CN103075382B - 一种阻尼可变的紧凑型过载补油阀 - Google Patents

Abstract

本发明一种阻尼可变的紧凑型过载补油阀，阀套包括固定阀套及中阀套，固定阀套及中阀套之间设置有间隙油道，中阀套可以相对固定阀套做轴向相对移动；固定阀套的一端与工程机械壳体固定且间隙油道h与油道T相通，中阀套外伸端从固定阀套的一端伸出至油道T中且可以切断油道A和油道T。本发明由于其阀套分体式设计，可以实现功能集成、结构紧凑的特点。发挥高压过载保护作用的同时，可以发挥低压补油的作用，即防止油路在特殊工况时产生严重真空和气穴，进而给液压系统造成噪声、震动、冲击、爬行和气蚀等破坏。

Description

一种阻尼可变的紧凑型过载补油阀

技术领域

本发明涉及一种带补油功能的过载保护阀，主要用于工程机械的液压系统中。

背景技术

目前在工程机械的液压系统中，过载阀的主要作用是保护液压执行机构即液压缸或液压马达，使其在过载保护阀的设定压力之下工作，当油路压力过高时，多余的油液可通过过载保护阀接通旁通油路流回油箱；补油阀的主要作用是防止油路在特殊工况时产生严重真空和气穴，进而给液压系统造成噪声、震动、冲击、爬行和气蚀等破坏。现有的过载阀和补油阀在液压系统中大多是分别独立工作，如附图1所示，这种结构的缺点就是所需结构空间较大，不利于工程机械（尤其是行走机械）的液压系统集成。

发明内容

本发明目的就是在原有结构基础上，进行功能集成并做出结构及性能优化，实现在保证使用功能可靠性的同时，降低结构空间需求，以满足工程机械对液压元件重量及空间的苛刻要求，提高其应用范围;

本发明的技术解决方案是：

一种阻尼可变的紧凑型过载补油阀，包括阀套、先导阀、主阀芯，

其特殊之处在于：

所述阀套包括固定阀套18及中阀套19，所述固定阀套18及中阀套19之间设置有间隙油道h14，所述中阀套19可以相对固定阀套18做轴向相对移动；所述固定阀套18的一端与工程机械壳体固定且间隙油道h14与油道T相通，所述中阀套19的外伸端从固定阀套的一端伸出至油道T中且可以切断油道A和油道T；

所述先导阀包括先导阀体24、设置在先导阀体24一端的先导阀堵25、设置在先导阀体24另一端的先导阀芯7、设置在先导阀堵25和先导阀芯之间的先导弹簧8；所述先导阀体24固定在固定阀套18的另一端；所述先导阀体24与主阀芯相接触的一端端部设置有油孔k26；

所述主阀芯包括滑动阀芯16、阀芯套17、阀芯弹簧5、动芯弹簧15，所述滑动阀芯16与阀芯套17相互配合且滑动阀芯16的小端可在阀芯套17的中间孔内往复运动，所述滑动阀芯16上与先导阀芯相接触的一端设置有油孔b20，油孔b20上设置有台阶孔27，所述动芯弹簧15设置在先导阀体24与滑动阀芯16的台阶孔27之间，所述先导阀体24、中阀套19、阀芯套17和滑动阀芯16之间形成油腔f11；所述滑动阀芯16的油孔b20一端与油腔f11相通，其另一端通过油孔c21与油道A相通；所述滑动阀芯16的小端端面设置有连通油孔b20和油道A的阻尼孔a22；所述阀芯弹簧5设置在阀芯套17和先导阀体24之间；

所述先导阀体24与主阀芯相接触的一端侧壁设置有油孔g9，所述油孔g9与间隙油道h14相通；所述中阀套19的侧壁设置有油口d23，所述油口d23开口于间隙油道h14；所述阀芯套17的一端与中阀套19的外伸端内侧面形成密封副。

本发明的优点：

1.由于其阀套分体式设计，可以实现功能集成、结构紧凑的特点。发挥高压过载保护作用的同时，可以发挥低压补油的作用，即防止油路在特殊工况时产生严重真空和气穴，进而给液压系统造成噪声、震动、冲击、爬行和气蚀等破坏；

