CN101893010A - 一种液压平衡阀 - Google Patents

Abstract

一种液压平衡阀，包括主阀和先导阀，先导阀的先导阀体主孔内设置有推杆座，推杆座上开有径向小孔，推杆座内部开有轴向孔，该轴向孔内放置有第一钢球，在第一钢球与推杆座之间有调压弹簧，推杆座的右端面开有轴向小孔，一推杆的一端穿过该轴向小孔后顶在第一钢球上，另一端插入在控制阀芯左端面的盲孔内；控制阀芯安装在主阀阀体内，控制阀芯右端的顶杆伸入主阀芯内与先导阀芯相对。本发明的优点在于：可以调节控制阀芯的响应时间，从而可以改变主阀口的打开速度，有效地控制液压油流动量，不会使吊臂在工作中，重物下降时出现抖动现象。

Description

一种液压平衡阀

技术领域

本发明涉及一种液压装置用的阀组件，具体来说涉及一种能够保持负载平稳下放的液压平衡阀。

背景技术

在现代的工程机械、建筑机械等机械设备中，大量应用了液压承重系统，其中平衡阀是这类系统的关键液压元件，其性能的优劣直接影响着整机的性能。现有的液压平衡阀普遍存在这样一个缺点：当负载下放时，由于液压平衡阀的阀芯开口难以稳定在一个确定的开口大小上，使负载产生低频抖动的现象，造成系统不稳定，影响整机的安全可靠性。

为了解决此问题，很多新的平衡阀内部都增设了阻尼孔，以此来消除负载下放时的低频抖动，这种方法的缺点在于：影响控制阀芯的响应时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术的缺陷提供一种运行平稳、控制阀芯的响应时间可调的液压平衡阀。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种液压平衡阀，包括主阀和先导阀，所述主阀的主阀阀体上设有主阀腔、先导阀腔、连接主阀腔和先导阀腔的小孔、以及与主阀腔相连通的A口和B口，主阀腔内设有主阀芯，主阀芯内有先导阀芯，先导阀的控制阀芯安装在先导阀腔内，控制阀芯右端的顶杆穿过所述小孔后伸入主阀芯内与先导阀芯相对，先导阀的先导阀体上有控制口X，其特征在于，所述先导阀的先导阀体主孔内设置有推杆座，推杆座上开有径向小孔，推杆座内部开有轴向孔，该轴向孔内放置有第一钢球，在第一钢球与推杆座之间有调压弹簧，推杆座的右端面开有轴向小孔，一推杆的一端穿过该轴向小孔后顶在第一钢球上，另一端插入在控制阀芯左端面的盲孔内，该推杆的直径略小于所述轴向小孔的直径；控制阀芯的左端面上还开设有孔，该孔连通控制阀芯左、右容腔，孔内设置有压力单向阀；所述主阀阀体上还开有与先导阀腔相连通的泄漏油口。

进一步，在本发明中，所述主阀芯呈柱体状，在主阀芯的中间柱面上圆周均布有左深右浅的若干轴向楔形槽，在主阀芯右端柱面上从右至左依次开有轴向节流槽和主阀芯径向小孔，主阀芯内部设有先导阀芯容腔，用于放置先导阀芯。

进一步，在本发明中，所述推杆座的中间有一段外壁与主阀阀体主孔内壁之间有间隙，所述先导阀体上还开有通道，通道连通所述间隙与控制阀芯左容腔，所述通道内设置有第二阻尼器和第三阻尼器。

进一步，在本发明中，所述控制阀芯的左端面为球面。

进一步，在本发明中，所述推杆座螺纹连接在先导阀体主孔内。

进一步，在本发明中，在所述主阀芯的弹簧座上开有弹簧座径向阶梯孔，弹簧座径向阶梯孔连通先导阀芯右容腔和主阀阀体的B口，该弹簧座径向阶梯孔的阶梯上放置有第二钢球。

本发明的优点在于：

1、由于推杆座与先导阀体之间采用螺纹连接，推杆座在先导阀体内的位置可以调节，当推杆座顺时针旋转时，使得控制阀芯左容腔容积变小，此时加快了控制阀芯的响应时间，反之则减慢了控制阀芯的响应时间。从而可以控制主阀口的打开速度，有效地控制液压油流动量，重物下降时不会出现抖动现象；增强了安全性，使行动更加可靠。

