CN104989690A - 过载卸荷阀 - Google Patents

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Abstract

一种过载卸荷阀,包括阀体、主阀芯、控制阀芯、进油道、出油道、回油道、单向阀及分别连接在阀体左右两端的第一弹簧调压机构和第二弹簧调压机构,主阀芯左端与第一弹簧调压机构连接,其右端面与第二弹簧调压机构之间设有第一密封油腔,控制阀芯右端面与第二弹簧调压机构之间设有第二密封油腔,出油道与第二密封油腔之间通过第一油道机构连通,控制阀芯上设有可连通第一密封油腔和第二密封油腔的第二油道机构,阀体与主阀芯之间设有可连通进油道和回油道的第三油道机构,主阀芯直径大于控制阀芯直径,主阀芯卸荷行程大于控制阀芯调压行程。本发明无需外接电源,成本低,安装简便,且能在保护电机的情况下维持一个比较低的平衡油压。

Description

过载卸荷阀
技术领域:
本发明属于液压系统技术领域,具体讲是一种用于液压系统中单油泵油路的过载卸荷阀。
背景技术:
在现有技术液压系统的单油泵油路中,通常采用油箱、油泵、溢流阀、单向阀及单作用油缸依次连接相通的结构,单作用油缸用于驱动执行部件工作,而油泵是由电机驱动工作,单作用油缸的进油口与油箱之间还需外接一个二位二通电磁阀,这个二位二通电磁阀由人操作,其作用是使单作用油缸里的油能够全部流回油箱而使单作用油缸回程恢复到初始状态。这种结构的单油泵油路在工作过程中,经常会发生因负载超额而导致油泵在过高油压下工作,从而使电机也超负荷运行,导致电机损坏,溢流阀连续高压工作,其溢流产生的热量会使液压系统中的液压油很快发热而无法工作。为此,我们不仅在油泵出油口与油箱之间连接了一个电磁溢流阀,而且还在单作用油缸进油口与电磁溢流阀之间设置了压力继电器和电控制装置,电控制装置同时与压力继电器和电磁溢流阀中的电磁阀连接。采用上述结构后,当油路压力过高达到过载压力时,压力继电器就会导通而给电控制装置一个信号,而电控制装置就会给电磁溢流阀中的电磁阀发出一个指令,从而使电磁溢流阀打开,此时从油泵出来的压力油就会通过电磁溢流阀而流回油箱,从而达到油路压力完全卸荷以保护电机的目的,此时单作用油缸进油口由于单向阀的阻断,液压系统对外输出端仍可以维持一定的压力,但随着卸荷时间的延长,单向阀与单作用油缸之间的油道里的压力逐步降低,此时的压力继电器就会关闭而给电控制装置一个信号,电控制装置再给电磁溢流阀中的电磁阀发出一个关闭的指令,从而使电磁溢流阀关闭,此时从油泵出来的压力油就会继续通过单向阀而流向单作用油缸。
尽管现有技术液压系统的单油泵油路具有卸荷油压的功能,但它仍然存在以下三个缺陷:1、由于设置了电控制装置,因此它必须要外接一个电源才能正常工作;2、需要使用的元件过多,不但增加了成本,而且各元件之间的安装也比较复杂,另外,电控制装置的制造不但是液压的,还有电气的,其连接安装也较为复杂;3、油路压力完全卸荷时是可以更好地保护电机,但由于单向阀进出油口的油压差大了,使该阀进出油口的泄露也快,这样对维护超载负荷的稳定不利。
发明内容:
本发明要解决的技术问题是,提供一种无需外接电源,成本低,安装简便,且能在保护电机的情况下维持一个比较低的平衡油压的过载卸荷阀。
