CN101255877A - 一种液动比例控制主阀 - Google Patents

Abstract

一种液动比例控制主阀，主阀心(8)的两端各有一对导阀节流槽(8i)，主阀心(8)上两端的导阀节流槽(8i)、中部的四个节流槽组关于主阀心(8)的中线(SS)对称，主阀心(8)中线(SS)两侧的两个节流槽组分别由成对的第一进油槽(8a)、第二进油槽(8b)、第三进油槽(8c)、第四进油槽(8d)组成，主阀心(8)中部的另外两个节流槽组分别由成对的第一回油槽(8e)、第二回油槽(8f)、第三回油槽(8g)、第四回油槽(8h)组成。主阀心(8)中部的四个节流槽组分别与阀体(7)中部的第一进油节流边(7c)、第二进油节流边(7d)、第一回油节流边(7e)、第二回油节流边(7f)构成了四个主阀口，主阀心(8)两端的导阀节流槽(8i)分别与阀体(7)两端的第一导阀节流边(7g)、第二导阀节流边(7h)构成了两个导阀口。

Description

一种液动比例控制主阀

技术领域

本发明涉及液动控制阀，尤其涉及液压流量放大阀、多路阀、液动换向阀。

背景技术

工程机械液压系统、高压大流量液压设备的操作舒适性、控制特性、节能、安全可靠性等在很大程度上取决于液压主控制阀的性能，比例多路阀、流量放大阀、液动换向阀等为此类系统液压控制阀的关键性器件。目前，液压主控制阀的主阀多采用节流槽形式，但节流槽的槽型、尺寸及布置对液压阀控制特性的影响还缺乏系统的理论和方法，因此在主控制阀的设计上存在着一定的盲目性。由于主控制阀设计不良，导致工程机械等系统出现诸如起动前冲、低速爬行、停止时刻液压冲击大、系统振动大、噪声高、系统功耗大、可靠性等问题。

在主控制阀上增加附件如缓冲阀、背压阀、蓄能器、单向节流阀、卸荷阀等也可以达到在一定程度上改善系统性能的目的，但存在结构复杂、成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种可根本消减系统振动、噪声低、节能、工艺性好、结构简单的液动比例控制主阀。

本发明是一种液动比例控制主阀，在阀体7的左右端盖3、9上分别对称安装弹簧座4，弹簧5安装在弹簧座4上，弹簧5靠近主阀芯8的一端分别安装一挡圈6，主阀心8由其两端的弹簧座4、弹簧5、挡圈6保持在阀体7的中位，主阀心8的两端各有一对导阀节流槽8i，主阀心8的中部有四个节流槽组，主阀心8上两端的导阀节流槽8i、中部的四个节流槽组关于主阀心8的中线SS对称，主阀心8中线SS两侧的两个节流槽组分别由成对的第一进油槽8a、第二进油槽8b、第三进油槽8c、第四进油槽8d组成，主阀心8中部的另外两个节流槽组分别由成对的第一回油槽8e、第二回油槽8f、第三回油槽8g、第四回油槽8h组成。主阀心8中部的四个节流槽组分别与阀体7中部的第一进油节流边7c、第二进油节流边7d、第一回油节流边7e、第二回油节流边7f构成了四个主阀口，主阀心8两端的导阀节流槽8i分别与阀体7两端的第一导阀节流边7g、第二导阀节流边7h构成了两个导阀口。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

主阀心上的主阀口节流槽组为节流槽分级布置，使得主阀在开启和关闭过程时，主阀所驱动的负载油缸呈现逐级加速或减速特性，主阀心上的进油节流槽组的面积大于回油节流槽组的面积，保证了负载油缸始终具有一定的背压，同时第一进油槽为K形节流槽，第一回油槽为V形节流槽，第一进油槽的面积显著大于第一回油槽的面积，因此在主阀心开启或关闭的时刻，负载油缸具有较高的背压，从而保证了负载油缸在起动、运行及关闭阶段都具有良好的运动平稳性；主阀心上的主阀口节流槽均为浅U形槽型，油液在节流槽内流动稳定、且节流槽本身具有二级节流作用，流动不易出现气穴，从而降低了阀的气穴噪声和流动噪声，浅U形槽型结构可同时使得主阀心的液动力很小；由于进油阀口的封油长度大于回油阀口的封油长度，进、出油主阀口为异步关闭，避免了停止时刻阀口同时关闭时出现的液压冲击现象；先导阀口为小正开口形式，有效的保证了先导油路停止供油时，主阀心在弹簧作用下可靠回复中位，同时在先导油路突然供油时，主阀心的起始加速度不致过大，避免了主阀心的前冲运动现象；导阀节流槽采用了V形槽，且其夹角为60°，不但使得先导控制阀口面积的单调性、线性度、微调性优良，而且使得其对加工误差的影响、对油液污染的影响均不敏感；主阀心上的节流槽布置形式为周向完全对称且关于主阀心的中线对称，因此主阀心的侧向力完全平衡。本发明可显著提高工程机械等液压系统的整机性能，具有减振节能、可靠性高、工艺性好、成本较低等显著优点，可广泛应用于工程机械或大流量液压控制系统中作为主控制阀。

