CN104500475A - 一种带折叠式臂架的机械用平衡阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带折叠式臂架的机械用平衡阀，包括第一油口、第二油口、阀体、控制阀芯、平衡阀芯、高低压腔隔离块及溢流阀芯；所述的阀体设有先导控制油腔、负载腔及先导阀弹簧腔；第一油口与先导控制油腔连通；所述的第二油口与负载腔连通；所述的控制阀芯安装在先导控制油腔内；平衡阀芯安装在负载腔内，将先导控制油腔与负载腔隔离，平衡阀芯包括阀头和阀杆，阀头安装在阀杆朝向控制阀芯的一端，阀杆穿过高低压腔隔离块的中心孔，阀头和高低压腔隔离块之间设有弹簧；阀杆的中心处设有通孔，孔内设有小先导阀芯，小先导阀芯上设有连通负载腔与高压卸荷腔的凹槽。本发明具有动态稳定性好，控制压力低，闭锁性好的优点。

Description

一种带折叠式臂架的机械用平衡阀
技术领域
本发明涉及一种平衡阀，尤其是涉及一种带折叠式臂架的机械用平衡阀。
背景技术
目前，随着工程机械的快速发展，出现了各式各样的带有曲臂式臂架、折叠式臂架的机械，如曲臂式升降平台、混泥土泵车，折叠式吊车、折叠式起重机、高空作业平台升降机等。相对于一般的机械，该类机械为高空作业设备，且其工作负载随着各臂架之间的角度的变化而频繁变化，因而其在上升、下降和空中定位静止等典型工况下对平衡阀的静态和动态性能要求都相当高。
传统平衡阀应用于多节臂架平衡回路容易造成执行机构低频抖动，且由于传统的平衡阀一般采用滑阀结构，存在一定内漏，很难将臂架锁定在一个确定位置。再者，传统平衡阀的开启压力和控制压力都较高，应用于频繁动作的臂架液压系统有相当大得能耗损失。专利CN200320124145.X采用将负载信号反馈给弹簧腔，在负载增大时，通过反馈压力使主阀芯移动，减小过流面积来维持流量稳定，适用于负载缓慢变化的场合。同时为实现臂架空中自锁，防止臂架自由下落，其平衡阀主阀芯采用锥阀结构，并将高压油引入弹簧腔来实现零泄露，当需要平衡阀动作时再采用小先导阀芯切断高压油与弹簧腔的油路。改平衡阀在自锁时将高压油引入整个弹簧腔，导致高压油作用面积很大，从而使主阀芯承受过大应力，严重影响其使用寿命；与此同时，先导阀芯运动时的泄露来自于负载腔，这会导致臂架提前下降。
 鉴于以上问题，需要设计一种针对带有折叠式臂架机械使用的新型平衡阀。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于负载频繁变化工况、闭锁性好且流量稳定的带折叠式臂架的机械用平衡阀。
本发明采用的技术方案是：包括第一油口、第二油口、阀体、控制阀芯、平衡阀芯、高低压腔隔离块及溢流阀芯；所述的阀体设有先导控制油腔、负载腔及先导阀弹簧腔；第一油口与先导控制油腔连通；所述的第二油口与负载腔连通；
所述的控制阀芯安装在先导控制油腔内；平衡阀芯安装在负载腔内，将先导控制油腔与负载腔隔离，平衡阀芯包括阀头和阀杆，所述的阀杆是阶梯轴，阀杆朝向控制阀芯的一端的直径小于另一端的直径；所述的阀头呈锥形，阀头朝向控制阀芯端为小端，阀头安装在阀杆朝向控制阀芯的一端，阀杆穿过高低压腔隔离块的中心孔，阀头和高低压腔隔离块之间设有弹簧；高低压腔隔离块固定安装在阀体上，与阀杆及阀体围成高压卸荷腔；阀杆的中心处设有通孔，孔内设有小先导阀芯，小先导阀芯将负载腔与高压卸荷腔隔离，小先导阀芯上设有连通负载腔与高压卸荷腔的凹槽；小先导阀芯将先导控制油腔与先导阀弹簧腔隔离；所述的第二油口与先导控制油腔之间设有通道，通道内设有溢流阀。
