本发明属于液压阀技术领域，具体涉及一种液压换向阀。
背景技术：
一些液压驱动的机械设备往往需要循环往复动作，例如打包机、型煤机械、桶和罐装容器压实成型设备，液压缸需要循环往复伸缩。为了实现液压缸的自动循环往复动作，在设备中往往采用多个电磁阀组及相应压力传感器、继电器、控制器等组成电液控制系统。虽然通过这种电液控制系统可以很方便的实现液压缸的往复自动控制，但是该液压系统占用空间较大，管路连接复杂，遇到故障时难以快速排查问题，且维修、拆装过程中工作量大。另外，涉及到防爆应用场合时，电磁阀需要采用特殊的防爆型电磁阀，这样会大大增加设备生产成本。
申请号为cn201811583353.3、名称为“复合型自动换向阀”的发明专利公开了一种可以自动换向的液压阀，包括三位五通液控换向阀、第一阻尼孔、第二阻尼孔、第三阻尼孔、第四阻尼孔、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、顺序阀和先导溢流阀，以上各元件集成安装于阀块，阀块上开有油口p0、油口a0、油口b0、油口t0；通过阻尼孔、单向阀和顺序阀的有机组合构成系统压力反馈及先导控制回路，实现对三位五通液控换向阀的自动换向控制。虽然其发明无需依靠外界电控系统，仅通过自身压力反馈回路实现换向阀的自动控制，但是其油路特别复杂，包含的阀件也很多，制造加工成本高、且体积大，不适于推广应用。
技术实现要素：
为了解决目前常规结构形式液压换向阀存在的上述问题，本发明提出了一种全新结构形式的液压换向阀。该液压换向阀壳体、阀芯、左柱塞、左弹簧、右柱塞和右弹簧；
所述壳体设有p口、t口、a口和b口，并且p口与进油管连接，t口与出油管连接，a口和b口分别与液压缸的两个油腔相连；
所述阀芯位于所述壳体内部，并且可以相对于所述壳体进行轴向往复移动，所述阀芯内设有沿轴向贯穿的阀芯通孔，所述阀芯通孔为两边大中间小的结构，所述阀芯的左端与所述壳体之间形成有左回油腔，所述阀芯的右端与所述壳体之间形成有右回油腔，所述左回油腔和右回油腔皆与t口相连通；
所述左柱塞和左弹簧位于所述壳体的左端，所述左柱塞的左端可左右滑动的配合在所述壳体内，所述左柱塞的右端滑动配合在所述阀芯通孔的左端，所述左柱塞向右移动时，可推动所述阀芯向右移动；所述左弹簧一端抵在所述壳体上，另一端抵在所述左柱塞上，使所述左柱塞保持向左移动远离所述阀芯的趋势；所述左柱塞的左端与所述壳体之间形成有左控制腔，所述左控制与b口相连通；
所述右柱塞和右弹簧位于所述壳体的右端，所述右柱塞右端可左右滑动的配合在所述壳体内，所述右柱塞的左端滑动配合在所述阀芯通孔的右端，所述右柱塞向左移动时，可推动所述阀芯向左移动；所述第二弹簧一端抵在所述壳体上，另一端抵在所述右柱塞上，使所述右柱塞保持向右移动远离所述阀芯的趋势；所述右柱塞的右端与所述壳体之间形成有右控制腔，所述右控制腔与a口相连通；
所述阀芯的轴向移动可以控制所述a口和所述b口与p口、左回油腔和右回油腔交替连通；其中，所述阀芯处于右端位置时，所述a口与p口连通，所述b口与左回油腔连通，所述阀芯处于左端位置时，所述b口与p口连通，所述a口与右回油腔连通；
当所述阀芯处于右端位置，所述a口的压力上升到右弹簧的设定压力时，右控制腔的压力推动右柱塞向左移动，进而推动所述阀芯相对于所述壳体向左移动，使b口与p口连通且a口与右回油腔连通，右回油腔内的回油背压使所述阀芯保持在左端位置；当所述阀芯处于左端位置，所述b口的压力上升到左弹簧的设定压力时，左控制腔的压力推动左柱塞向右移动，进而推动所述阀芯相对于所述壳体向右移动，使a口与p口连通且b口与左回油腔连通，左回油腔内的回油背压使所述阀芯保持在右端位置。
