CN104791316A - 一种压力直接检测式手调溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于流体传动及控制领域中的液压控制元件，具体涉及一种压力直接检测式手调溢流阀。其特征在于包括2D阀部件和压扭联轴器部件，2D阀部件包括阀体、阀芯、左端盖、右端盖、O型密封圈一、O型密封圈二和固定螺栓，压扭联轴器部件包括楔形件、轴承轴二、滚动轴承二、调压手柄、弹簧和压紧块。本发明的有益效果主要表现在：1、该溢流阀采用压力直接检测方式，加快动态响应时间；2、采用压扭联轴器结构，实现了力放大，可以实现较小的弹簧力控制高压大流量；3、阀体采用2D结构，阀芯可转动和直动，结构简单，尺寸小；4、该溢流阀实现了机械闭环负反馈和压力反馈，系统稳定性增加，稳态调压偏差较小。

Description

一种压力直接检测式手调溢流阀

技术领域

本发明属于流体传动及控制领域中的液压控制元件，具体涉及一种压力直接检测式手调溢流阀。

背景技术

在液压系统中，溢流阀起到了非常重要的作用，溢流阀性能的好坏直接影响整个液压系统的控制性能，进而影响到高端制造设备的整体质量和技术水平。现在溢流阀广泛应用于许多重要的工程领域，如大型数控设备、工程机械等；导弹、卫星、舰船等军工、航天领域；汽车、行走机械等领域，在国民经济发展中占有相当重要的地位。

手调式溢流阀分为直动式溢流阀和导控式溢流阀，直动式溢流阀结构简单，但由于受弹簧力的限制，无法从根本上解决高压、大流量下液动力的影响问题，在高压（压差大）和大流量的工作状态下仍然会出现流量饱和现象；导控（先导控制）式溢流阀基本思想是采用一通径较小的导阀（一般采用直动式溢流阀）控制主阀敏感腔的压力变化，驱动主阀芯运动，因液压推力比油液流经阀口时所产生液动力大得多，足以消除其对主阀芯运动与控制产生的不利影响，解决了直动式溢流阀存在的不足。导控的思想后来也被广泛地应用于其它液压阀的设计，使液压系统高压、大流量控制成为了现实。导控式溢流阀主要不足是其结构相对比较复杂，且不易小型化，采用压力间接检测方式导致稳态调压偏差偏大，一般达到10%~15%。

发明内容

为了进一步减小溢流阀尺寸，实现高压、大流量控制，同时克服传统溢流阀稳态调压偏差大等问题，本发明提供一种压力直接检测式手调溢流阀的技术方案。

所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于包括2D阀部件和压扭联轴器部件；

所述的2D阀部件包括阀体、阀芯、左端盖、右端盖、O型密封圈一、O型密封圈二和固定螺栓，左端盖和右端盖通过固定螺栓连接在阀体上；所述的阀体内设置有敏感腔、低压腔一、低压腔二和高压腔，敏感腔设置在阀体左端，低压腔一、低压腔二依次设置在阀体中部，高压腔设置在阀体右端；所述的阀体左端内壁设置有两个对称的直槽，直槽与敏感腔连通；所述的阀芯设置在阀体内部，阀芯左端设置左侧台肩，左侧台肩密封敏感腔且将敏感腔和低压腔一隔开，阀芯中部设置右侧台肩，右侧台肩将低压腔一和低压腔二隔开，设置在阀芯上的O型密封圈二将低压腔二和高压腔隔开；所述的右侧台肩上设置通孔，通孔连通低压腔一和低压腔二；所述的阀芯的轴心上设置有高压通道，左侧台肩、右侧台肩和位于高压腔内的阀芯上分别设置有高压孔一、高压孔二和高压孔三，高压孔一、高压孔二和高压孔三均与高压通道连通；所述的左侧台肩上还设置有低压孔，低压孔通过设置在左侧台肩上的低压通道与低压腔一连通，低压孔与高压孔一对称设置在直槽两侧；所述的阀体底部开有高压油路通道和低压油路通道，高压油路通道正对右侧台肩且与高压孔二连通，右侧台肩用来控制溢流阀阀口的开度，低压油路通道连通低压腔一；所述的阀芯右端固定设置轴承轴一，轴承轴一两端过盈配合滚动轴承一；

所述的压扭联轴器部件包括楔形件、轴承轴二、滚动轴承二、调压手柄、弹簧和压紧块，楔形件两侧面上设置有与阀体内壁上的滑槽相配合的滚动轴承二，滚动轴承二通过轴承轴二设置在楔形件上，楔形件按照阀体内壁上的滑槽轨迹运行；所述的楔形件中心开设通孔，与轴承轴二相垂直的楔形件另外两侧面开设有斜槽，斜槽所在的两侧面上还开设有安装轴承轴一的小孔，轴承轴一的直径小于小孔的直径，滚动轴承一按照斜槽轨迹运行；所述的压紧块设置在阀体右侧中心，压紧块与阀体之间设置O型密封圈三，压紧块一端触接配合楔形件，压紧块另一端与弹簧一端相连，弹簧另一端与调压手柄相连，调压手柄螺接设置在右端盖上，调压手柄通过弹簧预压缩来设定溢流阀调定压力。

