CN103104566B - 插装式平衡阀 - Google Patents
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Abstract
一种插装式平衡阀，包括阀体、端盖和螺堵、阀芯、阀座和活塞；螺堵后端设有第三油口，第三油口处设有过滤网和阻尼器，阀座设于阀体第一腔室内，且位于第一油口、第二油口之间；阀芯前段滑配合于端盖内，阀芯的后段配合于阀座的通孔内，阀芯设有轴向贯穿的内腔，阀芯内设有与阀芯内腔相配合的钢球，且阀芯内腔设有用于对钢球进行轴向限位的凸台，阀芯内腔设有与钢球相抵的第一弹簧，第一弹簧的另一端抵于端盖内；活塞滑配于第二腔室内，且活塞杆的阶梯端穿过第一腔室和第二腔室之间的室壁且滑配合于阀芯的内腔，活塞后端设有单向节流装置，阀体从端盖端至螺堵端的外圆周的直径呈逐渐减小的阶梯状。该平衡阀结构简单、体积紧凑，工作稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压阀，尤其涉及应用于液压回路中的插装式平衡阀。
背景技术
在现代的工程机械、建筑机械等机械设备中，大量应用了起升液压回路，其中平衡阀是控制起升回路中液压马达工作的关键液压元件，平衡阀性能的优劣直接影响着主机的性能。
现有的平衡阀按连接方式分为板式平衡阀和插装式平衡阀两种，在起重机伸缩油缸中为了减小安装空间，提高系统可靠性，普遍采用插装式平衡阀。专利号ZL01139273.8 名称为“一种平衡阀”的发明专利提供了一种插装式的平衡阀。它包括主阀、先导阀，上述各阀均包含位于阀芯前后的二腔，其中主阀包括阀套、主阀芯，所述的阀套呈圆柱筒体，在阀套的外侧面上设有第一主油口A和第二主油口B,先导阀位于主阀芯内。该平衡阀由于可直接插入液压缸头部，由于其主阀弹簧采用刚度不一的多个弹簧结构，配上主阀芯圆锥侧面上的斜槽，使得控制更加准确、灵敏，即使在失压的情况下，主阀芯内的先导阀芯会迅速关闭第二主油口和第一主油口间的油路，能防止负载失速下降，起到一个液压锁的作用。
但该平衡阀存在以下缺点：
1、该平衡阀结构复杂，精度要求高，各零件间有同轴度的要求就有六处之多，并且主阀芯与阀套、先导阀芯和主阀芯的滑动配合处间隙均极小，制造工艺难度大，产品实际使用时阀芯容易卡住，从而会影响主机工作的可靠性。
2、该平衡阀的先导阀芯(单向阀芯)设在主阀芯(平衡阀芯)内部，主阀芯又与阀套间有线密封要求，先导阀芯和主阀芯间也有线密封要求。这就要求主阀芯圆锥侧面处要有很高的硬度，以防止零件的磨损，而主阀芯内腔与先导阀芯配合处硬度又要相对低一些。这就对主阀芯的热处理及材质提出了很高要求，增加了加工成本。
3、由于该平衡阀的先导阀芯设在主阀芯内部，为了减小流阻，势必要增加先导阀芯的尺寸，主阀芯和阀套的尺寸也要相继变大，使平衡阀的整体尺寸偏大。而液压缸的直径是一定的，平衡阀的尺寸过大的话就会使液压缸上的插装孔的加工余量偏小，给加工造成一定的困难。
4、该平衡阀的阀套筒体的直径一致，安装时容易造成密封圈破损，从而产生内泄漏，给主机安全性造成隐患。
