杆230的轴线与主阀芯120的轴线平行。0035 在活塞齿条杆230延伸出二位四通换向阀体110外的另一端上固定有一弹簧固定件250和调节螺母240，调节螺母240对活塞齿条杆

14、230的位移量进行微调。0036 主阀芯液压驱动机构200中的两根拉伸弹簧260一端挂在螺栓220上，另一端挂在弹簧固定件250上。0037 主阀芯液压驱动机构200中的双齿条框270通过螺栓273固定在主阀芯120延伸出二位四通换向阀体110的阀腔130的一端上，在双齿条框270上设置有齿形相同的上从动齿条271和下从动齿条272，从动齿条271和下从动齿条272与主阀芯120的直线移动方向平行。0038 主阀芯液压驱动机构200中的主传动轴280为一阶梯轴，其两端轴设于固定架210上，主传动轴280与固定架210之间采用间隙滑动配合，保证旋转顺畅。固定销281固定在主传动轴280的定位孔中

15、，确保主传动轴280的轴向定位。主传动轴280的轴线与主阀芯120直线运动方向垂直。主传动齿轮282通过单向轴承283安装在主传动轴280上，单向轴承283的外圆与主传动齿轮282的中心孔采用过盈配合，保证主传动齿轮280与单向轴承283同步转动；单向轴承283的中心孔与主传动轴280采用过渡配合，在正向转动时，单向轴承283与主传动轴280同步转动；在反向转动时，主传动齿轮282与单向轴承283同步转动，而主传动轴280不转动。该主传动齿轮282与活塞齿条杆230上的主动齿条231啮合。0039 不完全齿轮284的D型轴孔与主传动轴280的D型轴端采用较紧配合，保证主传动轴280与不完全齿轮

16、284同步传动，不完全齿轮284在转动过程中，能与双齿条框中270的上从动齿条271或下从动齿条272啮合并通过双齿条框270驱动主阀芯120轴向移动。0040 为了提高主阀芯120轴向移动的平稳性，在固定架210上设置有一与主阀芯120移动方向平行的滑轨211，双齿条框270沿滑轨211轴向移动。同时为了防止震动和消除微小误差，以保证传动的准确性，在主阀芯120延伸出二位四通换向阀体110的阀腔130的一端上并列设置有若干凹坑121，在固定架210上通过螺栓212安装有一滚珠定位机构290，该滚珠定位机构290包括弹簧291和滚珠292，弹簧291将滚珠292落入不同的凹坑121中，对主阀芯

17、120轴向位置的定位。0041 本发明液压自动控制换向阀的工作原理是：首先用液压信号的压力油注入二位四通换向阀体110的液压信号注入口C，液压推动活塞齿条杆230克服拉伸弹簧260的阻力和其它阻力而移动，活塞齿条杆230在移动过程中，通过主动齿条231和主传动齿轮280的啮合，使主传动齿轮280旋转180，主传动齿轮280通过单向轴承283正向带动主传动轴280旋转180，主传动轴280同步带动不完全齿轮284旋转180，通过不完全齿轮284与双齿条框270中的上从动齿条271啮合，带动双齿条框270沿滑轨211直线运动，双齿条框270的直线运动带动主阀芯120进行轴向的直线位移，进而实现二位

18、四通换向阀100的换向，第一次换向后液压油的流向为：P-A，B-T；0042 当液压信号卸压为0Pa时，在拉伸弹簧260的作用力下，使活塞齿条杆230复位。说 明 书CN 102478030 A4/4页6因单向轴承283的作用，主传动齿轮282反转时不带动主传动轴280旋转。二位四通换向阀100保持液向不变。当需要二位四通换向阀100换向时，再用液压信号的压力油注入二位四通换向阀体110的液压信号注入口C，将会重复第一次换向时的传动，只是第二次传动的结果是通过双齿条框270带动主阀芯120实现的后退位移，第二次换向后，二位四通换向阀100的流向为：P-B，A-T。这样就实现了通过液压驱动自动控制机构，来控制换向阀换向。0043 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。说 明 书CN 102478030 A1/3页7图1图2说 明 书 附 图CN 102478030 A2/3页8图3图4说 明 书 附 图CN 102478030 A3/3页9图5图6图7说 明 书 附 图CN 102478030 A