CN102606554B - 压力调节装置及液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力调节装置，用于调节液压系统压力，其包括阀体、第一阀芯和第一弹性件。当流体压力作用于第一阀芯的入口端时，使得部分流体经由第一流道进入第一弹性腔，当第一阀芯的入口端与出口端存在压力差时，该压力差使得第一阀芯沿第一主腔的轴向滑动。本发明还公开了一种液压系统。本发明公开的压力调节装置以及液压系统结构简单、拆装维护方便，能够有效削减因外界干扰引起的干扰压力，防止系统压力波动。

Description

压力调节装置及液压系统

技术领域

本发明涉及液压控制系统领域，特别是涉及一种压力调节装置以及一种具有该压力调节装置的液压系统。

背景技术

在压力传动系统中，压力阀主要利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作，用来控制油液压力高低。用来维持定压的压力阀是溢流阀，常用于调节进入系统的流量，并保持系统的压力基本恒定。

现有的液压系统中一般都配置有溢流阀，请参阅图1，图1是现有技术中一种溢流阀的原理图，压力油由进油口P进入溢流阀11，经孔C进入油腔后作用在阀芯的底面101上，当进油口P处压力较低时，阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，将进油口P和回油口T隔断，阀处于关闭状态，没有溢流。当进油口P压力升高至作用在阀芯底面101上的压力大于溢流阀11的设定压力值时，阀芯上升，阀口打开，油液由进油口P经回油口T排回油箱。这样就可以实现滤除高于溢流阀设定的压力峰值，液压系统在正常工作状态下系统的压力值低于溢流阀设定值。但是，如果由于外界的干扰引起的压力波动没有超过溢流阀的设定压力值，溢流阀就不工作，也就不能起到平顺压力波动的作用。

此外，现有的溢流阀对于液压系统工作启动的瞬间建压时间的长短无法进行调节，难以控制液压系统工作启动时的平稳性。

发明内容

本发明提供一种压力调节装置，解决现有技术中无法削减干扰压力的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种压力调节装置，用于调节液压系统压力，其包括阀体、第一阀芯、第一弹性件、第二主腔、第二阀芯以及第二弹性件。阀体设置有第一主腔以及与第一主腔流体连通的压力油口和回油口；第一阀芯设置于第一主腔内，并把第一主腔分割成第一弹性腔和第一缓冲腔，第一弹性腔与回油口相连通，第一阀芯内部设有轴向贯通的第一流道，第一流道的两端分别连接压力油口和第一弹性腔，第一阀芯的入口端连接压力油口；第一弹性件设置于第一弹性腔内，第一弹性件的一端抵接第一阀芯的出口端。当流体压力作用于第一阀芯的入口端时，使得部分流体经由第一流道进入第一弹性腔，当第一阀芯的入口端与出口端存在压力差时，该压力差使得第一阀芯沿第一主腔的轴向滑动；第二主腔设置于阀体内，且与第一主腔流体连通；第二阀芯设置于第二主腔内，并把第二主腔分割成第二弹性腔和第二缓冲腔，第二弹性腔与回油口相连通，第二阀芯内部设有轴向贯通的第二流道，第二流道的两端分别连接第一弹性腔和第二弹性腔，第二阀芯的入口端连接第一弹性腔；第二弹性件设置于第二弹性腔内，第二弹性件的一端抵接第二阀芯的出口端；其中，当流体压力作用于第一阀芯的入口端时，使得部分流体经由第一流道进入第一弹性腔，使得流体压力作用于第二阀芯的入口端，进一步使得部分流体经由第二流道进入第二弹性腔，当第二阀芯的入口端与出口端存在压力差时，压力差使得第二阀芯沿第二主腔的轴向滑动。

其中，第一流道内部安装有第一阻尼件。

其中，压力调节装置还包括安装于阀体上的第一堵头，第一堵头用于封闭第一主腔，第一弹性件的另一端抵接第一堵头。

其中，阀体还设置有与第一主腔的第一缓冲腔相连通的第一侧腔，第一阀芯包括第一部分、第二部分和第三部分，其第一部分与第一侧腔相适配，其第二部分与第一主腔相适配，其第三部分接合第一弹性件。

