CN112594295A - 一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置，它是在微泄漏旋转油缸连接轴端部，连接轴相对支撑壳体旋转，转接盘连接在支撑壳体上，单向阀体连接在连接轴端部。单向阀体左端面制有旋转密封动环，活塞杆在旋转密封静环和动环中心穿过。低转速时，作动器电磁阀通电，活塞移动，顶杆推动单向阀芯，同时注油电磁阀通电，高压工作油经转接盘径向进油孔、旋转密封与活塞杆的径向间隙流进单向阀，为旋转油缸注油。高转速时，作动器电磁阀通电，顶杆推动单向阀芯，同时注油电磁阀断电，进油孔与电磁阀回油通道联通，可实现旋转油缸高转速下泄油。高压低转速注油及高压高转速泄油时，旋转密封PV值均很小，旋转密封寿命长。

Description

一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置

技术领域

本发明涉及的是一种摩擦离合器，具体地说是摩擦离合器的油阀。

背景技术

目前，为摩擦离合器旋转油缸注油和泄油一般采用旋转密封联通油源和进油通道的方法，但随着摩擦离合器的转速和供油压力的提高，旋转密封的设计和加工难度越来越大，考察旋转密封难度常用指标为PV值，P为供油压力，V为旋转密封的线速度，在某些PV值很大的场合甚至无法实现旋转密封注油和泄油。

发明内容

本发明的目的在于提供可以在高油压低转速注油和高油压高转速泄油，避免了采用高压高速旋转密封持续供油，降低了注油和泄油装置的设计加工难度的一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置，其特征是：包括连接轴、支撑壳体、单向阀体、转接盘、作动器缸体、注油电磁阀和作动器电磁阀，连接轴连接旋转油缸并跟随旋转油缸旋转，连接轴通过轴承支撑在支撑壳体上，转接盘连接在支撑壳体上与并连接轴同心，作动器缸体连接在转接盘上并与连接轴同心，单向阀体的一部分位于连接轴里，单向阀体的其余部分位于转接盘里，单向阀体的端部贴于旋转密封静环上，旋转密封静环位于转接盘里；

活塞位于作动器缸体里，活塞杆位于转接盘里，顶杆位于单向阀体里，活塞杆的一端伸出转接盘并于活塞相连，活塞杆的另一端伸出转接盘并于顶杆相连，作动器缸体里的活塞杆上套有活塞复位弹簧，转接盘里的活塞杆上套有旋转密封压紧弹簧，作动器缸体上设置作动器进油口，作动器进油口连接作动器电磁阀，转接盘上设置旋转密封进油孔，旋转密封进油孔连接注油电磁阀；

单向阀体里设置单向阀芯和单向阀弹簧挡板，单向阀芯与单向阀弹簧挡板之间安装单向阀弹簧，所述单向阀芯的一端为阀芯顶面，单向阀芯的另一端为阀芯凹面，与阀芯顶面相连的为阀芯密封锥面，与阀芯密封锥面相连的为阀芯缩径面，与阀芯缩径面相连的为阀芯导向面，阀芯顶面与顶杆相配合，阀芯凹面设置阀芯弹簧定位孔，单向阀弹簧与阀芯弹簧定位孔配合，单向阀芯里设置阀芯横孔和阀芯中心孔，阀芯横孔和阀芯中心孔相通，阀芯横孔的端面位于阀芯缩径面上，阀芯中心孔的端面位于阀芯弹簧定位孔的底面上。

本发明还可以包括：

1、单向阀弹簧挡板里设置单向阀弹簧挡板中心孔，连接轴里设置油道，油道分别连通单向阀弹簧挡板中心孔和旋转油缸。

2、转接盘与作动器缸体相连的端面设置左端突起圆环，左端突起圆环伸入至作动器缸体里，并为活塞提供限位。

3、旋转密封静环与活塞杆配合的位置为旋转密封静环内孔，单向阀体与活塞杆配合的位置为旋转密封动环内孔，活塞杆与旋转密封静环内孔和旋转密封动环内孔之间存在供工作油、润滑油流过的间隙，顶杆与单向阀体配合处存在供工作油、润滑油流过的间隙。

4、注油电磁阀与旋转密封进油孔连通的油路上旁通隔离单向阀，隔离单向阀出口与旋转密封进油孔连通，隔离单向阀入口与润滑油连通，注油电磁阀通电时，工作油与旋转密封进油孔接通，隔离单向阀出口压力变高，在工作油压力作用下单向阀自动关闭，润滑油油路截止；注油电磁阀断电时，隔离单向阀出口压力变低，在润滑油压力作用下隔离单向阀开启，润滑油分成两路，一路通往旋转密封进油孔，另一路通过注油电磁阀流回油箱。

