CN101324285A - 限量液压阀 - Google Patents

Abstract

一种限量液压阀，包括阀体，单向阀阀芯，限量可调节流阀，备用可调节流阀，液压缸有杆腔，单向阀阀体通液腔和液压缸无杆腔，其特征在于在单向阀阀芯内设有背压阀阀芯，背压阀阀芯内设有背压阀复位弹簧，背压阀阀芯底部设有背压阀压盖；在单向阀阀芯下端外周设有一环状活塞，与单向阀阀芯成为一体，并与阀体内壁间隙配合；在阀体底部设有阀体端盖，阀体端盖中心固定有轴向锥台形顶针。本发明可以在对液压系统的执行系统运动过程中所需有压液体体积进行的限量的同时，也可以在液压系统的执行系统发生泄漏时自动切断压力源对执行系统供液。本发明阀体零件少，结构简单，功能自动实现，不会增加原系统的正常操作步骤。减少液体消耗，保护环境。

Description

限量液压阀

技术领域

本发明涉及液压系统中一种限量液压阀，特别涉及一种能在液压系统液体泄漏状态下自动切断压力源对执行系统供液的限量液压阀。

背景技术

目前，虽然液压系统中有单向节流阀、插桩阀及限量液压阀的应用，但单向节流阀只能实现单一的节流功能，不能在液体泄漏状态下自动切断液压回路，而插桩阀虽然有切断液压回路的功能，但不能在液压回路有压液体泄漏状态下自动切断液压回路及对执行系统运动过程中所需有压液体体积的限量。现有的限量液压阀只有单一的手动开启后延时闭合功能，这对于长时间需要供压的执行系统是不能满足需要的。在此之前对于液压系统液体的泄漏，人们普遍采取的方法就是用高质量耐高压的密封圈和油管，加强检修和保养等预防性措施。对于正在发生泄漏而操作人员没有发现的情况下，还没有有效的防漏措施和有防漏功能的限量液压阀。

发明内容：

针对现有液压阀液压系统发生泄漏时，不能及时切断压力源对执行系统供液的问题，本发明提供一种限量液压阀，该限量液压阀不仅能对执行系统在运动过程中所需有压液体体积进行限量，而且能在液压系统的执行系统发生泄漏时自动切断压力源对执行系统供液。

本发明一种限量液压阀，包括阀体，单向阀阀芯，限量可调节流阀，备用可调节流阀，液压缸有杆腔，单向阀阀体通液腔和液压缸无杆腔，其特征在于在单向阀阀芯内设有背压阀阀芯，背压阀阀芯内设有背压阀复位弹簧，背压阀阀芯底部设有背压阀压盖；在单向阀阀芯下端外周设有一环状活塞，与单向阀阀芯成为一体，并与阀体内壁间隙配合；在阀体底部设有阀体端盖，阀体端盖中心固定有轴向锥台形顶针。所述背压阀阀芯开启方向与单向阀阀芯开启方向相反。所述锥台形顶针顶端正对背压阀阀芯的底部中心位置，在单向阀阀芯向下移动至阀体端盖处时锥台形顶针顶开背压阀阀芯。所述单向阀阀芯上端加工有液压缸有杆腔补液槽。所述阀体上端设有进液孔，在阀体端盖上设有出液孔。当该限量液压阀与外部的连接为侧式连接时，其阀体的进、出液孔设置垂直于单向阀阀芯的轴线。

在阀体上端设有单向阀阀体进液孔，单向阀阀芯上部侧面均匀设有径向的单向阀阀芯孔，背压阀阀芯下部侧面均匀设有径向的背压阀阀芯孔，在背压阀压盖中心设有背压阀进液孔，在阀体端盖上位于顶针周围设有轴向的单向阀阀体出液孔，单向阀阀芯上端加工有液压缸有杆腔补液槽。在阀体的一侧设有备用通路I与备用可调节流阀相通，在限量可调节流阀与备用可调节流阀之间设有备用通路II，在限量可调节流阀与液压缸有杆腔之间设有限量通路，在限量可调节流阀与单向阀阀体进液孔之间设有共用通路。

阀体中装有单向阀阀芯限量可调节流阀和备用可调节流阀，单向阀阀芯内加装背压阀阀芯和背压阀复位弹簧，背压阀进液孔处有背压阀压盖，限量可调节流阀通过限量通路和共用通路把液压缸有杆腔与单向阀阀体进液孔相连，备用可调节流阀通过备用通路I、备用通路II和共用通路把液压缸无杆腔与单向阀阀体进液孔相连。在单向阀阀芯和背压阀阀芯都完全开启状态下，单向阀阀体进液孔通过单向阀阀体通液腔、单向阀阀芯孔、背压阀阀芯孔、背压阀进液孔与单向阀阀体出液孔相通。为确保单向阀阀芯移动的可靠性，背压阀复位弹簧的弹力不能太小，要大于单向阀阀芯移动时的阻力。

