本发明涉及一种液压换向阀，尤其是涉及一种具有中位复位功能的手动换向阀。
背景技术：
锚绞设备换向需使用换向阀。目前，在国内手动换向阀应用较为普遍，且对于中位复位功能的需求很明显，要求不操作时能够自动回到中位，控制执行元件停止工作，以保障操作的安全性，防止人为操作失误引起的操作不当。
现有的手动换向阀的中位复位多采用两个同规格的弹簧置于手动换向阀的阀芯两侧，通过弹簧的压力来实现中位复位功能，或采用单个双向弹簧，通过双向弹簧的自身复位力来实现中位复位功能。上述两类结构的手动换向阀的体积较大，且中位复位的精度不高，可靠性低。因此，需要研究一种体积小，且中位复位的精度高，可靠性高的手动换向阀。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有中位复位功能的手动换向阀，其能够实现中位自动复位，复位精度高，可靠性高，且在实现中位自动复位功能的前提下，对手动换向阀原有的结构和体积未产生明显影响，体积小。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有中位复位功能的手动换向阀，包括主阀体、竖直贯穿活动设置于所述的主阀体上的主阀芯，其特征在于：所述的主阀体的底部上设置有中位自动复位机构，所述的中位自动复位机构包括基座、拉杆、复位弹簧、盖板，所述的基座具有一个贯穿的竖直通孔，所述的基座的顶部与所述的主阀体的底部固定连接，所述的盖板具有一个凹孔，所述的盖板的顶部与所述的基座的底部固定连接，所述的主阀体的内腔、所述的竖直通孔、所述的凹孔依次连通，所述的拉杆竖直设置于所述的竖直通孔和所述的凹孔内，所述的拉杆的顶部与所述的主阀芯的底部连接，所述的复位弹簧同轴套设于所述的拉杆外，所述的主阀芯处于中位时所述的拉杆的底部与所述的凹孔的孔底之间存在下压空间；下压所述的主阀芯时，所述的主阀芯推动所述的拉杆向下运动，使所述的复位弹簧被向下压缩；下压力取消时，所述的复位弹簧回弹，所述的主阀芯向上运动回到中位；上拉所述的主阀芯时，所述的主阀芯拉动所述的拉杆向上运动，使所述的复位弹簧被向上压缩；上拉力取消时，所述的复位弹簧回弹，所述的主阀芯向下运动回到中位。
该手动换向阀还包括设置于所述的主阀体的顶部上的操作缸体、水平贯穿活动设置于所述的操作缸体上的转轴、用于控制所述的主阀芯的状态的操作杆，所述的主阀芯的顶部伸入所述的操作缸体的内腔中，所述的转轴通过拨销与所述的主阀芯的顶部连接，所述的操作杆连接于所述的转轴的末端上且位于所述的操作缸体的外部，所述的操作杆竖直且所述的拨销水平时所述的主阀芯处于中位，所述的操作杆动作使所述的转轴转动带动所述的拨销下压或上拉所述的主阀芯。
所述的中位自动复位机构还包括上弹簧座和下弹簧座，所述的上弹簧座套设于所述的拉杆的主体上部外，所述的下弹簧座套设于所述的拉杆的主体下部外，使所述的复位弹簧始终限制于所述的上弹簧座与所述的下弹簧座之间；所述的操作杆动作使所述的转轴转动带动所述的拨销下压所述的主阀芯时，所述的主阀芯推动所述的拉杆和所述的上弹簧座向下运动，所述的下弹簧座不动，使所述的复位弹簧被向下压缩；所述的操作杆作用力取消或相反动作使所述的转轴相反转动进而使所述的拨销的下压力取消时，所述的复位弹簧回弹，所述的主阀芯向上运动回到中位；所述的操作杆动作使所述的转轴转动带动所述的拨销上拉所述的主阀芯时，所述的主阀芯拉动所述的拉杆和所述的下弹簧座向上运动，所述的上弹簧座不动，使所述的复位弹簧被向上压缩；所述的操作杆作用力取消或相反动作使所述的转轴相反转动进而使所述的拨销的上拉力取消时，所述的复位弹簧回弹，所述的主阀芯向下运动回到中位。主阀芯下压时通过上弹簧座来压缩复位弹簧，主阀芯上拉时通过下弹簧座来压缩复位弹簧。
