CN103453178B - 一种阀芯反馈活塞液压制动阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀芯反馈活塞液压制动阀，包括阀体、阀芯、回位弹簧、平衡弹簧和推杆；所述阀体具有输入口、输出口、回油口和阀芯腔，输入口、输出口、回油口分别通过阀芯腔相连通，所述阀芯滑动连接在阀芯腔中，推杆活动连接在阀芯的上端；所述阀芯中设有反馈通道，该反馈通道连通在阀体的输出口与阀芯腔的底端之间；所述液压制动阀还包括一反馈活塞，该反馈活塞的上部容纳在所述反馈通道中，该反馈活塞的底端面与阀芯腔的底面相接触。本发明通过对反馈通道的结构的重新设计，并且通过添加反馈活塞，使得该液压制动阀具有大流量、低操纵力输出压力稳定且大小可控制的特点。

Description

一种阀芯反馈活塞液压制动阀

技术领域

本发明涉及一种制动阀，特别是涉及一种阀芯反馈活塞液压制动阀。

背景技术

在液压系统中，由于实际工况的要求，液体输出压力需要稳定且大小能够被控制。如行走工程机械的液压制动系统，液压夹紧系统等，都需要对制动力或夹紧力的稳定性和大小进行控制，而其输出力的大小由液体的压力决定，所以在这些系统中广泛采用可控制液体压力大小稳定输出的液压减压阀。但是这些液压系统许多在要求控制压力的同时还需要大的流量输出，这要求加大阀芯的直径，而增加阀芯的直径将增加反馈面积，反馈力的增加提高了操纵力使得控制阀芯的难度加大。

图1为现有技术的液压制动阀在推杆未下移时的结构示意图，图2为现有技术的液压制动阀在推杆下移后的结构示意图，如图1、图2所示，现有技术的液压制动阀包括阀体100、阀芯200、回位弹簧301、平衡弹簧302和推杆303，阀体100具有输入口101、输出口102、回油口103和阀芯腔104，输入口101、输出口102、回油口103分别通过阀芯腔104相连通，阀芯200滑动连接在阀芯腔104中，推杆303活动连接在阀芯200的上端，在阀芯腔104中分别设有第一环槽边105和第二环槽边106，在阀芯200上则设有第一台肩201和第二台肩202，通过阀芯的第一台肩201、第二台肩202和阀芯腔的第一环槽边105、第二环槽边106的对应配合，可以分别实现输出口102与回油口103之间的相连通、输入口101与输出口102之间的相连通，在阀芯200上还设有第三台肩203，所述平衡弹簧302弹性张顶在推杆303的底端与阀芯的第三台肩203之间，所述回位弹簧301则弹性张顶在推杆303的底端与阀体的第一环槽边105之间，在阀体上还设有反馈通道107，该反馈通道107连通在输出口102与阀芯腔104的底部(即阀芯200的下面)之间。当推杆303没有下压时，第二台肩202和第二环槽边106交错相配合，第一台肩201和第一环槽边105分离相配合，输入口101与输出口102之间不相连通，输出口102与回油口103相接通，输入口101的压力液体被阀芯封住，无法进入输出口102。当压下推杆303时，推杆303作用于平衡弹簧302使阀芯200移动，推杆303压下位移为S1，平衡弹簧302压缩量为S2，阀芯200下移过程中，先使第一台肩201和第一环槽边105交错相配合，等于先关闭阀芯的第一台肩201和阀体的第一环槽边105间形成的开口，然后，阀芯200继续下移，使第二台肩202和第二环槽边106分离相配合，等于打开阀芯的第二台肩202和阀体的第二环槽边106间形成的开口，则压力液体通过这个开口进入到输出口102，输出口102的压力油又通过阀体上的反馈通道107作用在阀芯腔104的底面，现有技术的这种液压制动阀，工作时反馈压力是通过反馈通道107作用在阀芯200的整个底面上，使平衡弹簧302压缩，压缩量为S2，它控制着输出压力的大小，如图2所示，同样的压力值对阀芯产生的推力很大，需要平衡弹簧的平衡力加大，从而增加了操纵力。另外，由于平衡力较大导致平衡弹簧要求有较大的刚度或增加压缩量，大刚度弹簧对输出压力精度控制不利，而增加压缩量会增加推杆的行程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种阀芯反馈活塞液压制动阀，通过对反馈通道的结构的重新设计，并且通过添加反馈活塞，使得该液压制动阀具有大流量、低操纵力输出压力稳定且大小可控制的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阀芯反馈活塞液压制动阀，包括阀体、阀芯、回位弹簧、平衡弹簧和推杆；所述阀体具有输入口、输出口、回油口和阀芯腔，输入口、输出口、回油口分别通过阀芯腔相连通，所述阀芯滑动连接在阀芯腔中，推杆活动连接在阀芯的上端；所述阀芯中设有反馈通道，该反馈通道连通在阀体的输出口与阀芯腔的底端之间；还包括一反馈活塞，该反馈活塞的上部容纳在所述反馈通道中，该反馈活塞的底端面与阀芯腔的底面相接触。