本发明的技术解决方案是,提供一种具有以下结构的过载卸荷阀:它包括阀体、单向阀、第一弹簧调压机构、主阀芯、控制阀芯、第二弹簧调压机构、进油道、出油道以及回油道,单向阀设置在阀体上部,且其进油腔和出油腔分别与进油道和出油道相通,第一弹簧调压机构和第二弹簧调压机构分别连接在阀体左右两端,主阀芯可在阀体内左右滑动,且其左端与第一弹簧调压机构连接,其右端面与第二弹簧调压机构之间上设有第一密封油腔,控制阀芯右端面与第二弹簧调压机构之间设有第二密封油腔,出油道与第二密封油腔之间通过第一油道机构连通,控制阀芯上设有可连通第一密封油腔和第二密封油腔的第二油道机构,阀体与主阀芯之间设有可连通进油道和回油道的第三油道机构,主阀芯的直径大于控制阀芯的直径,主阀芯的卸荷行程大于控制阀芯的调压行程。
采用以上结构后,与现有技术相比,本发明过载卸荷阀具有以下优点:
1、本发明过载卸荷阀无需使用电控制装置,因此它无需外接电源,降低了成本;
2、元件使用数量少,而且都集成在一件阀上,换句话说,本发明将一种电液控制的复杂液压系统改为了全液压的一个阀元件,从而在降低成本的同时,也简便了本发明的安装过程;
3、在液压系统正常工作即液压系统负载未达到过载压力时,本发明的承压阀芯为小直径的控制阀芯,从而使液压系统能够维持一个比较高的平衡油压,而当液压系统负载达到过载压力时,本发明的承压阀芯就为大直径的主阀芯,在弹簧力相同条件下,就可以快速打开卸荷通道,就使油泵出口的压力油在完成高压卸荷的同时维持低压力工作,即维持一个比较低的平衡油压。
作为一种改进,本发明所述的过载卸荷阀,其中,阀体上设有可连通第一密封油腔和第二油道机构的第四油道机构。
本发明所述的过载卸荷阀,其中,第四油道机构包括依次连通的第五油道、第六油道以及可与第二油道机构相通的第五沟槽,第五油道与第一密封油腔相通,第五沟槽位于控制阀芯与第六油道之间的阀体上,第五沟槽与第六油道相通。
本发明所述的过载卸荷阀,其中,第二油道机构包括依次连通的第三油道、第四油道以及可与第一密封油腔相通的第四沟槽,第三油道与第二密封油腔相通,第三油道、第四油道及第四沟槽均设置在控制阀芯上。
作为一种改进,本发明所述的过载卸荷阀,其中,主阀芯上设有主阀芯横向孔以及与主阀芯横向孔相通的第二油孔和第一油孔,主阀芯横向孔左端与第一弹簧调压机构相通,第二油孔与第三油道机构相通。在本发明的使用过程中,油会经过主阀芯外径与阀孔之间的缝隙而流入到第一弹簧调压机构,从而影响第一弹簧调压机构的正常工作,而主阀芯横向孔和第二油孔的设置可以使第一弹簧调压机构内的积油通过主阀芯横向孔、第二油孔及与第三油道机构相通的回油道流入到油箱。
本发明所述的过载卸荷阀,其中,第一弹簧调压机构包括调压帽、调压弹簧、限位垫和弹簧座,调压帽连接在阀体的左端面,限位垫连接在调压帽上,弹簧座连接在主阀芯左部,调压弹簧两头分别顶在调压帽与弹簧座之间。
本发明所述的过载卸荷阀,其中,第三油道机构包括设置在主阀芯上的第三沟槽以及设置在阀体上的第二沟槽,第三沟槽与回油道相通,第二沟槽与进油道相通,第三沟槽在主阀芯的轴向宽度要大于第二沟槽右边侧与回油道左边侧之间的距离,第三沟槽与第二油孔。
作为一种改进,本发明所述的过载卸荷阀,其中,第一油道机构包括阻尼堵、与出油道相通的第一油道以及与第二密封油腔相通的第二油道,第一油道设置在阀体上,阻尼堵和第二油道均设置在第二弹簧调压机构上,阻尼堵上设置有连通第一油道和第二油道的通孔。阻尼堵及阻尼堵上油孔的设置的目的是为了保证压力油流动时的平稳。
本发明所述的过载卸荷阀,其中,第二弹簧调压机构包括端盖、堵头以及控制阀芯弹簧,端盖连接在阀体的右端面上,堵头连接在端盖的右端,控制阀芯弹簧位于第二密封油腔内,且两端分别顶在控制阀芯的右端台阶上和堵头上。