5、作动器进油口接通作动器控制油时，活塞向右运动，顶杆与单向阀芯的阀芯顶面接触，并推动阀芯向右运动，单向阀打开；作动器进油口断开作动器控制油时，活塞在活塞复位弹簧推动下向左运动，同时单向阀弹簧推动阀芯向左运动，单向阀关闭。

本发明的优势在于：本发明解决了高压、高速旋转油缸注油、泄油的实现问题，避免了采用高压高速旋转密封持续供油，降低了注油和泄油装置的设计加工难度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为单向阀阀芯结构示意图；

图3为单向阀和活塞杆结构示意图；

图4为本发明注油状态示意图；

图5为图4的局部放大图；

图6为注油过程中，活塞杆退回、单向阀关闭瞬时的状态；

图7为泄油过程中，活塞杆伸出、单向阀打开、旋转油缸泄油状态；

图8为图7的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-8，具有微泄漏或零泄漏特性的摩擦离合器旋转油缸刚性安装在连接轴200上，连接轴200通过轴承支撑在支撑壳体300上，连接轴200跟随旋转油缸旋转。连接轴200芯部为油道210，油道210与旋转油缸联通。在连接轴200端部，作动器缸体10、活塞20、活塞杆23、顶杆24、转接盘30、密封弹簧、旋转密封静环、单向阀体60、单向阀芯70、单向阀弹簧80、单向阀弹簧挡板90同心布置，依次机械连接。

连接轴200自由端部制有的单向阀安装孔220，单向阀安装孔220与油道210及连接轴200同心布置。单向阀体60右端的阀体外圆柱面69与单向阀安装孔220紧密连接，单向阀体密封230与阀体外圆柱面69接触形成静密封。

单向阀芯70安装在单向阀阀芯导向孔68内，可以左右滑动。单向阀弹簧挡板90安装在单向阀体60右端的挡板定位孔63内。阀芯弹簧定位孔78位于单向阀芯70右端部，与阀芯导向面76同心。单向阀弹簧80一端顶紧在阀芯弹簧定位孔78内，一端顶紧在单向阀弹簧挡板90上，单向阀弹簧80为单向阀芯70提供复位力。单向阀体60左端为旋转密封动环密封面64。

转接盘30连接在支撑壳体300上与连接轴200同心。圆柱形的作动器缸体10连接在转接盘30上与连接轴200同心，作动器缸体10与转接盘30之间通过作动器缸体密封16密封。

作动器缸体10中心为圆柱形的空心结构，圆柱形的活塞20可以在作动器缸体10内部左右滑动。活塞20与作动器缸体10形成作动器进油腔14，作动器缸体10左侧端面制有作动器进油口12，与作动器进油腔14联通。

转接盘30左端突起圆环为活塞20提供限位。

活塞杆23穿过转接盘30左端中心的活塞杆导向孔32，活塞杆导向孔32轴向宽度中间布置有环形的活塞杆密封34，活塞杆密封34与活塞杆23形成滑动密封。

转接盘30右端中心为圆柱形平底盲孔：旋转密封静环定位孔36，旋转密封静环50可以在旋转密封静环定位孔36内滑动，旋转密封压紧弹簧40位于旋转密封静环50与旋转密封静环定位孔36的底边之间。旋转密封压紧弹簧40推动旋转密封静环50压紧在旋转密封动环密封面64上，旋转密封静环50的旋转密封静环密封面54与旋转密封动环密封面64组成旋转密封。旋转密封静环定位孔36右端部安装有静环密封38，静环密封38与旋转密封静环50形成滑动密封。

旋转密封静环50中心制有通孔：旋转密封静环内孔52。单向阀体60左端的旋转密封动环密封面64中心制有通孔：旋转密封动环内孔62。

活塞杆23穿过旋转密封静环内孔52和旋转密封动环内孔62，与两者之间存在间隙。活塞杆23的右端制有圆柱形的顶杆24。

作动器进油口12接通作动器控制油时，活塞20向右运动，顶杆24会与单向阀芯70的阀芯顶面72接触，并推动阀芯70向右运动，单向阀打开。作动器进油口12断开作动器控制油时，活塞20在活塞复位弹簧22推动下向左运动。同时单向阀弹簧80推动阀芯70向左运动，单向阀关闭。

