CN101629587B - 一种液压平衡阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压平衡阀，包括有阀体，该阀体上制有进油口、出油口和先导油口，进油口对应连接有单向阀进口、平衡阀的出口，并且该单向阀出口、平衡阀的进口对应与出油口连接；平衡阀控制腔对应连接有节流阀一端、二位二通自动关闭阀出口，并且该节流阀另一端、二位二通自动关闭阀进口对应与先导油口连接；采用压力补偿，使平衡阀安全溢流功能不受背压影响，可以适用于闭中心和开中心的液压系统；平衡阀、单向阀和平衡阀采用一体式结构，加工简单，体积紧凑；先导级采用液控自动关闭阀，使得平衡阀达到快速性与稳定性的统一，解决了平衡阀响应快速性与稳定性矛盾的问题；平衡阀主阀芯锥面采用阶梯锥度，使平衡阀流量变化缓和，运动平稳。
Description
技术领域
本发明涉及液压阀的技术领域，特别涉及一种液压平衡阀，适用于汽车起重机的使用。
背景技术
在现代的工程机械、建筑机械等机械设备中，大量应用了负载控制系统，其中平衡阀是负载控制系统的关键液压元件，平衡阀性能的优劣直接影响着主机的运行质量。现有的平衡阀主要存在以下缺点：一是只能用于换向阀为开中心的回路，用于闭中心回路中安全溢流功能不能实现；二是平衡阀、单向阀和溢流阀为分体式结构，三个功能要靠三个独立的阀来实现，造成加工困难，体积庞大；三是先导级设置了若干阻尼孔，造成平衡阀响应缓慢，尤其在气候比较寒冷的时候，平衡阀响应滞后影响更加严重。
再如专利号为ZL01139093.X的中国发明专利文献《液压平衡阀》(公告号为CN1350125A)；一种液压平衡阀，包括主阀、先导阀和控制阀，其中各阀包含有阀体、阀芯和前后二腔，阀芯均通过弹簧与阀体连接，先导阀位于主阀芯内，控制阀与主阀上下连接，控制阀还包括位于其阀体上的二主油口A、B和控制油口X，位于主阀前腔内有一活塞，其有杆腔与无杆腔分别通过位于阀体上的油道c、d与控制油口X相连通；主阀芯后端外侧面轴向设有多条斜槽连通主阀的油口b和主阀的后腔；主阀芯的后端设有一油孔e连通主阀的后腔与先导阀的后腔。该设计中的主阀、先导阀和控制阀均为分体设置，其组装接触面较多，如果各组装面接触不佳时，还存在有油液向外渗漏的隐患；该设计中的先导控制级为若干固定阻尼孔组成，虽然提高了平衡阀的稳定性，但降低了平衡阀响应速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种制作简单、结构紧凑、动作快速、运行平稳及适用范围广的液压平衡阀。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液压平衡阀，包括有阀体，该阀体上制有进油口、出油口和先导油口，阀体上配装有平衡阀、单向阀、节流阀、二位二通自动关闭阀；该阀体进油口对应连接有单向阀进口、平衡阀的出口，并且该单向阀出口、平衡阀的进口对应与出油口连接；该平衡阀控制腔对应连接有节流阀一端、二位二通自动关闭阀出口，并且该节流阀另一端、二位二通自动关闭阀进口对应与先导油口连接；该平衡阀包括有与阀体上中间滑动配合的平衡阀芯，该平衡阀芯中间段制有内凹环，并且该内凹环即为平衡阀的进口；平衡阀芯内凹环的右端制有锥面，并且该锥面上至少制有二级阶梯锥度环，锥面累计面积与平衡阀芯右端圆柱端面的面积相同；平衡阀芯右端圆柱端面顶压配合有平衡调节弹簧，并且该平衡调节弹簧的安装腔与外部大气相通。