附图说明

图1是本发明的原理图，图2是本发明的结构图，图3a是图2中主阀心的周向展开图，图3b是图3a中的A-A向剖视图，图3c是图3a中的B-B向阶梯剖视图，图4是图3b中的E向视图，图5是图3a中的D-D向剖视图。

附图标记及对应名称为：1.液动比例控制主阀，2.负载油缸，3.左端盖，4.弹簧座，5.弹簧，6.挡圈，7.阀体，7a.第一先导油路，7b.第二先导油路，7c.第一进油节流边，7d.第二进油节流边，7e.第一回油节流边，7f.第二回油节流边，7g.第一导阀节流边，7h.第二导阀节流边，8.主阀心，8a.第一进油槽，8b.第二进油槽，8c.第三进油槽，8d.第四进油槽，8e.第一回油槽，8f.第二回油槽，8g.第三回油槽，8h.第四回油槽，8i.导阀节流槽，9.右端盖。

具体实施方式

如图1～图3所示，液动比例控制主阀1由左端盖3、弹簧座4、弹簧5、挡圈6、阀体7、主阀心8、右端盖9等组成。主阀心8的两端各有一对导阀节流槽8i，主阀心8的中部有四个节流槽组，主阀心8上两端的导阀节流槽8i、中部的四个节流槽组关于主阀心8的中线SS对称，主阀心8中线SS两侧的两个节流槽组分别由成对的第一进油槽8a、第二进油槽8b、第三进油槽8c、第四进油槽8d组成，主阀心8中部的另外两个节流槽组分别由成对的第一回油槽8e、第二回油槽8f、第三回油槽8g、第四回油槽8h组成。主阀心8中部的四个节流槽组分别与阀体7中部的第一进油节流边7c、第二进油节流边7d、第一回油节流边7e、第二回油节流边7f构成了四个主阀口，主阀心8两端的导阀节流槽8i分别与阀体7两端的第一导阀节流边7g、第二导阀节流边7h构成了两个导阀口，主阀心8由弹簧座4、弹簧5、挡圈6保持在阀体7的中位。

如图3a所示，主阀心8上的第二进油槽8b、第三进油槽8c、第四进油槽8d、第二回油槽8f、第三回油槽8g、第四回油槽8h均为U形槽，且U形槽为浅槽型，即U形槽的深度小于宽度尺寸。

如图3a～3c所示，第二回油槽8f、第三回油槽8g、第四回油槽8h的长度和宽度分别与第二进油槽8b、第三进油槽8c、第四进油槽8d相等，但第二回油槽8f、第三回油槽8g、第四回油槽8h的深度分别比第二进油槽8b、第三进油槽8c、第四进油槽8d的深度小。

如图3a所示，第二进油槽8b、第三进油槽8c、第四进油槽8d的轴向长度逐次减小。

如图3a～3c所示，第一进油槽8a为K形槽，第一回油槽8c为V形槽。

如图2及图3所示，第一进油槽8a在主阀心8轴向方向的长度比第一回油槽8e短；第一进油槽8a与第一进油节流边7c之间的封油长度大于第一回油槽8e与第一回油节流边7f之间的封油长度。

如图3所示，导阀节流槽8i的形状为V形槽。

如图4所示，导阀节流槽8i的夹角为60度。

如图2所示，导阀节流槽8i与第一导阀节流边7g之间的封油长度为负值，即导阀口为正开口形式。

本发明的工作过程如下：

如图1～图3所示，当先导油口R、L无供油时，由于导阀节流槽9i与第一导阀节流边7g之间有正开口，主阀心8两端部的油压相等，在弹簧5、挡圈6的作用下，主阀心8处于阀体7的中位。主阀心8中部的四个节流槽组与进油节流边7c和7d、回油节流边7e和7f组成的阀口均封闭，即主油口P、A、B、T互不接通。