所述阀芯腔分别设有第一环槽边和第二环槽边，所述阀芯分别设有第一台肩、第二台肩和第三台肩，所述平衡弹簧弹性张顶在推杆的底端与阀芯的第三台肩之间，所述回位弹簧则弹性张顶在推杆的底端与阀体的第一环槽边之间。

所述的阀芯还设有回油通道，该回油通道连通在阀体的回油口与阀芯腔的底端之间。

本发明的一种阀芯反馈活塞液压制动阀，当推杆没有下压时，第二台肩和第二环槽边交错相配合，第一台肩和第一环槽边分离相配合，输入口与输出口之间不相连通，输出口与回油口相接通，输入口的压力液体被阀芯封住，无法进入输出口。当压下推杆时，推杆作用于平衡弹簧使阀芯移动，阀芯下移过程中，先使第一台肩和第一环槽边交错相配合，等于先关闭阀芯的第一台肩和阀体的第一环槽边间形成的开口，然后，阀芯继续下移，使第二台肩和第二环槽边分离相配合，等于打开阀芯的第二台肩和阀体的第二环槽边间形成的开口，则压力液体通过这个开口进入到输出口，输出口的压力油又通过阀芯上的反馈通道作用在阀芯上的反馈活塞上，反馈活塞顶住阀芯腔的底面。这样反馈压力的作用使阀芯产生向上的力，随着反馈压力的升高，阀芯逐步上移，等于逐步减小阀芯的第二台肩和阀体的第二环槽边间的开口，当这个向上的力大于、等于平衡弹簧由于推杆压下产生压缩的弹簧力时，阀芯的第二台肩和阀体的第二环槽边间的开口关闭，使输出口压力等于弹簧力除以反馈活塞的面积，从而能够保持稳定的压力输出。推杆压下位移的不同使弹簧产生不同的压缩量，从而可以实现不同的输出压力，由于反馈活塞的面积较小，需要平衡弹簧产生的平衡力也就较低，这就使得控制推杆的操纵力大幅降低。阀芯移动时底面与阀体的阀芯腔底面间的容积产生变化，其容腔中的液体通过回油通道排出或吸入。

本发明的有益效果是：由于采用了在阀芯中设有反馈通道，该反馈通道连通在阀体的输出口与阀芯腔的底端之间；且还包括一反馈活塞，该反馈活塞的上部容纳在所述反馈通道中，该反馈活塞的底端面与阀芯腔的底面相接触。本发明能够利用输出口的压力液体，通过阀芯上反馈通道使液体压力作用在反馈活塞上产生使阀芯复位的力与平衡弹簧的压缩力平衡，控制阀芯开口大小输出一定压力的液体；本发明通过控制平衡弹簧的压缩量就可控制液体不同的输出压力，从而控制制动力的大小。本发明结构简单，由于反馈力的大小可由反馈活塞的面积控制，平衡弹簧的力可大幅降低，使得控制阀芯的操纵力也大幅降低，从而实现在大流量下低的制动操纵力。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种阀芯反馈活塞液压制动阀不局限于实施例。

附图说明

图1是现有技术的液压制动阀在推杆未下移时的结构示意图；

图2是现有技术的液压制动阀在推杆下移后的结构示意图；

图3是本发明在推杆未下移时的结构示意图；

图4是本发明在推杆下移后的结构示意图。

具体实施方式

实施例，参见图3至图4所示，本发明的种阀芯反馈活塞液压制动阀，包括阀体1、阀芯2、回位弹簧3、平衡弹簧4和推杆5；所述阀体1具有输入口11、输出口12、回油口13和阀芯腔14，输入口11、输出口12、回油口13分别通过阀芯腔14相连通，所述阀芯2滑动连接在阀芯腔14中，推杆5活动连接在阀芯2的上端；所述阀芯腔14分别设有第一环槽边141和第二环槽边142，所述阀芯2分别设有第一台肩21、第二台肩22和第三台肩23，所述平衡弹簧4弹性张顶在推杆5的底端与阀芯的第三台肩23之间，所述回位弹簧3则弹性张顶在推杆5的底端与阀体的第一环槽边141之间；所述阀芯2中设有反馈通道24，该反馈通道24连通在阀体的输出口12与阀芯腔14的底端(即阀芯2的下面)之间；还包括一反馈活塞6，该反馈活塞6的上部容纳在所述反馈通道24中，该反馈活塞6的底端面与阀芯腔14的底面相接触。