所述的拉杆的主体的直径小于所述的主阀芯的直径，所述的拉杆的主体的顶部与所述的主阀芯的底部固定连接后形成有一个第一上台阶，所述的竖直通孔的上部孔径小于下部孔径形成有一个第二上台阶，所述的拉杆的底端的直径大于所述的拉杆的主体的直径形成有一个第一下台阶，所述的凹孔的下部孔径小于上部孔径形成有一个第二下台阶，所述的主阀芯处于中位时所述的上弹簧座的顶部与所述的第一上台阶和第二上台阶的台阶面抵接、所述的下弹簧座的底部与所述的第一下台阶和第二下台阶的台阶面抵接，下压所述的主阀芯时所述的第一上台阶施加压力于所述的上弹簧座、而所述的下弹簧座由所述的第二下台阶顶住保持不动，上拉所述的主阀芯时所述的第一下台阶托住所述的下弹簧座向上运动、而所述的上弹簧座由所述的第二上台阶压住保持不动。通过限定拉杆的主体的直径、拉杆的底端的直径、竖直通孔的上部孔径和下部孔径、凹孔的孔径，形成四个台阶，确保了主阀芯下压时上弹簧座向下运动而下弹簧座保持不动、主阀芯上拉时下弹簧座向上运动而上弹簧座保持不动。
所述的主阀芯处于中位时所述的复位弹簧存在用于克服所述的主阀芯与所述的主阀体之间的摩擦力及所述的主阀芯的自重的压缩量。为克服主阀芯与主阀体之间的摩擦力及主阀芯的自重复位弹簧应有一个预紧力。
该手动换向阀还包括回油机构，所述的回油机构由水平设置于所述的基座上的第一弹簧腔、设置于所述的第一弹簧腔内的单向阀弹簧、连接于所述的单向阀弹簧的内侧端上的回油钢球、设置于所述的基座上的第一回油通道和第二回油通道、设置于所述的主阀体内的阀内回油通道组成，所述的第一回油通道连通所述的竖直通孔与所述的第一弹簧腔，所述的第一回油通道的出油口正对所述的回油钢球的内侧，使所述的第一回油通道的出油口排出的液压油推动所述的回油钢球以压缩所述的单向阀弹簧，所述的第二回油通道连通所述的第一弹簧腔与所述的主阀体上设置的出油通道，所述的阀内回油通道连通所述的操作缸体的内腔与所述的竖直通孔，阀内回油通道由油路x1、工艺孔x2、工艺孔x3、油路x4、工艺孔x5组成；所述的操作杆动作下压所述的主阀芯时多余的泄漏液压油从所述的凹孔依次通过所述的竖直通孔、所述的第一回油通道、所述的第一弹簧腔、所述的第二回油通道排出；所述的操作杆动作上拉所述的主阀芯时多余的泄漏液压油从所述的操作缸体的内腔依次通过所述的阀内回油通道、所述的竖直通孔、所述的第一回油通道、所述的第一弹簧腔、所述的第二回油通道排出。通过回油机构能够将主阀芯下压或上拉时泄漏的液压油很好地排出；回油机构的结构简单、易于实现。
该手动换向阀还包括轴定位机构，所述的轴定位机构由竖直设置于所述的操作缸体的上部上的第二弹簧腔、设置于所述的第二弹簧腔内的定位弹簧、连接于所述的定位弹簧的下端上的定位钢球、设置于所述的转轴的外周壁上的定位凹槽组成，所述的定位钢球与所述的定位凹槽相适配，所述的定位钢球嵌入所述的定位凹槽内实现所述的主阀芯的中位定位。通过轴定位机构使得主阀芯中位定位更加精准，从而降低了加工装配误差造成的中位偏差；轴定位机构的结构简单、易于实现。
所述的拨销通过轴用弹性挡圈与所述的转轴连接。
所述的操作缸体的顶部上活动设置有两片平行的挡片，所述的主阀芯回到中位时使所述的操作杆被限制于两片所述的挡片形成的空间内实现机械限位。这样主阀芯回到中位后操作杆在受到外力时不会被推动，使得该手动换向阀的安全性得到了进一步的保证。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)将中位自动复位机构安装于主阀体的底部上，中位自动复位机构的结构简单，不占用大量安装空间，因此对手动换向阀原有的结构和体积未产生明显影响。
