CN103089740B - 卸荷阀和卸荷阀油缸 - Google Patents

Abstract

本发明给出一种卸荷阀包括含有三段阶梯轴状通孔的阀壳、含有一个两段阶梯轴状通孔的空心轴状阀座、两个结构相同的两段阶梯状轴圆柱阀体、钢球,一个圆柱阀体置于阀壳内，另一个圆柱阀体置于阀座内,阀座与阀壳套接配合，钢球在两个圆柱阀体之间，使用时，如果使钢球移动不紧密接触阀壳或者阀座边缘，则卸荷阀压力大的一端的流体可以通过卸荷阀向卸荷阀压力小的一端流动，因此卸荷阀具有工作时不会卡死、有双向卸荷的作用；本发明还给出一种卸荷阀油缸,油缸的活塞内设置上述的卸荷阀，通过卸荷阀贯通活塞两侧的腔室,此卸荷阀油缸具有上述卸荷阀的优点,并且结构紧凑、降低成本、能实现双向缓冲。

Description

卸荷阀和卸荷阀油缸

技术领域

本发明涉及一种卸荷阀和卸荷阀油缸。

背景技术

目前，市场上出现的液体卸荷阀多为内置弹簧的单向卸荷阀和电磁卸荷阀，内置弹簧的单向卸荷阀优点在于组装简单，材料容易更换；电磁卸荷阀的优点在于精度高，可以实施精确控制。两种卸荷阀都在市场上普遍应用。但两者都在某些方面存在缺陷，内置弹簧的单向卸荷缓冲阀中弹簧长时间工作，容易受弹簧疲劳强度的影响，缓冲效果减弱，进而减弱卸荷阀单项的缓冲卸荷能力，而且工作的时容易出现卡死的现象；电磁卸荷阀的缺点在于需要一系列的电气设备来控制卸荷阀的运转，成本太大，而且安装困难。

目前，市场上出现的油缸主要采用间隙缓冲和阀缓冲，采用上述结构缓冲时，存在以下缺陷：一、由于同轴度不同，容易引起卡死现象；二、结构不紧凑，占用的空间较大，增加加工成本；三、只能实现单向缓冲。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工作时不会卡死、双向卸荷作用的卸荷阀，和一种结构紧凑、降低成本、能实现双向缓冲的卸荷阀油缸。

为了实现上述功能的卸荷阀，本发明提供了一种卸荷阀，它包括阀壳、阀座、两个结构相同的圆柱阀体、钢球；

阀壳内有半径依次变小的三段阶梯轴状通孔，分别为第一阶段通孔、第二阶段通孔、第三阶段通孔，在阀壳前端的第一阶段通孔内壁上有螺纹；

阀座为一个空心轴，阀座内有一个两段阶梯轴状通孔，分别为第四阶段通孔和第五阶段通孔，第四阶段通孔位于阀座前端，第五阶段通孔位于阀座后端，第四阶段通孔的直径等于第三阶段通孔，第四阶段通孔的轴向长度等于第三阶段通孔的轴向长度，第五阶段通孔的直径等于第二阶段通孔的直径，第五阶段通孔的轴向长度等于第二阶段通孔轴向长度，阀座外壁上有与阀壳第一阶段通孔内壁上相配合的螺纹；

每个圆柱阀体为一个两段阶梯状轴，分别为第一阶段轴和第二阶段轴，第一阶段轴直径小于第三阶段通孔的直径，第一阶段轴的轴向长度大于第三阶段通孔的轴向长度，第二阶段轴直径小于第二阶段通孔的直径，第二阶段轴直径大于第三阶段通孔，第二阶段轴的轴向长度小于第二阶段通孔的轴向长度；

