CN101354089A - 含有力平衡流道的液压滑阀机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有力平衡流道的液压滑阀机构，其特征是在滑阀芯上设置有压力平衡流道I，压力平衡流道I通过小孔I将进口容腔中靠近节流边I面的压力油引入到滑阀芯左端面；在阀芯上设置有压力平衡流道II，压力平衡流道II通过小孔II将进口容腔中靠近节流边II面的压力油引入到滑阀芯右端面。这种含有力平衡流道的液动力补偿机构，通过阀芯内部液压力的平衡，减小了液动力的影响和滑阀对外部控制功率的要求，提高了直接驱动式液压滑阀所能控制的功率范围，更主要的是为实现大通经、大流量液压阀的直接控制奠定了基础，也可构造直接控制的大功率液压阀，拓宽了液压滑阀机构的应用范围。

Description

含有力平衡流道的液压滑阀机构

技术领域

本发明涉及液压技术领域中带有平衡流道的液压滑阀机构，尤其是对进入液压执行器的流量大小和方向控制的含有力平衡流道的液压滑阀机构。

背景技术

液压滑阀是液压控制技术中最为重要的控制元件之一，在结构上有二位、三位和二通、三通、四通等多种形式，其所起的作用是控制流体的流动方向和通过的流量大小。但是由于液流在流经滑阀的阀口时，液体的动量会发生改变，引起作用在阀芯台阶上压力分布发生变化，从而产生一个附加的作用力——液动力作用在阀芯上，已有的研究成果证实，这一力的大小和阀芯的开口度，阀芯进出口两端的压差成正比，即通过阀的流量越大，这一附加力就越大。所以由于液动力的影响，液压阀都有直接驱动和先导控制两种工作原理，直接驱动是结构简单可靠，但由于受控制执行器(电磁铁)功率的限制，主要用于小流量的阀中，现有最大阀通径为Φ10规格。为了解决这一问题，在大流量的应用场合，都采用先导控制的工作原理，即先用一个小通径的阀将液压功率放大后再去控制大通径的液压阀，该阀的缺点是结构复杂，更主要的问题是可控制性差，阀芯的移动过程受到负载和系统压力的影响和限制，液动力还影响阀工作的可靠性。

数十年来，为了提高对滑阀的控制能力，降低能耗，减小液动力的影响，研究人员进行了大量的研究工作，也提出了许多方法和措施来减小这一附加作用力，但是所提出的方法基本都可归结为通过改变流体流经滑阀时的进出流角度，使动量变化相互抵消的构造，为了达到这一目的，使阀的结构变得复杂，有些结构改进还降低了阀的通流能力，也为加工制造带来许多困难，但效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是给液压滑阀中提供一种液动力补偿机构，即一种含有力平衡流道的液压滑阀机构，并通过阀芯内部液压力的平衡，减小液动力的影响以及滑阀对外部控制功率的要求，提高现有直接驱动式液压滑阀所能控制的功率范围。

本发明实现上述目的和解决上述问题是通过一种含有力平衡流道的液压滑阀机构的技术方案来实施的，该技术方案主要包含有阀体和滑阀芯，阀体上加工有进油流道P、第一出油流道A、第二出油流道B以及回油流道T，其外部的压力油经过进油流道P引入到进口容腔C中，第一出油流道A通过节流边Ia和进口容腔C连通，第二出油流道B通过节流边IIb和进口容腔C连通，其结构特征是在滑阀芯上加工有压力平衡流道I、压力平衡流道II，压力平衡流道I通过小孔I将进口容腔C中靠近节流边I处的压力油引入到滑阀芯左端面，压力平衡流道II通过小孔II将进口容腔C中靠近节流边II处的压力油引入到滑阀芯右端面。

本发明上述技术方案中所述的滑阀芯的压力平衡流道I的压力油引自于节流边I所在的端面上，压力平衡流道II的压力油引自于节流边II所在的端面上。

本发明上述技术方案中所述的滑阀芯是四台阶的滑阀或者是两台阶的滑阀。

本发明一种含有力平衡流道的液压滑阀机构通过实施上述技术方案，与现有技术通过改变阀芯几何形状来补偿作用在阀芯上液动力的结构不同，本发明是利用阀芯内部压力的变化梯度，通过阀芯各台阶上作用力的平衡作用结构来减小液动力的影响。

