CN102072215A - 一种阀芯快闭的平衡阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀芯快闭的平衡阀，阀套壳面前后侧分别制有第一主油口和第二主油口；阀套中间制有与主阀芯滑动配合的通孔，通孔的两端分别密封配装有前端盖和后端盖；主阀芯中间前后端分别配装有主单向阀组件和快闭单向阀组件；快闭单向阀组件包括有并联配置的单向阀和节流阀，单向阀的自由流入端与第二主油口连通；前端盖配有外控口，并控制主阀芯的向后滑移运行；采用内外嵌配滑移结构的阀套、主阀芯及各单向阀、节流阀等，整体设计合理，结构紧凑；在主阀芯后腔同时嵌设单向阀结构，在实际操作时能有效地减少液压缸回缩时的下沉距离，结构简单；在操纵阀开启时，整体运行的平稳性在主阀芯自动复位时得到保障，设计可靠性，使用寿命长。

Description

一种阀芯快闭的平衡阀

技术领域

本发明涉及车载式液压阀的技术领域，特别涉及一种阀芯快闭的平衡阀。

背景技术

在现代的工程机械、建筑机械等工程设备中，液压承重系统成为了主要运用对象，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，而且随着国家经济的发展和液压机械行业作业要求、难度的加大，客户对平衡阀工作性能、功能多样性更是达到一个全新的高度。现有的平衡阀液压元件对于阀的密封性和自锁功能已经达到一定的高度，对平衡阀的稳定性要求也很高，所以阀中基本都带有能平稳阀芯移动的结构，但这也造成了阀芯关闭时间的加长，导致了液压系统中阀杆回复中位时的重物下沉距离过大现象，现在这种距离误差通常都是通过操作员的作业技能来弥补的，给操作加大了难度，也造成了工作中的不稳定性。但是如果阀芯关闭太快，就会使油缸无杆腔产生瞬间高压，产生一定的力量冲击，给整机平稳工作带来一定的危险性。

如专利号为CN200920190927.0的中国专利《一种液压平衡阀》(公告号为CN201486950U)；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。

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，提供一种设计简单合理、结构紧凑、安装便捷、操作性强及使用效果好的阀芯快闭的平衡阀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种阀芯快闭的平衡阀，包括阀套和主阀芯，阀套壳面前后侧分别制有第一主油口和第二主油口；阀套中间制有与主阀芯滑动配合的通孔，通孔的两端分别密封配装有前端盖和后端盖，并控制主阀芯的滑移行程；主阀芯中间前后端分别配装有主单向阀组件和快闭单向阀组件；主单向阀组件自由流入端与第一主油口连通；快闭单向阀组件包括有并联配置的单向阀和节流阀，单向阀的自由流入端与第二主油口连通；前端盖配有外控口，并控制主阀芯的向后滑移运行。

采取的措施还包括：

上述的主阀芯中间段外圈制有两个向外凸起的前截止体和后止动体；前截止体外圈面为锥形面，后止动体前顶环制有倾斜面。

上述的主阀芯前截止体锥形面上制有至少一个内凹的节流槽，且该节流槽的开口度依前向后逐渐收缩。

上述的阀套通孔中间段制有向内凸起的前止扣环和后止动环；且主阀芯向前运行时，该前止扣环内面与前截止体的锥形面套配，同时所后止动环后内环与后止动体的倾斜面抵触。

上述的主阀芯后端内侧制有弹簧盖孔，弹簧盖孔的外侧制有后凹孔；上述的单向阀包括有弹簧盖、钢珠及小圈径弹簧；弹簧盖与弹簧盖孔插入配合，该弹簧盖前端中间制有钢珠孔，且钢珠孔与钢珠嵌配。

上述的后凹孔内嵌配有大圈径弹簧，该大圈径弹簧后端与后端盖内面抵触配合。

上述的主阀芯中间从前向后依次制有前单向阀孔和中间过渡孔，且中间过渡孔与后止动环以后的主阀芯外壁面贯通；前截止体前端制有内凹环体，该内凹环体上制有与前单向阀孔贯通的穿孔。

上述的主阀芯一侧直线制有第二油口，该第二油口均与后凹孔、前单向阀孔连通，且位于后凹孔端的第二油口孔内配装有阻尼，且该阻尼构成上述的节流阀。

上述的主阀芯弹簧盖孔中间向前制有第三油口，第三油口前端与第二油口连通，且该第三油口后端口为保持尖角的内控孔口环，钢珠能与该内控孔口环紧密抵触，并控制两者配合时的密封。

