CN102913501B - 一种直动式比例溢流阀 - Google Patents

Abstract

一种直动式比例溢流阀，其包括比例电磁铁、弹簧座、弹簧、阀芯、阀座、阀体和调整螺钉。其比例电磁铁的推杆直接与阀芯连接或通过过度杆与阀芯连接，弹簧座直接安装在比例电磁铁端面，弹簧安装在弹簧座和阀芯上。弹簧力与比例电磁铁输出力叠加作用于阀芯上，输入为零时比例溢流阀可以具有高的开启压力，调节调整螺钉改变弹簧力时，比例溢流阀的特性曲线上下移动，且比例溢流阀的死区不会增大。该阀可以满足输入信号为零时具有高开启压力、输入信号增大时开启压力成比例增加、死区小的要求，成本低。

Description

一种直动式比例溢流阀

技术领域

本发明涉及阀，具体涉及一种直动式比例溢流阀。

背景技术

比例溢流阀具有比普通溢流阀更强大的功能，这些功能包括：压力调节方便；构成液压系统的恒压源；可以方便的构成压力负反馈系统；合理调节控制信号的幅值可以获得液压系统的过载保护功能等。

带力控制型比例电磁铁的直动式比例溢流阀常常由比例电磁铁、阀体、阀芯、阀座构成，比例电磁铁推杆输出的力通过导向圆柱直接作用于阀芯上，输入的增加使电磁力按比例增加，从而开启压力也按比例增大。在零输入信号的情况下，推杆输出力很小甚至为零，造成此时开启压力很小或者为零，因此不能满足输入信号为零时具有高开启压力的要求。

带行程控制型比例电磁铁的直动式比例溢流阀在带力控制型比例电磁铁的直动式比例溢流阀上增加了一个传力弹簧，该弹簧只起到传力作用。当弹簧预紧力增大时，比例溢流阀在输入信号为零时开启压力增大，但是调节的死区会随之增大。

带位置控制型比例电磁铁的直动式比例溢流阀，其推杆输出位移与输入信号成比例，这种阀抗干扰能力强，但是这种阀必须带有位移传感器，故价格较其他比例溢流阀贵。

综上所述，现有比例溢流阀由于结构的原因不能满足输入信号为零时具有高开启压力、输入信号增大时开启压力成比例增加、死区小以及成本低的要求。

发明内容

本发明针对现有直动式比例溢流阀不能满足输入信号为零时具有高开启压力、输入信号增大时开启压力成比例增加、死区小以及成本低的要求的技术问题，提出一种新型的直动式比例溢流阀，其在输入信号为零时能够具有高开启压力、输入信号增大时开启压力成比例增加、死区小，并且成本低。

本发明的目的是通过以下方式达到的：

本发明所述的一种直动式比例溢流阀由比例电磁铁、弹簧座、过度杆、弹簧、阀芯、阀座、阀体和调整螺钉等零部件组成。所述弹簧座、弹簧、阀芯和阀座安装在阀体的通孔中，所述比例电磁铁安装在阀体左端，弹簧座直接安装在比例电磁铁的右端面，比例电磁铁的推杆穿进弹簧座的座孔中，直接与阀芯左端连接或者通过过度杆与阀芯左端连接；弹簧安装在弹簧座和阀芯上，向右顶住阀芯，阀芯的右端与阀座的阀孔配合，调整螺钉的左端从阀体的右端装进通孔中，与阀座接触，调整螺钉由螺母固定，调整螺钉用于调节弹簧的指令力，使直动式比例溢流阀的特性曲线上下移动，其特性曲线上下移动的时候，比例溢流阀的调节死区保持不变。所述弹簧的弹簧力与比例电磁铁的输出力采用叠加的方式作用于阀芯上，从而改变比例溢流阀的控制特性。

采用本发明，当比例电磁铁没有输入信号时，阀芯左端作用着弹簧产生的指令力，故当比例电磁铁输入信号为零时比例溢流阀就具有一定的开启压力，且开启压力可以通过调整螺钉调节；当比例电磁铁通以输入信号时，阀座左端同时作用着弹簧产生的指令力和比例电磁铁推杆的输出力，即弹簧力与比例电磁铁的输出力采用叠加的方式作用于阀芯上，从而改变了比例溢流阀的控制特性。

本发明可以通过调节调整螺钉改变弹簧力，调整螺钉的位移、阀座的孔径、电磁铁的输出特性和弹簧刚度共同决定了比例溢流阀的调压范围。

本发明弹簧的刚度为5N/mm，调整螺钉可调位移为5.7mm，阀座孔径为1.4mm，调压范围为1MPa―60MPa，其中当输入信号为零的时候，调节调整螺钉可以使直动式比例溢流阀开启压力的可调范围为1MPa―20MPa。

该直动式比例溢流阀的流量范围为0.3L/min―2L/min，可以作为先导式压力阀的导阀，也可以作为液压泵的压力控制元件或流量控制元件。

与现有直动式比例溢流阀相比，该直动式比例溢流阀弹簧产生的指令力和比例电磁铁推杆的输出力采用叠加的方式作用于阀芯上。所以，在开启压力和阀座孔径都相同的情况下，可以通过增大弹簧指令力的方式来减小比例电磁铁推杆的输出力，即减小了比例电磁铁的输入信号，这样可以提高直动式比例溢流阀的可靠性；同时，在相同的输入信号下，该直动式比例溢流阀阀芯的指令力比现有直动式比例溢流阀阀芯的指令力更大，故在相同的开启压力下，该直动式比例溢流阀阀座孔径可以扩大，加工难度更低，精度也更容易保证。

