CN101929491B - 二次压力溢流的平衡阀 - Google Patents

Abstract

二次压力溢流的平衡阀，包括一主阀阀体，主阀阀体上开设有油口A、油口B、油口T，主阀阀体内设置有主阀腔和先导阀腔，油口A和油口B与主阀腔连通，主阀腔内设置有主阀芯、先导阀芯和弹簧，先导阀腔内设置有控制阀芯，主阀阀体内还设置有二次压力溢流机构，该二次压力溢流机构包括调压阀芯、调压阀芯右容腔、调压阀芯左容腔以及弹簧组件；本发明的优点在于：本发明不仅具有平衡阀的功能，也具有安全阀的特性，其二次压力溢流机构实现了B到T的溢流，实现该阀的过载保护，保证设备和管道内介质压力在规定数值以内，防止发生事故。

Description

二次压力溢流的平衡阀

技术领域

本发明涉及一种液压装置用的阀组件，具体来说涉及一种平衡阀，该平衡阀具有过载保护功能。

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，其中阀组件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。液压承重系统中都会用到平衡阀和安全阀(泄压阀)，它们之间一般通过管道连接，连接结构较为复杂，且成本高。

为此本申请人希望设计一种具有二次压力溢流功能的平衡阀。

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具有过载保护功能的平衡阀。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

二次压力溢流的平衡阀，包括一主阀阀体，主阀阀体上开设有油口A、油口B、油口T，主阀阀体内设置有主阀腔和先导阀腔，油口A和油口B与主阀腔连通，主阀腔内设置有主阀芯、先导阀芯和弹簧，先导阀腔内设置有控制阀芯，其特征在于：

所述主阀阀体内还设置有二次压力溢流机构，该二次压力溢流机构包括调压阀芯、调压阀芯右容腔、调压阀芯左容腔以及弹簧组件；所述弹簧组件设置在调压阀芯上，调压阀芯的表面设置有第一密封面，所述调压阀芯右容腔位于该第一密封面的右侧，该调压阀芯右容腔与主阀腔连通，所述调压阀芯左容腔位于第一密封面的左侧，该调压阀芯左容腔与油口T连通。

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，所述调压阀芯右端面开有调压阀芯盲孔，调压阀芯的左部开有调压阀芯径向孔，调压阀芯径向孔和调压阀芯盲孔相连通。

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，所述二次压力溢流机构还包括一调压阀套，该调压阀套与主阀阀体螺纹连接，调压阀芯的右端装在调压阀套内，调压阀套上开有调压阀套径向孔，所述主阀腔通过该调压阀套径向孔与调压阀芯右容腔连通。且所述调压阀芯右端面开有调压阀芯盲孔，调压阀芯的左部开有调压阀芯径向孔，调压阀芯径向孔和调压阀芯盲孔相连通。

本发明的优点在于：

1、本发明不仅具有平衡阀的功能，也具有安全阀的特性，其二次压力溢流机构实现了B到T的溢流，实现该阀的过载保护，保证设备和管道内介质压力在规定数值以内，防止发生事故。

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为本发明的主阀阀体的剖面结构示意图；

图3为本发明的主阀阀体的结构示意图；

图4为本发明的主阀芯的结构示意图；

图5为图4中D-D向的剖面结构示意图；

图6为流量为200L/min的主阀芯的结构示意图；

图7为图6中E-E向的剖面结构示意图；

图8为流量为300L/min的主阀芯的结构示意图；

图9为图8中F-F向的剖面结构示意图；

图10为本发明的调压阀套的结构示意图；

图11为本发明的调压阀芯的结构示意图；

图12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1，二次压力溢流的平衡阀，由主阀部分、先导控制部分和二次压力溢流机构组成。

参见图2、3，主阀部分包括一主阀阀体33，主阀阀体33的前表面加工出油口A、T，后表面加工油口A1和T1，油口T、T1与T腔连通。在主阀阀体上表面机加工出油口B，主阀阀体33的右部机加工出阶梯式的主阀腔43，三油口A、A1、B分别和主阀腔43相通。主阀阀体33的左部机加工出先导阀腔49，用于安装先导控制部分的控制阀芯，先导阀腔与主阀腔之间通过Φ4小孔50相连通。在主阀阀体的下部机加工出一溢流腔45，该溢流腔45分为左、右两部，左、右两部之间有小孔47。先导阀腔49通过溢流通道48与溢流腔的左部连通，溢流腔的左部与油口T、T1连通；主阀腔43通过工艺孔44与溢流腔的右部连通，溢流腔的右部通过流道46与溢流腔45的左部连通。

再次参见图1，主阀阀体33的主阀腔内有阀套14，阀套14呈筒体结构，在其圆周侧面上制出阀套小孔19，在阀套14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14的右边是带有台肩的螺盖26，螺盖26与主阀腔螺纹连接，螺盖26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26的中心钻出一油孔，右端攻出螺纹孔，可以装配螺塞28，拆掉此螺塞28，螺纹孔就可作为油口B的测压口MB。