上述的弹簧盖中间制有弹簧孔，并经尾部的第五油口与后端贯通；弹簧孔内嵌配有钢珠弹簧，且该钢珠弹簧前端与钢珠顶配。

上述的弹簧盖外圈后侧制有销状体，该销状体的外圈与小圈径弹簧套配，小圈径弹簧后端与后端盖内面抵触配合。

上述的弹簧盖前端制有内凹的环孔，弹簧盖前端在其外圈与钢珠孔之间轴向制有第四油口，且该第四油口与环孔连通，并贯通于销状体外壁面。

上述的主阀芯前单向阀孔内滑动配合有主单向阀组件的顶头，该顶头的后端抵触于前单向阀孔和中间过渡孔之间的交接处，并控制两者之间液流通断。

上述的顶头的前端嵌配有主单向阀弹簧，主单向阀弹簧前端配有主单向阀尾座，且该主单向阀尾座与主阀芯前端密封连接；主单向阀尾座前端制有向前凸起的导向杆，该导向杆与外控口内腔滑动并密封配合。

上述的主阀芯装配时其前端与前端盖之间留有前腔，相应地，上述的主阀芯后端与后端盖之间也设有后腔。

上述的顶头头端处制有顶头附助孔，且该附助孔能与前单向阀孔后部连通；上述的导向杆后端中间孔配装有泄漏阻尼，该导向杆位于泄漏阻尼的前侧位置制有杆体附助孔，且该杆体附助孔与前腔连通。

与现有技术相比，本发明包括阀套和主阀芯，阀套壳面前后侧分别制有第一主油口和第二主油口；阀套中间制有与主阀芯滑动配合的通孔，通孔的两端分别密封配装有前端盖和后端盖，并控制主阀芯的滑移行程；主阀芯中间前后端分别配装有主单向阀组件和快闭单向阀组件；主单向阀组件自由流入端与第一主油口连通；快闭单向阀组件包括有并联配置的单向阀和节流阀，单向阀的自由流入端与第二主油口连通；前端盖配有外控口，并控制主阀芯的向后滑移运行。本发明的优点在于：采用内外嵌配滑移结构的阀套、主阀芯及各单向阀、节流阀等，整体设计合理，结构紧凑；阀套外圈光圆，成圆筒体外形，具体使用时安装便捷性好，互配性好；在主阀芯后腔同时嵌设单向阀结构，在实际操作时能有效地减少液压缸回缩时的下沉距离，也不会引起液压缸无杆腔的瞬间高压，整个设计结构简单，效果明显，整个阀体操作性强；在操纵阀开启时，整体运行的平稳性在主阀芯自动复位时得到保障，即同时进行了针对性的调节功能，也不必考虑液压缸是否会加大下沉距离，整个阀件设计功能完善，使用效果好；主阀芯两端均配有密封的滑配结构，且阀套两端均配有结构简单的端盖体，整个设计可靠性强，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明实施例的横向剖视示意图；

图2是图1中主阀芯的局部剖视示意图；

图3是图1中弹簧盖的剖视示意图；

图4是本发明实施例结合液压油缸的实际使用原理示意图。

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4所示，图标号说明如下：阀套1，前止扣环11，后止动环12，通孔13，主阀芯2，内凹环体2a，前截止体21，穿孔22，前单向阀孔23，节流槽24，后止动体25，倾斜面25a，中间过渡孔26，弹簧盖孔27，后凹孔28，钢珠3，阻尼4，钢珠弹簧5，弹簧盖6，钢珠孔61，弹簧孔62，销状体63，环孔64，小圈径弹簧7，大圈径弹簧8，后端盖9，前端盖10，第一主油口A，第一工作油口A1，第二主油口B，第二工作油口B1，第四工作油口B2，第三工作油口B3，泄漏阻尼C，主单向阀组件D，顶头D1，顶头附助孔D1a，主单向阀弹簧D2，主单向阀尾座D3，导向杆D4，杆体附助孔D4a，快闭单向阀组件K，单向阀K1，节流阀K2，前腔a1，第二油口a2，第三油口a3，第四油口a4，第五油口a5，后腔a6，内控孔口环b1，阀芯内凹面b2，盖后台阶面b3，盖中内面b4，盖前面b5，外控口Pp，液压油缸G，操纵阀H，输入压力油口P，输出回油口O，负载W。

