CN101839259A - 一种具有节流制动功能的二通方向型插装阀 - Google Patents

Abstract

一种具有节流制动功能的二通方向型插装阀，该插装阀不仅具有二通方向插装阀的开启和关闭二个位置，使插装阀的二个油口之间产生导通和截止二种状态，而且还能在开启和关闭的任一位置迅速过渡到节流位置，使插装阀二油口间产生节流导通，并且具有手动调节节流效果的功能。该插装阀可用于需要减速控制的大流量液压回路，使液压执行元件在高速运动状态下迅速减速制动，从而避免了液压执行元件持续高速运动到终止而产生的巨大冲击，有效地保护了液压系统及其所驱动的机械零部件，提高了机器的使用寿命。

Description

一种具有节流制动功能的二通方向型插装阀

技术领域

本发明专利属于一种具有节流制动功能的二通方向型插装阀，该插装阀适用于需要减速制动控制的高速大流量液压回路或液压装置。

背景技术

对于一些高速大流量的液压系统或液压装置，如压铸机射料装置、锻压机等，为了有效地避免液压执行元件高速运动产生的巨大冲击，所采用的方案是在执行元件的回油路上进行出口节流控制，使其在高速运动结束前的某一节点，运动速度迅速降低，在较低的速度下完成末段动作。而目前能完成此项功能的液压控制元件只有比例插装阀或伺服控制插装阀，比例插装阀由于响应速度相对较慢，有时候还不能满足要求，而且上述两种插装阀价格都很高，并且还须增加先导油过滤装置，使机台制造成本大幅上升，另外，对于比例插装阀或伺服控制插装阀还须额外增加电控元件，电控方式较复杂，这些都限制了它们在高速大流量的液压系统中的应用率，用户数量有限。

发明内容

本发明专利所要解决的问题是研制出一种插装阀，该插装阀能实现液压执行元件在高速状态下迅速减速制动的功能，而且相比现有的比例插装阀和伺服控制插装阀还具有成本低、控制简单的特点。该插装阀针对高速大流量的液压系统进行出口节流控制的中低端用户，将会是一款非常合适的产品，它能取代比例插装阀和伺服控制插装阀，为用户节省较多的制造成本。

本发明专利的技术问题通过以下技术方案实施：一种具有节流制动功能的二通方向型插装阀，该阀由插装阀套(1)、插装阀芯(2)、安装法兰(3)、主控活塞杆(4)、先导油缸体(5)、节流控制杆(7)组成，插装阀芯(2)配合于插装阀套(1)内并可沿插装阀套(1)的内孔轴向滑动，安装法兰(3)的两端面分别与插装阀套(1)和先导油缸体(5)连接，主控活塞杆(4)位于先导油缸体(5)的内孔并穿过安装法兰(3)的内孔伸出至插装阀芯(2)的弹簧腔，节流控制杆(7)的活塞部分位于先导油缸体(5)的内孔，其特征在于：插装阀芯(2)在插装阀套(1)内具有三个切换位置，这三个位置分别能使插装阀的A、B油口间的B至A或A至B流向产生关闭、节流、开启三种状态。

如上所述的插装阀芯(2)，滑动配合于插装阀套(1)的内孔；插装阀芯(2)具有二个连通自身弹簧腔的通油孔，并且其中一个通油孔可与插装阀套(1)的B油孔连通，另外一个通油孔可与插装阀套(1)的A油孔连通，同时，其中一个通油孔位于弹簧腔的一端与主控活塞杆(4)同轴并且与主控活塞杆(4)的活塞杆端间隙配合，还能使主控活塞杆(4)的活塞杆端面与其台阶接触。

如上所述的先导油缸体(5)，其作为油缸内壁的孔分别滑动配合有主控活塞杆(4)的活塞和节流控制杆(7)的活塞；先导油缸体(5)的油缸内壁有三个通油孔与先导控制阀组成的先导油路连通，并且其中一个通油孔位于主控活塞杆(4)与先导油缸体(5)组成的有杆腔内，其中一个通油孔位于节流控制杆(7)与先导油缸体(5)组成的有杆腔内，另外一个通油孔位于主控活塞杆(4)的活塞和节流控制杆(7)的活塞之间。

