CN103615420A - 一种紧凑型舵机专用阀组 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种紧凑型舵机专用阀组，其包括：平衡阀、至少两个截止阀、安全阀，补油单向阀和补油溢流阀；平衡阀包括至少两个单向阀和一个滑阀，一个单向阀接主油泵的进口和推舵机构油缸进油口；另外的单向阀接主油泵的出口和推舵机构油缸出油口；滑阀安装在阀体内孔中；单向阀安装在滑阀内部孔道两端；一个截止阀串联于平衡阀的出油口与推舵机构油缸的进油口之间；另外截止阀串联于平衡阀的出油口与推舵机构油缸的出油口之间；安全阀两端分别接推舵机构油缸的进出油口；补油单向阀的两端分别与补油泵和主油泵相连；补油溢流阀的两端分别接补油泵和泄油口回油箱。本发明结构紧凑，且能够实现隔离、稳舵及抗负扭矩的功能。

Description

一种紧凑型舵机专用阀组

技术领域

本发明涉及一种机械配件，尤其涉及一种紧凑型舵机专用阀组。

背景技术

液压舵机专用阀组连接于主泵机组与推舵机构之间，用于实现安全隔离、稳舵、抗负扭矩等功能。现有国产液压舵机专用阀组通径为10-20mm，流量小于120L/min，通常用于扭矩小于450KNm的舵机。当超出该通径及流量范围，可以采用如下两种技术方案实现：a.采用双液控单向阀和双向安全阀（参见图1），b.采用单向阀、顺序阀、换向阀及溢流阀等众多阀件组合形成一种液压舵机专用阀组（参见专利：授权公告号CN101954968B）来实现。

现有技术方案a国产仿制阀组目前技术水平有限，由于对于负力矩的克服采用的是锥阀密封形式的双液控单向阀，因此系统的流量不平衡，容易产生很大的液压振动，不仅使系统产生很大的噪音，而且长时间的振动容易造成弹簧的疲劳而折断，从而丧失隔离和稳舵的功能。

现有技术方案b阀件众多，原理过于复杂使得阀组成本及故障率较高、响应慢，阀组尺寸偏大，且不提供补油回路接口及截止阀。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明提供一种紧凑型舵机专用阀组，其结构简单紧凑，运行稳定可靠，可应用在扭矩为500kNm以上的舵机上，实现隔离、稳舵、克服负扭矩的功能。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种紧凑型舵机专用阀组，其包括：

平衡阀，所述平衡阀包括至少两个单向阀和一个滑阀，其中一个单向阀的一端与主油泵的进口相接，另一端外接负载推舵机构的油缸进油口；另一个单向阀的一端与主油泵的出口相接，另一端外接负载推舵机构的油缸出油口；所述滑阀，安装在阀体的内孔中，并定位于端盖；所述单向阀安装在所述滑阀内部孔道的两端；

至少两个截止阀，其中一个截止阀串联于所述平衡阀的出油口与推舵机构油缸的进油口之间；另外一个截止阀串联于所述平衡阀的出油口与推舵机构油缸的出油口之间；

安全阀，其两端分别接推舵机构的油缸的进出油口；

补油单向阀，一端与补油泵相连，另一端与主油泵相连；

补油溢流阀，一端与补油泵相连，另一端通过泄油口回油箱。

更进一步地，所述截止阀设置有进油通道、出油通道和腔孔，所述腔孔的中心线垂直于所述进油通道和出油通道的中心线。

更进一步地，所述滑阀通过阀体两端的弹簧座、弹簧和端盖进行定位；所述单向阀通过弹簧和拧紧在所述滑阀端部的螺塞进行定位；螺塞套在阻尼器上，通过弹簧将阻尼器顶在端盖上。

更进一步地，所述截止阀采用锥面密封。

由本发明上述方案可以看出，本发明通过平衡阀，能够应用在扭矩为500kNm以上的舵机上，实现隔离、稳舵及抗负扭矩的功能；

另外，本发明通过紧凑型锥面密封的截止阀，并且将舵机专用阀组的功能部件高度集成，使其结构更为紧凑。

附图说明

图1是现有技术中采用双液控单向阀和双向安全阀实现大流量控制的原理图；

图2是本发明中的紧凑型舵机专用阀组外形结构示意图；

图3是本发明中的紧凑型舵机专用阀组的K向视图；

图4是本发明中的平衡阀的结构示意图；

图5是本发明中的紧凑型舵机专用阀组的液压原理图；

图6是本发明中截止阀的结构示意图；

法兰1；平衡阀2；阀块3；安全阀4；补油溢流阀5；截止阀6；补油单向阀7；进油通道61；出油通道62；腔孔63；阀体101、弹簧座102、螺塞103、第一弹簧104、单向阀105、滑阀106、第二弹簧107、第三弹簧108、阻尼器109、端盖110、第一通流孔121、第二通流孔122、第一节流边131和第二节流边132。

