电控阀的制作方法

1.本实用新型涉及电控阀技术领域，尤其涉及一种应用于液压悬挂装置控制提升油缸的电控阀。


背景技术：

2.农业装备(例如拖拉机)的液压悬挂装置，用于挂接悬挂式或半悬挂式农具，进行农具升降和耕深调节，实现加载及液压功率输出等。液压悬挂装置由液压系统和悬挂机构组成，液压系统包括油泵、液压分配器(也称为电控提升阀，简称为电控阀)、提升油缸、油缸操纵机构等，悬挂机构包括上拉杆、下拉杆、提升臂等。
3.在使用过程中发现，当液压分配器处于中立工作位时，农具作用于提升油缸的重力对液压油形成高压，传递到液压分配器，通过液压分配器中阀体与阀杆之间的间隙泄漏，造成农具沉降。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的发明人在中国发明专利申请cn202011001404.4中揭示了一种液压悬挂装置的截止阀，在中国发明专利申请cn202011003075.7中揭示了一种液压悬挂装置的智能控制系统，在中国发明专利申请cn202011001409.7中揭示了一种液压悬挂装置的液压分配器，在上述三项专利申请中，其将截止阀设置于液压悬挂装置的提升油缸的无杆腔与液压悬挂装置的液压分配器的第一工作油口之间。当所述液压分配器处于中立状态时，截止阀在回位弹簧弹力作用下关闭，切断了提升油缸无杆腔与液压分配器之间的连接，避免由于液压分配器的泄漏造成的农具沉降。
5.用液压悬挂装置的液压系统来控制截止阀非常方便。当液压分配器处于上升工作位和下降工作位时，所述液压悬挂装置的主油路处于高压状态，所述液压分配器的阀芯在高压油的作用下能够克服回位弹簧的弹力，使截止阀开启。
6.但是，当液压分配器处于浮动工作位时，所述液压悬挂装置的主油路处于卸荷状态，其油压不足以克服回位弹簧的弹力，为了保证截止阀在此状态下也能开启，必须采用电控系统控制直线执行机构对截止阀阀芯施加轴向力，这样一来，液控阀的控制系统会变得比较复杂。
7.为了解决上述技术缺陷，中国发明专利cn112145495a公开了一种具有截止阀功能的液压分配器，分配器的阀体开设有限位轴腔和截止阀腔，所述限位轴腔与所述阀杆腔平行设置，所述限位轴腔与所述截止阀腔垂直相通；所述限位轴腔内滑动设置有限位轴，所述限位轴一端顶压于设置在所述限位轴腔内的限位轴回位弹簧，在所述限位轴回位弹簧的作用下，所述限位轴的另一端顶靠所述密封端盖，所述限位轴回位弹簧的弹力小于所述阀杆回位弹簧的弹力，所述限位轴设置有环形凹槽，所述限位轴腔与所述截止阀腔的交汇处开设有与所述压力油口相通的液控油口；所述截止阀腔内设置有截止阀，其阀芯的端部设置有凸台，所述凸台与所述限位轴的环形凹槽位置相对应；所述阀杆的位于所述阀杆回位弹簧一侧的端部设置有阀杆凹槽，所述阀杆凹槽设置有外侧端面和内侧端面，所述限位轴固
定连接有拨叉，所述拨叉套设于所述阀杆凹槽内；当所述液压分配器处于中立工作位时，压力油口处于卸荷状态且所述凸台位置正对所述环形凹槽，此时，所述凸台落入所述环形凹槽，在所述阀芯回位弹簧的作用下使所述截止阀关闭；当所述液压分配器处于上升或下降工作位时，所述压力油口处于高压状态，所述阀芯被顶起，所述凸台脱离所述环形凹槽，所述截止阀开启；当所述液压分配器处于浮动工作位时，所述压力油口处于卸荷状态且所述限位轴在所述拨叉的作用下使所述环形凹槽与所述凸台的位置错开，所述限位轴限制所述凸台落入所述环形凹槽，所述截止阀开启。
8.通过实施上述技术方案，在液控分配器处于上升、下降和浮动工作位时，截止阀均无需电控系统和直线执行机构就可自动开启并保持。
9.进一步的，本实用新型的发明人又在中国实用新型专利cn213270514u中，通过对限位轴组件的改进，解决了液压分配器在从下降工作位移动到浮动工作位的过程中，因截止阀的阀芯落下压靠在限位轴上，影响阀杆的运动，使阀杆不能到达浮动工作位的问题。
10.但是，随着电控拖拉机的发展，对拖拉机液压悬挂系统的控制精度提出了更高的要求。比如需要控制悬挂装置“提升”或“下降”到指定的高度，这时电控单元首先控制阀杆运动到“上升”或“下降”工作位，悬挂装置开始动作，当悬挂装置到达设定的高度后，必须迅速控制阀杆回到中立工作位切断提升油缸的液压油供给，否则，提升装置将继续“提升”或“下降”从而超过设定的高度，使系统的控制精度达不到要求。由于液压分配器从上升工作位至中立工作位或者从下降工作位至中立工作位时，需要阀杆在轴向上相应地移动一段距离，这对于阀杆驱动装置来说，需要工作一定的时间，因此不可避免地会带来控制精度误差。