如上所述的节流控制杆(7)，其上设计有节流调节机构，可控制节流控制杆(7)直接或间接推动主控活塞杆(4)产生移动而达到的最后位置，从而控制插装阀套(1)的B油口至A油口之间产生的开度大小，形成所需的节流效果。

如上所述的主控活塞杆(4)和节流控制杆(7)，是通过先导控制阀的控制驱动而产生相应的动作的，而主控活塞杆(4)所处的位置将决定阀芯(2)在阀套(1)内的位置，从而使本专利插装阀产生三种状态即关闭、开启、节流。当插装阀芯(2)处于与插装阀套(1)的内孔台阶接触的位置时，插装阀套(1)的B油口至A油口处于关闭(截止)状态；当插装阀芯(2)处于与法兰(3)接触的位置时，插装阀套(1)的B油口至A油口处于开启(导通)状态；当插装阀芯(2)处于与插装阀套(1)的内孔台阶和法兰(3)都不接触的位置时，插装阀套(2)的B油口至A油口处于节流(不完全开启)状态。

本发明专利的插装阀芯(2)的两个通油孔具有第二种结构：弹簧腔内端面位于中心轴线上的多台阶孔与插装阀套(1)的B油口连通，另一个通油孔与插装阀套(1)的A油口连通(见附图3)；通过对插装阀芯(2)进行上述的更改，可使插装阀套(1)的A油口与B油口之间的状态变为：A油口至B油口的开启、A油口至B油口关闭、A油口至B油口节流三种状态。

附图说明

图1为本发明专利的结构图

1.插装阀套      2.插装阀芯      3.安装法兰      4.主控活塞杆

5.先导油缸体    6.节流调节杆    7.节流控制杆    8.先导油缸盖

9.过渡板        V1.先导控制阀V1 V2.先导控制阀V2

图2为本发明专利的左视图

图3为本发明专利的插装阀芯的第二种结构图

图4为本发明专利的工作原理图(关闭状态)

图5为本发明专利的工作原理图(开启状态)

图6为本发明专利的工作原理图(节流状态)

图7为本发明专利的液压功能符号图

图8为本发明专利的具体实施方式液压原理图

具体实施方式

以下结合上述附图对本发明专利再进行详细描述，本实施例以冷室压铸机射料液压系统采用本发明专利产品进行出口节流减速制动控制为例：

如附图8所示，G1为冷室压铸机射料液压缸，A1为给快速射料提供压力油的储能器，M1为冷室压铸机射料液压系统的慢压射控制单元，具有慢压射控制，回锤控制，储能控制的功能，M2为冷室压铸机射料液压系统的快速射料控制单元，可根据需要调节快压射速度，V3为本专利插装阀，用于射料液压缸G1的有杆腔回油控制，其所采用的具体结构见附图1。该阀由插装阀套(1)、插装阀芯(2)、安装法兰(3)、主控活塞杆(4)、先导油缸体(5)、节流调节杆(6)、节流控制杆(7)、先导油缸盖(8)、过渡板(9)、先导控制阀V1、先导控制阀V2以及若干密封件、弹簧、紧固件组成，其中插装阀套(1)、插装阀芯(2)、主控活塞杆(4)、先导油缸体(5)、节流控制杆(7)具有前述技术方案中所述的全部特征，安装法兰(3)用于安装本插装阀，过渡板(9)、先导控制阀V1、先导控制阀V2用于实现先导控制，节流调节杆(6)用于调节节流效果。