螺盖26内嵌有带钢丝挡圈的第一弹簧座24，螺盖26与第一弹簧座24之间有蝶形弹簧。在第一弹簧座24的左端制出轴向阶梯孔，用于放置主阀弹簧22，在第一弹簧座24的右端开有弹簧座通道27，该弹簧座通道27与弹簧座径向容腔29(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。此外第一弹簧座24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23和主阀阀体的油口B，该弹簧座径向阶梯孔的阶梯上放置有第一钢球25。第一弹簧座24的左端外径与阀套14右端台阶孔相配合，且第一弹簧座24左端面压在阀套14右端的沉孔台阶上。第一弹簧座24的轴向阶梯孔内放置有主阀弹簧22，主阀弹簧22的另一端顶在先导阀芯13的右端。

阀套14内安装有主阀芯12，参见图4和5，主阀芯12大体呈柱体状，表面设有与阀套相配合的环状台阶构成第三密封面面16。在主阀芯12的中间柱面上圆周均布有左深右浅的六条轴向楔形槽51，在主阀芯右端柱面上从右至左依次开有轴向节流槽52和主阀芯径向小孔20。主阀芯12内有先导阀芯容腔，用于放置先导阀芯13。图4为流量为250L/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6、7所示，该主阀芯的流量为400L/min，图8、9所示为流量为500L/min的主阀芯。

主阀芯12内部装有先导阀芯13，先导阀芯13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15，先导阀芯13的右端圆柱内开有先导阀芯轴向内孔21，先导阀芯13上还开有先导阀芯径向小孔18，先导阀芯径向小孔18连通先导阀芯轴向内孔21和先导阀芯左容腔17，先导阀芯13的左端圆柱伸入到先导阀芯容腔左部，并与控制阀芯11的顶杆相对。

先导控制部分的控制阀芯11安装在先导阀腔49内。控制阀芯11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49内放置先导阀弹簧10，先导阀弹簧10的一端定位在先导阀腔的台阶处，另一端定位在控制阀芯11的台阶上。控制阀芯11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13相对。控制阀芯11的左端面并不是平面而是一个向内凹的球面。

先导控制部分的控制盖板2通过螺栓连接在主阀阀体33的左端，控制盖板2与主阀阀体33之间有密封圈，防止液压油外泄漏。控制盖板2上开有一轴向的螺纹孔，一连接套4的右端螺纹连接在该螺纹孔内，连接套4内装有接头5构成控制口X，以便于与液压马达的控制口连接。在连接套的右端装有第一阻尼器2，接头5与连接套4之间设置有过滤网6，可以过滤油液中的杂质。

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(1、9)，孔内放置有第二阻尼器7和第二钢球8构成压力单向阀。

当油液从控制口X进入，经第一阻尼器2进入控制阀芯左容腔1，通过第二阻尼器7，打开压力单向阀流入控制阀芯右容腔9，油液再通过溢流通道48、溢流腔的左部流入T腔。

二次压力溢流机构安装在溢流腔45内，该二次压力溢流机构包括调压阀芯34、调压阀芯右容腔35、调压阀芯左容腔38以及弹簧组件。

溢流腔45的右部螺纹连接一调压阀套31，参见图10，调压阀套31的左端面制出盲孔，用于放置调压阀芯34。调压阀套31的中部制出一与主阀阀体工艺孔相对应的沉割槽59，调压阀套的沉割槽部位开有调压阀套径向孔58，在调压阀套31的外圆上、沉割槽59的左右两侧，均制出凹槽57，用于放置密封圈和挡圈，防止油液外泄或者泄漏到T腔。调压阀套31在右端面制出内六角孔60，便于对压力的调定，当调压阀套31顺时针调定时，B腔的压力会逐渐增大，反之B腔的压力会逐渐减小。调压阀套31露出主阀阀体的部分螺纹连接有锁紧螺母32，用来锁定已调定的二次压力。锁紧螺母32上装有保护罩30，防止随意变动设定好的压力。

调压阀套31内安装有调压阀芯34，参见图11，调压阀芯34呈阶梯轴状，调压阀芯34的表面包含一段倾斜角度为20度左右的锥面53，用以承受油液的压力，当该压力达到一定值时，可推动调压阀芯34向左移动，且该锥面53上设有与调压阀套31相配合的第一密封面36。调压阀芯右容腔35位于该第一密封面36的右侧，该调压阀芯右容腔35与主阀腔43连通，调压阀芯左容腔38位于第一密封面36的左侧，该调压阀芯左容腔38通过流道46与油口T连通。