当先导油路供油时，如油口L接先导油路的进油、R通回油，由于导阀节流槽8i的节流作用，使得主阀心8的左端部的油压大于其右端的压力，主阀心8克服弹簧5的复位力、液动力及摩擦力等向右运动，使得P与A、B与T通过进油槽和回油槽逐级接通，负载油缸2向右运动。在主阀心8的起动时刻，正开口形式导阀避免了主阀心8起动过快，同时第一进油槽8a的面积比第一回油槽8e的面积小许多，负载油缸2的回油腔背压较大，因此负载油缸2从静止状态过渡上高速状态时起动非常平稳，由于回油节流槽8f、8g和8h的面积分别小于进油节流槽8b、8c和8d的面积，当主阀心8运动到一定的主阀开度位置时，负载油缸2的回油腔具有一定的背压，避免了爬行现象。先导油路停止供油时，通过导阀节流槽8i的连通，使得主阀心8两端的压力迅速相等，主阀心8在弹簧5的复位力作用下，由大开口向主阀中位运动，由于第一进油槽8a的长度比第一回油槽8e短，因此进油口A与P口之间先行关闭，回油口B与T之间滞后关闭，负载油缸2由于惯性会继续向右运动，则负载油缸的A腔压力降低，由于第一回油槽8e面积很小，负载油缸的B腔压力具有较高的背压，负载油缸2得到平稳制动。主阀心8及负载油缸2的整个运动都处于平稳的状态中。

Claims (9)

1、一种液动比例控制主阀，在阀体(7)的左右端盖(3、9)上分别对称安装弹簧座(4)，弹簧(5)安装在弹簧座(4)上，弹簧(5)靠近主阀芯(8)的一端分别安装一挡圈(6)，主阀心(8)由其两端的弹簧座(4)、弹簧(5)、挡圈(6)保持在阀体(7)的中位，其特征在于主阀心(8)的两端各有一对导阀节流槽(8i)，主阀心(8)的中部有四个节流槽组，主阀心(8)上两端的导阀节流槽(8i)、中部的四个节流槽组关于主阀心(8)的中线(SS)对称，主阀心(8)中线(SS)两侧的两个节流槽组分别由成对的第一进油槽(8a)、第二进油槽(8b)、第三进油槽(8c)、第四进油槽(8d)组成，主阀心(8)中部的另外两个节流槽组分别由成对的第一回油槽(8e)、第二回油槽(8f)、第三回油槽(8g)、第四回油槽(8h)组成。主阀心(8)中部的四个节流槽组分别与阀体(7)中部的第一进油节流边(7c)、第二进油节流边(7d)、第一回油节流边(7e)、第二回油节流边(7f)构成了四个主阀口，主阀心(8)两端的导阀节流槽(8i)分别与阀体(7)两端的第一导阀节流边(7g)、第二导阀节流边(7h)构成了两个导阀口。

2、根据权利要求1所述的液动比例控制主阀，其特征在于主阀心(8)上的第二进油槽(8b)、第三进油槽(8c)、第四进油槽(8d)、第二回油槽(8f)、第三回油槽(8g)、第四回油槽(8h)均为U形槽，且U形槽为浅槽型，即U形槽的深度小于宽度尺寸。

3、根据权利要求1所述的液动比例控制主阀，其特征在于第二回油槽(8f)、第三回油槽(8g)、第四回油槽(8h)的长度和宽度分别与第二进油槽(8b)、第三进油槽(8c)、第四进油槽(8d)相等，但第二回油槽(8f)、第三回油槽(8g)、第四回油槽(8h)的深度分别比第二进油槽(8b)、第三进油槽(8c)、第四进油槽(8d)的深度小。

4、根据权利要求1所述的液动比例控制主阀，其特征在于第二进油槽(8b)、第三进油槽(8c)、第四进油槽(8d)的轴向长度逐次减小。

5、根据权利要求1所述的液动比例控制主阀，其特征在于第一进油槽(8a)为K形槽，第一回油槽(8c)为V形槽。

6、根据权利要求1所述的液动比例控制主阀，其特征在于第一进油槽(8a)在主阀心(8)轴向方向的长度比第一回油槽(8e)短；第一进油槽(8a)与第一进油节流边(7c)之间的封油长度大于第一回油槽(8e)与第一回油节流边(7f)之间的封油长度。

7、根据权利要求1所述的液动比例控制主阀，其特征在于导阀节流槽(8i)的形状为V形槽。

8、根据权利要求1所述的减振液动比例主阀，其特征在于导阀节流槽(8i)的夹角为60度。

9、根据权利要求1所述的液动比例控制主阀，其特征在于导阀节流槽(8i)与第一导阀节流边(7g)之间的封油长度为负值，即导阀口为正开口形式。

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