其中，上述的压力调节装置中，第一阀芯与第一主腔相适配的第二部分开设有轴向贯通的通道，使得第一弹性腔与第一缓冲腔相连通。

其中，第二流道内部安装有第二阻尼件。

其中，压力调节装置还包括安装于阀体上的第二堵头，第二堵头用于封闭第二主腔，第二弹性件的另一端抵接第二堵头；阀体还设置有与第二主腔的第二缓冲腔相连通的第二侧腔，第二阀芯包括第一部分、第二部分和第三部分，第二阀芯的第一部分与第二侧腔相适配，第二阀芯的第二部分与第二主腔相适配，第二阀芯的第三部分接合第二弹性件。

其中，阀体上开设有第一泄油口和第二泄油口，阀体内部开设有连通第一泄油口与第一缓冲腔的第一泄油通道，且开设有连通第二泄油口与第二缓冲腔的第二泄油通道，第一泄油口和/或第二泄油口处安装有泄油口堵头。

本发明还提供一种液压系统，其包括上述的压力调节装置。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明公开的压力调节装置以及液压系统，结构简单、拆装维护方便，其通过在阀芯内部设置流道，能够有效削减因外界干扰引起的干扰压力，防止系统压力波动，解决液压系统工作启动时的平稳性难以控制的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是现有技术中一种溢流阀的原理图；

图2是根据本发明实施例一的压力调节装置在非工作状态时的结构示意图；

图3是根据本发明实施例一的压力调节装置在工作状态时的结构示意图；

图4是根据本发明实施例二的压力调节装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一、

请一并参阅图2和图3，其分别显示了根据本发明压力调节装置20的一个实施例在非工作状态时以及在工作状态时的结构示意图。该压力调节装置20包括：阀体21、第一阀芯22、第一弹性件23。

阀体21包括第一主腔211以及与第一主腔211流体连通的压力油口P和回油口T。第一阀芯22设置于第一主腔211内，并把第一主腔211分割成第一弹性腔2111和第一缓冲腔2112，第一弹性腔2111与回油口T相连通。第一阀芯22内部设有轴向贯通的第一流道224，第一流道224的两端分别连接压力油口P和第一弹性腔2111，第一阀芯22的入口端A连接压力油口P。第一弹性件23设置于第一弹性腔2111内，第一弹性件23的一端抵接第一阀芯22的出口端B。

下面介绍压力调节装置20的工作原理。

当第一阀芯22的入口端A与出口端B没有压力差时，请参阅图2，液压系统处于稳定状态，压力调节装置20处于非工作状态，即自由状态，此时，第一阀芯22、第一弹性件23依据负载工作压力的大小位于固定的位置静止不动，液体依次经压力油口P、第一阀芯入口端A、第一流道224、第一阀芯出口端B，进入第一弹性腔2111，然后经回油口T流出压力调节装置，负载的工作压力依靠液体流过第一流道产生的压降减压。

当液压系统的负载由于干扰或其他不可预见的因素导致负载压力升高时，请参阅图3，第一阀芯22的入口端A与出口端B出现压力差，该压力差使得第一阀芯22压缩第一弹性件23，同时第一阀芯22沿第一主腔211的轴向向左滑动，此时，第一阀芯的右侧出现第一主腔的第一缓冲腔2112，同时，第一弹性腔2111里的液体受到第一阀芯22的挤压，从回油口T排出压力调节装置。

在本发明实施例中，由于负载压力的波动受到第一流道224、第一弹性件23的缓冲作用，削减了压力波动的幅值，滤除了系统工作过程中的干扰压力，使得系统工作更加平稳，柔顺，提高了液压系统的操控性能。

请继续参阅图2和图3，在本发明实施例中，第一流道224的内部还安装有第一阻尼件2241。当压力调节装置处于工作状态时，该第一阻尼件跟随第一阀芯一起运动。该第一阻尼件可以是一个阻尼件，也可以是多个阻尼件并列排布而成；第一阻尼件的形状可以是中空柱体、内部设置有台阶孔的柱体、也可以是内部设有一个或多个小孔的球体或椎体，具体的阻尼件的结构有多种，本领域的技术人员可以根据需要对阻尼件的形状、大小、数量等进行调整，均包括在本发明的保护范围之内。