所述的阀芯2还设有回油通道25，该回油通道25连通在阀体的回油口13与阀芯腔14的底端之间。

本发明的一种阀芯反馈活塞液压制动阀，是对现有技术的液压制动阀进行改进，将反馈通道设置在阀芯上，并增加一反馈活塞，配合在反馈通道和阀体的阀芯腔的底面之间。当推杆5没有下压时，第二台肩22和第二环槽边142交错相配合，第一台肩21和第一环槽边141分离相配合，输入口11与输出口12之间不相连通，输出口12与回油口13相接通，输入口11的压力液体被阀芯2封住，无法进入输出口12。当压下推杆5时，推杆5作用于平衡弹簧4使阀芯2移动，推杆5的位移为h1，平衡弹簧4的压缩量为h2，阀芯2下移过程中，先使第一台肩21和第一环槽边141交错相配合，等于先关闭阀芯的第一台肩21和阀体的第一环槽边141间形成的开口，然后，阀芯2继续下移，使第二台肩22和第二环槽边142分离相配合，等于打开阀芯的第二台肩22和阀体的第二环槽边142间形成的开口，则压力液体通过这个开口进入到输出口12，输出口12的压力油又通过阀芯2上的反馈通道24作用在阀芯2上的反馈活塞6上，反馈活塞6顶住阀芯腔14的底面。这样反馈压力的作用使阀芯2产生向上的力P1，随着反馈压力的升高，阀芯2逐步上移，等于逐步减小阀芯的第二台肩22和阀体的第二环槽边142间的开口，使平衡弹簧4压缩，压缩量为h2，它控制着输出压力的大小，当这个向上的力大于、等于平衡弹簧4由于推杆5压下产生压缩的弹簧力时，阀芯的第二台肩22和阀体的第二环槽边142间的开口关闭，使输出口压力等于弹簧力除以反馈活塞6的面积，从而能够保持稳定的压力输出。推杆5压下位移的不同使弹簧产生不同的压缩量，从而可以实现不同的输出压力，由于反馈活塞6的面积较小，需要平衡弹簧4产生的平衡力也就较低，这就使得控制推杆的操纵力大幅降低。阀芯移动时底面与阀体的阀芯腔底面间的容积产生变化，其容腔中的液体通过回油通道排出或吸入。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种阀芯反馈活塞液压制动阀，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种阀芯反馈活塞液压制动阀，包括阀体、阀芯、回位弹簧、平衡弹簧和推杆；所述阀体具有输入口、输出口、回油口和阀芯腔，输入口、输出口、回油口分别通过阀芯腔相连通，所述阀芯滑动连接在阀芯腔中，推杆活动连接在阀芯的上端；所述平衡弹簧弹性张顶在推杆的底端与阀芯之间，所述回位弹簧弹性张顶在推杆的底端与阀体之间，以在推杆动作时，使输出口在与输入口相连通或与回油口相连通之间切换；其特征在于：所述阀芯中设有反馈通道，该反馈通道连通在阀体的输出口与阀芯腔的底端之间；所述液压制动阀还包括一反馈活塞，该反馈活塞的上部容纳在所述反馈通道中，该反馈活塞的底端面与阀芯腔的底面相接触。

2.根据权利要求1所述的阀芯反馈活塞液压制动阀，其特征在于：所述阀芯腔分别设有第一环槽边和第二环槽边，所述阀芯分别设有第一台肩、第二台肩和第三台肩，所述平衡弹簧弹性张顶在推杆的底端与阀芯的第三台肩之间，所述回位弹簧则弹性张顶在推杆的底端与阀体的第一环槽边之间。

3.根据权利要求1所述的阀芯反馈活塞液压制动阀，其特征在于：所述的阀芯还设有回油通道，该回油通道连通在阀体的回油口与阀芯腔的底端之间。