2、主阀阀体内设置了若干阻尼孔，消除了下降重物过程中的低频抖动，增强了安全性，使行动更加可靠，且在负载上升过程中，能量损耗较小，效率高。

3、当软管破损失压的情况下，能防止负载失速下降，能起到一个液压锁的作用，保护油缸或液压系统不被损坏。

4、阀体结构及加工工艺简单，便于装拆与维修，制造成本较低。

本发明可以用于汽车起重机、汽车随车吊、大型或伸缩式叉车、市政机械、林业机械等工程机械的液压承重系统中。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为图1的C向局部剖面结构示意图；

图3为本发明的主阀阀体的剖面结构示意图；

图4为本发明的主阀芯的结构示意图；

图5为图4的剖面结构示意图；

图6为图4中D-D向的剖面结构示意图；

图7为流量为200L/min的主阀芯的结构示意图；

图8为图7中E-E向的剖面结构示意图；

图9为流量为300L/min的主阀芯的结构示意图；

图10为图9中F-F向的剖面结构示意图；

图11为本发明的控制阀芯的结构示意图；

图12为本发明的推杆座的结构示意图；

图13为本发明的原理图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参看图1、2，一种平衡阀，由主阀和先导阀组成，先导阀安装在主阀上。

参见图3，主阀阀体43的前表面和后表面分别加工出斜孔A和A1油口(如图2所示)，在主阀阀体底面机加工出B口，主阀阀体43的右部机加工出阶梯式的主阀腔45，三油口A、A1、B分别和主阀腔45相通。主阀阀体43的左部机加工出先导阀腔44，用于安装先导阀的控制阀芯，先导阀腔与主阀腔之间通过Φ4小孔相连通。在先导阀腔上面设置有泄漏油口L，泄漏油口L与先导阀腔之间通过控制油泄露通道连通。

再次参见图1，主阀阀体43的主阀腔内有阀套26，阀套26呈筒体结构，在其圆周侧面上制出阀套小孔40，在阀套26的左端外圆处制出凹槽，用于放置密封圈和挡圈，防止液压油内泄漏。阀套26的右边是带有台肩的螺盖34，螺盖34与主阀腔螺纹连接，螺盖34的台肩与螺纹交接处有沟槽，用于放置密封圈，防止液压油外泄漏。在螺盖34的中心钻出一油孔，右端攻出螺纹孔，可以装配螺塞35，拆掉此螺塞35，螺纹孔就可作为B口的测压口MB。

螺盖34内嵌有带钢丝挡圈的弹簧座32，螺盖34与弹簧座32之间有蝶形弹簧。在弹簧座32的左端制出轴向阶梯孔，用于放置弹簧，在弹簧座32的右端开有弹簧座通道33，该弹簧座通道33与弹簧座径向容腔38(弹簧座外壁与螺盖内壁之间的间隙)相互贯通，起到节流的作用。此外弹簧座32在圆周侧面上制出弹簧座径向阶梯孔，弹簧座径向阶梯孔连通先导阀芯右容腔31和主阀阀体的B口，该弹簧座径向阶梯孔的阶梯上放置有第二钢球36。弹簧座32的左端外径与阀套26右端台阶孔相配合，且弹簧座32左端面压在阀套26右端的沉孔台阶上。弹簧座32的轴向阶梯孔内放置有先主阀弹簧37，主阀弹簧37的另一端顶在先导阀芯25的右端。

阀套26内安装有主阀芯24，参见图4、5、6，主阀芯24大体呈柱体状，表面设有与阀套相配合的环状台阶构成第一密封面42。在主阀芯24的中间柱面上圆周均布有左深右浅的六条轴向楔形槽46，在主阀芯右端柱面上从右至左依次开有轴向节流槽30和主阀芯径向小孔29。主阀芯24内开有先导阀芯容腔，用于放置先导阀芯。图4为流量为100L/min的主阀芯，当然，上述楔形槽的角度、长度和数量可以根据实际流量的大小进行改变，如图7、8所示，该主阀芯的流量为200L/min，图9、10所示为流量为300L/min的主阀芯。