当液压系统的负载由于干扰或其他不可预见的因素导致负载压力升高时，第一阀芯22的入口端A与出口端B出现压力差，同时第一阻尼件2241靠近第一阀芯入口端A的一侧与第一阻尼件2241靠近第一阀芯出口端B的一侧出现压力差，该压力差使得第一阀芯22压缩第一弹性件23并沿第一主腔211的轴向滑动，这样，第一弹性腔2111里的液体受到第一阀芯22的挤压，从回油口T排出压力调节装置。这样就可以有效的削减干扰压力，防止系统压力波动，保证系统工作压力值可靠建立。

在本发明实施例中，压力调节装置20还包括安装于阀体21上的第一堵头24，用于封闭第一主腔211，在压力调节装置20中，第一弹性件23的一端抵接第一阀芯22的出口端B，另一端抵接该第一堵头24。在第一堵头上，可以设置调节螺钉(图未示)，用于调节第一弹性件的形变量。

在本发明实施例中，阀体21还设置有与第一缓冲腔2112相连通的第一侧腔212，第一阀芯22包括第一部分221、第二部分222和第三部分223，第一部分221与第一侧腔212相适配，第二部分222与第一主腔211相适配，第三部分223接合第一弹性件2111。

在本发明实施例中，第一阀芯22的第二部分222开设有轴向贯通的通道2221和通道2222，使得第一弹性腔2111与第一缓冲腔2112相连通，以维持二者之间压力平衡，使得第一阀芯能够沿第一主腔的轴向滑动。

本实施例的压力调节装置20通过在阀芯内部设置流道，能够削减因外界干扰引起的干扰压力，防止系统压力波动，同时可以解决液压系统工作启动时的平稳性难以控制的问题。

实施例二、

请参阅图4，其显示了根据本发明的压力调节装置的第二个实施例的结构示意图。

在本实施例中，压力调节装置30包括阀体31、第一阀芯32、第一弹性件33、第一堵头34、第二阀芯37、第二弹性件38、第二堵头39。

阀体31包括第一主腔311、第二主腔316、与第一主腔311流体连通的压力油口P1、与第二主腔流体连通的回油口T1。

第一阀芯32设置于第一主腔311内，并把第一主腔311分割成第一弹性腔3111和第一缓冲腔3112，第一弹性腔3111与回油口T1相连通。第一阀芯32内部设有轴向贯通的第一流道324，第一流道324的两端分别连接压力油口P1和第一弹性腔3111，第一阀芯32的入口端A1连接压力油口P1。第一弹性件33设置于第一弹性腔3111内，第一弹性件33的一端抵接第一阀芯32的出口端B1。

第二主腔316设置于阀体31内，且与第一主腔311流体连通；第二阀芯37设置于第二主腔316内，并把第二主腔316分割成第二弹性腔3161和第二缓冲腔3162，第二弹性腔3161与回油口T1相连通，第二阀芯37内部设有轴向贯通的第二流道329，其两端分别连接第一弹性腔3111和第二弹性腔3161，第二阀芯的入口端连接第一弹性腔3111；第二弹性件38设置于第二弹性腔3161内，第二弹性件38的一端抵接第二阀芯37的出口端。

在本发明实施例中，第一流道324的内部还安装有第一阻尼件3241，第二流道329内部安装有第二阻尼件3291。其中，阻尼件的形状、大小、数量等均可以根据需要进行配置，以适应不同液压系统负载压力等级的需要。

本发明实施例中的压力调节装置，可以在第一阀芯靠近出口端的一侧沿垂直于第一流道的方向设置通道320，请参阅图4，在压力调节装置工作时，当第一阀芯32运动到左边极限位置时，第一阀芯32顶住第一堵头34，从而使得压力调节装置在系统压力突然飙升很高时，能够保护第一弹性件33使其不至于压坏，并使得压力调节装置在峰值压力工况下仍然能够继续正常工作。

在安装时，可以先将第一阻尼件3241安装到第一阀芯的第一流道324中，然后再依次安装阀体31、第一阀芯32、第一弹性件33、第一堵头34，第二阀芯37、第二阻尼件3291、第二弹性件38以及第二堵头39的安装方法同上。本发明的压力调节装置结构简单，拆装维护方便。