2.由于其主阀芯的分体式设计，可以实现阻尼可变的作用，使得本发明的补油功能反应更迅速，过载保护功能工作更可靠；

3.由于其紧凑的结构可以更好地适应工程机械对液压元件重量及空间的苛刻要求，有效提高了其应用范围;

附图说明

图1是传统过载保护阀和补油阀在系统中应用的结构简图；

图2是本发明在系统中应用的结构简图；

其中：1-油道m，2-补油阀芯，3-补油弹簧，4-油道n，5-阀芯弹簧，6-阀套，7-先导阀芯，8-先导弹簧，9-油孔g，10-油道i，11-油腔f，12-主阀芯，13-阻尼孔，14-间隙油道h，15-动芯弹簧，16-滑动阀芯，17-阀芯套，18-固定阀套，19-中阀套，20-油孔b，21-油孔c，22-阻尼孔a，23-油口d，24-先导阀体，25-先导阀堵，26-油孔k，27-台阶孔。

具体实施方式

阀套6的分体式设计，使原来的阀套6分体设计为固定阀套18及中阀套19，二者之间存在间隙油道h14，中阀套19可以相对固定阀套18做轴向相对移动；主阀芯12的分体式设计，原来的主阀芯12分体设计为相互配合的滑动阀芯16及阀芯套17；增加了动芯弹簧15；阻尼孔a22设置在滑动阀芯16上，滑动阀芯16左位时，油腔f11只通过设置在滑动阀芯16上的油孔b20、阻尼孔a22与外界工作油路A相通；滑动阀芯16右位时，油腔f11通过设置在滑动阀芯16上的油孔b20后，既通过阻尼孔a22与外界工作油路A相通，又通过油孔c21与外界工作油路A相通。

首先，结合附图1简要说明一下传统过载阀和补油阀的工作原理。油路A的油液为高压状态时，补油阀芯2在补油弹簧3的作用下压在壳体上，补油阀处于关闭状态；此时过载阀可以起到防止油路A压力过高的作用，作用过程如下所述，高压油液通过阻尼孔13进入油腔f，主阀芯12在作用两端液压力平衡及阀芯弹簧5的作用下压在阀套6上，即过载阀处于关闭状态，当油路A的压力升高到先导阀的设定压力时，即先导阀芯7在油液压力作用下克服先导弹簧8的弹簧力向左移动，先导阀开启，油腔f内的油液通过先导阀经油口g、油道i、油道T流回油箱，虽然也有油液经阻尼孔13进入油腔f，但因阻尼孔13孔口较小，进入油腔f的油液流量小于流出油液的流量，所以油腔f内油液压力降低，主阀芯12在左右两端油液压差的作用下克服阀芯弹簧5的作用力向左移动，故主阀芯12的右端面与阀套6分离，即过载阀打开，油液通过过载阀经油口d、油道T流回油箱，由此实现限制油路A压力过高的过载保护作用。油路A为低压真空状态时，主阀芯12在阀芯弹簧5的弹簧力作用下压在阀套6上，即过载阀处于关闭状态；此时补油阀可以实现补油功能，作用过程如下所述，补油阀芯2在油路A（真空）及油路n的压差作用下克服补油弹簧3的弹簧力向上运动，及补油阀开启，油箱内油液通过油道T、油道n、补油阀（开启）、油道m进入油路A，进行补充油液。

本发明是在传统过载阀和补油阀的基础上，进行功能集成和结构优化，在更小的空间需求上，实现高压过载保护功能和低压补油功能。工作原理与上述传统式过载阀和补油阀类似，具体工作过程结合附图2如下所述：

阀套6分体设计为固定阀套18和中阀套19，阀套分体式设计可以使得该阀在工作油路A处于真空状态时，中阀套19在油路A与油道T的压差作用下克服阀芯弹簧5和动芯弹簧15的弹簧力向左移动，油道T内油液的作用面积，为中阀套19左端的最大外圆面积减去其左端环形面面积再减去油路A的密封端面面积，（相对高压）作用力方向向左；油路A的作用面积与油道T内油液的作用面积大小一样，不过（相对低压）作用力方向向右；相对压差可以使得中阀套19向左移动；中阀套19离开油路A原本与之接触并密封的端面，此时油路A与油道T相连通，进而油箱内的油液可以通过油道T向油路A补充油液，由此实现补油功能。