2)该中位自动复位机构使用单个复位弹簧，通过内部限位，使复位弹簧能够发生压缩并进行回复，利用复位弹簧压缩后回复特性，使主阀芯在正常情况下处于中位，且中位复位精度高，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的手动换向阀的整体结构示意图；
图2为本发明的手动换向阀的局部剖视示意图；
图3为图2的a-a向剖视图；
图4为图2中b部分的放大示意图；
图5为图3中c部分的放大示意图；
图6为本发明的手动换向阀的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
本实施例提出的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其包括主阀体1、设置于主阀体1的顶部上的操作缸体2、竖直贯穿活动设置于主阀体1上的主阀芯3、水平贯穿活动设置于操作缸体2上的转轴4、用于控制主阀芯3的状态的操作杆5，主阀芯3的顶部伸入操作缸体2的内腔中，转轴4通过拨销61与主阀芯3的顶部连接，拨销61通过轴用弹性挡圈62与转轴4连接，操作杆5连接于转轴4的末端上且位于操作缸体2的外部，操作杆5竖直且拨销61水平时主阀芯3处于中位，主阀体1的底部上设置有中位自动复位机构7，中位自动复位机构7包括基座71、拉杆72、复位弹簧73、盖板74、上弹簧座75和下弹簧座76，基座71具有一个贯穿的竖直通孔711，基座71的顶部与主阀体1的底部固定连接，盖板74具有一个凹孔741，盖板74的顶部与基座71的底部固定连接，主阀体1的内腔、竖直通孔711、凹孔741依次连通，拉杆72竖直设置于竖直通孔711和凹孔741内，拉杆72的顶部与主阀芯3的底部螺接，复位弹簧73同轴套设于拉杆72外，上弹簧座75套设于拉杆72的主体上部外，下弹簧座76套设于拉杆72的主体下部外，使复位弹簧73始终限制于上弹簧座75与下弹簧座76之间，主阀芯3处于中位时拉杆72的底部与凹孔741的孔底之间存在下压空间77；操作杆5动作使转轴4转动带动拨销61下压主阀芯3时，主阀芯3推动拉杆72和上弹簧座75向下运动，下弹簧座76不动，使复位弹簧73被向下压缩，即主阀芯3下压时通过上弹簧座75来压缩复位弹簧73；操作杆5作用力取消或相反动作使转轴4相反转动进而使拨销61的下压力取消时，复位弹簧73回弹，主阀芯3向上运动回到中位；操作杆5动作使转轴4转动带动拨销61上拉主阀芯3时，主阀芯3拉动拉杆72和下弹簧座76向上运动，上弹簧座75不动，使复位弹簧73被向上压缩，即主阀芯3上拉时通过下弹簧座76来压缩复位弹簧73；操作杆5作用力取消或相反动作使转轴4相反转动进而使拨销61的上拉力取消时，复位弹簧73回弹，主阀芯3向下运动回到中位。