下面介绍压力调节装置30的工作原理。

当液压系统的负载由于干扰或其他不可预见的因素导致负载压力升高时，第一阀芯32的入口端A1与出口端B1出现压力差，同时第一阻尼件3241靠近第一阀芯入口端A1的一侧与第一阻尼件3241靠近第一阀芯出口端B1的一侧出现压力差，该压力差使得第一阀芯32压缩第一弹性件33并沿第一主腔311的轴向滑动，这样，第一弹性腔3111里的液体受到第一阀芯32的挤压，压力升高，推动第二阀芯37同时压缩第二弹性件38沿第二主腔316的轴向运动，第二阀芯37在轴向运动过程中挤压第二弹性腔3161内的液体，使得液体通过回油口T1排出压力调节装置。

由于负载压力的波动受到第一流道、第一阻尼件、第一弹性件、第二流道、第二阻尼件、第二弹性件的缓冲作用，相比于实施例一，更有效的削减了压力波动的幅值，滤除了系统工作过程中的干扰压力，使得系统工作更加平稳柔顺，进一步提高了液压系统的操控性能。

此外，液体流经第二阻尼件时所建立的压降作用在第一阀芯的出口端B1上，和第一弹性件共同作用在第一阀芯上，产生了一个向右的推力抵消了负载工作压力施加给第一阀芯向左的推力，以达到力的平衡，这样的结构降低了第一弹性件的设计制造要求，能够更大范围的适应各种压力等级工况的需要。

在本发明实施例中，阀体31还设置有第一侧腔312和第二侧腔317。第一侧腔312与第一缓冲腔3112相连通，第一阀芯32包括第一部分321、第二部分322和第三部分323，第一部分321与第一侧腔312相适配，第二部分322与第一主腔311相适配，第三部分323接合第一弹性件33。第二侧腔317与第二主腔316的第二缓冲腔3162相连通，第二阀芯37包括第一部分371、第二部分372和第三部分373，第一部分371与第二侧腔317相适配，第二部分372与第二主腔316相适配，第三部分373接合第二弹性件38。

在实施例一中，第一阀芯的第二部分开设轴向贯通的通道，使得第一弹性腔与第一缓冲腔相连通，以维持二者之间压力平衡，从而使得第一阀芯能够沿第一主腔的轴向滑动。为实现与此相同的功能，在本实施例中，请参阅图4，在阀体31上开设第一泄油口Y1和第二泄油口Y2，在阀体31内部开设连通第一泄油口Y1与第一缓冲腔3112的第一泄油通道S1，且开设连通第二泄油口Y2与第二缓冲腔3162的第二泄油通道S2，在第二泄油口Y2处安装有泄油口堵头，用于封闭第二泄油口Y2，使得第一缓冲腔3112以及第二缓冲腔3162通过第一泄油口与外部油箱流体连通。当然，也可以用堵头将第一泄油口Y1封闭，开通第二泄油口Y2，使得第一缓冲腔3112以及第二缓冲腔3162通过第二泄油口Y2与外部油箱流体连通。这样，就使得第一缓冲腔和第二缓冲腔与压力调节装置外部的油箱中的液体连通，从而实现第一阀芯能够沿第一主腔的轴向滑动、第二阀芯沿第二主腔的轴向滑动。

实施例三、

本发明实施例还提供一种液压系统，其采用上述的压力调节装置，该压力调节装置通过压力油口、回油口、泄油口连接在液压系统中，其中，压力油口通常并连于液压系统的负载敏感工作压力口。该压力调节装置可以配置不同的第一阻尼件、第二阻尼件。

由于该压力调节装置在阀芯内部设置有流道，或者在阀芯内部设置有安装有阻尼件的流道，并设置有弹性件，因此负载压力的波动将受到弹性件、流道或者流道和阻尼件的缓冲作用，故能够大幅度削减因外界干扰引起的干扰压力，防止系统压力波动，同时可以解决液压系统工作启动时的平稳性难以控制的问题，保证液压系统工作的平稳性。

在上文实施例中，第一堵头和/或第二堵头上可以设置调节螺钉，用于调节第一弹性件和/或第二弹性件的形变量。第一弹性件可以是弹簧，也可以是其他可以发生弹性形变的物体，第一弹性件的一端可以直接固定在第一阀芯的出口端上，也可以环绕在阀芯上，均不构成对本发明的限制。第二弹性件类似第一弹性件，此处不再赘述。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明公开的压力调节装置以及液压系统，结构简单、拆装维护方便，并且能够有效削减因外界干扰引起的干扰压力，防止系统压力波动，同时可以解决液压系统工作启动时的平稳性难以控制的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种压力调节装置，用于调节液压系统压力，其特征在于，所述压力调节装置包括：