具体实施方式

为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明专利作进一步地详细描述。

本发明提供的一种紧凑型舵机专用阀组的结构如图2和图3所示。包括：

法兰1；平衡阀2；阀块3；安全阀4；补油溢流阀5；截止阀6；补油单向阀7。

法兰1为两个，分别通过螺钉安装于阀块3左侧平面且提供与主油泵连接的进油口A、出油口B。

平衡阀2采用大通径平衡阀，通过螺钉安装于阀块3上表面，实现隔离、稳舵及抗负扭矩功能。平衡阀2包括至少两个单向阀，其中一个单向阀的一端与主油泵的进口相接，另一端外接负载推舵机构的油缸进油口；另外一个单向阀的一端与主油泵的出口相接，另一端外接负载推舵机构的油缸出油口。平衡阀还包括阀体、滑阀。其中滑阀为圆柱形式滑阀，安装在阀体的内孔中，通过两端的弹簧座、弹簧和端盖进行定位；单向阀安装在滑阀内部孔道的两端，其通过弹簧和拧紧在滑阀端部的螺塞进行定位；螺塞套在阻尼器上，通过弹簧能够将阻尼器顶在端盖上。

该平衡阀2的详细结构如图4所示，包括：阀体101、弹簧座102、螺塞103、第一弹簧104、单向阀105、滑阀106、第二弹簧107、第三弹簧108、阻尼器109和端盖110。

阀体101上开设由内孔和六个油腔，该六个油腔分别为第一进油口、第二进油口、第一出油口、第二出油口、第一内部控制腔和第二内部控制腔，分别以A11、B11、C11、D11、K11和K12表示，其中A11、B11与油泵排出的压力油连接，C11、D11与外负载连接，K11与第一进油口A11连通，K12与第二进油口B11连通，分别作用到滑阀106的左右两端，控制滑阀106的移动。

滑阀106安装在阀体101的内孔中，通过两端的弹簧座102、第三弹簧108和端盖110进行定位；滑阀106为圆柱形式滑阀，内部设置有孔道，并在孔道左侧侧壁上开设第一通流孔121和第二通流孔122，并在孔道右侧侧壁上对称第一通流孔121和第二通流孔122，分别与其内部的孔道相通。在位于孔道左侧的第一通流孔121和第二通流孔122之间开设第一节流边131，在位于孔道右侧的第一通流孔121和第二通流孔122之间开设第二节流边132。

两个单向阀105分别安装在滑阀106内部孔道的两端，其侧壁与第一通流孔121相接。单向阀105采用锥面密封形式导通或切断第一通流孔121与滑阀106内部孔道，通过第二弹簧107和拧紧在滑阀106端部的螺塞103进行定位。

螺塞103套在阻尼器109上，阻尼器109设置有凹槽，所述第一弹簧4设置在所述凹槽内且一端连接螺塞103，另一端连接端盖110，这样通过第一弹簧104能够将阻尼器109顶在端盖110上。

阀块3用于安装各阀件，阀块3内部的孔道按图5所示的原理图将各阀件相连。具体为：平衡阀2的一端与主油泵的进出油口相接，另一端外接负载推舵机构的油缸进出油口；安全阀4的两端分别接推舵结构的油缸进出油口；补油溢流阀5的一端通过接口P与补油泵相连，另一端通过泄油口T回油箱，截止阀6串联于平衡阀出油口与推舵机构油缸进油口之间；补油单向阀7一端通过接口P与补油泵相连，另一端与主油泵进出油口相连。

安全阀4通过螺钉安装于阀块3上表面，实现对系统的安全保护。

补油溢流阀5通过螺钉安装于阀块3的上侧面，实现补油压力的调节。

截止阀6至少为两个，通过螺钉安装于阀块3的右侧面，串联于平衡阀出油口与推舵机构油缸进油口之间，通过接口A’和接口B’分别与推舵油缸进油口、出油口连接，可实现舵机专用阀组与推舵机构间油路的导通与切断功能。其中一个截止阀6串联于所述平衡阀2的出油口与推舵机构油缸的进油口之间；另外一个截止阀6串联于所述平衡阀2的出油口与推舵机构油缸的出油口之间。截止阀的结构如图6所示，截止阀6的进油通道61和出油通道62可以垂直设置，也可以平行设置，进油通道和出油通道的中心线与截止阀的腔孔63中心线垂直，这样可以使其结构更为紧凑。该截止阀6采用锥面密封形式密封，有图中可以看出截止阀6的阀芯的外表面为锥面。