技术实现要素：

11.有鉴于此，本实用新型提供一种电控阀，以提高电控阀对执行部件的控制精度，当将该电控阀应用于液压悬挂装置时，既能够防止因重量造成的农具沉降，又能够提高对提升油缸的控制精度，保证农具“提升”或“下降”到指定高度。
12.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电控阀，包括：阀体，所述阀体设置有压力油口、回油口和两个工作油口并开设有阀杆腔、限位轴腔和截止阀腔，所述限位轴腔与所述阀杆腔平行设置，所述限位轴腔与所述截止阀腔垂直相通并在交汇处开设有与所述压力油口相通的液控油口；所述阀杆腔内滑动设置有可使所述电控阀形成多个工作位的阀杆；所述截止阀腔内设置有用于控制其中一个所述工作油口与执行部件之间的油路通断的截止阀，所述截止阀包括阀芯，所述阀芯的一端设置有朝向所述限位轴腔的凸台；所述限位轴腔内滑动设置有限位轴组件，所述限位轴组件包括限位轴和受控于所述阀杆并驱动所述限位轴移动的拨叉，所述限位轴设置有环形凹槽；当所述电控阀处于一个所述工作位且所述液控油口处于卸荷状态时，所述环形凹槽与所述凸台位置错开，所述限位轴限制所述阀芯下落使所述截止阀处于开启状态，当所述电控阀处于另一个所述工作位且所述液控油口处于卸荷状态时，所述凸台落入所述环形凹槽使所述截止阀关闭；所述阀体开设有泄压油口，所述泄压油口与所述交汇处相通，所述泄压油口连接有开关阀，所述开关阀是电磁开关阀或者电液开关阀。
13.其中，所述电磁开关阀是常关式电磁开关阀。
14.其中，所述电磁开关阀是常关式二位二通电磁开关阀。
15.其中，所述电液开关阀包括相连接的主阀和先导阀，所述主阀与所述泄压油口连接，所述先导阀与电控单元电气连接，所述电液开关阀通过第一节流装置与所述阀体的所述回油口相连通。
16.其中，所述先导阀是常关式电磁开关阀。
17.其中，所述先导阀是常关式二位二通电磁开关阀。
18.其中，所述主阀是常关式二位二通液动开关阀。
19.其中，所述主阀的弹簧腔通过平衡管路与所述阀体的所述回油口相连通。
20.其中，所述液控油口中设置有第二节流装置。
21.其中，所述电控阀的工作位包括上升工作位、中立工作位、下降工作位和浮动工作位，在所述浮动工作位时，所述限位轴限制所述阀芯下落使所述截止阀处于开启状态，在所述中立工作位时，所述凸台落入所述环形凹槽使所述截止阀关闭。
22.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
23.由于所述阀体开设有泄压油口，所述泄压油口与所述限位轴腔和所述截止阀腔的交汇处相通，所述泄压油口连接有开关阀，所述开关阀是电磁开关阀或者电液开关阀，当将该电控阀应用于液压悬挂装置时，阀体的一个工作油口连接提升油缸的无杆腔，另一个工作油口连接提升油缸的有杆腔，需要机具上升或下降时，在阀杆驱动装置的作用下，阀杆运动至上升工作位或下降工作位，提升油缸开始“上升”或“下降”，到达设定的位置后，电控单元首先迅速控制开关阀开启，泄压油口与油箱连通泄压，截止阀在弹簧力作用下关闭，断开提升油缸无杆腔的油路供给，提升油缸停止运动并保持在设定高度，随后阀杆驱动装置驱动阀杆运动到中立工作位，电控单元控制开关阀关闭。因受控于电控单元的开关阀响应速度快，能瞬时断开压力油路的供给，从而使提升油缸保持在设定高度，提高了系统控制精度，既使阀杆驱动装置采用响应速度不够快的偏心轮结构，也不会影响系统的控制精度。同时，当电控阀处于中立工作位时，所述液控油口处于卸荷状态，所述截止阀关闭，切断了提升油缸无杆腔与电控阀之间的油路，避免了由于电控阀的泄漏造成的农具沉降。
24.另外，在液控油口中增设第二节流装置，当开关阀开启后，所述限位轴腔和所述截止阀腔的交汇处的油压迅速降低，截止阀关闭速度更快。
附图说明
25.图1是本实用新型一种电控阀实施例1的结构原理图；
26.图2是本实用新型一种电控阀实施例2的结构原理图；
27.图3是本实用新型一种电控阀实施例3的结构原理图；