上述带折叠式臂架的机械用平衡阀中，所述平衡阀芯的阀头与阀杆螺接；阀杆为三级阶梯轴，朝向控制阀芯的一端直径最小，另一端的直径最大。
上述带折叠式臂架的机械用平衡阀中，所述高低腔隔离块套装在平衡阀芯的阀杆上，将高压卸荷腔和负载腔隔开。
上述带折叠式臂架的机械用平衡阀中，所述小先导阀芯上设有环形槽。
上述带折叠式臂架的机械用平衡阀中，所述控制阀芯与小先导阀芯之间通过可浮动支撑杆连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的小先导阀芯与负载腔始终隔离，避免了因为小先导阀芯开启时的泄露导致的主机工作臂的下降；在引入高压负载信号来增强臂架自锁功能时，减小了高压油的作用面积，在保证自锁性能的同时增加了主平衡阀芯的使用寿命；与此同时，通过平衡阀芯前后端的面积差，实现了在工作负载增加时，在平衡阀芯负载侧形成极小负载作用力来减小过流面积，维持流量稳定的目的，使得该平衡阀尤其适用于负载多变的工况，因此，本发明动态稳定性好，控制压力低，闭锁性好，适合应用于折叠式臂架机械这种负载频繁多变的，自锁性要求极高的臂架机构的平衡回路。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图2为本发明的整体剖视图。
图3为本发明正向导通工况示意图。
图4为本发明闭锁工况示意图。
图5为本发明反向开启工况示意图 。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
尽管不同平衡阀在其结构上存在着差异，但是其主体液压结构是公知的，实现着相同的功能。平衡主要有三个油口，如图1平衡阀原理图所示，第一油口A为进油口，第二油口B为反向负载油口；还有控制油口。第一油口到第二油口时正向导通时，方向截止，其单向阀作用。当控制油口负载压力过大时，阀体内有起溢流作用的溢流阀，防止压力冲击。通过控制油口控制时，第一油口A到第二油口B可实现不同程度的限流，在第二油口B负载腔建立起背压与负载平衡。以上三者即为所有平衡阀的功能。
如图2-5所示，本发明包括第一油口A、第二油口B、阀体1、控制阀芯2、平衡阀芯4、高低压腔隔离块6及溢流阀芯9；所述的阀体1设有先导控制油腔a、负载腔c及先导阀弹簧腔d；第一油口A与先导控制油腔a连通，所述的第二油口B与负载腔c连通。
所述的控制阀芯2安装在先导控制油腔a内；平衡阀芯4安装在负载腔c内，平衡阀芯4将先导控制油腔a与负载腔c隔离；平衡阀芯4包括阀头41和阀杆42，所述的阀杆42为三级阶梯轴，朝向控制阀芯2的一端直径最小，其上设有螺纹，与阀头41螺接；另一端的直径最大，起导向作用。所述的阀头41呈锥形，阀头41朝向控制阀芯2的一端为小端。所述的阀杆42穿过高低压腔隔离块6的中心孔，阀头41和高低压腔隔离块6之间设有弹簧8，高低压腔隔离块6固定安装在阀体1上，与阀杆42及阀体1围成高压卸荷腔e。阀杆42的中心处设有通孔，通孔内设有小先导阀芯5，小先导阀芯5上设有环形槽，小先导阀芯5通过弹簧7与阀体1连接；小先导阀芯5将负载腔c与高压卸荷腔e隔离，小先导阀芯5上设有连通负载腔c与高压卸荷腔e的凹槽。小先导阀芯5将先导控制油腔a与先导阀弹簧腔d隔离。所述的第二油口B与先导控制油腔a之间设有连通通道，连通通道内设有溢流阀9。所述控制阀芯2与小先导阀芯5之间通过可浮动支撑杆3连接。
