CN102287412A - 一种超高压比例泄压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高压比例泄压阀，其特征在于：包括阀壳；具有穿孔的阀座；具有轴向孔道的插装阀体；具有阶梯穿孔的主阀芯，主阀芯的右端插设在阀座的穿孔内并与该穿孔内壁之间形成第二间隙，主阀芯的右移能将阀座的穿孔封堵住；第一弹簧座及第一弹簧，位于弹簧腔内，第一弹簧座具有连接通道；钢球及第二弹簧；控制活塞及第三弹簧，第二油口与控制活塞的活塞部右端的腔室连通；控制小阀芯，控制小阀芯的外周与阶梯穿孔的小孔部的内壁之间具有第三间隙，控制小阀芯的前移能顶开钢球，控制小阀芯的进一步前移还能推动主阀芯右移。它是一种结构简单合理且体积小的超高压比例泄压阀，其还具有重量轻、制造成本低、控制精度高的优点。

Description

一种超高压比例泄压阀

技术领域

本发明涉及一种液压阀，尤其指一种用于超高压液压系统中完成超高压泄压功能的比例泄压阀。

背景技术

超高压泄压阀是应用在人造金刚石六面顶压机超高压液压系统中的主要的液压元件，其主要功能是在六面顶压机完成产品保压压制后，将压机油缸容腔中的超高压压力按照产品工艺要求泄荷到零。如图3所示，现有的超高压泄压阀为包含了四组超高压液控单向阀、电磁换向阀、一个阻尼孔的阀组，通过控制几组电磁换向阀工作来控制泄压速度。

现有超高压泄压阀在使用过程中存在以下四个缺点：首先，泄压阀整体的体积和重量都很大，给客户使用和安装造成一定的困难；其次，采用四组控制阀组使用成本高；另外，泄压速度为开关式控制方法，泄压速度不能连续控制，也不能构成闭环控制，控制精度低，影响产品质量；最后，传统泄压阀通过设置阻尼孔进行泄压，而阻尼孔的加工比较困难，阻尼孔的阀组结构复杂。

故现有的超高压泄压阀还可作进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构简单合理且体积小的超高压比例泄压阀，其还具有重量轻、制造成本低、控制精度高的优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超高压比例泄压阀，其特征在于：包括阀壳，阀壳上开有与阀壳的内部通道相通的第一油口、第二油口和泄压口；具有穿孔的阀座，设于阀壳的内部通道中并与内部通道之间形成液密封；具有轴向孔道的插装阀体，螺纹插接在阀壳的内部通道的左端开口处，插装阀体的轴向孔道中部具有环形内肩胛，该环形内肩胛将轴向孔道分隔成弹簧腔和阀芯腔，插装阀体的侧壁上还开有连通第一油口和阀芯腔的连接孔；具有阶梯穿孔的主阀芯，位于阀芯腔内并能左右滑移，主阀芯的左端穿过所述环形内肩胛并与环形内肩胛内周壁之间形成第一间隙，主阀芯的右端插设在阀座的穿孔内并与该穿孔内壁之间形成第二间隙，主阀芯的右移能将阀座的穿孔封堵住；第一弹簧座，位于弹簧腔内，第一弹簧座的右端插设所述阶梯穿孔内，第一弹簧座具有连通弹簧腔和阶梯孔的连接通道，弹簧腔内还设有使第一弹簧座及主阀芯保持右移趋势的第一弹簧；钢球，位于所述阶梯穿孔的大孔部内，阶梯穿孔的大孔部内还设有作用于钢球并使钢球封堵住阶梯穿孔的小孔部趋势的第二弹簧；控制活塞，位于阀壳的内部通道的右端并能左右滑移，控制活塞的活塞部与内部通道形成液密封，控制活塞的杆部上还套设有使控制活塞保持右移趋势的第三弹簧，所述第二油口通过阀壳内的过渡通道与控制活塞的活塞部右端的腔室连通，所述泄压口位于控制活塞的活塞部和阀座之间；控制小阀芯，固定在控制活塞的杆部的前端，控制小阀芯的前端穿设在所述阶梯穿孔的小孔部内，控制小阀芯的外周与阶梯穿孔的小孔部的内壁之间具有第三间隙，控制小阀芯的前移能顶开所述钢球，控制小阀芯的进一步前移还能推动主阀芯左移。

