CN102889258B

CN102889258B - 压力补偿阀及工程机械

Info

Publication number: CN102889258B
Application number: CN201210351956.7A
Authority: CN
Inventors: 刘丹; 刘丹杰; 潘辉
Original assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: CN102889258A

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种压力补偿阀及工程机械。所述压力补偿阀包括阀体以及可移动地设置于阀体内的阀芯；所述阀芯的第一端与所述阀体之间形成负载腔和控制油腔，所述阀芯的第二端与阀体之间形成进油油腔；所述阀体上设置有与所述控制油腔相通的恒压油源通道、与所述负载腔相通的负载反馈油源通道以及与所述进油油腔相通的进油油源通道。本发明的压力补偿阀在使用时，其控制油腔的恒定压力作为负载反馈油源与进油油源比较的定值参数，与现有技术相比，本发明的压力补偿阀的前后压差始终保持恒定，不因阀芯位移的不同而产生变化，既提高了控制的精度，也延长了使用寿命，另外，无需使用弹簧等质量要求较高的部件，降低了成本。

Description

压力补偿阀及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种压力补偿阀及工程机械。

背景技术

压力补偿技术在液压系统的应用中非常广泛。图1示出了现有技术中一种常见的压力补偿阀，如图所示，在使用过程中，主油路接于压力补偿阀的阀前，负载反馈的油源接于阀后，这样阀芯在阀前油源以及阀后油源和弹簧的作用下达到平衡，进而实现系统流量的恒定。

但这种形式的压力补偿阀具有下述缺陷和不足：1、这种压力补偿阀的理论基础在于，弹簧在微小位移时其作用力保持不变，但实际上由于阀芯的位移一般较小（在10mm左右），而弹簧的压缩变形将导致其作用力发生变化；因此，实际与理论之间存在一定的偏差，计算误差较大，而且在不同流量和开口时补偿量也不同；一般而言，弹簧的刚度越大，预压缩量越小，阀芯位移的越大，效果差别越大。2、由于补偿阀的运动频率较高，弹簧容易疲劳变形或断裂，进而影响补偿阀的精度或者造成补偿阀损坏，因此，对弹簧的质量控制要求高。

因此，如何针对现有的压力补偿阀进行改进，以便更加适应实际使用需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种压力补偿阀及工程机械，该压力补偿阀阀前阀后的压差始终保持恒定，不因阀芯位移的不同而产生变化。

一方面，本发明提供了一种压力补偿阀，所述压力补偿阀包括阀体以及可移动地设置于阀体内的阀芯；所述阀芯的第一端与所述阀体之间形成负载腔和控制油腔，所述阀芯的第二端与阀体之间形成进油油腔；所述阀体上设置有与所述控制油腔相通的恒压油源通道、与所述负载腔相通的负载反馈油源通道以及与所述进油油腔相通的进油油源通道。

进一步地，所述阀芯的第二端与阀体之间还设置有泄油通道。

进一步地，所述阀芯包括主体部以及设置于所述主体部第一端的凸伸部，所述凸伸部的端面与所述阀体之间形成所述负载腔，所述主体部第一端的端面、所述凸伸部的外环面与所述阀体之间形成所述控制油腔，所述主体部的第二端与所述阀体之间形成所述进油油腔。

进一步地，所述阀芯的第二端设置有活动块，所述活动块与所述阀体之间形成所述进油油腔。

进一步地，所述阀体上设置有进油口和回油口，所述进油油源通道与所述进油口相通。

进一步地，所述阀芯上设置有过油孔，所述进油油腔大于第一预设值时，所述进油口通过所述过油孔通向所述回油口，所述负载腔大于第二预设值时，所述进油口与回油口断开。

另一方面，本发明还提供了一种工程机械，所述工程机械的液压系统设置有上述任一项所述的压力补偿阀。

进一步地，所述工程机械为起重机。

本发明提供的一种压力补偿阀在使用过程中，其控制油腔的恒定压力作为负载反馈油源与进油油源比较的定值参数，与现有的弹簧式补偿阀相比，本发明的压力补偿阀的前后压差始终保持恒定，不因阀芯位移的不同而产生变化，既提高了控制的精度，也延长了使用寿命，另外，无需使用弹簧等质量要求较高的部件，降低了成本。

本发明提供的一种工程机械的液压系统设置有上述的压力补偿阀，由于上述的压力补偿阀具有上述的技术效果，因此，该工程机械也具有相应的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有的一种压力补偿图的液压图形符号示意图；

图2为本发明实施例提供的一种压力补偿阀的液压图形符号示意图；

图3为图2所示的压力补偿阀的具体结构示意图。

符号说明：

1阀体

2阀芯

3活动块

11控制油腔

12负载腔

13进油油腔

14进油油源通道

21主体部

22凸伸部

23过油孔

P进油口

T回油口

L泄油通道

K恒压油源通道

LS负载反馈油源通道

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请同时结合图2和图3，下面将参考附图对本发明实施例作详细说明。

如图所示，该实施例的压力补偿阀包括阀体1和阀芯2，阀体1内设置有阀腔，阀体1可移动地设置于阀腔内，随着阀芯2在阀腔内的移动，压力补偿阀的进油口P和回油口T之间的通断状态或者连通开度将跟着改变。

具体而言，进油口P和回油口T分别设置在阀体1，阀芯2的第一端（图3所示为左端）与阀体1形成负载腔12和控制油腔11，优选地，阀芯2包括主体部21以及设置于主体部21第一端的凸伸部22，凸伸部22的截面尺寸小于主体部21的截面尺寸，该凸伸部22的端面与阀体1形成负载腔12，主体部21的端面、凸伸部22的外环面与阀体1之间形成控制油腔11；阀芯2的第二端与阀体1之间形成进油油腔13，优选地，阀芯2的第二端设置有活动块3，活动块3与阀体1之间形成进油油腔13，进油油腔13和负载腔12充满压力油时，压力油对阀芯2第一端的作用面积与压力油对阀芯2第二端的作用面积相等。