5、该平衡阀内部的阻尼环节少，在外界条件干扰下稳定性差，容易产生抖动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的上述缺点，提供一种结构简单、体积紧凑， 工作稳定可靠的插装式平衡阀。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种插装式平衡阀，包括设有第一油口和第二油口且沿轴向设置第一腔室和第二腔室的筒状的阀体、分别密封连接在阀体两端的端盖和螺堵、阀芯、钢球、阀座和套有第二弹簧的活塞；所述的螺堵后端设有第三油口，所述第三油口处设有过滤网和阻尼器，所述的阀座设于阀体第一腔室内，且位于第一油口、第二油口之间；所述的阀芯前段滑配合于端盖内，所述的阀芯的后段配合于阀座的通孔内，所述的阀芯设有轴向贯穿的内腔，所述的阀芯内设有与阀芯内腔相配合的第一钢球，且所述的阀芯内腔设有用于对钢球进行轴向限位的凸台，所述的阀芯内腔设有与第一钢球相抵的第一弹簧，所述第一弹簧的另一端抵于端盖内；所述的活塞滑配于第二腔室内，且活塞杆的阶梯端穿过第一腔室和第二腔室之间的室壁且滑配合于阀芯的内腔，所述的活塞后端设有单向节流装置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该插装式平衡阀结构简单，体积紧凑，各零件间同轴度要较少，并且滑动配合处要求不高，制造工艺简单。该插装式平衡阀仅设有一个阀芯，无需考虑主阀芯和先导阀芯插装时涉及的一些工艺上的问题，降低了加工成本。且该平衡阀的尺寸更容易保证，可方便的插装于入液压缸头部。且阀体的外圆面呈尺寸渐小的阶梯状，该平衡阀的阀体的上、下直径尺寸渐小，安装时不会造成密封圈破损，不会产生内泄漏。
作为改进，所述的单向节流装置固定于活塞的后端面，所述的单向节流装置包括第一阻尼器和第二钢球，所述的第二钢球置于活塞的第三腔室内并与第一阻尼器的阀口相配合。再加上螺堵后端设有的阻尼器，该插装式平衡阀就包括了两个阻尼环节。经两个阻尼环节节流后产生的压力，是减压后压力，这样可以提高平衡阀的稳定性，减小震动。
附图说明
图1是本发明插装式平衡阀的结构示意图。
图2是本发明插装式平衡阀的结构示意图。（负载上升时）
图3是本发明插装式平衡阀的结构示意图。（负载下降时）
图4是本发明插装式平衡阀的应用液压原理图。
图1-4中所示：1端盖、2阀体、2.1第一外圆周、2.2第二外圆周、2.3第三外圆周、2.4第四外圆周、3第一弹簧、4弹簧座、5第一钢球、6阀芯、6.1凸台、7阀座、8活塞杆、9第二弹簧、10第二钢球、11活塞、12第一阻尼器、13第二阻尼器、14螺堵、15过滤网。
A第一油口、B第二油口、X、第三油口。
G第一腔室、H第二腔室、I第三腔室、J第四腔室。
a第一径向通孔、b第二径向通孔、c第三通孔、d第四径向通孔、e第五通孔、f第六通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1所示，一种插装式平衡阀，包括设有第一油口A和第二油口B且沿轴向设置第一腔室G和第二腔室H的筒状的阀体2、分别密封连接在阀体2两端的端盖1和螺堵14、阀芯6、钢球、阀座7和套有第二弹簧的活塞11；所述的螺堵14后端设有第三油口X，所述第三油口X处设有过滤网15和第二阻尼器13，所述的阀座7设于阀体2第一腔室G内，且位于第一油口A、第二油口B之间；所述的阀芯6前段滑配合于端盖1内，所述的阀芯6的后段配合于阀座7的通孔内，所述的阀芯6设有轴向贯穿的内腔，所述的阀芯6内设有与阀芯6内腔相配合的第一钢球5，且所述的阀芯6内腔设有用于对钢球进行轴向限位的凸台，所述的阀芯6内腔设有与第一钢球5相抵的第一弹簧3，所述第一弹簧3的另一端抵于端盖1内；所述的活塞11滑配于第二腔室H内，且活塞杆8的阶梯端穿过第一腔室G和第二腔室H之间的室壁且滑配合于阀芯6的内腔，所述的活塞11后端设有单向节流装置。