附图说明:
图1是本发明过载卸荷阀的结构示意图。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明过载卸荷阀作进一步说明:
如图1所示,本发明过载卸荷阀包括它包括阀体1、单向阀2、主阀芯3、控制阀芯4、进油道P1、出油道P2、回油道P0、第一弹簧调压机构、第二弹簧调压机构、第一油道机构、第二油道机构、第三油道机构以及第四油道机构。单向阀2设置在阀体1上部,单向阀2的进油腔与进油道P1相通,单向阀2的出油腔与出油道P2相通。主阀芯3可在阀体1内左右滑动,主阀芯3右端面与第二弹簧调压机构之间的阀体1上设有第一密封油腔5。
第一弹簧调压机构包括调压帽19、调压弹簧20、限位垫21和弹簧座22,调压帽19连接在阀体1的左端面,调压帽19与阀体1之间形成一个调压弹簧腔23,限位垫21连接在调压帽19上,弹簧座22套紧在主阀芯1左部,调压弹簧20两端分别顶在调压帽19与弹簧座22之间。
第二弹簧调压机构包括端盖14、堵头15以及控制阀芯弹簧16,端盖14连接在阀体1的右端面上,堵头15连接在端盖8的右端,控制阀芯4的右端面与堵头15之间的端盖14上设有第二密封油腔6,控制阀芯弹簧16位于第二密封油腔6内,控制阀芯弹簧16两端分别顶在控制阀芯4的右端台阶上和堵头15上,第一密封油腔5位于主阀芯3右端面与端盖14左端面之间。
第一油道机构包括阻尼堵12、与出油道P2相通的第一油道P3以及与第二密封油腔6相通的第二油道P4,第一油道P3设置在阀体1上,阻尼堵12和第二油道P4均设置在第二弹簧调压机构的端盖14上,阻尼堵12上设置有连通第一油道P3和第二油道P4的通孔13。
第二油道机构包括依次连通的第三油道P5、第四油道P6以及第四沟槽8,第四沟槽8可与第一密封油腔5相通,第三油道P5与第二密封油腔6相通,第三油道P5、第四油道P6及第四沟槽8均设置在控制阀芯4上。
第三油道机构包括设置在主阀芯1上的第三沟槽17以及设置在阀体1上的第二沟槽18,第三沟槽17与回油道P0相通,第二沟槽18与进油道P1相通,第三沟槽17在主阀芯1的轴向宽度要大于第二沟槽18右边侧与回油道P0左边侧之间的距离,其目的是为了保证第三沟槽17能够连通进油道P1和回油道P0。
第四油道机构包括依次连通的第五油道P7、第六油道P8以及可与第二油道机构中第四沟槽8相通的第五沟槽7,第五油道P7与第一密封油腔5相通,第五沟槽7位于控制阀芯4与第六油道P8之间的阀体1上,第五沟槽7与第六油道P8相通。当外油路接电磁阀突然导通时,即出油口25处的油压下降为零时,导致第二密封油腔6处的压力也等同下降,而第一密封油腔5原来是有压力,且在调压弹簧20的弹簧力的作用下其压力没有那么快下降,此时这个压力就会作用在控制阀芯4的左端面,并且克服控制阀芯弹簧16的弹力向右移动,此时的第四油道P6与第一密封油腔5就不相通,第一密封油腔5就会变成一个死的密闭的空间,主阀芯3就无法往右退回,主阀芯3退不回来的话,卸荷行程H1仍然为负即导通状态,进油口P1处的油始终通过回油口26回到油箱,从而造成下一循环无法工作,而第四油道机构的设置可以在控制阀芯4向左移动到一定距离后,通过第五油道P7、第六油道P8及第五沟槽7使第一密封油腔5与第二密封油腔6之间导通,从而使第一密封油腔5中的压力油流到第二密封油腔6中,从而降低第一密封油腔5处的压力,使主阀芯3能够向右移动退回,保证下一循环的正常工作。