进一步改进，本泄压阀上述第二油口通过插装在阀壳上的比例减压阀与所述过渡通道连通，该比例泄压阀用以控制从第二油口流入到过渡通道的压力油的压力。比例减压阀可根据控制电流的大小调节从第二油口进入到过渡通道内的油压压力，该油压压力决定控制活塞左移的距离，进而决定泄压的速度，控制方式简单易操作，而且比例减压阀为常规部件，采购方便，当然还可通过其它结构控制从第二油口流入到过渡通道的压力油的压力。

上述第二弹簧通过第二弹簧座作用于所述钢球，即第二弹簧的左端抵靠在插设于阶梯穿孔内的第一弹簧座上，第二弹簧的右端抵靠在所述第二弹簧座上。这样能使钢球受力更均匀，确保钢球有效封堵住阶梯穿孔的小孔部。

上述阀壳的内部通道中部具有内肩胛部，该内肩胛部的右端形成活塞腔，所述控制活塞的活塞杆活动穿过内肩胛部，所述第三弹簧一端抵靠在该内肩胛部上，第三弹簧的另一端抵靠在控制活塞上，所述内肩胛部上还开有连通所述活塞腔和泄压口的通孔。内肩胛部不但对控制活塞的活塞杆起到导向作用，而且还对第二弹簧起到支撑的作用。

上述主阀芯的中部具有锥形面，主阀芯的右移能使该锥形面与阀座的穿孔的进口处接触配合。锥形面能对阀座的穿孔的进口处进行更好的线接触密封，提高主阀芯的密封效果。

上述泄压口与比例减压阀的泄压口相通。当系统工作压力过高，导致过渡通道内油压压力高，这时比例减压阀还起到溢流阀的作用。

为便于将主阀芯、第一弹簧座和第一弹簧等部件组装到插装阀体的轴向孔道内，上述插装阀体的右端螺纹连接有螺帽而封闭，所述第一弹簧的左端顶持在螺帽上。

上述阀壳由左阀块和右阀块组成，所述第一油口和泄压口设置在左阀块上，所述左阀块具有左右贯穿的轴孔，所述右阀块固定在左阀块的右端并将所述轴孔右端开口封闭，所述第二油口及过渡通道设置在右阀块上。该阀壳结构便于将第三弹簧和活塞组装到阀壳内。

上述右阀块上开有与左阀块的轴孔相通的螺纹通孔，该螺纹通孔内螺纹连接有应急调整螺杆，该应急调整螺杆左端伸入轴孔内并与控制活塞抵触。应急调整螺杆起到应急泄压的作用，在电路或液压系统出现故障，便可以进行人工手动进行应急泄压，人工转动应急调整螺杆，在外力作用下推动活塞左移，打开钢球及主阀芯进行快速泄压。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本超高压比例泄压阀无需采用成本较高的四组电磁换向阀和四组超高压液控单向阀，另外涉及各部件的结构简单、整体成本低；而且该阀采用钢球的先导控制，如果没有钢球，则超高压压力作用的面积很大，主阀芯开启需要的压力会很大，因此活塞的直径很大，会增大阀的体积和重量，设置钢球，可以将弹簧腔的油泄掉之后，主阀芯只受弹簧力作用，开启压力较小，故该泄压阀、体积小、重量轻、结构合理；最后，本泄压阀通过三个间隙来控制高压泄压，相对现有采用阻尼孔来控制更为简单，其还通过主阀芯的移动，使得主阀芯的右端插设在阀座的穿孔内的长度发生改变，进而改变比例调节泄压速度，使得本泄压阀的泄压速度能进行连续控制、而且控制精度高。