优选的，所述壳体上设有第一油路、第二油路、第三油路和第四油路；
所述第一油路的一端与左回油腔连通，另一端与t口连通；所述第二油路的一端与右回油腔连通，另一端与t口连通；所述第三油路的一端与所述左控制腔连通，另一端与b口连通；所述第四油路的一端与所述右控制腔连通，另一端与所述a口连通。
进一步优选的，所述第一油路上设有第一节流孔，所述第二油路上设有第二节流孔。
进一步优选的，所述阀芯上设有第一油孔和第二油孔，所述第一油孔一端与左回油腔连通，另一端与b口选择连通，所述第二油孔一端与右回油腔连通，另一端与a口选择连通，所述阀芯的中部设有环形的连通槽，所述连通槽用以控制p口与a口或b口连通。
进一步优选的，所述阀芯上设有用以连通所述阀芯通孔和所述左回油腔的第三油孔。
优选的，所述壳体上设有第一连接槽；所述第一连接槽位于所述壳体与所述缸筒之间并沿轴向布设的环形槽，与所述p口保持连通。
优选的，所述壳体上设有第二连接槽；所述第二连接槽位于所述壳体与所述阀芯之间并沿轴向布设的环形槽，所述第二连接槽一端与b口保持连通，所述第二连接槽另一端与所述第一油孔选择连通。
优选的，所述壳体上设有第三连接槽；所述第三连接槽位于所述壳体与所述阀芯之间并沿轴向布设的环形槽，所述第三连接槽一端与a口保持连通，所述第三连接槽另一端与所述第二油孔选择连通。
优选的，所述壳体采用分体式结构，两端分别为可拆卸的端盖。
相较于现有结构形式的自动换向阀，本发明的液压换向阀具有以下有益技术效果：
1、在本发明中，利用左柱塞、左弹簧、右柱塞和右弹簧驱动阀芯相对于壳体进行的轴向移动，完成换向，相比于现有技术，结构简单、体积紧凑、制造成本低。
2、在本发明中，通过在壳体和阀芯上设置相互关联的油路和油孔，从而实现阀芯相对于壳体进行相对轴向移动过程中，完成a口和b口与p口、左回油腔和右回油腔交替连通。这样，不仅可以完全省去现有自动换向过程中对电磁换向阀的使用和控制要求，降低了成本和控制复杂度，而且通过左回油腔和右回油腔的背压可以使阀芯可靠的保持在换向后的位置。
附图说明
图1为本实施例液压换向阀中阀芯处于右端位置时的结构示意图；
图2为图1中的a-a剖面结构示意图；
图3为本实施例液压换向阀中阀芯处于左端位置时的结构示意图；
图4为本实施例液压换向阀应用原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。
结合图1所示，本实施例液压换向阀，包括壳体1、阀芯2、左柱塞31、左弹簧41、右柱塞32和右弹簧42。
壳体1为中空形结构，并且在壳体1设有p口、t口、a口和b口，并且p口与进油管连接，t口与出油管连接，a口和b口分别与液压缸的两个油腔相连。阀芯2位于壳体1内部，并且可以相对于壳体1进行轴向往复移动，阀芯2内设有沿轴向贯穿的阀芯通孔，所述阀芯通孔为两边大中间小的结构，阀芯2的左端与壳体1之间形成有左回油腔12，阀芯2的右端与壳体1之间形成有右回油腔13，左回油腔12和右回油腔13皆与t口相连通。
左柱塞31和左弹簧41位于壳体1的左端，左柱塞31的左端可左右滑动的配合在所述壳体1内，左柱塞31的右端滑动配合在所述阀芯通孔的左端，左柱塞31向右移动时，可推动阀芯2向右移动。左弹簧41一端抵在壳体1上，另一端抵在左柱塞31上，使左柱塞31保持向左移动远离阀芯2的趋势；左柱塞31的左端与壳体1之间形成有左控制腔11，左控制11与b口相连通。
