CN103233936B - 一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，包括比例电磁铁、先导阀体及主阀套；该先导阀体开设有第一容腔和第二容腔，该第一容腔和第二容腔间贯穿设有一螺纹孔，螺纹孔内适配装设有第一阻尼器；第一容腔内密封装设有先导阀套，先导阀套上沿其轴向插装有先导锥阀芯，该先导锥阀芯通过推杆与比例电磁铁相连接；主阀套安装在第二容腔的腔口上，主阀套内安装有主阀芯，第二容腔内装设有抵持在第二容腔的腔底和主阀芯间的弹簧。本案溢流阀结构设计既能减小比例溢流阀的体积和重量，又可保证该阀在实际应用时比较容易调整，同时降低各零件的加工工艺要求，同时具有结构简单，工艺性好，流动阻力小，通流能力大，响应快，抗污染能力强等特点。

Description

一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀

技术领域

本发明涉及电液比例控制技术和二通插装技术，尤其是指一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀。

背景技术

现有市售的国内外二通插装阀产品，安装孔符合ISO7368标准，该产品技术从模块化、可配组、开放式和集成化等基本特征上看，它与传统基于安装面连接的板式液压控制阀相比有明显的优势。比例控制和插装阀技术能方便地和微机控制系统相结合，能连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统的稳态控制精度和动态品质，充分发挥机、电、液各自的优势，二通插装阀和电液比例控制技术相结合已成主流。

目前，常规的先导式电液比例溢流阀主要是采用板式结构，需要单独设计用于安装主阀套、主阀芯及进出油口的主阀体，结构较为复杂，体积和重量均较大。传统的先导阀套的阻尼孔(用于稳压)和阀座孔(决定比例溢流阀压力等级)均在先导阀套上，加工比较困难，合格率较低，并且在应用时阻尼孔尺寸不能改变。同时先导阀套和先导锥阀芯一般采用同轴分居两侧安装，容易导致先导锥阀芯和先导阀套的中心线偏心。此外，现有市售产品中，包括绝大部分国际上著名公司的领先产品系列在内，先导阀体中都普遍和大量采用偏斜孔的设计，不仅提高了工艺要求，会影响液压油流动的平稳性及增大阀自身压力损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，既能减小比例溢流阀的体积和重量，又可保证该阀在实际应用时比较容易调整，同时降低各零件的加工工艺要求。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，包括依次同轴设置的比例电磁铁、先导阀体及主阀套；该先导阀体沿轴向的两侧端分别开设有第一容腔和第二容腔，该第一容腔和第二容腔间贯穿设有一螺纹孔，该螺纹孔内适配装设有第一阻尼器，所述先导阀体上开设有与所述第一容腔相连通的回油口；所述第一容腔内密封装设有先导阀套，该先导阀套上沿轴向开设有与所述螺纹孔连通的入油腔，沿径向上开设有与所述回油口相连通的回油腔，所述先导阀套上沿其轴向插装有用于控制所述入油腔与回油腔相连通或者截止的先导锥阀芯，该先导锥阀芯通过推杆与所述比例电磁铁相连接；所述主阀套安装在所述第二容腔的腔口上，该主阀套上设有入油口和出油口，该主阀套内安装有主阀芯，该第二容腔内装设有弹簧，该弹簧的两自由端分别抵持在所述第二容腔的腔底和主阀芯上；所述第二容腔内固定设有弹簧导杆，所述弹簧对应套设在该弹簧导杆上，所述第一阻尼器的端部伸出所述螺纹孔并且与所述弹簧导杆相互螺纹连接。

所述先导锥阀芯上开设有螺纹孔，所述推杆通过螺纹配合方式安装在该螺纹孔内。

所述先导阀套内开设有阀芯腔，所述先导锥阀芯完全沉置在所述阀芯腔内。

所述主阀芯内设有第二阻尼器。

所述先导阀套与先导阀体间、所述主阀套与所述先导阀体间各设有密封圈。

本发明技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体有如下几点：

一、本案基于插装结构，直接将基本组件(主阀套、主阀芯)插到特别设计加工的用户阀台内，无需单独设计用于安装主阀套和主阀芯的主阀体，使得电液比例溢流阀的体积和重量大大减少，同时具有结构简单，工艺性好，流动阻力小，通流能力大，响应快，抗污染能力强等特点；