采取的措施还包括：
上述的二位二通自动关闭阀进口与先导油口之间还配装有固定阻尼；上述的阀体制有的进油口为油路互通的两个连接口；上述的阀体上还制有压力表接口。
上述的平衡阀包括与阀体固定配装的平衡阀体，平衡阀芯右端圆柱外圆还与平衡阀体中间孔滑动配合；平衡调节弹簧的后端顶压配装有调节螺杆；调节螺杆与平衡阀体后端密封配装，并控制平衡调节弹簧的伸缩运行。
上述的平衡调节弹簧与平衡阀芯之间垫设有平衡弹簧座，该平衡弹簧座中间制有通孔，并且该通孔为放气口；上述的调节螺杆尾端还螺纹旋接有平衡螺帽，该平衡螺帽控制调节螺杆的位置固定，并且该平衡螺帽与上述的平衡阀体尾端之间还垫设有铜垫片。
上述的单向阀包括单向阀芯，该单向阀芯与上述的平衡阀芯中间段套配，并且该单向阀芯外圆还与上述的阀体中间孔密封滑动配合；上述的单向阀芯右端与进油口油路相通，左端顶压配装有单向弹簧，并且该单向阀芯控制进油口与出油口之间的油路单向启闭；上述的单向弹簧的中间孔嵌插连接有单向弹簧座，并且该单向弹簧座与阀体固定连接。
上述的平衡阀芯左端与所述的阀体中间孔之间形成有密封的平衡阀的控制腔；上述的节流阀包括阻尼螺栓，该阻尼螺栓与上述的平衡阀控制腔尾部螺纹旋接，阻尼螺栓上还螺纹旋接有密封螺母，并且该密封螺母还与上述的阀体密封并紧配合。
上述的二位二通自动关闭阀包括与阀体密封配装的插装阀体，该插装阀体的中间滑配有顶杆，该顶杆的前端配合钢珠，并且该钢珠控制先导油口与平衡阀控制腔之间的油路启闭。
上述的钢珠前部配合有复位弹簧，该复位弹簧前端配合有底座，并且该底座位于插装阀体的前端；顶杆后端经换向弹簧前座配装有换向调节弹簧，该换向调节弹簧的尾端经换向弹簧后座配装有换向调节螺栓；插装阀体尾端旋接固定有安装螺帽，并且该安装螺帽中间与换向调节螺栓螺纹旋接；换向调节螺栓尾端还旋接有换向调节并帽，并且该换向调节并帽控制换向调节螺栓的调节位置；钢珠外滑配有阀套，并且该阀套与上述的插装阀体前端中间孔嵌配。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用压力补偿，使平衡阀安全溢流功能不受背压影响，可以适用于闭中心和开中心的液压系统；平衡阀、单向阀和平衡阀采用一体式结构，加工简单，体积紧凑；先导级采用液控自动关闭阀与可调节流阀并联，使得平衡阀达到快速性与稳定性的统一，解决了平衡阀响应快速性与稳定性矛盾的问题；平衡阀主阀芯锥面采用阶梯锥度，使平衡阀流量变化缓和，运动平稳。
附图说明
图1是本发明实施例的剖视示意图；
图2是图1的液压原理示意图；
图3是本发明实施例具体实用时的液压原理示意图。
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。
如图1至图3所示，图标号说明如下：固定阻尼1，底座2，复位弹簧3，钢珠4，阀套5，插装阀体6，安装螺帽7，换向调节并帽8，换向调节螺栓9，换向弹簧后座10，换向调节弹簧11，换向弹簧前座12，顶杆13，阀体14，平衡阀体15，平衡螺帽16，铜垫片17，调节螺杆18，平衡调节弹簧19，平衡弹簧座20，单向阀芯21，单向弹簧22，单向弹簧座23，平衡阀芯24，锥面24a，右端圆柱24b，密封螺母25，阻尼螺栓26，出油口C2，平衡阀V1，进油口V2，单向阀V3，节流阀V4，二位二通自动关闭阀V5，压力表接口M，控制腔F，先导油口Pil。