在本实施例中，拉杆72的主体的直径小于主阀芯3的直径，拉杆72的主体的顶部与主阀芯3的底部固定连接后形成有一个第一上台阶781，竖直通孔711的上部孔径小于下部孔径形成有一个第二上台阶782，拉杆72的底端的直径大于拉杆72的主体的直径形成有一个第一下台阶783，凹孔741的下部孔径小于上部孔径形成有一个第二下台阶784，主阀芯3处于中位时上弹簧座75的顶部与第一上台阶781和第二上台阶782的台阶面抵接、下弹簧座76的底部与第一下台阶783和第二下台阶784的台阶面抵接，下压主阀芯3时第一上台阶781施加压力于上弹簧座75、而下弹簧座76由第二下台阶784顶住保持不动，上拉主阀芯3时第一下台阶783托住下弹簧座76向上运动、而上弹簧座75由第二上台阶782压住保持不动。通过限定拉杆72的主体的直径、拉杆72的底端的直径、竖直通孔711的上部孔径和下部孔径、凹孔741的孔径，形成四个台阶，确保了主阀芯3下压时上弹簧座75向下运动而下弹簧座76保持不动、主阀芯3上拉时下弹簧座76向上运动而上弹簧座75保持不动。
在本实施例中，主阀芯3处于中位时复位弹簧73存在用于克服主阀芯3与主阀体1之间的摩擦力及主阀芯3的自重的压缩量。为克服主阀芯3与主阀体1之间的摩擦力及主阀芯3的自重复位弹簧73应有一个预紧力。
实施例二：
本实施例提出的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其是在实施例一的基础上进行了进一步改进，即：该手动换向阀还包括回油机构8，回油机构8由水平设置于基座71上的第一弹簧腔81、设置于第一弹簧腔81内的单向阀弹簧82、连接于单向阀弹簧82的内侧端上的回油钢球83、设置于基座71上的第一回油通道84和第二回油通道85、设置于主阀体1内的阀内回油通道86组成，第一回油通道84连通竖直通孔711与第一弹簧腔81，第一回油通道84的出油口正对回油钢球83的内侧，使第一回油通道84的出油口排出的液压油推动回油钢球83以压缩单向阀弹簧82，第二回油通道85连通第一弹簧腔81与主阀体1上设置的出油通道，阀内回油通道86连通操作缸体2的内腔与竖直通孔711；操作杆5动作下压主阀芯3时多余的泄漏液压油从凹孔741依次通过竖直通孔711、第一回油通道84、第一弹簧腔81、第二回油通道85排出；操作杆5动作上拉主阀芯3时多余的泄漏液压油从操作缸体2的内腔依次通过阀内回油通道86、竖直通孔711、第一回油通道84、第一弹簧腔81、第二回油通道85排出。通过回油机构8能够将主阀芯3下压或上拉时泄漏的液压油很好地排出；回油机构8的结构简单、易于实现。
实施例三：
本实施例提出的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其是在实施例一的基础上进行了进一步改进，即：该手动换向阀还包括轴定位机构9，轴定位机构9由竖直设置于操作缸体2的上部上的第二弹簧腔91、设置于第二弹簧腔91内的定位弹簧92、连接于定位弹簧92的下端上的定位钢球93、设置于转轴4的外周壁上的定位凹槽94组成，定位钢球93与定位凹槽94相适配，定位钢球93嵌入定位凹槽94内实现主阀芯3的中位定位。通过轴定位机构9使得主阀芯3中位定位更加精准，从而降低了加工装配误差造成的中位偏差；轴定位机构9的结构简单、易于实现。
实施例四：
本实施例提出的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其是在实施例一的基础上进行了进一步改进，即：在操作缸体2的顶部上活动设置有两片平行的挡片63，主阀芯3回到中位时使操作杆5被限制于两片挡片63形成的空间内实现机械限位，要操作操作杆5时先将两片挡片63拨开。这样主阀芯3回到中位后操作杆5在受到外力时不会被推动，使得该手动换向阀的安全性得到了进一步的保证。
上述，复位弹簧73、单向阀弹簧82、定位弹簧92均采用现有的弹簧；回油钢球83、定位钢球93均采用现有的钢珠。
技术特征：