本发明实施例，一种阀芯快闭的平衡阀，包括阀套1和主阀芯2，阀套1壳面前后侧分别制有第一主油口A和第二主油口B；阀套1中间制有与主阀芯2滑动配合的通孔13，通孔13的两端分别密封配装有前端盖10和后端盖9，并控制主阀芯2的滑移行程；主阀芯2中间前后端分别配装有主单向阀组件D和快闭单向阀组件K；主单向阀组件D自由流入端与第一主油口A连通；快闭单向阀组件K包括有并联配置的单向阀K1和节流阀K2，单向阀K1的自由流入端与所述的第二主油口B连通；前端盖10配有外控口Pp，并控制主阀芯2的向后滑移运行。

主阀芯2中间段外圈制有两个向外凸起的前截止体21和后止动体25；前截止体21外圈面为锥形面，后止动体25前顶环制有倾斜面25a。主阀芯2前截止体21锥形面上制有至少一个内凹的节流槽24，且该节流槽24的开口度依前向后逐渐收缩。阀套1通孔13中间段制有向内凸起的前止扣环11和后止动环12；且主阀芯2向前运行时，该前止扣环11内面与前截止体21的锥形面套配，同时后止动环12后内环与后止动体25的倾斜面25a抵触。主阀芯2装配时其前端与前端盖10之间留有前腔a1，相应地，主阀芯2后端与后端盖9之间也设有后腔a6。

主阀芯2后端内侧制有弹簧盖孔27，弹簧盖孔27的外侧制有后凹孔28；所述的单向阀K1包括有弹簧盖6、钢珠3及小圈径弹簧7；所述的弹簧盖6与弹簧盖孔27插入配合，该弹簧盖6前端中间制有钢珠孔61，且钢珠孔61与钢珠3嵌配；在本实施中的钢珠3可以改成锥形针结构，即均具备单向阀的功能。

后凹孔28内嵌配有大圈径弹簧8，该大圈径弹簧8后端与后端盖9内面抵触配合。主阀芯2中间从前向后依次制有前单向阀孔23和中间过渡孔26，且中间过渡孔26与后止动环25以后的主阀芯2外壁面贯通；前截止体21前端制有内凹环体2a，该内凹环体2a上制有与前单向阀孔23贯通的穿孔22；主阀芯2一侧直线制有第二油口a2，该第二油口a2均与所述的后凹孔28、前单向阀孔23连通，且位于后凹孔28端的第二油口a2孔内配装有阻尼4，且该阻尼4构成节流阀K2。

主阀芯2弹簧盖孔27中间向前制有第三油口a3，第三油口a3前端与第二油口a2连通，且该第三油口a3后端口为保持尖角的内控孔口环b1，钢珠3能与该内控孔口环b1紧密抵触，并控制两者配合时的密封；弹簧盖6中间制有弹簧孔62，并经尾部的第五油口a5与后端贯通；弹簧孔62内嵌配有钢珠弹簧5，且该钢珠弹簧5前端与钢珠3顶配。

弹簧盖6外圈后侧制有销状体63，该销状体63的外圈与小圈径弹簧7套配，所述的小圈径弹簧7后端与后端盖9内面抵触配合；弹簧盖6前端制有内凹的环孔64，弹簧盖6前端在其外圈与钢珠孔61之间轴向制有第四油口a4，且该第四油口a4与环孔64连通，并贯通于销状体63外壁面。在本实施例中的第四油口a4可以是4个，也可以是6个，两者方案均可。

主阀芯2前单向阀孔23内滑动配合有主单向阀组件D的顶头D1，该顶头D1的后端抵触于前单向阀孔23和中间过渡孔26之间的交接处，并控制两者之间液流通断；顶头D1的前端嵌配有主单向阀弹簧D2，主单向阀弹簧D2前端配有主单向阀尾座D3，且该主单向阀尾座D3与主阀芯2前端密封连接；主单向阀尾座D3前端制有向前凸起的导向杆D4，该导向杆D4与外控口Pp内腔滑动并密封配合。顶头D1头端处制有顶头附助孔D1a，且该附助孔D1a能与前单向阀孔23后部连通；导向杆D4后端中间孔配装有泄漏阻尼C，该导向杆D4位于泄漏阻尼C的前侧位置制有杆体附助孔D4a，且该杆体附助孔D4a与前腔a1连通。