所述的单向节流装置固定于活塞11的后端面，所述的单向节流装置包括第一阻尼器12和第二钢球10，所述的第二钢球10置于活塞11的第三腔室I内并与第一阻尼器12的阀口相配合。
所述的阀芯6后段与阀座7的通孔相配合的外圆面为圆锥面，且所述的阀芯6的外圆锥面与阀座7线密封。
所述的阀芯6中部设有连通第二油口B与阀芯6内腔的第一径向通孔a， 其后端设有连通第一油口A与阀芯6内腔的第二径向通孔b。
所述阀体2的第一腔室G和第二腔室H之间的室壁上设有连通两腔室的第三通孔c。
所述活塞11中部设有连通阀体2第二腔室H和活塞11的第三腔室I的第四径向通孔d。
所述的阀体2从端盖1端至螺堵14端的外圆周的直径呈逐渐减小的阶梯状是指，所述的阀体从端盖1端至螺堵14端依次设有直径呈逐渐减小第一外圆周2.1、第二外圆周2.2、第三外圆周2.3、第四外圆周2.4、第五外圆周2.5，且所述的第二外圆周2.2处设有外螺纹，所述的第一外圆周2.1和第二外圆周2.2之间嵌设有密封圈，所述的第三外圆周2.3和第四外圆周2.4处均嵌设有密封圈。
图4是本发明插装式平衡阀的应用液压原理图，该插装式平衡阀的第一油口A与换向阀的油口A1相连，第二油口B与液压杆无杆腔B1相连，换向阀的油口B3分别与液压缸的有杆腔B2、第三油口X相连，换向阀的另外两油口P和O分别接通压力油源和回油箱。
如图2、3所示本发明的工作原理为：
1、当负载上升时，将换向阀打在左位，液压油从第一油口A进入阀体2，一方面液压油由阀体2的第一腔室G和第二腔室H之间的室壁上设有的第三通孔c进入第二腔室H，再由活塞6上的第四径向通孔d进入活塞的第三腔室I，并将第二钢球10顶在第一阻尼器12的阀口上，截断由第三腔室I进入第四腔室J的通道。另一方面，液压油作用在阀芯6上克服第一弹簧3的压紧力，使阀芯6左移，这时，液压油可以由第一油口A流到第二油口B，并进入液压缸的无杆腔B1，从而推动负载上升。
2、当负载下降时，将换向阀打到右位，液压油由第三油口X通过过滤网15和第二阻尼器13上的第六通孔f进入第四腔室J。这时，一部分液压油经第一阻尼器12上的第五通孔e顶开第二钢球10流入活塞11的第三腔室I，再通过活塞11中部设有的第四径向通孔d流入第二腔室H，再由阀体2第一腔室G和第二腔室H之间的室壁上设有的第三通孔c流入第一油口A，这时第一油口A的液压油的压力便是第三油口X的液压油经两个阻尼器节流后产生的压力，其实是减压后压力，这样可以提高平衡阀的稳定性。第四腔室J的另外一部分液压油作用在活塞11上，并克服第二弹簧9的作用力推动活塞11左移，活塞11的活塞杆8伸出端先顶到第一钢球5并克服第一弹簧3的作用力将第一钢球5顶开，这时，第二油口B的液压油通过阀芯6中部的第一径向通孔a流入阀芯6内腔，并由阀芯6后端的第二径向通孔b流入第一油口A，从而使得负载缓慢下降。活塞11继续左移，活塞11的活塞杆8伸出端顶到阀芯6上，并使阀芯6脱离阀座7，这时第二油口B的液压油又通过阀芯6与阀体2之间的间隙流入第一油口A，从而使得负载下降速度变快。