该直动式比例溢流阀可以通过改变阀座孔径、弹簧刚度或通过调节调整螺钉的方式来改变比例溢流阀的压力等级，而现有直动式比例溢流阀压力等级的改变只能通过改变阀座孔径来实现。

此外，由于阀芯上同时作用着弹簧力和比例电磁铁推杆的输出力，故该直动式比例溢流阀较现有直动式比例溢流阀具有更大的调压范围。

最重要的是，该直动式比例溢流阀改变了现有直动式比例溢流阀的特性曲线。

附图说明

图1是该直动式比例溢流阀的结构图；

图2是该直动式比例溢流阀的外形图；

图3是直动式比例溢流阀特性曲线图。

图中：1、比例电磁铁  2、比例电磁铁推杆  3、弹簧座  4、阀芯  5、阀座  6、螺母  7、调整螺钉  8、垫片  9、阀体  10、密封圈  11、弹簧  12、过度杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

图1为该直动式比例溢流阀的结构图，从图中可以看出，该直动式比例溢流阀由比例电磁铁1、弹簧座3、过度杆12、弹簧11、阀芯4、阀座5、阀体9和调整螺钉7等零部件组成。弹簧座3、弹簧11、阀芯4和阀座5安装在阀体的通孔中，比例电磁铁1安装在阀体9左端，弹簧座3直接安装在比例电磁铁1的右端面，比例电磁铁的推杆2穿进弹簧座3的座孔中，通过过度杆12与阀芯5左端连接。弹簧11安装在弹簧座3和阀芯4上，向右顶住阀芯4，阀芯4的右端与阀座5的阀孔配合。调整螺钉7的左端从阀体9的右端装进通孔中，与阀座5接触，调整螺钉7由螺母6固定。

其中，过度杆12是否需要取决于比例电磁铁推杆2的长度，当比例电磁铁推杆2短时，为了使推杆输出力直接作用于阀芯，需要使用过度杆12，如果比例电磁铁推杆2够长，则不需要过度杆12。

图2为该直动式比例溢流阀的外形图，从图中可以看出该直动式比例溢流阀与现有直动式比例溢流阀外形基本一致。

该直动式比例溢流阀的工作原理如下所示：

比例电磁铁推杆2的输出力与弹簧力通过叠加的方式作用在阀芯上面。调节调整螺钉7可以调节弹簧11的指令力，其调节范围为1.5N―30N。比例电磁铁推杆输出力随着与输入信号的增大而成比例增加。

当比例电磁铁推杆2输出力与弹簧力的合力大于阀芯4上的液压力，则该直动式比例溢流阀阀芯4关闭，如果比例电磁铁推杆2输出力与弹簧力的合力小于阀芯4上的液压力，则该直动式比例溢流阀阀芯4打开溢流。

调整螺钉7的位移、阀座的孔径、电磁铁的输出特性和弹簧11刚度共同决定了比例溢流阀的调压范围。

不考虑死区时，该直动式比例溢流阀的特性曲线如图3中曲线L_CO所示，然而，比例溢流阀难免存在死区，所以实际的特性曲线如曲线L_CEM所示。α的大小取决于阀座孔径的大小，孔径越大，α越小，孔径越小，α越大；C点的位置取决于弹簧的指令力，指令力越大，C点上移，指令力越小，C点下移，但是无论指令力怎么改变，其死区也不会增大。该直动式比例溢流阀可以通过改变阀座孔径、弹簧刚度或通过调节调整螺钉的方式来获得不同的压力等级。

现有直动式比例溢流阀的实际特性曲线如图3中曲线L_BFN所示，当输入信号为零时，放大器输出最小的控制电流将阀芯压紧到阀座上，此时开启压力很低。如果增加传力弹簧的指令力，其特性曲线将变为曲线L_CDN，由此可见，此时死区增大了。指令力越大，C点上移，输入信号为零时，开启压力越大，但是死区也将越大。

通过比较不难发现，该直动式比例溢流阀改变了现有直动式比例溢流阀的特性曲线，并且当弹簧指令力大时，该直动式比例溢流阀具有输入信号为零时具有高开启压力、输入信号增大时开启压力成比例增加、死区小以及成本低的特点。

Claims (2)

1.一种直动式比例溢流阀，其包括比例电磁铁、弹簧座、弹簧、阀芯、阀座、阀体和调整螺钉，其特征在于：所述弹簧座、弹簧、阀芯和阀座安装在阀体的通孔中，所述比例电磁铁安装在阀体左端，弹簧座直接安装在比例电磁铁的右端面，比例电磁铁的推杆穿进弹簧座的座孔中，直接与阀芯左端连接或者通过过度杆与阀芯左端连接；弹簧安装在弹簧座和阀芯上，向右顶住阀芯，阀芯的右端与阀座的阀孔配合，调整螺钉的左端从阀体的右端装进通孔中，与阀座接触，调整螺钉由螺母固定，调整螺钉用于调节弹簧的指令力；所述弹簧的弹簧力与比例电磁铁的输出力采用叠加的方式作用于阀芯上，从而改变比例溢流阀的控制特性；

所述弹簧的刚度为5N/mm，调整螺钉可调位移为5.7mm，阀座孔径为1.4mm，调压范围为1MPa―60MPa。

2.根据权利要求1所述的直动式比例溢流阀，其特征在于： 输入为零时直动式比例溢流阀开启压力可以通过调节调整螺钉调节，其范围为1MPa―20MPa。