钢球的直径大于第二阶段通孔的直径，并且小于第一阶段通孔直径；

阀座通过螺纹连接方式安装在阀壳的第一阶段通孔内，使阀座的第五阶段通孔靠近阀壳的第二阶段通孔端面，阀座与第二阶段通孔端面之间有使钢球在第一阶段通孔内轴向方向活动的间隙，一个圆柱阀体置于阀壳内，圆柱阀体的第二阶段轴设置在第二阶段通孔内，圆柱阀体的第一阶段轴与第三阶段通孔相配合；另一个圆柱阀体置于阀座内，圆柱阀体的第二阶段轴设置在第五阶段通孔内，圆柱阀体的第一阶段轴与第四阶段通孔相配合，钢球设置在两个圆柱阀体之间，两个圆柱阀体的轴向长度与钢球直径之和大于阀座与阀壳安装配合后在水平面内的轴向投影长度。

安装卸荷阀时，阀壳内先放置一个圆柱阀体，圆柱阀体的第一阶段轴伸出阀壳的第三阶段通孔外，圆柱阀体的第二阶段轴留在阀壳内第二阶段通孔内，再放入钢球；将另一个圆柱阀体放入阀座内，圆柱阀体的第一阶段轴伸出阀座内第四阶段通孔外，圆柱阀体的第二阶段轴留在阀座内第五阶段通孔内，再将放置有圆柱阀体的阀座通过阀座外壁上的螺纹连接在阀壳内的第一阶段通孔中。

采用这样的结构时，卸荷阀如果在阀座前端压力大时，流体就会推动圆柱阀体或者钢球向阀壳后端运动，当钢球因压力作用卡在第二阶段通孔的端口上，钢球与第二阶段通孔的端口线接触，达到密封效果,如果此时阀壳后端的圆柱阀体受到来自外部向阀座方向的作用力，作用力的大小大于来自流体施加在圆球和圆柱阀体上的压力，带动钢球和圆柱阀体向阀座方向移动，如果使钢球移动不紧密接触第二阶段通孔或者阀座的第五阶段通孔边缘，则阀壳前端流体可以通过卸荷阀向阀壳后端流动，达到卸荷的作用。

卸荷阀如果在阀壳后端压力大时，流体就会推动圆柱阀体或者钢球向阀座前端运动，当钢球因压力作用卡在阀座的第五阶段通孔的端口上，钢球与第五阶段通孔的端口线接触，达到密封效果，如果此时阀座前端的圆柱阀体受到来自外部向阀壳后端方向的作用力，作用力的大小大于来自流体施加在圆球和圆柱阀体上的压力，带动钢球和圆柱阀体向阀座方向移动，如果使钢球移动不紧密接触第二阶段通孔或者阀座的第五阶段通孔边缘，则阀壳后端流体可以通过卸荷阀向阀座前端流动，达到双向卸荷的目的，而且其结构简单在工业上方便加工。

此装置的阀壳内有第一卸荷孔，第一卸荷孔一端开口在阀壳的后端面，另一端开口在第二阶段通孔侧壁上；此装置的阀座内有第二卸荷孔，第二卸荷孔一端开口在阀座的前端面，另一端开口在第五阶段通孔的侧壁上，可以更好曾加流体通过面积，达到更好的卸荷效果。

此装置第一阶段通孔和第二阶段通孔的衔接处有倒角，使得钢球和阀壳接触跟紧密；此装置第二阶段通孔和第三阶段通孔的衔接有倒角，方便圆柱阀体在阀壳中的活动  。

此装置的阀座前端有向外延伸的外凸环，使得阀座方便安装和拆卸。

本发明还涉及一种油缸，包括一端开口的缸体，缸体内有活塞，缸体开口处有导向套，一端连接活塞，另一端伸出导向套外，缸体前后两段都有进油孔，所述油缸的活塞内设置上述技术方案中任一项所述的卸荷阀，通过卸荷阀贯通活塞两侧的腔室，显然所述油缸应具有上述技术方案中任一项所述的卸荷阀结构的所有有益效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明卸荷阀阀壳的主视图剖视图。