3、当负载锁在空中时，将换向阀打在中位，第三油口X接回油箱，切断压力源与换向阀A1的通路，阀芯6在第一弹簧3和负载产生的压力作用下，使得阀芯6复位，阀芯6后段的外圆锥面重新与阀座7相配合，形成线密封，切断第一油口A与第二油口B之间的通路，将负载锁在空中。
Claims (7)
1.一种插装式平衡阀，包括设有第一油口（A）和第二油口（B）且沿轴向设置第一腔室（G）和第二腔室（H）的筒状的阀体（2）、分别密封连接在阀体（2）两端的端盖（1）和螺堵（14）、阀芯（6）、钢球、阀座（7）和套有第二弹簧的活塞（11）；所述的螺堵（14）后端设有第三油口（X），所述第三油口（X）处设有过滤网装置、阻尼装置，其特征在于：所述的阀座（7）设于阀体（2）第一腔室（G）内，且位于第一油口（A）、第二油口（B）之间；所述的阀芯（6）前段滑配合于端盖（1）内，所述的阀芯（6）的后段配合于阀座（7）的通孔内，所述的阀芯（6）设有轴向贯穿的内腔，所述的阀芯（6）内设有与阀芯（6）内腔相配合的第一钢球（5），且所述的阀芯（6）内腔设有用于对钢球进行轴向限位的凸台（6.1），所述的阀芯（6）内腔设有与第一钢球（5）相抵的第一弹簧（3），所述第一弹簧（3）的另一端抵于端盖（1）内；所述的活塞（11）滑配于第二腔室（H）内，且活塞杆（8）的阶梯端穿过第一腔室（G）和第二腔室（H）之间的室壁且滑配合于阀芯（6）的内腔，所述的活塞（11）后端设有单向节流装置；所述的阀体（2）从端盖（1）端至螺堵（14）端的外圆周的直径呈逐渐减小的阶梯状。
2.根据权利要求1所述的插装式平衡阀，其特征在于：所述的单向节流装置固定于活塞（11）的后端面，所述的单向节流装置包括第一阻尼器（12）和第二钢球（10），所述的第二钢球（10）置于活塞（11）的第三腔室（I）内并与第一阻尼器（12）的阀口相配合。
3.根据权利要求1所述的插装式平衡阀，其特征在于：所述的阀芯（6）后段与阀座（7）的通孔相配合的外圆面为圆锥面，且所述的阀芯（6）的外圆锥面与阀座（7）线密封。
4.根据权利要求1所述的一种插装式平衡阀，其特征在于：所述的阀芯（6）中部设有连通第二油口（B）与阀芯（6）内腔的第一径向通孔（a）， 其后端设有连通第一油口（A）与阀芯（6）内腔的第二径向通孔（b）。
5.根据权利要求1所述的插装式平衡阀，其特征在于：所述阀体（2）的第一腔室（G）和第二腔室（H）之间的室壁上设有连通两腔室的第三通孔（c）。
6.根据权利要求1所述的插装式平衡阀，其特征在于：所述活塞（11）中部设有连通阀体（2）第二腔室（H）和活塞（11）的第三腔室（I）的第四径向通孔（d）。
7.根据权利要求1所述的插装式平衡阀，其特征在于：所述的阀体（2）从端盖（1）端至螺堵（14）端的外圆周的直径呈逐渐减小的阶梯状是指，所述的阀体从端盖（1）端至螺堵（14）端依次设有直径呈逐渐减小第一外圆周（2.1）、第二外圆周（2.2）、第三外圆周（2.3）、第四外圆周（2.4）、第五外圆周（2.5），且所述的第二外圆周（2.2）处设有外螺纹，所述的第一外圆周（2.1）和第二外圆周（2.2）之间嵌设有密封圈，所述的第三外圆周（2.3）和第四外圆周（2.4）处均嵌设有密封圈。
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