附图说明

图1为本发明实施例的结构剖视图；

图2为本发明实施例的原理图；

图3为现有超高压泄压阀的原理图。

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、2所示，为本发明的一个优选实施例。

一种超高压比例泄压阀，包括

阀壳1，阀壳1上开有与阀壳的内部通道相通的第一油口B、第二油口X和泄压口T，阀壳1由左阀块11和右阀块12组成，第一油口B和泄压口T设置在左阀块11上，左阀块11具有左右贯穿的轴孔，该轴孔形成阀壳1的内部通道，右阀块12固定在左阀块11的右端并将轴孔右端开口封闭，第二油口X设置在右阀块12上。

具有穿孔的阀座9，设于阀壳1的内部通道中并与阀壳1的内部通道之间形成液密封。

具有轴向孔道的插装阀体2，螺纹插接在阀壳1的内部通道的左端开口处，插装阀体2的右端螺纹连接有螺帽25而封闭，插装阀体2的轴向孔道中部具有环形内肩胛21，该环形内肩胛21将轴向孔道分隔成弹簧腔22和阀芯腔23，插装阀体2的侧壁上还开有连通第一油口B和阀芯腔23的连接孔24。

具有阶梯穿孔31的主阀芯3，位于阀芯腔23内并能左右滑移，主阀芯3的左端穿过环形内肩胛21并与环形内肩胛21内周壁之间形成第一间隙a，主阀芯3的右端插设在阀座9的穿孔内并与该穿孔内壁之间形成第二间隙b，主阀芯3的右移能将阀座9的穿孔封堵住，主阀芯3的中部具有锥形面32，主阀芯3的右移能使该锥形面32与阀座9的穿孔的进口处接触配合。

第一弹簧座16，位于弹簧腔22内，第一弹簧座16的右端插设在主阀芯3的阶梯穿孔31内，第一弹簧座16具有连通弹簧腔22和阶梯孔31的连接通道161，弹簧腔22内还设有使第一弹簧座16及主阀芯3保持右移趋势的第一弹簧17，第一弹簧17的左端顶持在螺帽25上。

钢球8，位于阶梯穿孔31的大孔部内，阶梯穿孔31的大孔部内还设有作用于钢球8并使钢球8封堵住阶梯穿孔31的小孔部趋势的第二弹簧4，第二弹簧4通过第二弹簧座5作用于钢球8，即第二弹簧4的左端抵靠在插设于阶梯穿孔31内的第一弹簧座16上，第二弹簧4的右端抵靠在第二弹簧座5上。

控制活塞7，位于阀壳1的内部通道的右端并能左右滑移，控制活塞7的活塞杆活动穿过内肩胛部15，控制活塞7的活塞部与活塞腔24内周壁之间形成液密封，控制活塞7的杆部上还套设有使控制活塞7保持右移趋势的第三弹簧19，第三弹簧19一端抵靠在该内肩胛部15上，第三弹簧19的另一端抵靠在控制活塞7上，内肩胛部15上还开有连通活塞腔24和泄压口T的通孔151；第二油口X通过阀壳1内的过渡通道13与控制活塞7的活塞部右端的腔室连通，泄压口T位于控制活塞7的活塞部和阀座9之间；而第二油口X通过插装在阀壳1上的比例减压阀14与过渡通道13连通，该比例泄压阀14用以控制从第二油口X流入到过渡通道13的压力油的压力，阀壳上的泄压口T与比例减压阀14的泄压口相通，比例泄压阀14可从市场上直接购买到。

控制小阀芯6，固定在控制活塞7的杆部的前端，控制小阀芯6的前端穿设在阶梯穿孔31的小孔部内，控制小阀芯6的外周与阶梯穿孔31的小孔部的内壁之间具有第三间隙c，控制小阀芯6的前移能顶开钢球8，控制小阀芯6的进一步前移还能推动主阀芯3左移。

右阀块12上开有与左阀块11的轴孔相通的螺纹通孔121，该螺纹通孔121内螺纹连接有应急调整螺杆10，应急调整螺杆10与螺纹通孔121之间为液密封，该应急调整螺杆10左端伸入轴孔内并与控制活塞7抵触，应急调整螺杆10的外端还螺纹连接有锁紧螺母18。