图2是本发明卸荷阀阀座的主视图剖视图。

图3是本发明卸荷阀阀座的立体视图。

图4是本发明卸荷阀钢球、圆柱阀体、阀座的组装立体视图。

图5是本发明卸荷阀组装后的整体主视图的剖视图。

图6是本发明卸荷阀油缸活塞的右视图。

图7是本发明卸荷阀油缸活塞延A-A方向的剖视图。

图8是本发明卸荷阀油缸的主视图的剖视图。

具体实施方式

如图1至5所示的卸荷阀，它包括阀壳100、阀座200、两个结构相同的圆柱阀体300和300’、钢球400，

阀壳100内有一个三段阶梯轴状通孔，第一阶段通孔101在阀壳100前端，第一阶段通孔101内壁上有螺纹，第二阶段通孔102直径小于第一阶段通孔101，第三阶段通孔103小于第二阶段通孔102，第一阶段通孔101和第二阶段通孔102的衔接处有倒角，第二阶段通孔102和第三阶段通孔103上的衔接有倒角，阀壳100内有两个第一卸荷孔104，第一卸荷孔104一端开口在阀壳100的后端面，另一端开口在第二阶段通孔102侧壁上；

阀座200为一个空心轴，阀座200内有一个两段阶梯轴状通孔，第四阶段通孔201位于阀座200前端，第五阶段通孔202位于阀座200后端，第四阶段通孔201的直径等于第三阶段通孔103，第四阶段通孔201的轴向长度等于第三阶段通孔103的轴向长度，第五阶段通孔202的直径等于第二阶段通孔102的直径，第五阶段通孔202的轴向长度等于第二阶段通孔102轴向长度，阀座200外壁上有与阀壳100第一阶段通孔101内壁上相配合的螺纹，阀座200前端有向外延伸的外凸环203,阀座200上有四个第二卸荷孔104’，第二卸荷孔104’一端开口在阀座200的前端面，另一端开口在第五阶段通孔202的侧壁上，第二卸荷孔104’均匀圆周分布在第四阶段通孔201周围；

圆柱阀体300和300’为一个两段阶梯状轴，第一阶段轴301、301’直径小于第三阶段通孔103的直径，第一阶段轴301、301’的轴向长度大于第三阶段通孔103的轴向长度，第二阶段轴302、302’直径小于第二阶段通孔102的直径，第二阶段轴302、302’直径大于第三阶段通孔103直径，第二阶段轴302、302’的轴向长度小于第二阶段通孔102的轴向长度。

圆柱阀体300和300’的第一阶段轴301、301’截面为圆形，第二阶段轴302、302’截面为正六边形，上述限定是为了更好的对发明的结构进行说明，不代表第一阶段轴301、301’和第二阶段轴302、302’只能为上述结构，第一阶段轴301、301’和第二阶段轴302、302’可以是圆形，还可是三角形、四边形等多边形的任意一种。

钢球400的直径大于第二阶段通孔102的直径，并且小于第一阶段通孔101直径；

假设第二阶段通孔102轴向长为L2、半径为R2，第三阶段通孔103轴向长为L3，钢球400的半径为R，圆柱阀体300、300’第一阶段轴301、301’的轴向长度为D1，圆柱阀体300、300’第二阶段轴302、302’的轴向长度D2的公式为：

                                                 

安装卸荷阀时，阀壳100内先放置一个圆柱阀体300，圆柱阀体300的第一阶段轴301伸出阀壳100的第三阶段通孔103外，圆柱阀体300的第二阶段轴302留在阀壳100的第二阶段通孔102内，再放入钢球400，钢球400会落致第一阶段通孔101内，将另一个圆柱阀体300’放入阀座200内，圆柱阀体300’的第一阶段轴301’伸出阀座200的第四阶段通孔201外，圆柱阀体300’的第二阶段轴302’留在阀座200的第五阶段通孔202内，再将放置有圆柱阀体300’的阀座200通过阀座200外壁上的螺纹连接在阀壳100内的第一阶段通孔101中，阀座200通过螺纹配合在阀壳100的第一阶段通孔101内，使阀座200的第五阶段通孔202靠近阀壳100的第二阶段通孔102端面,