右柱塞32和右弹簧42位于壳体1的右端，右柱塞32的右端可左右滑动的配合在壳体1内，右柱塞32的左端滑动配合在阀芯通孔的右端，右柱塞32向左移动时，可推动阀芯2向左移动；右弹簧42一端抵在壳体1上，另一端抵在右柱塞32上，使右柱塞32保持向右移动的趋势。右柱塞32的右端与壳体1之间形成有右控制腔14，右控制腔14与a口相连通。
阀芯2的轴向移动可以控制所述a口和所述b口与p口、左回油腔12和右回油腔13交替连通。其中，阀芯2处于右端位置时，a口与p口连通，所述b口与左回油腔12连通，阀芯2处于左端位置时，b口与p口连通，a口与右回油腔13连通。
当阀芯2处于右端位置，a口的压力上升到右弹簧42的设定压力时，右控制腔14的压力推动左柱塞31向左移动，进而带动阀芯2相对于壳体1向左移动，使b口与p口连通且a口与右回油腔13连通，右回油腔13内的回油背压使阀芯2保持在左端位置。当阀芯2处于左端位置，b口的压力上升到左弹簧41的设定压力时，左控制腔11的压力推动左柱塞31向右移动，进而带动阀芯2相对于壳体1向右移动，使a口与p口连通且b口与左回油腔12连通，左回油腔12内的回油背压使阀芯2保持在右端位置。
结合图1所示，在本实施例中，壳体1上设有第一油路104、第二油路105、第三油路106和第四油路107,第一油路104的一端与左回油腔12连通，另一端与t口连通，第二油路105的一端与右回油腔13连通，另一端与t口连通；第三油路106的一端与左控制腔13连通，另一端与b口连通，第四油路107的一端与右控制腔14连通，另一端与a口连通。
结合图1所示，在第一油路104上设有第一节流孔61，第二油路105上设有第二节流孔62。此时，借助第一节流孔61和第二节流孔62对通过的油液的节流效果，即对第一油路104与左回油腔12之间油液流动的节流效果和对第二油路105与右回油腔13之间油液流动的节流效果，可以保持左回油腔12中回油背压对阀芯2所产生指向右回油腔13方向的作用力，将阀芯2固定在右端位置，保证a口与p口，b口与左回油腔12稳定连通；也可以保持右回油腔13中回油背压对阀芯2所产生指向左回油腔12方向的作用力，将阀芯2固定在左端位置，保证b口与p口，a口与右回油腔13稳定连通。
优选的，结合图1所示，在本实施例中，阀芯2上设有第一油孔21和第二油孔22，所述第一油孔21一端与左回油腔12连通，另一端与b口选择连通，所述第二油孔22一端与右回油腔13连通，另一端与a口选择连通，所述阀芯2的中部设有环形的连通槽23，所述连通槽23用以控制p口与a口或b口连通。这样，当阀芯2处于左端位置时，p口通过连通槽23与b口相连通，a口通过第二油孔22与右回油腔13相连通；当阀芯2处于右端位置时，p口通过连通槽23与a口相连通，b口通过第一油孔21与左回油腔12相连通。
结合图2所示，在本实施例中，在阀芯2内设有第三油孔25，第三油口25将阀芯通孔与左还有腔12相连通，这样可以保证左柱塞31的右端和右柱塞32的左端，与t口相连通，并在左柱塞31或右柱塞32移动时，只受b口或a口的作用力，可以精确控制换向时的压力。
结合图1所示，在壳体1上还设有第一连接槽101。第一连接槽101采用沿轴向布设的环形槽结构形式，并且与p口保持连通。
结合图1所示，在壳体1上还分别设有第二连接槽102和第三连接槽103。第二连接槽102和第三连接槽103均采用环形槽结构形式，并且位于壳体1与阀芯2之间，其中，第二连接槽102一端与b口保持连通，第二连接槽102另一端与所述第一油孔21选择连通，第三连接槽103一端与a口保持连通，第三连接槽107另一端与所述第二油孔22选择连通。