所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于所述的阀芯轴端面的面积是左侧台肩端面面积的一半，即敏感腔压力为高压腔压力的一半。

所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于所述的右侧台肩与左侧台肩直径相同。

所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于所述的O型密封圈一设置在左端盖与阀体之间。

所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于所述的楔形件上设置有凸台，凸台与压紧块触接配合。

本发明的有益效果主要表现在：

1、该溢流阀采用压力直接检测方式，加快动态响应时间；

2、采用压扭联轴器结构，实现了力放大，可以实现较小的弹簧力控制高压大流量；

3、阀体采用2D结构，阀芯可转动和直动，结构简单，尺寸小；

4、该溢流阀实现了机械闭环负反馈和压力反馈，系统稳定性增加，稳态调压偏差较小。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为楔形件的结构示意图；

图3为阀芯的结构示意图；

图中：1-左端盖，2- O型密封圈一，3-敏感腔，4-高压孔一，5-直槽，6-阀芯，7-阀体，8-高压孔二，9-O型密封圈二，10-高压孔三，11-楔形件，12- O型密封圈三，13-低压孔，14-低压腔一，15-高压通道,16-通孔，17-低压腔二，18-弹簧，19-调压手柄，20-高压腔，21-滑槽，22-轴承轴一，23-滚动轴承一，24-轴承轴二，25-滚动轴承二，26-斜槽，27-低压通道，28-左侧台肩，29-右侧台肩，30-右端盖，31-压紧块。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明：

一种压力直接检测式手调溢流阀，包括2D阀部件和压扭联轴器部件；2D阀部件包括阀体7、阀芯6、左端盖1、右端盖30、O型密封圈一2、O型密封圈二9和固定螺栓，左端盖1和右端盖30通过固定螺栓连接在阀体7上，O型密封圈一2设置在左端盖1与阀体7之间；阀体7内设置有敏感腔3、低压腔一14、低压腔二17和高压腔20，敏感腔3设置在阀体7左端，低压腔一14、低压腔二17依次设置在阀体7中部，高压腔20设置在阀体7右端；阀体7左端内壁设置有两个对称的直槽5（直槽采用铣床洗出），直槽5与敏感腔3连通；阀芯6设置在阀体7内部，阀芯6左端设置左侧台肩28，左侧台肩28密封敏感腔3且将敏感腔3和低压腔一14隔开，阀芯6中部设置右侧台肩29，右侧台肩29将低压腔一14和低压腔二17隔开，设置在阀芯6上的O型密封圈二9将低压腔二17和高压腔20隔开；右侧台肩29上设置通孔16，通孔16连通低压腔一14和低压腔二17，使低压腔压力作用在阀芯上的液压力可忽略；阀芯的轴心上设置有高压通道15（高压通道是用钻床从阀芯左端加工而成，并通过螺堵密封左端开口），左侧台肩28、右侧台肩29和位于高压腔内的阀芯上分别设置有高压孔一4、高压孔二8和高压孔三10，高压孔一4、高压孔二8和高压孔三10均与高压通道15连通；左侧台肩28上还设置有低压孔13，低压孔13通过设置在左侧台肩28上的低压通道27与低压腔一14连通，低压孔13与高压孔一4对称设置在直槽5两侧；阀体7底部开有高压油路通道P和低压油路通道T，高压油路通道P正对右侧台肩29且与高压孔二8连通，右侧台肩29用来控制溢流阀阀口的开度，低压油路通道T连通低压腔一14；阀芯6右端固定设置轴承轴一22，轴承轴一22两端过盈配合滚动轴承一23；压扭联轴器部件包括楔形件11、轴承轴二24、滚动轴承二25、调压手柄19、弹簧18和压紧块31，楔形件11设置在高压腔20的高压油中，高压腔通过O型密封圈二9和O型密封圈三12进行密封，楔形件11两侧面上设置有与阀体内壁上的滑槽21相配合的滚动轴承二25，滚动轴承二25通过轴承轴二24设置在楔形件11上，楔形件11按照阀体内壁上的滑槽轨迹运行（即左右运动）；楔形件11中心开设通孔，与轴承轴二相垂直的楔形件另外两侧面开设有斜槽26，斜槽26所在的两侧面上还开设有安装轴承轴一22的小孔，轴承轴一22的直径小于小孔的直径（即阀芯在斜槽内具有一定的运动间隙，以实现阀芯左右运动时的旋转动作），滚动轴承一23按照斜槽轨迹运行（即转动）；压紧块31设置在阀体右侧中心，压紧块与阀体之间设置O型密封圈三12，压紧块31一端触接配合楔形件（可以在楔形件上设置有凸台，凸台与压紧块触接配合），压紧块31另一端与弹簧18一端相连，弹簧18另一端与调压手柄19相连，调压手柄19螺接设置在右端盖30上，调压手柄19通过弹簧预压缩来设定溢流阀调定压力。