阀座200与第二阶段通孔102之间有使钢球400在第一阶段通孔101轴向方向活动的间隙，钢球400两侧分别有圆柱阀体300、300’安装在阀座200和阀壳100内，圆柱阀体300、300’的轴向长度与钢球400直径之和大于阀座200与阀壳100安装配合后在水平面内的轴向投影长度。

使用时，如果在卸荷阀阀座200前端压力大时，流体就会推动圆柱阀体300’和钢球400向阀壳100后端运动，当钢球400因压力作用卡在第二阶段通孔102的端口上，钢球400与第二阶段通孔102的端口线接触，达到密封效果,此时阀壳100后端的圆柱阀体300受到来自外部向阀座200方向的作用力，作用力的大小大于来自流体施加在圆球和圆柱阀体300’上的压力，带动钢球400和圆柱阀体300向阀座200方向移动，如果使钢球400移动不紧密接触第二阶段通孔102和阀座200的第五阶段通孔202边缘，则阀座200端流体可以通过卸荷阀向阀壳100后端流动；

如果在卸荷阀阀壳100后端压力大时，流体就会推动圆柱阀体300或者钢球400向阀座200前端运动，当钢球400因压力作用卡在阀座200的第五阶段通孔202的端口上，钢球400与第五阶段通孔202的端口线接触，达到密封效果，此时阀座200前端的圆柱阀体300’受到来自外部向阀壳100后端方向的作用力，作用力的大小大于来自流体施加在圆球和圆柱阀体300上的压力，则带动钢球400和圆柱阀体300’向阀座200方向移动，如果使钢球400移动不紧密接触第二阶段通孔102的边缘和阀座200的第五阶段通孔202的边缘，则阀壳100后端流体可以通过卸荷阀向阀座200前端流动，达到双向卸荷的目的，而且其结构简单在工业上方便加工。

如图6至8所示发明还涉及一种卸荷阀油缸，包括一端开口的缸体510，缸体510内套接有活塞550，缸体510开口处有导向套520，活塞杆530一端连接活塞550，另一端伸出导向套520外，缸体510前后两段都有进油孔540，活塞550将缸体510内的空腔一分为二，分别是第一空腔511和第二空腔512,缸体510两端的进油孔540分别与第一空腔511和第二空腔512想通，所述活塞550内设置上述的卸荷阀，活塞550内设置有与阀壳100内形状相同的三段阶梯形轴状通孔，三段阶梯形轴状通孔使得第一空腔511和第二空腔512相通,第一阶段通孔101靠近第一空腔511，第三阶段通孔103靠近第二空腔512活塞550内有两个第一卸荷孔104，第一卸荷孔104一端开口在活塞550靠近第二空腔512的端面上，另一端开口在第二阶段通孔102侧壁上；再将阀座200、圆柱阀体300和300’、钢球400按上述卸荷阀安装方法设置在三段阶梯形轴状通孔内，使得圆柱阀体300的第一阶段轴301伸出第三阶段通孔103，使得圆柱阀体300’的第一阶段轴301’伸出阀座200前端面外。

使用时，如果活塞550始于靠近缸体510缸底的位置，流体通过进油孔540注入到第一空腔511内，逐渐填满整个第一空腔511，第一空腔511内的压强加大，推动活塞550向第二空腔512挤压运动，同时卸荷阀内的圆柱阀体300’和钢球400也受到流体压力，向第三阶段通孔103方向运动，当钢球400进给到最大位移处时，钢球400与第二阶段通孔102边缘线接触，封闭卸荷阀，第一空腔511与第二空腔512封闭，活塞550受到最大流体压力。