注油电磁阀400，为2位3通电磁阀，带有1个电磁铁，注油电磁阀400电磁铁断电时，旋转密封进油孔37与电磁阀回油通道接通；注油电磁阀400电磁铁通电时，旋转密封进油孔37与高压工作油通道接通。

作动器电磁阀500，为2位3通电磁阀，带有1个电磁铁，作动器电磁阀500电磁铁断电时，作动器进油孔与电磁阀回油通道接通；作动器电磁阀500电磁铁通电时，作动器进油孔与作动器控制油通道接通。隔离单向阀600出口与旋转密封进油孔37接通，隔离单向阀600入口与润滑油接通。注油电磁阀400电磁铁通电时，工作油与旋转密封进油孔37接通，导致隔离单向阀600出口压力变高高，在工作油压力作用下单向阀600自动关闭，润滑油油路截止，此时旋转密封依靠工作油润滑。

注油电磁阀400电磁铁断电时，隔离单向阀600出口压力变低，在润滑油压力作用下隔离单向阀600开启，润滑油分成2两路，一路给旋转密封润滑，另一路通过注油电磁阀400流回油箱。

图2中，阀芯70为阶梯圆柱形，左端直径小为阀芯缩径面74，右端直径大为阀芯导向面76，阀芯70左端的阀芯缩径面74处制成锥面形成阀芯密封锥面73，阀芯70左端面为阀芯顶面72。阀芯缩径面74轴向长度中部，制有贯通的横孔：阀芯横孔75，阀芯70右端中心制有阀芯中心孔77，阀芯中心孔77与阀芯横孔75相贯通。阀芯70右端面中心制有阀芯弹簧定位孔78，阀芯弹簧定位孔78比于阀芯中心孔77直径大、深度小。阀芯导向面76直径为d7,顶杆过孔66直径为d6，d7>d6，所以阀芯两侧压力相等时，阀芯右侧受到的力更大，压力乘以面积，因此阀芯向左运动将单向阀关闭。活塞20直径为d5，d5>d7,因此相同压力下，活塞20产生的力大于阀芯70右侧受到的力，可以使阀芯向右运动，使阀芯打开，进行注油或泄油。

图3中，旋转密封静环50由旋转密封导向面51、旋转密封静环内孔52、旋转密封静环密封面54组成，旋转密封静环密封面外径55直径为d3，旋转密封静环密封面内径53直径为d4，旋转密封静环内孔52直径为d1，旋转密封导向面51直径为d2，

d1、d2、d3、d4关系为:

d3>d2>d4>d1

工作油压力为P1时，旋转密封静环密封面54的接触压力PS为:

PS＝P1(d2²-d1²)/(d3²-d4²)

可以看出PS<P1，通过增大d1或减小d4可以在工作油压力为P1不变的情况下缩小PS，即降低了旋转密封静环密封面54的接触压力，可以避免工作油压力P1过高时，PS过高，提高了旋转密封静环密封面54使用寿命。

活塞杆23从旋转密封静环内孔52和旋转密封动环内孔62穿过。活塞杆23与旋转密封静环内孔52和旋转密封动环内孔62之间存在较大的间隙，工作油、润滑油可以流过该间隙。顶杆24穿过单向阀体顶杆过孔66，两者之间也存在较大间隙，工作油、润滑油可以流过该间隙进入阀芯70处

图4、图5中，连接轴200静止或低速旋转，注油电磁阀400和作动器电磁阀500线圈均通电，作动器控制油经作动器电磁阀500进入作动器进油腔14，推动活塞20向左运动后被支撑壳体300限位，顶杆24顶开单向阀芯70。工作油经注油电磁阀400、旋转密封进油孔37、活塞杆23与旋转密封静环内孔52和旋转密封动环内孔62之间的间隙、单向阀芯70进入油道210为摩擦离合器旋转油缸注油。由于工作油的压力大于润滑油压力，电磁阀400线圈通电时，隔离单向阀600自动关闭。注油过程中，虽然工作油压力很高，但旋转密封动环密封面64在低速旋转，此时旋转密封动环密封面64上的PV值很小。

图6中，当注油压力达到要求后，注油电磁阀400线圈保持通电，作动器电磁阀500线圈断电，活塞20在活塞复位弹簧22作用下退回。同时单向阀芯70在单向阀弹簧80及内部工作油压作用下，向左移动，当阀芯密封锥面73与单向阀体密封面67接触时，单向阀关闭。摩擦离合器旋转油缸为零泄漏或微泄漏油缸，单向阀关闭后其内部压力得以保持。低速注油完毕后，注油电磁阀400线圈断电，摩擦离合器及连接轴200在主机带动下，开始高速旋转。注油电磁阀400线圈断电后，润滑油压力使隔离单向阀600打开，此时旋转密封动环密封面64虽然在高速旋转，但由于润滑油压力远远低于高压工作油，此时旋转密封动环密封面64上的PV值仍然很小。