本发明是采用单向阀、液压缸和可调节流阀的工作原理组合而成。把液压缸活塞与直通式单向阀阀芯结合一起，把液压缸壁与直通式单向阀阀体结合一起，液压缸活塞的运动带动单向阀阀芯的运动，液压缸活塞取代了单向阀中的复位弹簧。改进后形成的液压缸的两个工作液孔分别与原阀体同侧的进、出液体的孔相连，液压缸活塞的运动由进、出阀体的有压液体自动控制。没有了复位弹簧，当单向阀阀芯处于开启位置时，有压液体流过单向阀阀芯时压降很小，为确保阀芯运动的可靠性，即液压缸活塞运动功能的可靠性，必须使阀体进、出的液体产生足够活塞运动所需的液体压强差。为此在改进后的单向阀阀芯的出液孔(原来放置单向阀复位弹簧的孔)内加装反向小单向阀阀芯，因在该部位使用其背压功能，为区分它与其外面的大单向阀阀芯的名称，给其定名为背压阀阀芯。当有压液体由阀体出液孔向进液孔方向流动时，由于单向阀芯内加装了背压阀，液体可通过背压阀从单向阀阀芯内流过，致使单向阀阀芯在有压流体的作用下其两端产生了足够活塞运动所需的液体压强差，液体压强差为背压阀弹簧力除以背压阀阀芯的有效截面积，达到活塞推动单向阀阀芯向阀体进液孔方向移动关闭通路的目的。当液体向相反方向流动时，由于背压阀处于关闭状态，单向阀阀芯在液体压强差的作用下向阀体出液孔方向移动，但液体不能通过背压阀从单向阀阀芯内流过。为解决此技术问题，在单向阀阀体出液孔处增加一个锥台形顶针，以确保单向阀阀芯必须移动至阀体出液孔的特定位置，顶针才能顶开背压阀阀芯，使液体通过背压阀从单向阀阀芯内流过。为了控制液体流过阀体的体积多少，必须先解决单向阀阀芯关闭过程所需的时间长短，为此在原单向阀进液孔和液压缸工作液孔相连的通路中加装限量可调节流阀进行控制单向阀阀芯关闭的快慢，从而达到单方向控制流经阀体液体的体积多少的目的。当单向阀进液孔流出液体的流量小于液压缸活塞和单向阀阀芯移动所能压迫出液体流量时，背压阀处于关闭状态，液体不能通过背压阀从单向阀阀芯内流过。当单向阀阀芯移动至原单向阀进液孔处时，单向阀阀芯关闭通路，达到执行系统发生泄漏时自动切断压力源对执行系统供液的目的。

本发明的有益效果是，可以在对液压系统的执行系统运动过程中所需有压液体体积进行的限量的同时，也可以在液压系统的执行系统发生泄漏时自动切断压力源对执行系统供液，尤其是执行系统中的执行元件需压力源长期供压而不能产生运动(即只需压力不需流量)的状态下所发生的轻微泄漏，也就是当单向阀进液孔流出液体的流量小于液压缸活塞和单向阀阀芯移动所能压迫出液体流量时，也能够自动切断压力源对执行系统供液。泄漏的液体体积为阀内液压缸活塞和单向阀阀芯移动所能压迫出液体体积，体积大小等于阀内液压缸活塞面积和它所能移动的距离的乘积。阀体零件少，结构简单，功能自动实现，不会增加原系统的正常操作步骤。减少液体消耗，保护环境。

附图说明

图1是本发明限量液压阀液压原理示意图；

图2是本发明限量液压阀正常工作状态结构剖面图；

图3是本发明限量液压阀液体泄漏情形下自动切断压力源工作状态剖面图；

图4是本发明限量液压阀关闭状态剖面图；

图5是本发明限量液压阀返回状态剖面图；

图6是本发明限量液压阀复位状态剖面图；

图7是本发明限量液压阀补液状态剖面图；

图8是本发明限量液压阀侧式连接时单向阀阀体进、出液孔位置方向剖面图。

图中1.阀体，2.单向阀阀芯，3.背压阀阀芯，4.背压阀复位弹簧，5.背压阀压盖，6.锥台形顶针，7.限量可调节流阀，8.备用可调节流阀，9.备用通路I，10.备用通路II，11.限量通路，12.共用通路，13.单向阀阀体进液孔，14.单向阀阀芯孔，15.背压阀阀芯孔，16.背压阀进液孔，17.单向阀阀体出液孔，18.液压缸有杆腔，19.液压缸有杆腔补液槽，20.单向阀阀体通液腔，21.液压缸无杆腔，22.液体流动方向和流经路线，23.阀体端盖。