二、本案基于插装原理将先导阀套内置在先导阀体上，先导锥阀芯通过先导阀套的内孔导向相互插装，从而使先导锥阀芯和先导阀套的配合精度更容易保证；同时将传统先导阀套的阻尼孔与阀座孔相分离，作为一个独立的阻尼器安置在先导阀体的螺纹孔上集成一体，不仅减少了先导锥阀芯的前腔体积，保证了比例溢流阀的稳定性，也提高了动态阻尼效果，同时简化了零件加工工艺，使得该阀在应用时可根据使用要求灵活配置不同的阻尼器；

三、先导阀体的结构设计还带来便于先导阀套的拆卸更换，操作时把阻尼器拆卸后，用一根长螺栓拧进去就可以把先导阀套顶出来，避免了传统用钩子钩出阀套时易划伤阀套内壁的不足之处；

四、本案阀结构中先导级、阻尼网络和主级为同轴对称安装，既保证了先导阀体无斜孔设计，提高了工艺，给产品的结构设计、工艺制定以及加工制造上都带来了很大的便利，使得液压油的流动更为平稳，降低阀自身的压力损耗；

五、优选的，先导锥阀芯通过推杆和比例电磁铁机械接触，推杆和先导锥阀芯通过螺纹连接，因此可以调整推杆在先导锥阀芯内螺纹孔的位置，进而调整比例电磁铁的初始工作点，改善比例电磁铁的工作特性；

六、优选的，弹簧导杆和第一阻尼器螺纹连接后，固定在先导阀体上，不仅保证了弹簧的稳定性，也减小了主阀芯上端的弹簧腔的体积，同时弹簧导杆的设置没有增加主阀芯的重量，提高了比例溢流阀的动态响应性能。

附图说明

图1是本发明的一剖面示意图。

标号说明

比例电磁铁1先导阀体2

第一容腔21第二容腔22

螺纹孔23回油口24

先导阀套3入油腔31

回油腔32阀芯腔33

先导锥阀芯4推杆41

第一阻尼器5弹簧6

弹簧导杆7主阀套8

入油口81出油口82

密封圈83主阀芯9

第二阻尼器91

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本作进一步详细的说明。

本案涉及一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，如图1所示，主要包括有依次同轴设置的比例电磁铁1、先导阀体2及主阀套8，还包括有先导阀套3、先导锥阀芯4、第一阻尼器5、弹簧6及主阀芯9。

先导阀体2沿轴向的两侧端分别开设有第一容腔21和第二容腔22，该第一容腔21和第二容腔22间贯穿设有一螺纹孔23，该螺纹孔23内适配装设有第一阻尼器5，先导阀体2上还开设有回油口24，该回油口24具体地沿径向延伸设置，并且与第一容腔21相连通。

先导阀套3密封装设在第一容腔21内，具体的，该先导阀套3剖面呈类似“T”字形结构，第一容腔21的结构与该“T”字形结构相匹配，该种结构设计起加强先导阀套3稳固性作用，并且亦利于先导锥阀芯4及推杆41的安装。先导阀套3上沿轴向开设有与螺纹孔23连通的入油腔31，沿径向上开设有与回油口24相连通的回油腔32。

先导锥阀芯4沿轴向插装在先导阀套3上，目的是用于控制入油腔31与回油腔32相连通或者截止。先导锥阀芯4通过推杆41与比例电磁铁1相机械接触连接，由比例电磁铁1动作操控，经由推杆41对先导锥阀芯4施压，先导锥阀芯4根据其两端压差沿轴向适当移动调整，以此达到调节入油腔31与回油腔32相连通或者截止的目的。

主阀套8安装在第二容腔22的腔口上，应用中主阀套8插到安装孔符合ISO7368标准的用户阀台内；主阀套8上设有入油口81和出油口82，主阀套8内安装有主阀芯9，由该主阀芯9沿轴向移动调节，实现控制出油口82与入油口81相连通或者截止。主阀芯9内较佳地还设有第二阻尼器91。弹簧6装在第二容腔22内，并且该弹簧6的两自由端分别抵持在第二容腔22的腔底和主阀芯9上。

工作中，当比例电磁铁1没有电信号时，压力油通过主阀套8的入油口81进入主阀芯9上的第二阻尼器91，通过第二阻尼器91将压力油引到主阀芯8上端的弹簧容腔，之后压力油通过先导阀体2安装的第一阻尼器5并且由入油腔31进入先导阀套3，通过先导阀套3作用在先导锥阀芯4上，此时比例电磁铁1没有输出力，压力油推动先导锥阀芯4打开，压力油通过先导锥阀芯4和先导阀套3之间的容腔，最终经由回油腔32进入回油口24，系统不能建立压力。