主阀芯24内部装有先导阀芯25，先导阀芯25大体为阶梯圆柱形，表面设有与主阀芯相配合的锥面构成第二密封面27，先导阀芯25的右端圆柱内开有先导阀芯轴向内孔39，先导阀芯25上还开有先导阀芯径向小孔28，先导阀芯径向小孔28连通先导阀芯轴向内孔39和先导阀芯左容腔41，先导阀芯25的左端圆柱伸入到先导阀芯容腔底部中心的通孔，并与控制阀芯21的顶杆相对。

先导阀的先导阀体17与主阀阀体43之间通过螺栓连接，先导阀的控制阀芯21安装在先导阀腔44内。先导阀体17内部开有轴向的先导阀体主孔，在先导阀体上开有径向螺纹孔，该径向螺纹孔内螺纹连接一连接套13，连接套13的上部装有接头15构成控制口X，以便于与液压马达的控制口连接。在连接套的下部装有第一阻尼器12，接头15与连接套13之间设置有过滤网14，可以过滤油液中的杂质。

先导阀体主孔内螺纹连接一柱形的推杆座9，参见图12，推杆座9左端伸出先导阀体17外，且其外部套有锁紧螺母8和螺帽10。推杆座9的中间有一段外壁与主阀阀体主孔内壁之间有间隙18，在这一段外壁上开有径向小孔4，在推杆座内部开有轴向孔19，该轴向孔19内放置有第一钢球5，在第一钢球5与推杆座9之间有调压弹簧11，推杆座9的右端面开有轴向小孔48，一推杆20的一端穿过该轴向小孔48后顶在第一钢球5上，另一端插入在控制阀芯21左端面的盲孔内，该推杆20的直径略小于上述轴向小孔48的直径。

先导阀体17上还开有通道6，通道6连通间隙18(推杆座与主阀阀体主孔内壁之间有间隙)与控制阀芯左容腔16，该通道6内设置有第二阻尼器7和第三阻尼器3。

控制阀芯21设置在主阀阀体的先导阀腔44内，参见图11，控制阀芯21呈阶梯轴状，其最大级圆周外壁与先导阀腔的内壁配合。在先导阀腔44内放置先导阀弹簧22，先导阀弹簧22的一端定位在先导阀腔的台阶处，另一端定位在控制阀芯21的台阶上。控制阀芯21前端有一段直径较细的顶杆，该顶杆穿过Φ4小孔后伸入主阀芯内与上述先导阀芯25相对。控制阀芯21的左端面并不是平面而是一个向内凹的球面。

控制阀芯的左端面中间开有一盲孔，推杆20插入在该盲孔中。控制阀芯的左端面上还开设有孔47，该孔47连通控制阀芯左、右容腔(16、23)，孔47内放置有第四阻尼器2和第三钢球1构成压力单向阀。

当控制阀芯左、右容腔(16、23)产生压差，使控制阀芯21缓慢的向右移动，此时第一钢球5也随着移动，直至顶在推杆座9最右端的台阶处。此时第一钢球5起单向关闭状态，此时控制口X进入的油液只有通过第二阻尼器7、第三阻尼器3进入控制阀芯左容腔21，直至使控制阀芯21推至先导阀腔44的内孔端面。

需要指出的是，由于推杆座与先导阀体之间采用螺纹连接，推杆座在先导阀体内的位置可以调节，当推杆座顺时针旋转时，使得控制阀芯左容腔容积变小，此时加快了控制阀芯的响应时间，反之则减慢了控制阀芯的响应时间。从而可以控制主阀口的打开速度，有效地控制液压油流动量，重物下降时不会出现抖动现象；增强了安全性，使行动更加可靠。

本平衡阀的工作过程如下：

(1)起升负载(A→B)