此外，结合图1所示，在本实施例中，壳体1采用分体式结构，两端分别采用通过轴向螺栓连接的端盖结构形式。这样，不仅便于对整个壳体进行加工制造，尤其是对相关油路的加工，从而降低加工难度和成本，而且便于拆卸，提高组装效率和维护的便捷性。
结合图1至图4所示，本实施例的液压换向阀进行工作时，p口与液压泵8出口连接，t口与油箱连接，a口和b口分别与天液压缸7的两个油腔相连具体工作过程如下：
当阀芯2处于右端位置时，a口与p口连通，所述b口与左回油腔连通，使液压缸7向右运动，液压泵8的高压油液依次通过p口、第一连接槽101、连通槽23、第三连接槽103流至a口，同时b口中的油液依次通过第二连接槽102、第一油孔21、左回油腔12、第一油路104、t口流至油箱，从而使液压缸7在a口和b口两侧油液压力差作用下，向右运动。
在上述过程中，左回油腔腔11中的油液通过第一油路104中的第一节流孔61流入t口，使左回油腔12中存在背压，而此时右回油腔13中由于无油液流动，压力与t口压力相等，从而使阀芯2在左回油腔12和右回油腔13两侧油液压力差作用下，固定在右端位置，保持p口通过连通槽23与a口相连通，b口通过第一油孔21与左回油腔12相连通，保证液压缸7向右移动的稳定可靠性。
当液压缸7运动到最上位置时，a口内的压力迅速上升，右控制腔14内的压力作用在右柱塞32上克服右弹簧42的作用力，推动右柱塞32向左移动，进而推动阀芯2向左移动，从而使液压泵8出口的高压油液依次通过p口、第一连接槽101、连通槽23、第二连接槽102流至b口中，同时a口中的油液依次通过第三连接槽103、第二油孔22、右回油腔13、第二油路105、t口流至油箱，由于右回油腔13中存在回油背压，从而使阀芯2在右回油腔13和左回油腔12两侧油液压力差作用下，固定在左端位置，实现液压缸7向左运动。
在上述过程中，右回油腔13中的油液通过第二油路105中的第二节流孔62流入t口，使右回油腔13中存在背压，而此时左回油腔12中由于无油液流动，压力与t口压力相等，从而使阀芯2在右回油腔13和左回油腔12两侧油液压力差作用下，固定在左端位置，保持p口通过连通槽23与b口相连通，a口通过第二油孔22与右回油腔13相连通，保证液压缸7向左移动的稳定可靠性。
当活液压缸7运动到最左位置时，b口内的压力迅速上升，左控制腔11内的压力作用在左柱塞31上克服左弹簧41的作用力，推动左柱塞31向右移动，进而推动阀芯2向右移动，从而使液压泵8的高压油液依次通过p口、第一连接槽101、连通槽23、第三连接槽103流至a口，同时b口中的油液依次通过第二连接槽102、第一油孔21、左回油腔12、第一油路104、t口流至油箱，由于左回油腔12中存在回油背压，从而使阀芯2在左回油腔12和右回油腔13两侧油液压力差作用下，向右回油腔13的方向相对于壳体1进行移动，将p口切换至与a口连通，将b口切换至与左回油腔12连通，实现液压缸7的再次换向操作。
依次重复上述往复动作，实现该液压换向阀控制液压缸的自动往复运动。
1.一种液压换向阀，其特征在于，包括壳体、阀芯、左柱塞、左弹簧、右柱塞和右弹簧；
所述壳体设有p口、t口、a口和b口，并且p口与进油管连接，t口与出油管连接，a口和b口分别与液压缸的两个油腔相连；
所述阀芯位于所述壳体内部，并且可以相对于所述壳体进行轴向往复移动，所述阀芯内设有沿轴向贯穿的阀芯通孔，所述阀芯通孔为两边大中间小的结构，所述阀芯的左端与所述壳体之间形成有左回油腔，所述阀芯的右端与所述壳体之间形成有右回油腔，所述左回油腔和右回油腔皆与t口相连通；