给定比例电磁铁1一定电信号时，比例电磁铁1产生一定的推力通过推杆41作用在先导锥阀芯4一端；当压力油作用在先导锥阀芯4另一端的产生的液压力小于比例电磁铁1的推力时，先导锥阀芯4不能打开，第二阻尼器91没有液压油通过，主阀芯9上下两腔的压力相同，在弹簧6产生的弹簧力的作用下，主阀芯9和主阀套8之间的阀口关闭(出油口82未出油)；当压力油作用在先导锥阀芯4另一端的产生的液压力克服比例电磁铁1的推力时，先导锥阀芯4打开，压力油通过先导锥阀芯4和先导阀套3之间的容腔进入回油口24，主阀芯9的下腔的压力大于上腔压力，由压差产生的液压力克服弹簧6产生的弹簧力时，主阀芯9和主阀套8之间的阀口打开(出油口82出油)，实现液压系统回路中的比例调节压力。

先导锥阀芯4插装在先导阀套3上，二者的位置关系有多种情况，优选的，先导锥阀芯4完全插装在先导阀套3内，即先导阀套3内开设有阀芯腔33，先导锥阀芯4完全沉置在阀芯腔33内，以此使先导锥阀芯4和先导阀套3的轴向配合精度更容易保证，避免二者的中心线出现偏心问题。

优先的，先导锥阀芯4上开设有螺纹孔，推杆41通过螺纹配合方式安装在该螺纹孔内，以此可以调整推杆41在先导锥阀芯4内螺纹孔的位置，调整比例电磁铁1的衔杆的初始行程时，进而调整比例电磁铁1的初始行程，改善了比例电磁铁1的工作特性。

较佳地，第二容腔21内还固定设有弹簧导杆7，弹簧6对应套设在弹簧导杆7上，第一阻尼器5的端部伸出螺纹孔23并且与弹簧导杆7相互螺纹连接。弹簧导杆7的设置不仅保证了弹簧6的稳定性，也减小了主阀芯9上端的弹簧腔的体积，同时弹簧导杆7的设置没有增加主阀芯9的重量，提高了比例溢流阀的动态响应性能。

再有，所述先导阀套3与先导阀体2间、先导阀套3与比例电磁铁1间、主阀套8与先导阀体2间较佳地各设有密封圈34、35、83，以加强整个溢流阀整体密封性能。

本案电液比例溢流阀可以通过更换主阀芯9上的第二阻尼器91，以及先导阀体2上的第一阻尼器5，进而组成不同液阻配置的阻尼网络，以获得不同的控制特性。也可以通过改变第一阻尼器5在先导阀体2上的内螺纹孔的旋入长度，通过调整先导锥阀芯4的前腔(螺纹孔23靠近先导锥阀芯4一端的腔室)体积大小，进而改变电液比例溢流阀的稳定性和动态特性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。

Claims (5)

1.一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，其特征在于：包括依次同轴设置的比例电磁铁、先导阀体及主阀套；该先导阀体沿轴向的两侧端分别开设有第一容腔和第二容腔，该第一容腔和第二容腔间贯穿设有一螺纹孔，该螺纹孔内适配装设有第一阻尼器，所述先导阀体上开设有与所述第一容腔相连通的回油口；所述第一容腔内密封装设有先导阀套，该先导阀套上沿轴向开设有与所述螺纹孔连通的入油腔，沿径向上开设有与所述回油口相连通的回油腔，所述先导阀套上沿其轴向插装有用于控制所述入油腔与回油腔相连通或者截止的先导锥阀芯，该先导锥阀芯通过推杆与所述比例电磁铁相连接；所述主阀套安装在所述第二容腔的腔口上，该主阀套上设有入油口和出油口，该主阀套内安装有主阀芯，该第二容腔内装设有弹簧，该弹簧的两自由端分别抵持在所述第二容腔的腔底和主阀芯上；

所述第二容腔内固定设有弹簧导杆，所述弹簧对应套设在该弹簧导杆上，所述第一阻尼器的端部伸出所述螺纹孔并且与所述弹簧导杆相互螺纹连接。

2.如权利要求1所述的一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，其特征在于：所述先导锥阀芯上开设有螺纹孔，所述推杆通过螺纹配合方式安装在该螺纹孔内。

3.如权利要求1所述的一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，其特征在于：所述先导阀套内开设有阀芯腔，所述先导锥阀芯完全沉置在所述阀芯腔内。

4.如权利要求1所述的一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，其特征在于：所述主阀芯内设有第二阻尼器。

5.如权利要求1所述的一种基于插装结构的先导式电液比例溢流阀，其特征在于：所述先导阀套与先导阀体间、所述主阀套与所述先导阀体间各设有密封圈。