如图3所示，第一油口A流向第二油口B时，平衡阀芯4在压力P0的作用下向右开启，由于P0作用在小先导阀芯5的面积很小，小先导阀芯5不会开启，因此P0作用在平衡阀芯4的面积很大，加上弹簧7和弹簧8的刚度都不是很大，正向开启压力很低。
如图4所示，在反向截止工况时，弹簧7、弹簧8以及引入负载都作用在平衡阀芯4的右侧，加上平衡阀芯4的阀头41为锥形，很容易实现零泄露。而且引入的作用在平衡阀芯4的环形面积的高压负载作用力可以控制，避免了高强度应力对平衡阀芯的损伤。
如图5所示，在反向开启时，先导压力Pil通过控制阀芯2及支撑杆3作用在小先导阀芯5上的推力推动小先导阀移动，其推力大小为F=Pil*A。在小先导阀芯5开启前，引入负载压力作用在主平衡阀芯右侧，其作用力大小为Pc*S1,如图4所示。小先导阀芯5开启后，负载腔c与高压隔离腔e连通。负载压力作用在平衡阀芯4右侧的力为Pc*(S1-S2), S1-S2 很小，因而在平衡阀芯4运动过程中，引入的随负载而变化的力很小，不会造成控制压力偏高。同时，它能在负载增大时使平衡阀芯4向左移动，稳定流量。且在整个工作过程中，a腔与d腔始终连通，高压卸荷腔e和负载腔c腔始终连通，而它们两组相互隔离。不会造成在小先导阀芯开启过程中导致的负载流量泄露，使得臂架下降。
   综上所述，本发明所公开的平衡阀闭锁性好，工作寿命长，性能稳定适合应用于负载多变工况的机械。

Claims (5)

1.一种带折叠式臂架的机械用平衡阀，其特征是：包括第一油口、第二油口、阀体、控制阀芯、平衡阀芯、高低压腔隔离块及溢流阀芯；所述的阀体设有先导控制油腔、负载腔及先导阀弹簧腔；第一油口与先导控制油腔连通；所述的第二油口与负载腔连通；
所述的控制阀芯安装在先导控制油腔内；平衡阀芯安装在负载腔内，将先导控制油腔与负载腔隔离，平衡阀芯包括阀头和阀杆，所述的阀杆是阶梯轴，阀杆朝向控制阀芯的一端的直径小于另一端的直径；所述的阀头呈锥形，阀头朝向控制阀芯端为小端，阀头安装在阀杆朝向控制阀芯的一端，阀杆穿过高低压腔隔离块的中心孔，阀头和高低压腔隔离块之间设有弹簧；高低压腔隔离块固定安装在阀体上，与阀杆及阀体围成高压卸荷腔；阀杆的中心处设有通孔，孔内设有小先导阀芯，小先导阀芯将负载腔与高压卸荷腔隔离，小先导阀芯上设有连通负载腔与高压卸荷腔的凹槽；小先导阀芯将先导控制油腔与先导阀弹簧腔隔离；所述的第二油口与先导控制油腔之间设有通道，通道内设有溢流阀。
2.根据权利要求1所述带折叠式臂架的机械用平衡阀，其特征是：所述平衡阀芯的阀头与阀杆螺接；阀杆为三级阶梯轴，朝向控制阀芯的一端直径最小，另一端的直径最大。
3.根据权利要求1所述带折叠式臂架的机械用平衡阀，其特征是：所述高低腔隔离块套装在平衡阀芯的阀杆上，将高压卸荷腔和负载腔隔开。
4.根据权利要求1所述带折叠式臂架的机械用平衡阀，其特征是：所述小先导阀芯上设有环形槽。
5.根据权利要求1所述带折叠式臂架的机械用平衡阀，其特征是：所述控制阀芯与小先导阀芯之间通过可浮动支撑杆连接。
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