本发明实施例，一种液压平衡阀，包括有阀体14，该阀体14上制有进油口V2、出油口C2和先导油口Pil，阀体14上配装有平衡阀V1、单向阀V3、节流阀V4、二位二通自动关闭阀V5；阀体14进油口V2对应连接有单向阀V3进口、平衡阀V1的出口，并且该单向阀V3出口、平衡阀V1的进口对应与出油口C2连接；平衡阀V1控制腔F对应连接有节流阀V4一端、二位二通自动关闭阀V5出口，并且该节流阀V4另一端、二位二通自动关闭阀V5进口对应与先导油口Pil连接；该平衡阀V1包括有与阀体14上中间滑动配合的平衡阀芯24，该平衡阀芯24中间段制有内凹环，并且该内凹环即为平衡阀V1的进口；平衡阀芯24内凹环的右端制有锥面24a，并且该锥面24a上至少制有二级阶梯锥度环，锥面24a累计面积与平衡阀芯24右端圆柱24b端面的面积相同；平衡阀芯24右端圆柱24b端面顶压配合有平衡调节弹簧19，并且该平衡调节弹簧19的安装腔与外部大气相通。
本实施例是这样实现的：二位二通自动关闭阀V5进口与先导油口Pil之间还配装有固定阻尼1；阀体14制有的进油口V2为油路互通的两个连接口；阀体14上还制有压力表接口M。
平衡阀V1包括与阀体14固定配装的平衡阀体15，平衡阀芯24右端圆柱24b外圆还与平衡阀体15中间孔滑动配合；平衡调节弹簧19的后端顶压配装有调节螺杆18；调节螺杆18与平衡阀体15后端密封配装，并控制平衡调节弹簧19的伸缩运行。平衡调节弹簧19与平衡阀芯24之间垫设有平衡弹簧座20，该平衡弹簧座20中间制有通孔，并且该通孔为放气口；调节螺杆18尾端还螺纹旋接有平衡螺帽16，该平衡螺帽16控制调节螺杆18的位置固定，并且该平衡螺帽16与平衡阀体15尾端之间还垫设有铜垫片17。
单向阀V3包括单向阀芯21，该单向阀芯21与平衡阀芯24中间段套配，并且该单向阀芯21外圆还与阀体14中间孔密封滑动配合；单向阀芯21右端与进油口V2油路相通，左端顶压配装有单向弹簧22，并且该单向阀芯21控制进油口V2与出油口C2之间的油路单向启闭；单向弹簧22的中间孔嵌插连接有单向弹簧座23，并且该单向弹簧座23与阀体14固定连接。平衡阀芯24左端与所述的阀体14中间孔之间形成有密封的平衡阀V1的控制腔F；节流阀V4包括阻尼螺栓26，该阻尼螺栓26与平衡阀V1控制腔F尾部螺纹旋接，阻尼螺栓26上还螺纹旋接有密封螺母25，并且该密封螺母25还与阀体14密封并紧配合。
二位二通自动关闭阀V5包括与阀体14密封配装的插装阀体6，该插装阀体6的中间滑配有顶杆13，该顶杆13的前端配合钢珠4，并且该钢珠4控制先导油口Pil与平衡阀V1控制腔F之间的油路启闭。钢珠4前部配合有复位弹簧3，该复位弹簧3前端配合有底座2，并且该底座2位于插装阀体6的前端；顶杆13后端经换向弹簧前座12配装有换向调节弹簧11，该换向调节弹簧11的尾端经换向弹簧后座10配装有换向调节螺栓9；插装阀体6尾端旋接固定有安装螺帽7，并且该安装螺帽7中间与换向调节螺栓9螺纹旋接；换向调节螺栓9尾端还旋接有换向调节并帽8，并且该换向调节并帽8控制换向调节螺栓9的调节位置；钢珠4外滑配有阀套5，并且该阀套5与插装阀体6前端中间孔嵌配。
本发明实施例的工作原理如下：
一、重物上升时，高压油由进油口V2口进入，压力作用在单向阀芯21上，克服单向弹簧22的作用力，单向阀芯21向左运动，与平衡阀芯24脱离，液压油由单向阀芯21和平衡阀芯24之间的流道流入出油口C2口，推动重物上升。