主阀芯12分体式设计为滑动阀芯16和阀芯套17，由此可以实现阻尼可变的作用。当油路A处于真空状态时，滑动阀芯16在动芯弹簧的作用下处于右位状态，油腔f通过油孔b、油孔c直接与油路A相通，此时它们之间的液阻最小，从而提高了油腔f内油液流向油路A的速度，即加快了油腔f内油液压力降低的速度，进而加快了中阀套19向左的移动速度，由此有效提高了油路A处于真空状态时该阀实现补油功能的反应速度；当油路A的压力达到先导阀的设定压力时，先导阀芯7克服先导弹簧8的弹簧力打开先导阀，油腔f内的油液通过先导阀经油孔g、间隙油道h、油路T流回油箱，所以油腔f内的油液压力降低，滑动阀芯16在左右端面压差的作用下克服动芯弹簧15的弹簧力向左移动，滑动阀芯16上的油孔c逐渐被阀芯套17关闭，油腔f只剩下阻尼孔a与油路A相通，虽然也有油液经阻尼孔a进入油腔f，但因阻尼孔a孔口较小，进入油腔f的油液流量小于流出油液的流量，所以油腔f内油液压力继续逐渐降低，直至阀芯套17在其左右端面的压差作用下克服阀芯弹簧5的弹簧力向左移动，此时的中阀套19由于油液向右作用力的作用面积较大，处于右位压在油路A上不动并保持接触密封，故阀芯套17右端面与中阀套19分离，即过载阀打开阀口实现过载保护作用。

Claims (1)

1.一种阻尼可变的紧凑型过载补油阀，包括阀套、先导阀、主阀芯，

其特征在于：

所述阀套包括固定阀套（18）及中阀套（19），所述固定阀套（18）及中阀套（19）之间设置有间隙油道h（14），所述中阀套（19）可以相对固定阀套（18）做轴向相对移动；所述固定阀套（18）的一端与工程机械壳体固定且间隙油道h（14）与油道T相通，所述中阀套（19）的外伸端从固定阀套的一端伸出至油道T中且可以切断油道A和油道T；

所述先导阀包括先导阀体（24）、设置在先导阀体（24）一端的先导阀堵（25）、设置在先导阀体（24）另一端的先导阀芯7、设置在先导阀堵（25）和先导阀芯之间的先导弹簧（8）；所述先导阀体（24）固定在固定阀套（18）的另一端；所述先导阀体（24）与主阀芯相接触的一端端部设置有油孔k（26）；

所述主阀芯包括滑动阀芯（16）、阀芯套（17）、阀芯弹簧（5）、动芯弹簧（15），所述滑动阀芯（16）与阀芯套（17）相互配合且滑动阀芯（16）的小端可在阀芯套（17）的中间孔内往复运动，所述滑动阀芯（16）上与先导阀芯相接触的一端设置有油孔b（20），油孔b（20）上设置有台阶孔（27），所述动芯弹簧（15）设置在先导阀体（24）与滑动阀芯（16）的台阶孔（27）之间，所述先导阀体（24）、中阀套（19）、阀芯套（17）和滑动阀芯（16）之间形成油腔f（11）；所述滑动阀芯（16）的油孔b（20）一端与油腔f（11）相通，其另一端通过油孔c（21）与油道A相通；所述滑动阀芯（16）的小端端面设置有连通油孔b（20）和油道A的阻尼孔a（22）；所述阀芯弹簧（5）设置在阀芯套（17）和先导阀体（24）之间；

所述先导阀体（24）与主阀芯相接触的一端侧壁设置有油孔g（9），所述油孔g（9）与间隙油道h（14）相通；所述中阀套（19）的侧壁设置有油口d（23），所述油口d（23）开口于间隙油道h（14）；所述阀芯套（17）的一端与中阀套（19）的外伸端内侧面形成密封副。