28.图中：
29.100、阀体；104、密封端盖；105、第一通油槽；106、第二通油槽；107、液控油口；108、泄压油口；
30.200、限位轴；201、环形凹槽；202、限位轴回位弹簧；203、拨叉；
31.301、第一阀套；301a、第一油口；302、第二阀套；302b、第二油口；303、密封压盖；304、阀芯回位弹簧；305、阀芯；3051、第一阀芯段；3052、第二阀芯段；3053、凸缘；3054、阀芯环形槽；3055、凸台；
32.51、电磁开关阀；52、电液开关阀；521、主阀；522、先导阀；523、第一节流装置；524、平衡管路。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
34.实施例1
35.如图1所示，一种电控阀，应用于液压悬挂装置，控制提升油缸。阀体100设置有压力油口、回油口和两个工作油口并开设有阀杆腔、限位轴腔和截止阀腔，所述限位轴腔与所述阀杆腔平行设置，所述限位轴腔与所述截止阀腔垂直相通并在交汇处开设有与所述压力油口相通的液控油口107。
36.所述阀杆腔内滑动设置有阀杆(图中未示出)，阀体100的一侧设置有密封端盖104，阀杆的一端连接有阀杆驱动装置(优选为液压推杆)、另一端与密封端盖104之间设置有阀杆回位弹簧。在阀杆驱动装置和阀杆回位弹簧的共同作用下，当阀杆位于不同轴向位置时，所述电控阀分别处于不同的工作位，本实施例中，所述电控阀具有上升工作位、中立工作位、下降工作位和浮动工作位。出于功能性考虑，也可以设置其它工作位或减少工作位。
37.所述截止阀腔内设置有用于控制所述工作油口与提升油缸之间的油路通断的截止阀，提升油缸也可以用其它执行部件替代，例如液压马达。所述截止阀包括阀套、阀芯305、阀芯回位弹簧304和密封压盖303，所述截止阀腔设置有第一通油槽105和第二通油槽106，所述阀套开设有第一油口301a和第二油口302b，第一油口301a与第一通油槽105相通，第一通油槽105与一个所述工作油口连通，第二油口与302b第二通油槽106相通，第二通油槽106与所述提升油缸的无杆腔连通，密封压盖303螺纹连接于所述截止阀腔的开口端部将所述阀套挤压固定于所述截止阀腔内，阀芯回位弹簧304位于所述阀套内并轴向夹压于密封压盖303与阀芯305之间，阀芯305的端部设置有朝向所述限位轴腔的凸台3055，凸台3055与限位轴的环形凹槽201位置相对应。
38.为了便于装配，所述阀套包括第一阀套301和第二阀套302，旋拧密封压盖303将第一阀套301和第二阀套302轴向排列并挤压固定于所述截止阀腔内。所述第一阀套301设置有与第一油口301a连通的第一腔，第二阀套302设置有与第二油口302b连通的第二腔。
39.阀芯305包括外径相同的第一阀芯段3051和第二阀芯段3052，第一阀芯段3051与第二阀芯段3052之间设置有阀芯环形槽3054，阀芯环形槽3054与所述第一腔位置相对应，第一阀芯段3051与第一阀套301滑动配合，第二阀芯段3052与第二阀套302滑动配合，第二阀芯段3052在靠近阀芯环形槽3054处设置有凸缘3053，凸缘3053设置有阀芯密封锥面，第一阀套301的端部设置有阀套密封锥面，阀芯密封锥面与所述阀套密封锥面的锥度不同具有角度差α，在阀芯回位弹簧304作用下，阀芯密封锥面顶靠于阀套密封锥面的内侧棱边时使第一腔与第二腔断开连通，即截止阀关闭，反之则截止阀开启。
40.所述限位轴腔内滑动设置有限位轴组件，所述限位轴组件包括限位轴200和受控于所述阀杆并驱动限位轴200移动的拨叉203，限位轴200一端顶压于设置在所述限位轴腔内的限位轴回位弹簧202，在限位轴回位弹簧202的作用下，限位轴200的另一端顶靠密封端盖104，限位轴200设置有环形凹槽201，从液控油口107通入的液压油作用于阀芯305的底
部。当电控阀处于浮动工作位且液控油口107处于卸荷状态时，环形凹槽201与凸台3055位置错开，限位轴200限制阀芯305下落使所述截止阀处于开启状态；当电控阀处于中立工作位且液控油口107处于卸荷状态时，凸台3055落入环形凹槽201使所述截止阀关闭；当电控阀处于上升或下降工作位时，液控油口107处于高压状态，阀芯305被顶起，所述截止阀开启。