1.一种具有中位复位功能的手动换向阀，包括主阀体、竖直贯穿活动设置于所述的主阀体上的主阀芯，其特征在于：所述的主阀体的底部上设置有中位自动复位机构，所述的中位自动复位机构包括基座、拉杆、复位弹簧、盖板，所述的基座具有一个贯穿的竖直通孔，所述的基座的顶部与所述的主阀体的底部固定连接，所述的盖板具有一个凹孔，所述的盖板的顶部与所述的基座的底部固定连接，所述的主阀体的内腔、所述的竖直通孔、所述的凹孔依次连通，所述的拉杆竖直设置于所述的竖直通孔和所述的凹孔内，所述的拉杆的顶部与所述的主阀芯的底部连接，所述的复位弹簧同轴套设于所述的拉杆外，所述的主阀芯处于中位时所述的拉杆的底部与所述的凹孔的孔底之间存在下压空间；下压所述的主阀芯时，所述的主阀芯推动所述的拉杆向下运动，使所述的复位弹簧被向下压缩；下压力取消时，所述的复位弹簧回弹，所述的主阀芯向上运动回到中位；上拉所述的主阀芯时，所述的主阀芯拉动所述的拉杆向上运动，使所述的复位弹簧被向上压缩；上拉力取消时，所述的复位弹簧回弹，所述的主阀芯向下运动回到中位。
2.根据权利要求1所述的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其特征在于：该手动换向阀还包括设置于所述的主阀体的顶部上的操作缸体、水平贯穿活动设置于所述的操作缸体上的转轴、用于控制所述的主阀芯的状态的操作杆，所述的主阀芯的顶部伸入所述的操作缸体的内腔中，所述的转轴通过拨销与所述的主阀芯的顶部连接，所述的操作杆连接于所述的转轴的末端上且位于所述的操作缸体的外部，所述的操作杆竖直且所述的拨销水平时所述的主阀芯处于中位，所述的操作杆动作使所述的转轴转动带动所述的拨销下压或上拉所述的主阀芯。
3.根据权利要求2所述的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其特征在于：所述的中位自动复位机构还包括上弹簧座和下弹簧座，所述的上弹簧座套设于所述的拉杆的主体上部外，所述的下弹簧座套设于所述的拉杆的主体下部外，使所述的复位弹簧始终限制于所述的上弹簧座与所述的下弹簧座之间；所述的操作杆动作使所述的转轴转动带动所述的拨销下压所述的主阀芯时，所述的主阀芯推动所述的拉杆和所述的上弹簧座向下运动，所述的下弹簧座不动，使所述的复位弹簧被向下压缩；所述的操作杆作用力取消或相反动作使所述的转轴相反转动进而使所述的拨销的下压力取消时，所述的复位弹簧回弹，所述的主阀芯向上运动回到中位；所述的操作杆动作使所述的转轴转动带动所述的拨销上拉所述的主阀芯时，所述的主阀芯拉动所述的拉杆和所述的下弹簧座向上运动，所述的上弹簧座不动，使所述的复位弹簧被向上压缩；所述的操作杆作用力取消或相反动作使所述的转轴相反转动进而使所述的拨销的上拉力取消时，所述的复位弹簧回弹，所述的主阀芯向下运动回到中位。
4.根据权利要求3所述的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其特征在于：所述的拉杆的主体的直径小于所述的主阀芯的直径，所述的拉杆的主体的顶部与所述的主阀芯的底部固定连接后形成有一个第一上台阶，所述的竖直通孔的上部孔径小于下部孔径形成有一个第二上台阶，所述的拉杆的底端的直径大于所述的拉杆的主体的直径形成有一个第一下台阶，所述的凹孔的下部孔径小于上部孔径形成有一个第二下台阶，所述的主阀芯处于中位时所述的上弹簧座的顶部与所述的第一上台阶和第二上台阶的台阶面抵接、所述的下弹簧座的底部与所述的第一下台阶和第二下台阶的台阶面抵接，下压所述的主阀芯时所述的第一上台阶施加压力于所述的上弹簧座向下运动、而所述的下弹簧座由所述的第二下台阶顶住保持不动，上拉所述的主阀芯时所述的第一下台阶托住所述的下弹簧座向上运动、而所述的上弹簧座由所述的第二上台阶压住保持不动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其特征在于：所述的主阀芯处于中位时所述的复位弹簧存在用于克服所述的主阀芯与所述的主阀体之间的摩擦力及所述的主阀芯的自重的压缩量。