本实施例中的各种液密封均采用密封圈进行液密封。

本超高压比例泄压阀的工作原理及过程如下：

当对第一油口B压力进行保压时，主阀芯3在第一弹簧17的作用力下压紧到阀座9上面，同时钢球8在第二弹簧4的作用力下压紧到主阀芯3的阶梯穿孔31的小孔部上，第一油口B的压力油经过主阀芯3和插装阀体2之间的第一间隙a，进入到弹簧腔22中，同时作用在钢球8和主阀芯3上面，故此时，钢球8和主阀芯3的阶梯穿孔31的小孔部，使锥阀芯3的锥形面32与阀座9的穿孔的进口处接触配合，它们都是线密封无泄漏，可以将压力保持在超高压状态，即第一油口B与泄压口T之间阻断。

当需要进行泄压工作时，第二油口X通入压力油，比例减压阀14根据控制电流的大小调节流道过渡通道13内的压力油的输出压力大小，过渡通道13内的压力油直接作用到控制活塞7上。当过渡通道13内的油压力，足以克服第三弹簧19的弹力，控制活塞7向左运动，当油压大于第一弹簧17和第二弹簧4及超高压压力作用在钢球8上面产生的力时，推动控制小阀芯6将钢球8顶开，此时第一油口B的压力油依次经过第一间隙a、弹簧腔22、第一弹簧座16上的连接通道161、第三间隙最终流入泄压口T，第一油口B的压力缓慢下降。因为第一间隙a和第三间隙c很小，大约在0.01mm左右，此时泄压速度很平缓，不会产生超高压时泄压速度很快的现象。

如果泄压速度不够快，比例减压阀14上的控制电流会加大，这样仅第二油口X流到过渡通道13内的压力油的压力加大，比例减压阀14的工作原理为现有技术，控制活塞7继续向左运动，控制小阀芯6和主阀芯3接触，并将主阀芯3顶开，第一油口B的压力油通过将第二间隙b流入到泄压口T，加快泄压速度。

通过调节比例减压阀14的控制电流大小，可以任意改变主阀芯3右端插设在阀座的穿孔内的长度L，因此可以比例调节泄压速度大小。

在电路或液压系统出现故障，便可以进行人工手动进行应急泄压，将扳手插入应急调整螺杆10后端的内六角孔中，转动应急调整螺杆10，在外力作用下推动控制活塞7左移，打开钢球8及主阀芯3进行快速泄压。

通过在超高压区设置压力传感器，可以很方便的完成对泄压速度的闭环控制。

Claims (9)

1.一种超高压比例泄压阀，其特征在于：包括

阀壳(1)，阀壳(1)上开有与阀壳的内部通道相通的第一油口(B)、第二油口(X)和泄压口(T)；

具有穿孔的阀座(9)，设于阀壳(1)的内部通道中并与内部通道之间形成液密封；

具有轴向孔道的插装阀体(2)，螺纹插接在阀壳(1)的内部通道的左端开口处，插装阀体(2)的轴向孔道中部具有环形内肩胛(21)，该环形内肩胛(21)将轴向孔道分隔成弹簧腔(22)和阀芯腔(23)，插装阀体(2)的侧壁上还开有连通第一油口(B)和阀芯腔(23)的连接孔(24)；

具有阶梯穿孔(31)的主阀芯(3)，位于所述阀芯腔(23)内并能左右滑移，主阀芯(3)的左端穿过所述环形内肩胛(21)并与环形内肩胛(21)内周壁之间形成第一间隙(a)，主阀芯(3)的右端插设在阀座(9)的穿孔内并与该穿孔内壁之间形成第二间隙(b)，主阀芯(3)的右移能将阀座(9)的穿孔封堵住；