本发明的工作原理：系统压力通过高压孔二经阀芯内高压通道到达高压孔一和高压孔三，系统平衡状态时，敏感腔的高压孔一与低压孔对称于直槽两侧，敏感腔压力为高压腔压力的一半，阀芯轴端面面积为左侧台肩端面面积的一半（右侧台肩与左侧台肩直径相同），此时阀芯处于平衡状态；同时楔形件受到的弹簧预压力与高压腔液压力也处于平衡状态，所以溢流阀处于平衡状态，溢流阀阀口关闭。当高压油路通道P压力增大时（即系统压力增大时），高压腔的压力随之发生变化，液压力大于弹簧预压力，液压力推动楔形件向右运动，实现了系统压力的直接检测，由于阀芯右端的轴承轴一和滚动轴承一受楔形件的斜槽约束，所以阀芯受楔形件斜槽运动的约束而发生逆时针转动，敏感腔的高压孔一与直槽的相交面积增大，低压孔与直槽相交面积减小，导致敏感腔压力升高，推动阀芯向右运动，溢流阀阀口打开溢流，压力降低，实现了系统压力负反馈；阀芯在向右运动过程中，受楔形件斜槽的约束，使阀芯又产生顺时针转动，高压孔一与直槽的相交面积减小，敏感腔压力下降，实现了机械闭环负反馈，同时由于阀口打开溢流，溢流后的系统压力下降，楔形件在弹簧力和液压力共同作用下向左运动，加快了阀芯的顺时针转动，两者作用的结果是使敏感腔的压力尽快恢复为原来的值，阀芯到达原来平衡位置。

上述具体实施方式用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于包括2D阀部件和压扭联轴器部件；

所述的2D阀部件包括阀体、阀芯、左端盖、右端盖、O型密封圈一、O型密封圈二和固定螺栓，左端盖和右端盖通过固定螺栓连接在阀体上；所述的阀体内设置有敏感腔、低压腔一、低压腔二和高压腔，敏感腔设置在阀体左端，低压腔一、低压腔二依次设置在阀体中部，高压腔设置在阀体右端；所述的阀体左端内壁设置有两个对称的直槽，直槽与敏感腔连通；所述的阀芯设置在阀体内部，阀芯左端设置左侧台肩，左侧台肩密封敏感腔且将敏感腔和低压腔一隔开，阀芯中部设置右侧台肩，右侧台肩将低压腔一和低压腔二隔开，设置在阀芯上的O型密封圈二将低压腔二和高压腔隔开；所述的右侧台肩上设置通孔，通孔连通低压腔一和低压腔二；所述的阀芯的轴心上设置有高压通道，左侧台肩、右侧台肩和位于高压腔内的阀芯上分别设置有高压孔一、高压孔二和高压孔三，高压孔一、高压孔二和高压孔三均与高压通道连通；所述的左侧台肩上还设置有低压孔，低压孔通过设置在左侧台肩上的低压通道与低压腔一连通，低压孔与高压孔一对称设置在直槽两侧；所述的阀体底部开有高压油路通道和低压油路通道，高压油路通道正对右侧台肩且与高压孔二连通，右侧台肩用来控制溢流阀阀口的开度，低压油路通道连通低压腔一；所述的阀芯右端固定设置轴承轴一，轴承轴一两端过盈配合滚动轴承一；

所述的压扭联轴器部件包括楔形件、轴承轴二、滚动轴承二、调压手柄、弹簧和压紧块，楔形件两侧面上设置有与阀体内壁上的滑槽相配合的滚动轴承二，滚动轴承二通过轴承轴二设置在楔形件上，楔形件按照阀体内壁上的滑槽轨迹运行；所述的楔形件中心开设通孔，与轴承轴二相垂直的楔形件另外两侧面开设有斜槽，斜槽所在的两侧面上还开设有安装轴承轴一的小孔，轴承轴一的直径小于小孔的直径，滚动轴承一按照斜槽轨迹运行；所述的压紧块设置在阀体右侧中心，压紧块与阀体之间设置O型密封圈三，压紧块一端触接配合楔形件，压紧块另一端与弹簧一端相连，弹簧另一端与调压手柄相连，调压手柄螺接设置在右端盖上，调压手柄通过弹簧预压缩来设定溢流阀调定压力。

2.根据权利要求1所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于所述的阀芯轴端面的面积是左侧台肩端面面积的一半，即敏感腔压力为高压腔压力的一半。

3.根据权利要求2所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于所述的右侧台肩与左侧台肩直径相同。

4.根据权利要求1所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于所述的O型密封圈一设置在左端盖与阀体之间。

5.根据权利要求1所述的一种压力直接检测式手调溢流阀，其特征在于所述的楔形件上设置有凸台，凸台与压紧块触接配合。