本发明结构简单，易于加工，在不改变原有液压滑阀结构形状和制造工艺以及难度的情况下，将通过计算或实验确定的阀腔内相应位置或阀芯台阶上相应位置处的压力油，经小孔引入到指定的阀芯台阶处即可，并通过对液压滑阀内设置的这种含有力平衡的流道，一方面可以提高现有电磁操作液压滑阀输出功率或者在相同输出功率的情况下，减小所用电磁铁的功率，更主要的是为实现大通经和大流量液压阀的直接控制奠定了基础，同时还可以直接构造控制大功率液压阀，大大地减小了液动力的影响以及滑阀对外部控制功率的要求，提高了现有直接驱动式液压滑阀所能控制的功率范围。

附图说明

图1是本发明四台阶滑阀芯的结构示意图

图2是本发明四台阶滑阀芯内部流道结构示意图

图3是本发明四台阶滑阀芯节流边端面压力平衡结构示意图

图4是本发明二台阶滑阀芯的装配结构示意图

图5是本发明二台阶滑阀芯内部流道结构示意图

图6是本发明二台阶滑阀芯节流边端面压力平衡流道结构示意图

图中：1-阀体；2-滑阀芯；P-进油流道；A-第一出油流道；B-第二出油流道；T-回油流道；C-进口容腔；a-节流边I；b-节流边II；L1-压力平衡流道I；L2-压力平衡流道II；R1-小孔I；AZ-滑阀芯左端面；R2-小孔II；AY-滑阀芯右端面。

具体实施方式

下面结合附图用实施例对本发明含有力平衡流道的液压滑阀机构的具体实施方式作进一步的详细说明，本实施例是对本发明的详细说明，并不对本发明作出任何限制。

实施例一

本发明含有力平衡流道的液压滑阀机构的第一种实施方式，如图1、图2所示，主要包含有阀体1和两个滑阀芯2，采用四台阶结构，在阀体上加工有进油流道P、第一出油流道A、第二出油流道B、回油流道T，外部的压力油经过进油流道P引入到进口容腔C，第一出油流道A通过节流边I a和进口容腔C连通，第二出油流道B通过节流边IIb和进口容腔C连通，其结构改进在于两个滑阀芯2上加工有压力平衡流道I L1和压力平衡流道II L2，压力平衡流道I L1通过小孔I R1将进口容腔C中靠近节流边I a处的压力油引入到滑阀芯左端面AZ，其小孔I R1的位置是通过CFD流场计算进口容腔C中的压力分布或实验测试进口容腔C中的压力分布确定，压力平衡流道IIL2通过小孔IIR2将进口容腔C中靠近节流边IIb处的压力油引入到滑阀芯右端面AY，其小孔I R2的位置是通过CFD流场计算进口容腔C中的压力分布或实验测试进口容腔C中的压力分布确定。

实施例二

本发明含有力平衡流道的液压滑阀机构的第二种实施方式，如图3所示，其构成与实施例一相同，其滑阀芯采用四台阶结构，其结构关系是在压力平衡流道I L1的压力油引自于节流边I a所在的端面上，压力平衡流道IIL2的压力油引自于节流边IIb所在的端面上。

实施例三

本发明含有力平衡流道的液压滑阀机构的第三种实施方式，如图4、图5所示，其构成与例一相同，所不同的是滑阀芯2采用二台阶结构。

实施例四

本发明含有力平衡流道的液压滑阀机构的第四种实施方式，如图6所示，滑阀的结构组成与实施方式三相同，所述的压力平衡流道I L1的压力油引自于节流边I a所在的端面上，所述的压力平衡流道II L2的压力油引自于节流边II b所在的端面上。

Claims (3)

1.一种含有力平衡流道的液压滑阀机构，其含有阀体(1)、滑阀芯(2)，进油流道(P)、第一出油流道(A)、第二出油流道(B)、回油流道(T)，压力油经过进油流道(P)到进口容腔(C)，第一出油流道(A)通过节流边I(a)和进口容腔(C)连通，第二出油流道(B)通过节流边II(b)和进口容腔(C)连通，其特征是：在滑阀芯(2)上设置有压力平衡流道I(L1)，压力平衡流道I(L1)通过小孔I(R1)将进口容腔(C)中靠近节流边I(a)面的压力油引入到滑阀芯左端面(AZ)；在阀芯(2)上设置有压力平衡流道II(L2)，压力平衡流道II(L2)通过小孔II(R2)将进口容腔(C)中靠近节流边II(b)面的压力油引入到滑阀芯右端面(AY)。

2.权利要求1所述的含有力平衡流道的液压滑阀机构，其特征是压力平衡流道I(L1)的压力油引自于节流边I(a)所在的端面上，压力平衡流道II(L2)的压力油引自于节流边II(b)所在的端面上。

3.权利要求1所述的含有力平衡流道的液压滑阀机构，其特征是滑阀芯(2)是四台阶的滑阀，或者是两台阶的滑阀。

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