所述左柱塞和左弹簧位于所述壳体的左端，所述左柱塞的左端可左右滑动的配合在所述壳体内，所述左柱塞的右端滑动配合在所述阀芯通孔的左端，所述左柱塞向右移动时，可推动所述阀芯向右移动；所述左弹簧一端抵在所述壳体上，另一端抵在所述左柱塞上，使所述左柱塞保持向左移动远离所述阀芯的趋势；所述左柱塞的左端与所述壳体之间形成有左控制腔，所述左控制与b口相连通；
所述右柱塞和右弹簧位于所述壳体的右端，所述右柱塞右端可左右滑动的配合在所述壳体内，所述右柱塞的左端滑动配合在所述阀芯通孔的右端，所述右柱塞向左移动时，可推动所述阀芯向左移动；所述第二弹簧一端抵在所述壳体上，另一端抵在所述右柱塞上，使所述右柱塞保持向右移动远离所述阀芯的趋势；所述右柱塞的右端与所述壳体之间形成有右控制腔，所述右控制腔与a口相连通；
所述阀芯的轴向移动可以控制所述a口和所述b口与p口、左回油腔和右回油腔交替连通；其中，所述阀芯处于右端位置时，所述a口与p口连通，所述b口与左回油腔连通，所述阀芯处于左端位置时，所述b口与p口连通，所述a口与右回油腔连通；
当所述阀芯处于右端位置，所述a口的压力上升到右弹簧的设定压力时，右控制腔的压力推动右柱塞向左移动，进而推动所述阀芯相对于所述壳体向左移动，使b口与p口连通且a口与右回油腔连通，右回油腔内的回油背压使所述阀芯保持在左端位置；当所述阀芯处于左端位置，所述b口的压力上升到左弹簧的设定压力时，左控制腔的压力推动左柱塞向右移动，进而推动所述阀芯相对于所述壳体向右移动，使a口与p口连通且b口与左回油腔连通，左回油腔内的回油背压使所述阀芯保持在右端位置。
2.根据权利要求1所述的液压换向阀，其特征在于，所述壳体上设有第一油路、第二油路、第三油路和第四油路；
所述第一油路的一端与左回油腔连通，另一端与t口连通；所述第二油路的一端与右回油腔连通，另一端与t口连通；所述第三油路的一端与所述左控制腔连通，另一端与b口连通；所述第四油路的一端与所述右控制腔连通，另一端与所述a口连通。
3.根据权利要求2所述的液压换向阀，其特征在于，所述第一油路上设有第一节流孔，所述第二油路上设有第二节流孔。
4.根据权利要求2所述的液压换向阀，其特征在于，所述阀芯上设有第一油孔和第二油孔，所述第一油孔一端与左回油腔连通，另一端与b口选择连通，所述第二油孔一端与右回油腔连通，另一端与a口选择连通，所述阀芯的中部设有环形的连通槽，所述连通槽用以控制p口与a口或b口连通。
5.根据权利要求4所述的液压换向阀，其特征在于，所述阀芯上设有用以连通所述阀芯通孔和所述左回油腔的第三油孔。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的液压换向阀，其特征在于，所述壳体上设有第一连接槽；所述第一连接槽位于所述壳体与所述阀芯之间并沿轴向布设的环形槽，与所述p口保持连通。
7.根据权利要求4所述的液压换向阀，其特征在于，所述壳体上设有第二连接槽；所述第二连接槽位于所述壳体与所述阀芯之间并沿轴向布设的环形槽，所述第二连接槽一端与b口保持连通，所述第二连接槽另一端与所述第一油孔选择连通。
8.根据权利要求4所述的液压换向阀，其特征在于，所述壳体上设有第三连接槽；所述第三连接槽位于所述壳体与所述阀芯之间并沿轴向布设的环形槽，所述第三连接槽一端与a口保持连通，所述第三连接槽另一端与所述第二油孔选择连通。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述液压换向阀，其特征在于，所述壳体采用分体式结构，两端分别为可拆卸的端盖。
技术总结