本发明实施例的设计原理如下：

如图1、图2和图3所示，平衡阀阀芯快闭的功能作用机构是弹簧腔单向阀，快闭单向阀组件包括钢珠3，钢珠弹簧5、弹簧盖6。单向阀中的钢珠3顶着主阀芯2；内控孔口环b1处保持尖角，主要起线性密封；盖中内面b4用于控制其行程；钢珠3后端由钢珠弹簧5顶着，弹簧盖6顶着钢珠弹簧5，弹簧盖6与主阀芯2相抵，盖前面b5与阀芯内凹面b2配合，弹簧盖6侧面与主阀芯2相配，其盖后台阶面b3处由小圈径弹簧7顶着。当主阀芯2沿轴向运动时，快闭单向阀组件与主阀芯2一起运动。

弹簧盖6上设有第四油口a4和第五油口a5，主阀芯2上设有第三油口a3、第二油口a2与第二主油口B和前腔a1相通。

本发明实施例应用在绞车上的具体说明如下：

如图4所示，是应用在绞车上的液压原理图；阀套1上的第一主油口A与操纵阀H的第一工作油口A1相连，第二主油口B与液压油缸G无杆腔第二工作油口B1相连，三位四通操纵阀H的第三工作油口B3分别与液压油缸G的有杆腔第四工作油口B2、外控口Pp相连，操纵阀H的另外输入压力油口P和输出回油口O分别接压力油源和回油箱。

本阀快闭工作的过程如下：使负载W限速下放至静止半空：把三位四通操纵阀H打到右边，此时输入压力油口P与操纵阀H中的第三工作油口B3相连，第一工作油口A1则与油箱相连，输入压力油口P压力油经油管从第三工作油口B3、第四工作油口B2进入液压油缸G的有杆腔上第四工作油口B2，控制管路第三工作油口B3、第四工作油口B2中的压力通过外控口Pp作用于主阀芯2上使其向右移动，后腔a6中油经第二油道a2流至第二主油口B，打开主阀芯2与阀套1的密封，使液压油缸G无杆腔上第二工作油口B1中的油液经阀套1的第二主油口B至第一主油口A，再经操纵阀H中的第一工作油口A1流回回油箱；

然后把三位四通操纵阀H打至中位，切断压力源输入压力油口P与操纵阀H第一工作油口A1的通路，主阀芯2要在小圈径弹簧7、大圈径弹簧8和主阀前腔a1与后腔a6面积差产生的压力作用下回复，后腔a6空间面积增大需要吸油，而阻尼4通道面积过小，压力油则由第二主油口B经第二油道a2、第三油道a3推动钢珠3沿第四油道a4进入后腔a6，主阀芯2回复加快，加快切断第一主油口A与第二主油口B之间的通路，液压油缸G无杆腔内压力油不会经本阀倒流至操纵阀H回油箱，阻止负载自行下降。

本发明的优点在于：采用内外嵌配滑移结构的阀套、主阀芯及各单向阀、节流阀等，整体设计合理，结构紧凑；阀套外圈光圆，成圆筒体外形，具体使用时安装便捷性好，互配性好；在主阀芯后腔同时嵌设单向阀结构，在实际操作时能有效地减少液压缸回缩时的下沉距离，也不会引起液压缸无杆腔的瞬间高压，整个设计结构简单，效果明显，整个阀体操作性强；在操纵阀开启时，整体运行的平稳性在主阀芯自动复位时得到保障，即同时进行了针对性的调节功能，也不必考虑液压缸是否会加大下沉距离，整个阀件设计功能完善，使用效果好；主阀芯两端均配有密封的滑配结构，且阀套两端均配有结构简单的端盖体，整个设计可靠性强，使用寿命长。

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 (10)

1.一种阀芯快闭的平衡阀，包括阀套(1)和主阀芯(2)，所述的阀套(1)壳面前后侧分别制有第一主油口(A)和第二主油口(B)；其特征是：所述的阀套(1)中间制有与主阀芯(2)滑动配合的通孔(13)，通孔(13)的两端分别密封配装有前端盖(10)和后端盖(9)，并控制主阀芯(2)的滑移行程；所述的主阀芯(2)中间前后端分别配装有主单向阀组件(D)和快闭单向阀组件(K)；所述的主单向阀组件(D)自由流入端与第一主油口(A)连通；所述的快闭单向阀组件(K)包括有并联配置的单向阀(K1)和节流阀(K2)，单向阀(K1)的自由流入端与所述的第二主油口(B)连通；所述的前端盖(10)配有外控口(Pp)，并控制主阀芯(2)的向后滑移运行。