调压阀芯34右端面开有调压阀芯盲孔55，调压阀芯34的左部开有调压阀芯径向孔56，调压阀芯径向孔56和调压阀芯盲孔55相连通，其目的在于：消除调压阀芯34右端面的背压。在调压阀芯34的右端外圆处制出凹槽54，用于放置四氟孔用密封圈。

溢流腔45右部有调压弹簧37，调压弹簧37的一端顶在调压阀芯34的台阶面上，另一端顶在溢流腔45的台阶面上。溢流腔左部的里端放置有第二弹簧座40，外端装有螺塞42，第二弹簧座40与螺塞42之间有弹簧41。调压阀芯34的左端穿过小孔47后顶在溢流腔45左部的第二弹簧座40上。

本发明的工作过程如下：

(1)起升负载(A→B)

油液从油口A进入后，随着压力的增大，油液克服主阀弹簧22的预紧力，向右推动主阀芯12，然后油液从主阀芯的楔形槽51中直接进入B腔；而先导阀芯右容腔23的油液，一部分通过主阀芯上的轴向节流槽52进入B腔，另一部分在压力作用下，推开第一钢球25，通过弹簧座径向容腔29流入B腔，这样就消除了主阀芯12的背压，加快了打开主阀芯12的打开速度，当主阀芯12靠到第一弹簧座24时，此时油口A通过油口B的流量达到最大。整个过程中，先导控制部分和二次压力溢流机构不起作用。

如果与油口A连接的高压软管突然破裂，造成油口A瞬间失压，此时由于先导阀芯右容腔23通着负载压力，主阀芯12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6、第一阻尼器2进入控制阀芯左容腔1，部分油液通过第二阻尼器7推开第二钢球8流入控制阀芯右容腔9，然后再通过溢流通道流入T腔，使控制阀芯11的左、右容腔之间产生压差。随着压力的增大，油液克服先导阀弹簧10和主阀弹簧22的预紧力，向右推动控制阀芯11，使先导阀芯13升离主阀芯12，此时主阀芯12与先导阀芯13之间的第二密封面15打开；油口B进入的油液通过主阀芯径向小孔20或者主阀芯的轴向节流槽52进入先导阀芯右容腔23，油液再经过先导阀芯轴向内孔21、先导阀芯径向小孔18流入A腔。随着先导阀芯13继续往右移，当先导阀芯13将主阀芯径向小孔20关闭后，先导阀芯右容腔23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12整体向右移动，此时油口B进入的油液从主阀芯上的楔形槽51进入油口A，阀口全开，直至主阀芯12移动至最右端，B进入A的流量达到最大。

(3)二次压力溢流(B→T)

当油液流动从B到A，阀口全开，B腔的油液通过工艺孔44、调压阀套径向孔58进入调压阀芯右容腔35，随着压力进一步增大，油液克服调压弹簧37和弹簧41的预紧力，向左推动调压阀芯34，第一密封面36打开，油液从调压阀芯右容腔35进入调压阀芯左容腔38，再经流道46进入溢流腔45左部，到达T腔，即B到T的二次压力溢流。

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 (5)

1.二次压力溢流的平衡阀，包括一主阀阀体，主阀阀体上开设有油口A、油口B、油口T，主阀阀体内设置有主阀腔和先导阀腔，油口A和油口B与主阀腔连通，主阀腔内设置有主阀芯、先导阀芯和弹簧，先导阀腔内设置有控制阀芯，其特征在于：

所述主阀阀体内还设置有二次压力溢流机构，该二次压力溢流机构包括调压阀芯、调压阀芯右容腔、调压阀芯左容腔以及弹簧组件；所述弹簧组件设置在调压阀芯上，调压阀芯的表面设置有第一密封面，所述调压阀芯右容腔位于该第一密封面的右侧，该调压阀芯右容腔与主阀腔连通，所述调压阀芯左容腔位于第一密封面的左侧，该调压阀芯左容腔与油口T连通，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。

2.根据权利要求1所述的二次压力溢流的平衡阀，其特征在于，所述调压阀芯右端面开有调压阀芯盲孔，调压阀芯的左部开有调压阀芯径向孔，调压阀芯径向孔和调压阀芯盲孔相连通。

3.根据权利要求1所述的二次压力溢流的平衡阀，其特征在于，所述控制阀芯的左端面为球面。

4.根据权利要求1所述的二次压力溢流的平衡阀，其特征在于，所述二次压力溢流机构还包括一调压阀套，该调压阀套与主阀阀体螺纹连接，调压阀芯的右端装在调压阀套内，调压阀套上开有调压阀套径向孔，所述主阀腔通过该调压阀套径向孔与调压阀芯右容腔连通。

5.根据权利要求4所述的二次压力溢流的平衡阀，其特征在于，所述调压阀芯右端面开有调压阀芯盲孔，调压阀芯的左部开有调压阀芯径向孔，调压阀芯径向孔和调压阀芯盲孔相连通。

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