具体实施方式

本实施例的原理如图1所示。限量液压阀包括阀体1，单向阀阀芯2，背压阀阀芯3，背压阀复位弹簧4，背压阀压盖5，锥台形顶针6，限量可调节流阀7，备用可调节流阀8，液压缸有杆腔18，单向阀阀体通液腔20，液压缸无杆腔21和阀体端盖23。阀体端盖23中心固定有锥台形顶针6，下端设有连接螺纹。在阀体1上端设有单向阀阀体进液孔13，单向阀阀体进液孔13内设有连接螺纹，单向阀阀芯2上部侧面均匀设有径向的单向阀阀芯孔14，背压阀阀芯3下部侧面均匀设有径向的背压阀阀芯孔15，在背压阀压盖5中心设有背压阀进液孔16，在阀体端盖23上位于顶针6周围设有轴向的单向阀阀体出液孔17，单向阀阀芯2上端加工有液压缸有杆腔补液槽19。在阀体1的一侧设有斜向的备用通路I 9与备用可调节流阀8相通，在限量可调节流阀7与备用可调节流阀8之间设有备用通路II 10，在限量可调节流阀7与液压缸有杆腔18之间设有限量通路11，在限量可调节流阀7与单向阀阀体进液孔13之间设有共用通路。

阀体1中装有单向阀阀芯2、限量可调节流阀7和备用可调节流阀8，单向阀阀芯2内加装背压阀阀芯3，背压阀阀芯3内设有背压阀复位弹簧4，背压阀进液孔16处有背压阀压盖5，限量可调节流阀7通过限量通路11和共用通路12把液压缸有杆腔18与单向阀阀体进液孔13相连，备用可调节流阀8通过备用通路I 9、备用通路II 10和共用通路12把液压缸无杆腔21与单向阀阀体进液孔13相连。在单向阀阀芯2和背压阀阀芯3完全开启状态下，单向阀阀体进液孔13通过单向阀阀体通液腔20、单向阀阀芯孔、背压阀阀芯孔15、背压阀进液孔16与单向阀阀体出液孔17相通。为确保单向阀阀芯2移动的可靠性，背压阀复位弹簧4的弹力不能太小，要大于单向阀阀芯2移动时的阻力。

图2所示工作状态I，有压液体从阀体端盖23上的单向阀阀体出液孔17进入阀体1内。在有压液体的推动下，单向阀阀芯2向上移动，压迫单向阀阀体通液腔20和液压缸有杆腔18内的液体从单向阀阀体进液孔13排出，而排出液体的流量取决于限量可调节流阀7和备用可调节流阀8的调整。备用可调节流阀8开启的大小影响本发明对执行系统轻微泄漏检测的灵敏度，在执行系统正常情况下关闭备用可调节流阀8。当排出液体的流量小于经单向阀阀体进液孔13所需要排出液体的流量时，液压缸无杆腔21与单向阀阀体通液腔20内的液体压强差就会升高，当液体压强差大于背压阀复位弹簧4的弹力与背压阀阀芯3的有效截面积的比值时，有压液体推动背压阀阀芯3压缩背压阀复位弹簧4向上移动，打开背压阀进液孔16，使液体经过背压阀阀芯孔15和单向阀阀芯孔14流过单向阀阀芯2来补充经过单向阀阀体进液孔13的液体排出的流量不足。液体流动方向和流经路线22是液体从阀体1内的流动方向和流经路线，在工作状态I下流经路线是连续的路线。

图3所示工作状态II，有压液体从阀体端盖23上的单向阀阀体出液孔17进入阀体1内。在有压液体的推动下，单向阀阀芯2向上移动，压迫单向阀阀体通液腔20和液压缸有杆腔18内的液体从单向阀阀体进液孔13排出，而排出液体的流量取决于限量可调节流阀7和备用可调节流阀8的调整。备用可调节流阀8开启的大小影响本发明对执行系统轻微泄漏检测的灵敏度，在执行系统正常情况下关闭备用可调节流阀8。当排出液体的流量大于经单向阀阀体进液孔13所需要排出液体的流量时，液压缸无杆腔21与单向阀阀体通液腔20内的液体压强差为单向阀阀芯2移动的阻力与单向阀阀芯2有效截面积的比值。单向阀阀芯2移动的阻力小于背压阀复位弹簧4的弹力，而单向阀阀芯2有效截面积大于背压阀阀芯3的有效截面积。液体压强差推不动背压阀阀芯3也打不开背压阀进液孔16，液体不能流过单向阀阀芯2。液体流动方向和流经路线22是液体从阀体1内的流动方向和流经路线，在工作状态II下流经路线是间断的路线。