在本专利插装阀的先导控制油口X及B油口和A油口均未接入压力油的情况下，插装阀芯(2)将在自身弹簧腔弹簧力的作用下与插装阀套(1)的内孔台阶接触。

在本专利插装阀的先导控制油口X及B油口接入压力油，先导控制油口Y接油箱，A油口压力低于B油口的情况下，插装阀芯(2)在插装阀套(1)内所处的位置即插装阀套(1)B油口至A油口间的状态由主控活塞杆(4)直接控制：

①当先导控制阀V1和先导控制阀V2都不得电时，先导控制压力油经油口X充入通油孔D，推动主控活塞杆(4)向自身活塞杆端运动，主控活塞杆(4)推动插装阀芯(2)与插装阀套(1)的内孔台阶接触，并且保持此状态，这就是插装阀套(1)的B油口至A油口的关闭(截止)状态，也是本专利插装阀的默认状态(见附图4)；

②当先导控制阀V2得电时，先导控制压力油经油口X充入通油孔E，推动主控活塞杆(4)向自身活塞端运动，直到接触到先导油缸体(5)的内孔台阶即停止，插装阀芯(2)的二个通油孔通过弹簧腔连通，插装阀套(1)的B油口的压力油通过插装阀芯(2)的二个通油孔及弹簧腔流向A油口，而油液的流动将产生压力损失，使插装阀芯(2)的弹簧腔压力低于B油口，B油口作用在插装阀芯(2)的环形面积上的液压力将超出弹簧腔内作用在插装阀芯(2)的作用面上的液压力与弹簧力的合力，插装阀芯(2)将向主控活塞杆(5)的方向运动，直至插装阀芯(2)与法兰(3)接触，插装阀芯(2)的位于中心轴线上的通油孔与主控活塞杆(4)的活塞杆端面形成较小的间隙，此时，B油口作用在插装阀芯(2)的环形面积上的液压力将与弹簧腔内作用在插装阀芯(2)的作用面上的液压力与弹簧力的合力保持平衡，插装阀芯(2)保持在此位置上，这就是插装阀套(1)的B油口至A油口的开启(导通)状态(见附图5)；

③当先导控制阀V1得电时，先导控制压力油经油口X充入通油孔C，通油孔D和通油孔E都与油箱连通，节流控制杆(7)连同节流调节杆(6)向主控活塞杆(4)方向运动，并推动主控活塞杆(4)向插装阀芯(2)方向运动，主控活塞杆(4)将推动插装阀芯(2)向A油口方向运动，直到节流控制杆(7)接触到先导油缸体(5)的内孔台阶而停止，主控活塞杆(4)也同时停止，插装阀芯(2)在弹簧腔压力的作用下继续运动并与主控活塞杆(4)的活塞杆端面产生较小的间隙，此时，B油口作用在插装阀芯(2)的环形面积上的液压力将与弹簧腔内作用在插装阀芯(2)的作用面上的液压力与弹簧力的合力保持平衡，插装阀芯(2)保持在此位置上，这就是插装阀套(1)的B油口至A油口的节流(不完全开启)状态(见附图6)；节流调节杆(6)可通过与节流控制杆(7)螺纹的配合长度调节其端面伸出节流控制杆(7)的活塞端面的长度，通过此长度的调节来控制主控活塞杆(4)及插装阀芯(2)的停留位置，达到调节节流效果的目的。