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其特征在于：该手动换向阀还包括回油机构，所述的回油机构由水平设置于所述的基座上的第一弹簧腔、设置于所述的第一弹簧腔内的单向阀弹簧、连接于所述的单向阀弹簧的内侧端上的回油钢球、设置于所述的基座上的第一回油通道和第二回油通道、设置于所述的主阀体内的阀内回油通道组成，所述的第一回油通道连通所述的竖直通孔与所述的第一弹簧腔，所述的第一回油通道的出油口正对所述的回油钢球的内侧，使所述的第一回油通道的出油口排出的液压油推动所述的回油钢球以压缩所述的单向阀弹簧，所述的第二回油通道连通所述的第一弹簧腔与所述的主阀体上设置的出油通道，所述的阀内回油通道连通所述的操作缸体的内腔与所述的竖直通孔；所述的操作杆动作下压所述的主阀芯时多余的泄漏液压油从所述的凹孔依次通过所述的竖直通孔、所述的第一回油通道、所述的第一弹簧腔、所述的第二回油通道排出；所述的操作杆动作上拉所述的主阀芯时多余的泄漏液压油从所述的操作缸体的内腔依次通过所述的阀内回油通道、所述的竖直通孔、所述的第一回油通道、所述的第一弹簧腔、所述的第二回油通道排出。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其特征在于：该手动换向阀还包括轴定位机构，所述的轴定位机构由竖直设置于所述的操作缸体的上部上的第二弹簧腔、设置于所述的第二弹簧腔内的定位弹簧、连接于所述的定位弹簧的下端上的定位钢球、设置于所述的转轴的外周壁上的定位凹槽组成，所述的定位钢球与所述的定位凹槽相适配，所述的定位钢球嵌入所述的定位凹槽内实现所述的主阀芯的中位定位。
8.根据权利要求2所述的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其特征在于：所述的拨销通过轴用弹性挡圈与所述的转轴连接。
9.根据权利要求2或8所述的一种具有中位复位功能的手动换向阀，其特征在于：所述的操作缸体的顶部上活动设置有两片平行的挡片，所述的主阀芯回到中位时使所述的操作杆被限制于两片所述的挡片形成的空间内实现机械限位。
技术总结
本发明公开了一种具有中位复位功能的手动换向阀，其包括主阀体、竖直贯穿活动设置于主阀体上的主阀芯，主阀体的底部上设置有中位自动复位机构，中位自动复位机构包括基座、拉杆、复位弹簧、盖板，基座具有一个贯穿的竖直通孔，基座的顶部与主阀体的底部固定连接，盖板具有一个凹孔，盖板的顶部与基座的底部固定连接，主阀体的内腔、竖直通孔、凹孔依次连通，拉杆竖直设置于竖直通孔内，拉杆的顶部与主阀芯的底部连接，复位弹簧同轴套设于拉杆外，主阀芯处于中位时拉杆的底部与凹孔的孔底之间存在下压空间；优点是其能够实现中位自动复位，复位精度高，可靠性高，且体积小。
技术研发人员：潘祥;赵崇碧;李成志;张红娟;胡品容;江庭杰;师文广;柴国平;毛国栋
受保护的技术使用者：宁波斯达弗液压传动有限公司
技术研发日：.10.30
技术公布日：.02.28