二、重物停止在半空时，单向阀芯21被压力油推动向右移动，与平衡阀芯24贴紧，将液压油截止住，重物被锁在空中。单向阀芯21密封圆直径和平衡阀芯24左端圆柱直径存在差值，这样就造成平衡阀芯24力不平衡。当因为超载等原因造成出油口C2口压力急剧上升对液压系统造成危害时，出油口C2口压力作用在平衡阀芯24上的作用力便会推动平衡阀芯24克服平衡阀调节弹簧19向右运动，出油口C2口压力便可释放到安全压力。并且由于平衡阀芯24的锥面24a与右端圆柱面24b采用了等面积设计，平衡调节弹簧19所在的容腔直接与大气相连，具有压力补偿功能；平衡阀芯24做溢流功能时，开启压力不会受背压影响，因此可以直接用在闭中心的液压系统中。
三、重物下降时，先导压力油由先导油口Pil口经过固定液阻1，然后经过液控自动关闭阀快速进入到平衡阀V1控制腔F，当平衡阀V1控制腔F压力快速上升到一定压力时，即平衡阀V1开启压力，平衡阀芯24开启，重物下降，同时作用在顶杆13上的液压力便会克服换向调节弹簧11推动顶杆13向上运动，直到钢球4将先导油口Pil与平衡阀V1控制腔F通道封死。这时，液压油只能经过阻尼螺栓26与阀体14之间的螺纹间隙进入到平衡阀V1控制腔F，阻尼性增强，可有效防止振动的发生。平衡阀芯24锥面24a采用2级过渡，即由小的角度逐渐过渡到大的角度，这就保证了重物在下降时，速度变化缓和，稳定性增加。
本发明的优点在于：采用压力补偿，使平衡阀安全溢流功能不受背压影响，可以适用于闭中心和开中心的液压系统；平衡阀、单向阀和溢流阀采用一体式结构，加工简单，体积紧凑；先导级采用液控自动关闭阀与可调节流阀并联，使得平衡阀达到快速性与稳定性的统一，解决了平衡阀响应快速性与稳定性矛盾的问题；平衡阀主阀芯锥面采用阶梯锥度，使平衡阀流量变化缓和，运动平稳。
本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
Claims (8)
1.一种液压平衡阀，包括有阀体(14)，该阀体(14)上制有进油口(V2)、出油口(C2)和先导油口(Pil)，其特征是：所述的阀体(14)上配装有平衡阀(V1)、单向阀(V3)、节流阀(V4)、二位二通自动关闭阀(V5)；所述的阀体(14)进油口(V2)对应连接有单向阀(V3)进口、平衡阀(V1)的出口，并且该单向阀(V3)出口、平衡阀(V1)的进口对应与所述的出油口(C2)连接；所述的平衡阀(V1)控制腔(F)对应连接有节流阀(V4)一端、二位二通自动关闭阀(V5)出口，并且该节流阀(V4)另一端、二位二通自动关闭阀(V5)进口对应与所述的先导油口(Pil)连接；所述的平衡阀(V1)包括有与阀体(14)上中间滑动配合的平衡阀芯(24)，所述的平衡阀芯(24)中间段制有内凹环，并且该内凹环即为平衡阀(V1)的进口；所述的平衡阀芯(24)内凹环的右端制有锥面(24a)，并且该锥面(24a)上至少制有二级阶梯锥度环，所述的锥面(24a)累计面积与平衡阀芯(24)右端圆柱(24b)端面的面积相同；所述的平衡阀芯(24)右端圆柱(24b)端面顶压配合有平衡调节弹簧(19)，并且该平衡调节弹簧(19)的安装腔与外部大气相通。
2.根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征是：所述的二位二通自动关闭阀(V5)进口与先导油口(Pil)之间还配装有固定阻尼(1)；所述的阀体(14)制有的进油口(V2)为油路互通的两个连接口；所述的阀体(14)上还制有压力表接口(M)。