阀体，设置有第一主腔以及与所述第一主腔流体连通的压力油口和回油口；

第一阀芯，设置于所述第一主腔内，并把所述第一主腔分割成第一弹性腔和第一缓冲腔，所述第一弹性腔与所述回油口相连通，所述第一阀芯内部设有轴向贯通的第一流道，所述第一流道的两端分别连接所述压力油口和所述第一弹性腔，所述第一阀芯的入口端连接所述压力油口；

第一弹性件，所述第一弹性件设置于所述第一弹性腔内，所述第一弹性件的一端抵接所述第一阀芯的出口端；

其中，当流体压力作用于所述第一阀芯的所述入口端时，使得部分流体经由所述第一流道进入所述第一弹性腔，当所述第一阀芯的所述入口端与所述出口端存在压力差时，所述压力差使得所述第一阀芯沿所述第一主腔的轴向滑动；

第二主腔，设置于所述阀体内，且与所述第一主腔流体连通；

第二阀芯，设置于所述第二主腔内，并把所述第二主腔分割成第二弹性腔和第二缓冲腔，所述第二弹性腔与所述回油口相连通，所述第二阀芯内部设有轴向贯通的第二流道，所述第二流道的两端分别连接所述第一弹性腔和所述第二弹性腔，所述第二阀芯的入口端连接所述第一弹性腔；

第二弹性件，所述第二弹性件设置于所述第二弹性腔内，所述第二弹性件的一端抵接所述第二阀芯的出口端；

其中，当流体压力作用于所述第一阀芯的所述入口端时，使得部分流体经由所述第一流道进入所述第一弹性腔，使得流体压力作用于所述第二阀芯的所述入口端，进一步使得部分流体经由所述第二流道进入所述第二弹性腔，当所述第二阀芯的所述入口端与所述出口端存在压力差时，所述压力差使得所述第二阀芯沿所述第二主腔的轴向滑动。

2.根据权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于，所述第一流道内部安装有第一阻尼件。

3.根据权利要求2所述的压力调节装置，其特征在于，所述压力调节装置还包括安装于所述阀体上的第一堵头，所述第一堵头用于封闭所述第一主腔，所述第一弹性件的另一端抵接所述第一堵头。

4.根据权利要求3所述的压力调节装置，其特征在于，所述阀体还设置有与所述第一主腔的所述第一缓冲腔相连通的第一侧腔，所述第一阀芯包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一阀芯的第一部分与所述第一侧腔相适配，所述第一阀芯的第二部分与所述第一主腔相适配，所述第一阀芯的第三部分接合所述第一弹性件。

5.根据权利要求1～4任一项所述的压力调节装置，其特征在于，所述第一阀芯与所述第一主腔相适配的第二部分开设有轴向贯通的通道，使得所述第一弹性腔与所述第一缓冲腔相连通。

6.根据权利要求5所述的压力调节装置，其特征在于，所述第二流道内部安装有第二阻尼件。

7.根据权利要求6所述的压力调节装置，其特征在于，所述压力调节装置还包括安装于所述阀体上的第二堵头，所述第二堵头用于封闭所述第二主腔，所述第二弹性件的另一端抵接所述第二堵头；

所述阀体还设置有与所述第二主腔的所述第二缓冲腔相连通的第二侧腔，所述第二阀芯包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第二阀芯的第一部分与所述第二侧腔相适配，所述第二阀芯的第二部分与所述第二主腔相适配，所述第二阀芯的第三部分接合所述第二弹性件。

8.根据权利要求7所述的压力调节装置，其特征在于，所述阀体上开设有第一泄油口和第二泄油口，所述阀体内部开设有连通所述第一泄油口与第一缓冲腔的第一泄油通道，且开设有连通所述第二泄油口与所述第二缓冲腔的第二泄油通道，所述第一泄油口和/或所述第二泄油口处安装有泄油口堵头。

9.一种液压系统，其特征在于，所述液压系统包括如权利要求1～8 任一项所述的压力调节装置。