第一弹簧座(16)，位于弹簧腔(22)内，第一弹簧座(16)的右端插设在所述阶梯穿孔(31)内，第一弹簧座(16)具有连通弹簧腔(22)和阶梯孔(31)的连接通道(161)，所述弹簧腔(22)内还设有使第一弹簧座(16)及主阀芯(3)保持右移趋势的第一弹簧(17)；

钢球(8)，位于所述阶梯穿孔(31)的大孔部内，阶梯穿孔(31)的大孔部内还设有作用于钢球(8)并使钢球(8)封堵住阶梯穿孔(31)的小孔部趋势的第二弹簧(4)；

控制活塞(7)，位于阀壳(1)的内部通道的右端并能左右滑移，控制活塞(7)的活塞部与内部通道形成液密封，控制活塞(7)的杆部上还套设有使控制活塞(7)保持右移趋势的第三弹簧(19)，所述第二油口(X)通过阀壳(1)内的过渡通道(13)与控制活塞(7)的活塞部右端的腔室连通，所述泄压口(T)位于控制活塞(7)的活塞部和阀座(9)之间；

控制小阀芯(6)，固定在控制活塞(7)的杆部的前端，控制小阀芯(6)的前端穿设在所述阶梯穿孔(31)的小孔部内，控制小阀芯(6)的外周与阶梯穿孔(31)的小孔部的内壁之间具有第三间隙(c)，控制小阀芯(6)的前移能顶开所述钢球(8)，控制小阀芯(6)的进一步前移还能推动主阀芯(3)左移。

2.根据权利要求1所述的超高压比例泄压阀，其特征在于：所述第二油口(X)通过插装在阀壳(1)上的比例减压阀(14)与所述过渡通道(13)连通，该比例泄压阀(14)用以控制从第二油口(X)流入到过渡通道(13)的压力油的压力。

3.根据权利要求1所述的超高压比例泄压阀，其特征在于：所述第二弹簧(4)通过第二弹簧座(5)作用于所述钢球(8)，即第二弹簧(4)的左端抵靠在插设于阶梯穿孔(31)内的第一弹簧座(16)上，第二弹簧(4)的右端抵靠在所述第二弹簧座(5)上。

4.根据权利要求1所述的超高压比例泄压阀，其特征在于：所述阀壳(1)的内部通道中部具有内肩胛部(15)，该内肩胛部(15)的右端形成活塞腔(24)，所述控制活塞(7)的活塞杆活动穿过内肩胛部(15)，所述第三弹簧(19)一端抵靠在该内肩胛部(15)上，第三弹簧(19)的另一端抵靠在控制活塞(7)上，所述内肩胛部(15)上还开有连通所述活塞腔(24)和泄压口(T)的通孔(151)。

5.根据权利要求1所述的超高压比例泄压阀，其特征在于：所述主阀芯(3)的中部具有锥形面(32)，主阀芯(3)的右移能使该锥形面(32)与阀座(9)的穿孔的进口处接触配合。

6.根据权利要求2所述的超高压比例泄压阀，其特征在于：所述泄压口(T)与比例减压阀(14)的泄压口相通。

7.根据权利要求1所述的超高压比例泄压阀，其特征在于：所述插装阀体(2)的右端螺纹连接有螺帽(25)而封闭，所述第一弹簧(17)的左端顶持在螺帽(25)上。

8.根据权利要求1～7中任一权利要求所述的超高压比例泄压阀，其特征在于：所述阀壳(1)由左阀块(11)和右阀块(12)组成，所述第一油口(B)和泄压口(T)设置在左阀块(11)上，所述左阀块(11)具有左右贯穿的轴孔，所述右阀块(12)固定在左阀块(11)的右端并将所述轴孔右端开口封闭，所述第二油口(X)及过渡通道(13)设置在右阀块(12)上。

9.根据权利要求8所述的超高压比例泄压阀，其特征在于：所述右阀块(12)上开有与左阀块(11)的轴孔相通的螺纹通孔(121)，该螺纹通孔(121)内螺纹连接有应急调整螺杆(10)，该应急调整螺杆(10)左端伸入轴孔内并与控制活塞(7)抵触。

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