41.上述电控阀应用于液压悬挂装置控制提升油缸，由于截止阀切断了提升油缸无杆腔电控阀之间的油路，因此避免由于泄漏造成的农具沉降。截止阀无需电控系统和直线执行机构就可自动开启并保持，结构简单紧凑。上述更为详细的结构和原理请参见中国发明专利申请cn112145495a，在此不做赘述。为了解决电控阀在从下降工作位移动到浮动工作位的过程中，因截止阀的阀芯落下压靠在限位轴上，影响阀杆的运动，使阀杆不能到达浮动工作位的问题，也可以采用中国实用新型专利cn213270514u中的限位轴组件，在此不做赘述。
42.为了提高对提升油缸的控制精度，保证农具“提升”或“下降”到指定高度，本实用新型在阀体100开设了泄压油口108，所述泄压油口108与所述限位轴腔和所述截止阀腔的交汇处相通，所述泄压油口108连接有开关阀，所述开关阀是电磁开关阀或者电液开关阀。本实施例中的开关阀优选是电磁开关阀51，并且，电磁开关阀51是常关式电磁开关阀。进一步地，电磁开关阀51是常关式二位二通电磁开关阀。另外，在液控油口中增设第二节流装置(图中未示出，可以是节流阀或节流孔结构)，当开关阀开启后，所述限位轴腔和所述截止阀腔的交汇处的油压迅速降低，截止阀关闭速度更快。
43.当将该电控阀应用于液压悬挂装置时，阀体的一个工作油口连接提升油缸的无杆腔，另一个工作油口连接提升油缸的有杆腔，需要机具上升或下降时，在阀杆驱动装置的作用下，阀杆运动至上升工作位或下降工作位，提升油缸开始“上升”或“下降”，到达设定的位置后，电控单元首先迅速控制开关阀开启，泄压油口与油箱连通泄压，截止阀在弹簧力作用下关闭，断开提升油缸无杆腔的油路供给，提升油缸停止运动并保持在设定高度，随后阀杆驱动装置驱动阀杆运动到中立工作位，电控单元控制开关阀关闭。因受控于电控单元的开关阀响应速度快，能瞬时断开压力油路的供给，从而使提升油缸保持在设定高度，提高了系统控制精度，既使阀杆驱动装置采用响应速度不够快的偏心轮结构，也不会影响系统的控制精度。同时，当电控阀处于中立工作位时，液控油口107处于卸荷状态，阀芯305的凸台3055落入环形凹槽201使所述截止阀关闭，截止阀切断了提升油缸无杆腔与电控阀之间的油路，避免了由于电控阀的泄漏造成的农具沉降。
44.实施例2
45.如图2所示，实施例2的电控阀与实施例1的电控阀结构及原理基本相同，不同之处在于：本实施例中的开关阀是电液开关阀52。其中，电液开关阀52包括相连接的主阀521和先导阀522，主阀521进油口与先导阀522进油口相连接，先导阀522出油口与主阀521的液动腔相连通，主阀521与泄压油口108连接，先导阀522与电控单元电气连接，电液开关阀52通过第一节流装置523与阀体100的回油口相连通，第一节流装置523具体可以是节流阀或者节流孔结构。其中，主阀521采用常关式二位二通液动开关阀。先导阀522采用常关式电磁开关阀，进一步地，先导阀522采用常关式二位二通电磁开关阀。
46.采用了电液开关阀52的液压悬挂装置需要上升或下降时，阀杆驱动装置首先控制
阀杆运动到“上升”或“下降”的位置，提升油缸开始“上升”或“下降”，提升油缸到达设定位置后，电控单元首先迅速控制先导阀522开启，由于此时工作油口的压力远远大于回油口的压力,在第一节流装置523的节流作用下，图2中主阀521右端(即液动腔)的油压力升高，克服主阀521左端的弹簧力，主阀521迅速关闭，断开工作油口与提升油缸无杆腔之间的油路，使提升油缸立刻停止运动并保持在设定位置，在电控单元控制下先导阀522关闭。
47.与实施例1相比，实施例2中的开关阀采用先导式结构，虽然结构稍复杂，但采用小型电磁阀作为先导阀即可满足要求，制造成本更低。
48.实施例3
49.如图3所示，实施例3的电控阀与实施例2的电控阀的结构和原理基本相同，不同之处在于：实施例3中，主阀521的弹簧腔通过平衡管路524与阀体100的回油口相连通。由于回油路中的油具有一定压力，将主阀弹簧腔与回油路连通后，回油对弹簧推动阀芯起到辅助作用，在此情况下，可以降低对弹簧的要求，采用较小的弹簧就能推动阀芯。
50.本实用新型不局限于上述实施例，一切基于本实用新型的构思、原理、结构及方法所做出的种种改进，都将落入本实用新型的保护范围之内。