图4所示工作状态I、II的关闭状态，有压液体从阀体端盖23上的单向阀阀体出液孔17进入阀体1内，阀体1内的单向阀阀芯2在有压液体的推动下向上移动，向上移动至单向阀阀体进液孔13时，单向阀阀芯2关闭单向阀阀体进液孔13，液体不能从阀体1内流过，自动切断压力源对执行系统供液。

图5所示工作状态I、II的返回状态，有压液体从单向阀阀体进液孔13进入阀体1内。由于背压阀阀芯3在背压阀复位弹簧4的弹力作用下关闭了背压阀进液孔，单向阀阀体通液腔20与液压缸无杆腔21内的液体压强差全部作用在单向阀阀芯2上，有压液体循液体流动方向和流经路线22从单向阀阀体进液孔13进入单向阀阀体通液腔20和液压缸有杆腔18内，有压液体推动单向阀阀芯2快速向下移动，单向阀阀芯2压迫液压缸无杆腔21内的液体从单向阀阀体出液孔17排出。实现单向阀阀芯2的返回工作。

图6所示工作状态I、II的复位状态，有压液体从单向阀阀体进液孔13进入阀体1后推动单向阀阀芯2快速向下移动，单向阀阀芯2向下移动至阀体端盖23时，锥台形顶针6顶开背压阀阀芯3，使有压液体经背压阀阀芯3从单向阀阀芯2内通过。由于单向阀阀芯2快速向下移动和限量可调节流阀7的节流，会造成液压缸有杆腔18内的局部真空，从而影响下一个工作状态时单向阀阀芯2起始位置不一，因而在单向阀阀芯2的上端加工有液压缸有杆腔补液槽19，液压缸有杆腔补液槽不可加工得过长，过长会影响限量可调节流阀7的节流，以锥台形顶针6顶开背压阀阀芯3时正好能补进液为好。

图7所示，当执行系统发生泄漏没有足够的液体使单向阀阀芯2做向下复位移动时，打开备用可调节流阀8，使进入阀体1内的液体通过液压缸无杆腔21、备用通路I 9、备用可调节流阀8、备用通路II 10和共用通路12流过单向阀阀体进液孔13，对执行系统进行补液以确保本发明功能的实现。

图8所示，当本发明与外部的连接方式为侧式连接时，单向阀阀体进液孔13和单向阀阀体出液孔17改为垂直于单向阀阀芯2轴线的孔，单向阀阀体进液孔13位于阀体1的最上部，单向阀阀体出液孔17位于阀体1的下部并且靠近阀体端盖23的位置。

Claims (6)

1.一种限量液压阀，包括阀体，单向阀阀芯，限量可调节流阀，备用可调节流阀，液压缸有杆腔，单向阀阀体通液腔和液压缸无杆腔，其特征在于在单向阀阀芯内设有背压阀阀芯，背压阀阀芯内设有背压阀复位弹簧，背压阀阀芯底部设有背压阀压盖；在单向阀阀芯下端外周设有一环状活塞，与单向阀阀芯成为一体，并与阀体内壁间隙配合；在阀体底部设有阀体端盖，阀体端盖中心固定有轴向锥台形顶针。

2.按照权利要求1所述的一种限量液压阀，其特征在于所述背压阀阀芯开启方向与单向阀阀芯开启方向相反。

3.按照权利要求1所述的一种限量液压阀，其特征在于所述锥台形顶针顶端正对背压阀阀芯的底部中心位置，在单向阀阀芯向下移动至阀体端盖处时锥台形顶针顶开背压阀阀芯。

4.按照权利要求1所述的一种限量液压阀，其特征在于所述单向阀阀芯上端加工有液压缸有杆腔补液槽。

5.按照权利要求1所述的一种限量液压阀，其特征在于所述阀体上端设有进液孔，在阀体端盖上设有出液孔。

6.按照权利要求1所述的一种限量液压阀，其特征在于当该限量液压阀与外部的连接为侧式连接时，其阀体的进、出液孔设置垂直于单向阀阀芯的轴线。

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