图7、图8中，连接轴200高速旋转时，注油电磁阀400线圈保持断电，作动器电磁阀500线圈通电，活塞20向左运动后被支撑壳体300限位，顶杆24顶开单向阀芯70。摩擦离合器旋转油缸内的油经进入油道210、单向阀芯70、活塞杆23与旋转密封静环内孔52和旋转密封动环内孔62之间的间隙、旋转密封进油孔37、注油电磁阀400流出，实现高转速下的泄油。

Claims (6)

1.一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置，其特征是：包括连接轴、支撑壳体、单向阀体、转接盘、作动器缸体、注油电磁阀和作动器电磁阀，连接轴连接旋转油缸并跟随旋转油缸旋转，连接轴通过轴承支撑在支撑壳体上，转接盘连接在支撑壳体上与并连接轴同心，作动器缸体连接在转接盘上并与连接轴同心，单向阀体的一部分位于连接轴里，单向阀体的其余部分位于转接盘里，单向阀体的端部贴于旋转密封静环上，旋转密封静环位于转接盘里；

活塞位于作动器缸体里，活塞杆位于转接盘里，顶杆位于单向阀体里，活塞杆的一端伸出转接盘并于活塞相连，活塞杆的另一端伸出转接盘并于顶杆相连，作动器缸体里的活塞杆上套有活塞复位弹簧，转接盘里的活塞杆上套有旋转密封压紧弹簧，作动器缸体上设置作动器进油口，作动器进油口连接作动器电磁阀，转接盘上设置旋转密封进油孔，旋转密封进油孔连接注油电磁阀；

单向阀体里设置单向阀芯和单向阀弹簧挡板，单向阀芯与单向阀弹簧挡板之间安装单向阀弹簧，所述单向阀芯的一端为阀芯顶面，单向阀芯的另一端为阀芯凹面，与阀芯顶面相连的为阀芯密封锥面，与阀芯密封锥面相连的为阀芯缩径面，与阀芯缩径面相连的为阀芯导向面，阀芯顶面与顶杆相配合，阀芯凹面设置阀芯弹簧定位孔，单向阀弹簧与阀芯弹簧定位孔配合，单向阀芯里设置阀芯横孔和阀芯中心孔，阀芯横孔和阀芯中心孔相通，阀芯横孔的端面位于阀芯缩径面上，阀芯中心孔的端面位于阀芯弹簧定位孔的底面上。

2.根据权利要求1所述的一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置，其特征是：单向阀弹簧挡板里设置单向阀弹簧挡板中心孔，连接轴里设置油道，油道分别连通单向阀弹簧挡板中心孔和旋转油缸。

3.根据权利要求1所述的一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置，其特征是：转接盘与作动器缸体相连的端面设置左端突起圆环，左端突起圆环伸入至作动器缸体里，并为活塞提供限位。

4.根据权利要求1所述的一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置，其特征是：旋转密封静环与活塞杆配合的位置为旋转密封静环内孔，单向阀体与活塞杆配合的位置为旋转密封动环内孔，活塞杆与旋转密封静环内孔和旋转密封动环内孔之间存在供工作油、润滑油流过的间隙，顶杆与单向阀体配合处存在供工作油、润滑油流过的间隙。

5.根据权利要求1所述的一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置，其特征是：注油电磁阀与旋转密封进油孔连通的油路上旁通隔离单向阀，隔离单向阀出口与旋转密封进油孔连通，隔离单向阀入口与润滑油连通，注油电磁阀通电时，工作油与旋转密封进油孔接通，隔离单向阀出口压力变高，在工作油压力作用下单向阀自动关闭，润滑油油路截止；注油电磁阀断电时，隔离单向阀出口压力变低，在润滑油压力作用下隔离单向阀开启，润滑油分成两路，一路通往旋转密封进油孔，另一路通过注油电磁阀流回油箱。

6.根据权利要求1所述的一种具有高压低转速注油、高压高转速泄油功能的阀装置，其特征是：作动器进油口接通作动器控制油时，活塞向右运动，顶杆与单向阀芯的阀芯顶面接触，并推动阀芯向右运动，单向阀打开；作动器进油口断开作动器控制油时，活塞在活塞复位弹簧推动下向左运动，同时单向阀弹簧推动阀芯向左运动，单向阀关闭。

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