补油单向阀7为两个，通过螺钉分别安装于阀块3的上、下侧面，通过隔离高压腔油液实现向低压腔补油的目的。

阀块3的底面分别布置有与补油泵出油口连接的接口P、与回油箱连接的泄油口T，均采用国标管接头。

舵机专用阀组液压原理图如图5所示。其中接口A、接口B与主泵的进出油口相连，接口A’、接口B’分别与推舵油缸进出油口相连，接口P接补油泵油口，泄油口T回油箱，接口C为压力测试口。

当舵机不工作时，平衡阀2处于中位机能，左右两腔均为单向导通，推舵机构内的液压油被锁住，从而实现稳舵。

当主油泵输出压力油，假设A腔（左侧）为高压油，此时平衡阀2由于A腔高压油的作用阀芯将向右移动，平衡阀切换成左侧机能，A腔高压油可单向通过平衡阀2，经过截止阀6后从接口A’输出，并通过管路进入推舵机构左侧油缸，推动舵柄逆时针转动；推舵机构右侧油缸排出的低压液压油通过管路进入接口B’，经过截止阀6、平衡阀2后经接口B输出并进入到主泵吸油口；当推舵机构承受负扭矩（逆时针）时，A腔油压下降，阀芯向左移动，使得推舵机构右侧回油阻力上升甚至关闭，起到抗负扭矩的作用。

当B腔（右侧）为高压油时，工作原理与A腔为高压油时一样，这里不再赘述。

补油泵输出的低压（2MPa左右）液压油接入接口P，用于向闭式回路提供补油。补油溢流阀5连接于接口P与泄油口T之间，用于调节补油压力，当补油腔压力高于设定压力时补油溢流阀5打开卸荷。两个补油单向阀7对称布置、并联布置于主回路的接口A、接口B口之间，可通过隔离高压腔达到向低压腔补油的目的。假设A腔（左侧）为高压油，B腔（右侧）为低压油，A腔侧的补油单向阀受A腔高压油作用锁死使得高压腔被隔离开，B腔侧的补油单向阀7则处于单向导通状态，此时补油泵输出的低压液压油通过补油单向阀7进入B腔，从而实现补油。

两个安全阀4并联于接口A’，接口B’之间，当高压腔油液压力过大时将通过安全阀4与低压腔导通，实现安全保护作用。

上述实施例中，所有的功能部件高度集成在舵机专用阀组中。

上述实施例中，也可以只有一个安全阀4并联于接口A’，接口B’之间，实现安全保护作用。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明通过平衡阀，能够应用在扭矩为500kNm以上的舵机上，实现隔离、稳舵及抗负扭矩的功能；

另外，本发明通过紧凑型锥面密封的截止阀，并且将舵机专用阀组的功能部件高度集成，使其结构更为紧凑。

另外，增加安全阀以及包括补油单向阀、补油溢流阀的补油回路，使得舵机专用阀组运行更为稳定可靠。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (4)

1.一种紧凑型舵机专用阀组，其特征在于，所述紧凑型舵机专用阀组包括：

平衡阀(2)，所述平衡阀(2)包括至少两个单向阀和一个滑阀，其中一个单向阀的一端与主油泵的进口相接，另一端外接负载推舵机构的油缸进油口；另一个单向阀的一端与主油泵的出口相接，另一端外接负载推舵机构的油缸出油口；所述滑阀，安装在阀体的内孔中，并定位于端盖；所述单向阀安装在所述滑阀内部孔道的两端；

至少两个截止阀(6)，其中一个截止阀(6)串联于所述平衡阀(2)的出油口与推舵机构油缸的进油口之间；另外一个截止阀(6)串联于所述平衡阀(2)的出油口与推舵机构油缸的出油口之间；

安全阀(4)，其两端分别接推舵机构油缸的进出油口；

补油单向阀(7)，一端与补油泵相连，另一端与主油泵相连；

补油溢流阀(5)，一端与补油泵相连，另一端通过泄油口回油箱。

2.根据权利要求1所述的紧凑型舵机专用阀组，其特征在于，所述截止阀(6)设置有进油通道(61)、出油通道(62)和腔孔(63)，所述腔孔(63)的中心线垂直于所述进油通道(61)和出油通道(62)的中心线。

3.根据权利要求1或2所述的舵机专用阀组，其特征在于，所述滑阀通过阀体两端的弹簧座、弹簧和端盖进行定位；所述单向阀安装通过弹簧和拧紧在所述滑阀端部的螺塞进行定位；螺塞套在阻尼器上，通过弹簧将阻尼器顶在端盖上。

4.根据权利要求3所述的紧凑型舵机专用阀组，其特征在于，所述截止阀(6)采用锥面密封。

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