3.根据权利要求2所述的一种液压平衡阀，其特征是：所述的平衡阀(V1)包括与阀体(14)固定配装的平衡阀体(15)，所述的平衡阀芯(24)右端圆柱(24b)外圆还与所述的平衡阀体(15)中间孔滑动配合；所述的平衡调节弹簧(19)的后端顶压配装有调节螺杆(18)；所述的调节螺杆(18)与平衡阀体(15)后端密封配装，并控制平衡调节弹簧(19)的伸缩运行。
4.根据权利要求3所述的一种液压平衡阀，其特征是：所述的平衡调节弹簧(19)与平衡阀芯(24)之间垫设有平衡弹簧座(20)，该平衡弹簧座(20)中间制有通孔，并且该通孔为放气口；所述的调节螺杆(18)尾端还螺纹旋接有平衡螺帽(16)，该平衡螺帽(16)控制所述的调节螺杆(18)的位置固定，并且该平衡螺帽(16)与所述的平衡阀体(15)尾端之间还垫设有铜垫片(17)。
5.根据权利要求4的一种液压平衡阀，其特征是：所述的单向阀(V3)包括单向阀芯(21)，该单向阀芯(21)与所述的平衡阀芯(24)中间段套配，并且该单向阀芯(21)外圆还与所述的阀体(14)中间孔密封滑动配合；所述的单向阀芯(21)右端与进油口(V2)油路相通，左端顶压配装有单向弹簧(22)，并且该单向阀芯(21)控制进油口(V2)与出油口(C2)之间的油路单向启闭；所述的单向弹簧(22)的中间孔嵌插连接有单向弹簧座(23)，并且该单向弹簧座(23)与阀体(14)固定连接。
6.根据权利要求5的一种液压平衡阀，其特征是：所述的平衡阀芯(24)左端与所述的阀体(14)中间孔之间形成有密封的平衡阀(V1)的控制腔(F)；所述的节流阀(V4)包括阻尼螺栓(26)，该阻尼螺栓(26)与所述的平衡阀(V1)控制腔(F)尾部螺纹旋接，所述的阻尼螺栓(26)上还螺纹旋接有密封螺母(25)，并且该密封螺母(25)还与所述的阀体(14)密封并紧配合。
7.根据权利要求6的一种液压平衡阀，其特征是：所述的二位二通自动关闭阀(V5)包括与阀体(14)密封配装的插装阀体(6)，该插装阀体(6)的中间滑配有顶杆(13)，该顶杆(13)的前端配合钢珠(4)，并且该钢珠(4)控制先导油口(Pil)与平衡阀(V1)控制腔(F)之间的油路启闭。
8.根据权利要求7的一种液压平衡阀，其特征是：所述的钢珠(4)前部配合有复位弹簧(3)，该复位弹簧(3)前端配合有底座(2)，并且该底座(2)位于插装阀体(6)的前端；所述的顶杆(13)后端经换向弹簧前座(12)配装有换向调节弹簧(11)，该换向调节弹簧(11)的尾端经换向弹簧后座(10)配装有换向调节螺栓(9)；所述的插装阀体(6)尾端旋接固定有安装螺帽(7)，并且该安装螺帽(7)中间与所述的换向调节螺栓(9)螺纹旋接；所述的换向调节螺栓(9)尾端还旋接有换向调节并帽(8)，并且该换向调节并帽(8)控制所述的换向调节螺栓(9)的调节位置；所述的钢珠(4)外滑配有阀套(5)，并且该阀套(5)与所述的插装阀体(6)前端中间孔嵌配。
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| JP特开平11-132206A 1999.05.18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101629587A (zh) | 2010-01-20 |
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