当射料液压缸G1执行慢压射动作时，M1控制单元进行相应控制，系统压力油经过M1控制单元充入射料液压缸G1的无杆腔，同时本专利插装阀V3的先导控制阀V2得电，插装阀V3的B油口至A油口处于导通位置，使得射料液压缸G1的有杆腔油液流向油箱，射料液压缸G1产生慢压射动作；当射料液压缸G1执行快速射料动作时，M1控制单元和插装阀V3保持慢压射动作时的状态，同时，M2控制单元开启，储能器A1内储存的压力油经M2控制单元充入射料液压缸G1的无杆腔，射料液压缸G1产生快速射料动作；当射料液压缸G1的快速射料动作即将结束时，插装阀V3的先导控制阀V1得电，插装阀V3的B油口至A油口处于节流位置，使得射料液压缸G1的有杆腔油液在节流作用下流向油箱，射料液压缸G1的高速运动将迅速转变为预先设定的低速运动，在低速状态下完成射料动作，从而避免了射料液压缸G1的高速运动产生的液压冲击力，减小了压铸制品的飞边，也保护了锤头连接件及压铸模具不至于遭受液压冲击力而损坏；当射料液压缸G1执行回锤动作时，插装阀V3的先导控制阀V1和V2都断电，插装阀V 3的B油口至A油口处于关闭位置，射料液压缸G1的有杆腔油液与油箱断开，同时，M2控制单元关闭，M1控制单元进行相应控制，系统压力油经过M1控制单元充入射料液压缸G1的有杆腔，射料液压缸G1的无杆腔油液经过M1控制单元流向油箱，从而产生回锤动作。至此，一个射料周期完成，下一个周期将执行上述同样的动作过程。如果整个射料动作不须要减速制动，只需要不让插装阀V3的先导控制阀V1得电即可。

Claims (4)

1.一种具有节流制动功能的二通方向型插装阀，该阀由插装阀套(1)、插装阀芯(2)、安装法兰(3)、主控活塞杆(4)、先导油缸体(5)、节流控制杆(7)组成，插装阀芯(2)配合于插装阀套(1)内并可沿插装阀套(1)的内孔轴向滑动，安装法兰(3)的两端面分别与插装阀套(1)和先导油缸体(5)连接，主控活塞杆(4)位于先导油缸体(5)的内孔并穿过安装法兰(3)的内孔伸出至插装阀芯(2)的弹簧腔，节流控制杆(7)的活塞部分位于先导油缸体(5)的内孔，其特征在于：插装阀芯(2)在插装阀套(1)内具有三个切换位置，这三个位置分别能使插装阀的A、B油口间的B至A或A至B流向产生关闭、节流、开启三种状态。

2.根据权利要求1所述的先导油缸体(5)，其特征在于：作为油缸内壁的孔分别滑动配合有主控活塞杆(4)的活塞和节流控制杆(7)的活塞；先导油缸体(5)的油缸内壁有三个通油孔与先导油路连通，并且其中一个通油孔位于主控活塞杆(4)与先导油缸体(5)组成的有杆腔内，其中一个通油孔位于节流控制杆(7)与先导油缸体(5)组成的有杆腔内，另外一个通油孔位于主控活塞杆(4)的活塞和节流控制杆(7)的活塞之间。

3.根据权利要求1所述的主控活塞杆(4)和节流控制杆(7)，其特征在于：它们是通过先导控制油路的控制驱动而产生相应的动作的；当先导油缸体(5)的通油孔D充入压力油或者保持有压力时，主控活塞杆(4)将执行向自身活塞杆端运动的动作，并且驱动插装阀芯(2)与插装阀套(1)的台阶接触，使插装阀套(1)的B油口至A油口处于截止状态；当先导油缸体(5)的通油孔E充入压力油或者保持有压力时，主控活塞杆(4)将执行向自身活塞端运动的动作，插装阀芯(2)的弹簧腔与插装阀套(1)的A油口连通，插装阀芯(2)在插装阀套(1)的B油口的压力作用下将与插装阀套(1)的台阶分离，使插装阀套(1)的B油口至A油口处于导通状态；当先导油缸体(5)的通油孔C充入压力油或者保持有压力时，节流控制杆(7)将执行向自身活塞端运动的动作，并且推动主控活塞杆(4)连同插装阀芯(2)向插装阀套(1)的A油口方向运动，使插装阀套(1)的B油口至A油口之间产生一个较小的开度，形成节流状态。

4.根据权利要求1所述的节流控制杆(7)，其特征在于：其上设计有节流调节机构，可控制节流控制杆(7)直接或间接推动主控活塞杆(4)产生移动而达到最后位置，从而控制插装阀套(1)的B油口至A油口之间产生的开度大小，形成所需的节流效果。

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