2.根据权利要求1所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的主阀芯(2)中间段外圈制有两个向外凸起的前截止体(21)和后止动体(25)；所述的前截止体(21)外圈面为锥形面，所述的后止动体(25)前顶环制有倾斜面(25a)。

3.根据权利要求2所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的主阀芯(2)前截止体(21)锥形面上制有至少一个内凹的节流槽(24)，且该节流槽(24)的开口度依前向后逐渐收缩。

4.根据权利要求2所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的阀套(1)通孔(13)中间段制有向内凸起的前止扣环(11)和后止动环(12)；且主阀芯(2)向前运行时，该前止扣环(11)内面与前截止体(21)的锥形面套配，同时所述的后止动环(12)后内环与后止动体(25)的倾斜面(25a)抵触。

5.根据权利要求4所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的主阀芯(2)后端内侧制有弹簧盖孔(27)，弹簧盖孔(27)的外侧制有后凹孔(28)；所述的单向阀(K1)包括有弹簧盖(6)、钢珠(3)及小圈径弹簧(7)；所述的弹簧盖(6)与弹簧盖孔(27)插入配合，该弹簧盖(6)前端中间制有钢珠孔(61)，且钢珠孔(61)与钢珠(3)嵌配；

所述的后凹孔(28)内嵌配有大圈径弹簧(8)，该大圈径弹簧(8)后端与所述的后端盖(9)内面抵触配合。

6.根据权利要求5所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的主阀芯(2)中间从前向后依次制有前单向阀孔(23)和中间过渡孔(26)，且中间过渡孔(26)与后止动环(25)以后的主阀芯(2)外壁面贯通；所述的前截止体(21)前端制有内凹环体(2a)，该内凹环体(2a)上制有与前单向阀孔(23)贯通的穿孔(22)；

所述的主阀芯(2)一侧直线制有第二油口(a2)，该第二油口(a2)均与所述的后凹孔(28)、前单向阀孔(23)连通，且位于后凹孔(28)端的第二油口(a2)孔内配装有阻尼(4)，且该阻尼(4)构成所述的节流阀(K2)。

7.根据权利要求6所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的主阀芯(2)弹簧盖孔(27)中间向前制有第三油口(a3)，第三油口(a3)前端与所述的第二油口(a2)连通，且该第三油口(a3)后端口为保持尖角的内控孔口环(b1)，所述的钢珠(3)能与该内控孔口环(b1)紧密抵触，并控制两者配合时的密封；

所述的弹簧盖(6)中间制有弹簧孔(62)，并经尾部的第五油口(a5)与后端贯通；所述的弹簧孔(62)内嵌配有钢珠弹簧(5)，且该钢珠弹簧(5)前端与钢珠(3)顶配。

8.根据权利要求6所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的弹簧盖(6)外圈后侧制有销状体(63)，该销状体(63)的外圈与所述的小圈径弹簧(7)套配，所述的小圈径弹簧(7)后端与后端盖(9)内面抵触配合；

所述的弹簧盖(6)前端制有内凹的环孔(64)，弹簧盖(6)前端在其外圈与钢珠孔(61)之间轴向制有第四油口(a4)，且该第四油口(a4)与环孔(64)连通，并贯通于销状体(63)外壁面。

9.根据权利要求6所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的主阀芯(2)前单向阀孔(23)内滑动配合有主单向阀组件(D)的顶头(D1)，该顶头(D1)的后端抵触于前单向阀孔(23)和中间过渡孔(26)之间的交接处，并控制两者之间液流通断；

所述的顶头(D1)的前端嵌配有主单向阀弹簧(D2)，主单向阀弹簧(D2)前端配有主单向阀尾座(D3)，且该主单向阀尾座(D3)与所述的主阀芯(2)前端密封连接；所述的主单向阀尾座(D3)前端制有向前凸起的导向杆(D4)，该导向杆(D4)与所述的外控口(Pp)内腔滑动并密封配合。

10.根据权利要求6所述的一种阀芯快闭的平衡阀，其特征是：所述的主阀芯(2)装配时其前端与前端盖(10)之间留有前腔(a1)，相应地，所述的主阀芯(2)后端与后端盖(9)之间也设有后腔(a6)；

所述的顶头(D1)头端处制有顶头附助孔(D1a)，且该附助孔(D1a)能与前单向阀孔(23)后部连通；所述的导向杆(D4)后端中间孔配装有泄漏阻尼(C)，该导向杆(D4)位于泄漏阻尼(C)的前侧位置制有杆体附助孔(D4a)，且该杆体附助孔(D4a)与前腔(a1)连通。

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