阀体1上设置有负载反馈油源通道LS、恒压油源通道K和进油油源通道14，其中，负载反馈油源通道LS与负载腔12相通，恒压油源通道K与控制油腔11相通，进油油源通道14与进油油腔13相通，进油油源通道14还与进油口P相通。

阀芯2（主体部22）上设置有过油孔23，当进油油腔13的体积大于第一预设值时，进油口P通过过油孔23通向回油口T，负载腔12大于第二预设值时，进油口P与回油口T断开，即，当随着阀芯2相对于阀体1朝第二端（图3所示为朝右方向）移动时，负载腔12的体积随之增大，当移动至相应位置时，负载腔12的体积大于第二预设值，此时，进油口P与回油口T断开，而随着阀芯2相对于阀体1朝第一端（图3所示为朝左方向）移动时，进油油腔13的体积随之增大（负载腔12和控制油腔11的体积随之减少），当移动至相应位置时，进油油腔13的体积大于第一预设值，此时，进油口P通过过油孔23通向回油孔T，随着阀芯2继续向左移动，进油口P与回油孔T之间的开度越来越大，当阀芯2向左移动至极限位置时，该开度达到最大，上述两预设值可以在设计实施时予以确定，另外，关于压力补偿阀的进出油口及其相通方式的更具体实施方式可参见现有技术的相关描述，兹不赘述。

下面结合具体场景说明一下本发明实施例的压力补偿阀的工作过程和原理：在工作过程中，可将压力补偿阀的P口接于系统主油路上，将T口和泄油通道L外接于油箱，将恒压油源通道K外接于恒压油源，将负载反馈油源通道LS外接于系统的工作油路上，这样当系统工作时，主油路和工作油路的压差将保持恒定，其具体推导过程如下：

假设负载反馈油源在阀芯2第一端的作用面积为A₁，恒定油源在阀芯2第一端的作用面积为A₂，主油路在阀芯2第二端的作用面积为A₃，由于A₃＝A₁（对于本领域技术人员显而易见）；

若不计摩擦力和液动力对阀芯2的影响，阀芯2的平衡方程式为：

P_P×A₁＝P_LS×A₁+P_K×A₂

通过变换得到：

P_P-P_LS＝P_K×A₂/A₁＝恒定值（因P_K为恒定压力）

由此可以得出，该方式能够达到预定的目的，即能够保持主油路和工作油路的压差恒定，从而使系统的输出流量恒定。

上述实施例中，油腔11、12和13的大体处于同一轴线上，为了避免阀芯2左端、中部和右端为同心结构，将阀芯2的右端用活动块3替代，活动块3可相对阀芯2径向移动一小段距离，以适应运动的变化，这样有利于降低工艺精度的要求，减少制造成本，但在其他实施例中，也可以根据需要在阀芯2的右端设置一个与凸伸部22相同的结构。

综上，本发明实施例提供的一种压力补偿阀可使阀前阀后的压差始终保持恒定，不因阀芯位移的不同而产生变化，与现有技术相比，既提高了控制的精度，也延长了使用寿命，另外，无需使用弹簧等质量要求较高的部件，降低了成本。

本发明实施例还提供了一种工程机械，如起重机，该工程机械的液压系统设置有上述液压补偿阀，由于上述的液压补偿发具有上述技术效果，因此，该工程机械应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种压力补偿阀，其特征在于：

所述压力补偿阀包括阀体（1）以及可移动地设置于阀体（1）内的阀芯（2）；

所述阀芯（2）的第一端与所述阀体（1）之间形成负载腔（12）和控制油腔（11），所述阀芯（2）的第二端与阀体（1）之间形成进油油腔（13）；

所述阀体（1）上设置有与所述控制油腔（ 11）相通的恒压油源通道（K）、与所述负载腔（12）相通的负载反馈油源通道（LS）以及与所述进油油腔（13）相通的进油油源通道（14）。

2.如权利要求1所述的压力补偿阀，其特征在于：所述阀芯（2）的第二端与阀体（1）之间还设置有泄油通道（L）。

3.如权利要求1所述的压力补偿阀，其特征在于：所述阀芯（2）包括主体部（21）以及设置于所述主体部（21）第一端的凸伸部（22），所述凸伸部（22）的端面与所述阀体（1）之间形成所述负载腔（12），所述主体部（21）第一端的端面、所述凸伸部（22）的外环面与所述阀体（1）之间形成所述控制油腔（11），所述主体部（21）的第二端与所述阀体（1）之间形成所述进油油腔（13）。

4.如权利要求1至3任一项所述的压力补偿阀，其特征在于：所述阀芯（2）的第二端设置有活动块（3），所述活动块（3）与所述阀体（1）之间形成所述进油油腔（13）。

5.如权利要求1至3任一项所述的压力补偿阀，其特征在于：所述阀体（1）上设置有进油口（P）和回油口（T），所述进油油源通道（14）与所述进油口（P）相通。

6.如权利要求5所述的压力补偿阀，其特征在于：所述阀芯（2）上设置有过油孔（23），所述进油油腔（13）大于第一预设值时，所述进油口（P）通过所述过油孔（23）通向所述回油口（T），所述负载腔（12）大于第二预设值时，所述进油口（P）与回油口（T）断开。

7.一种工程机械，其特征在于：所述工程机械的液压系统设置有权利要求1至6任一项所述的压力补偿阀。

8.如权利要求7所述的工程机械，其特征在于：所述工程机械为起重机。