当流体带动活塞550移动接近最大位移处时，伸出活塞550的圆柱阀体300的第一阶段轴301接触导向套520，随着第一空腔511内流体压力曾大，活塞550继续导向套520靠近，但圆柱阀体300受到导向套520的支撑力，相对于活塞550向第一空腔511运动，进而带动钢球400向第五阶段通孔202运动，钢球400脱离第二阶段通孔102边缘时，第一空腔511与第二空腔512内的流体有同路，流体经过卸荷阀流向第二空腔512，避免因流体进给压力过大使活塞550与导向套520发生碰撞，当活塞550接近导线套时有效的减少活塞550所承受的载荷，当活塞550完全接触到导向套520时，钢球400接触当阀座200第五阶段通孔202的边缘线接触，封闭卸荷阀。

 如果通过进油孔540向第二空腔512输入流体，与上述原理相同方向不同，会达到反向的效果。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围，比如，第一卸荷孔或者第二卸荷孔的多少变化、活塞上卸荷阀的多少变化、圆柱阀体的截面不限于圆形，还可是三角形、四边形等多边形。

Claims (5)

1.一种卸荷阀，其特征在于：它包括阀壳、阀座、两个结构相同的圆柱阀体、钢球；

阀壳内有半径依次变小的三段阶梯轴状通孔，分别为第一阶段通孔、第二阶段通孔、第三阶段通孔，在阀壳前端的第一阶段通孔内壁上有螺纹；

阀座为一个空心轴，阀座内有一个两段阶梯轴状通孔，分别为第四阶段通孔和第五阶段通孔，第四阶段通孔位于阀座前端，第五阶段通孔位于阀座后端，第四阶段通孔的直径等于第三阶段通孔，第四阶段通孔的轴向长度等于第三阶段通孔的轴向长度，第五阶段通孔的直径等于第二阶段通孔的直径，第五阶段通孔的轴向长度等于第二阶段通孔轴向长度，阀座外壁上有与阀壳第一阶段通孔内壁上相配合的螺纹；

每个圆柱阀体为一个两段阶梯状轴，分别为第一阶段轴和第二阶段轴，第一阶段轴直径小于第三阶段通孔的直径，第一阶段轴的轴向长度大于第三阶段通孔的轴向长度，第二阶段轴直径小于第二阶段通孔的直径，第二阶段轴直径大于第三阶段通孔，第二阶段轴的轴向长度小于第二阶段通孔的轴向长度；

钢球的直径大于第二阶段通孔的直径，并且小于第一阶段通孔直径；

阀座通过螺纹连接方式安装在阀壳的第一阶段通孔内，使阀座的第五阶段通孔靠近阀壳的第二阶段通孔端面，阀座与第二阶段通孔端面之间有使钢球在第一阶段通孔内轴向方向活动的间隙，一个圆柱阀体置于阀壳内，圆柱阀体的第二阶段轴设置在第二阶段通孔内，圆柱阀体的第一阶段轴与第三阶段通孔相配合；另一个圆柱阀体置于阀座内，圆柱阀体的第二阶段轴设置在第五阶段通孔内，圆柱阀体的第一阶段轴与第四阶段通孔相配合，钢球设置在两个圆柱阀体之间，两个圆柱阀体的轴向长度与钢球直径之和大于阀座与阀壳安装配合后在水平面内的轴向投影长度。

2.根据权利要求1所述的卸荷阀，其特征在于：阀壳内有第一卸荷孔，第一卸荷孔一端开口在阀壳的后端面，另一端开口在第二阶段通孔侧壁上；阀座内有第二卸荷孔，第二卸荷孔一端开口在阀座的前端面，另一端开口在第五阶段通孔的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的卸荷阀，其特征在于：所述第一阶段通孔和第二阶段通孔的衔接处有倒角；所述第二阶段通孔和第三阶段通孔的衔接有倒角。

4.根据权利要求1所述的卸荷阀，其特征在于：所述的阀座前端有向外延伸的外凸环。

5.一种卸荷阀油缸，包括一端开口的缸体，缸体内有活塞，缸体开口处有导向套，活塞杆一端连接活塞，另一端伸出导向套外，缸体前后两段都有进油孔，其特征为：所述油缸的活塞内设置有如权利要求1至4中任一项所述的卸荷阀，通过卸荷阀贯通活塞两侧的腔室。