压力油从A口进入后，随着压力的增大，压力油克服主阀弹簧37的预紧力，向右推动主阀芯24，然后压力油从主阀芯的楔形槽46中直接进入B腔；而先导阀芯右容腔31的油液，一部分通过主阀芯上的轴向节流槽30进入B腔，另一部分在压力作用下，推开第二钢球36，通过弹簧座径向容腔38流入B腔，这样就消除了主阀芯24的背压，加快了打开主阀芯24的打开速度，当主阀芯24靠到弹簧座32时，此时A通过B流量达到最大。整个过程中，先导阀不起作用。

如果与A口连接的高压软管突然破裂，造成A口瞬间失压，此时由于先导阀芯右容腔31通着负载压力，主阀芯24立即关闭，保护油缸或液压系统不被损坏。

(2)负载下放(B→A)

控制口X进油，油液经过过滤网14、第一阻尼器12，再通过推杆座的径向小孔4、推杆座的轴向小孔48与推杆20之间的间隙进入控制阀芯左容腔16，部分油液通过第四阻尼器2推开第三钢球1流入控制阀芯右容腔23，然后再通过控制油泄漏通道从泄漏油口L口流出，使控制阀芯21的左、右容腔之间产生压差。随着压力的增大，压力油克服先导阀弹簧22和主阀弹簧37的预紧力，向右推动控制阀芯21，使先导阀芯25升离主阀芯24，此时主阀芯24与先导阀芯25之间的第二密封面27打开；B口进入的油液通过主阀芯径向小孔29或者主阀芯的轴向节流槽30进入先导阀芯右容腔31，油液再经过先导阀芯轴向内孔39、先导阀芯径向小孔28、第二密封面流入A口。随着先导阀芯25继续往右移，当先导阀芯25将主阀芯径向小孔29关闭后，先导阀芯右容腔31的压力逐渐下降，随着压力的下降，已经流入的A腔的油液迫使主阀芯24整体向右移动，此时B口进入的油液从主阀芯上的楔形槽46进入A口，阀口全开，直至主阀芯24移动至最右端，B进入A的流量达到最大。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种液压平衡阀，包括主阀和先导阀，所述主阀的主阀阀体上设有主阀腔、先导阀腔、连接主阀腔和先导阀腔的小孔、以及与主阀腔相连通的A口和B口，主阀腔内设有主阀芯，主阀芯内有先导阀芯，先导阀的控制阀芯安装在先导阀腔内，控制阀芯右端的顶杆穿过所述小孔后伸入主阀芯内与先导阀芯相对，先导阀的先导阀体上有控制口X，其特征在于，所述先导阀的先导阀体主孔内设置有推杆座，推杆座上开有径向小孔，推杆座内部开有轴向孔，该轴向孔内放置有第一钢球，在第一钢球与推杆座之间有调压弹簧，推杆座的右端面开有轴向小孔，一推杆的一端穿过该轴向小孔后顶在第一钢球上，另一端插入在控制阀芯左端面的盲孔内，该推杆的直径略小于所述轴向小孔的直径；控制阀芯的左端面上还开设有孔，该孔连通控制阀芯左、右容腔，孔内设置有压力单向阀；所述主阀阀体上还开有与先导阀腔相连通的泄漏油口。

2.根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述主阀芯呈柱体状，在主阀芯的中间柱面上圆周均布有左深右浅的若干轴向楔形槽，在主阀芯右端柱面上从右至左依次开有轴向节流槽和主阀芯径向小孔，主阀芯内部设有先导阀芯容腔。

3.根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述推杆座的中间有一段外壁与主阀阀体主孔内壁之间有间隙，所述先导阀体上还开有通道，通道连通所述间隙与控制阀芯左容腔，所述通道内设置有第二阻尼器和第三阻尼器。

4.根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述控制阀芯的左端面为球面。

5.根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述推杆座螺纹连接在先导阀体主孔内。

6.根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，在所述主阀芯的弹簧座上开有弹簧座径向阶梯孔，弹簧座径向阶梯孔连通先导阀芯右容腔和主阀阀体的B口，该弹簧座径向阶梯孔的阶梯上放置有第二钢球。

Images