主阀芯3上设有主阀芯横向孔9以及与主阀芯横向孔9相通的第二油孔10和第一油孔11,第一油孔11处的主阀芯3上还设有第七沟槽28,调压行程H2的长度大于第七沟槽28的宽度,第七沟槽28的设置是为了便于第一油孔11的制作。主阀芯横向孔9左端与第一弹簧调压机构中的调压弹簧腔23相通,第二油孔10与第三油道机构中的第三沟槽17相通。主阀芯3的直径大于控制阀芯4的直径,主阀芯3的卸荷行程H1大于控制阀芯4的调压行程H2。本发明中所定义的卸荷行程H1指的是过载卸荷阀初始状态下第二沟槽18右侧面与第三沟槽17左侧面之间的距离,而调压行程H2指的是过载卸荷阀初始状态下第四油道P6左侧面与控制阀芯4左端面之间的距离。进油道P1、出油道P2及回油道P0在阀体1的底部分别设有进油口24、出油口25及回油口26。出油道P2与主阀芯3之间的阀体1上设有与出油道P2相通的第六沟槽27。
本发明过载卸荷阀的工作原理是:在液压系统正常工作状态下,压力油依次经过进油口24、进油道P1、单向阀2、第六沟槽27、出油道P2及出油口25后输出,从而驱动执行部件工作,同时压力油就会依次经过第一油道P3、通孔13及第二油道P4进入到控制阀芯4右端的第二密封油腔6,当执行部件工作负荷增大且达到调压弹簧20的过载保护压力时,此时的压力油就会推动控制阀芯4向左移动,同时推动主阀芯3向左移动,当主阀芯3移动至第一油孔11上的台阶被阀孔遮盖时,此时控制阀芯4的调压行程H2也为负,即第四沟槽8与第一密封油腔5相通时,此时的压力油就会依次经过第一油道P3、通孔13、第二油道P4、第二密封油腔6、第三油道P5、第四油道P6及第四沟槽8进入到第一密封油腔5即主阀芯3的右端,由于主阀芯3的直径大于控制阀芯4的直径,即主阀芯3右端面面积与油压乘积的作用力要大于控制阀芯4右端面面积与油压乘积的作用力,所以调压弹簧20会被进一步压缩。当控制阀芯4的移动量大于主阀芯3的卸荷行程H1时,第二沟槽18与第三沟槽17之间就会相通,此时油泵出油口的压力油就会依次经过进油口24、进油道P1、第二沟槽18、第三沟槽17、回油道P0及回油口26回到油箱,从而达到油路压力卸荷以保护电机的目的,此时出油道P2及出油口25的压力油由于单向阀2的阻断,液压系统对外输出端仍可以维持一定的压力。但是随着进油口24卸荷时间的延长,出油道P2及出油口25的压力也逐步地降低,当主阀芯3右端面面积与油压乘积的作用力小于调压弹簧20的作用力时,主阀芯3也逐步地向右移动直至卸荷行程H1为零为正即第二沟槽18和第三沟槽17之间不再相通,此时进油口24与回油口26之间的卸荷通道就被阻断,当出油道P2及出油口25的压力下降至主阀芯3右端面面积与油压乘积的作用力等于调压弹簧20的作用力时,达到一个新的平衡点,此时的承压阀芯为大直径的主阀芯3,进油口24和出油口25产生一个比较低的平衡压力,此为低压溢流控制,如此往复。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种过载卸荷阀,其特征在于:它包括阀体(1)、单向阀(2)、第一弹簧调压机构、主阀芯(3)、控制阀芯(4)、第二弹簧调压机构、进油道(P1)、出油道(P2)以及回油道(P0),所述单向阀(2)设置在阀体(1)上部,且其进油腔和出油腔分别与进油道(P1)和出油道(P2)相通,所述第一弹簧调压机构和第二弹簧调压机构分别连接在阀体(1)左右两端,所述主阀芯(3)可在阀体(1)内左右滑动,且其左端与第一弹簧调压机构连接,其右端面与第二弹簧调压机构之间的阀体(1)上设有第一密封油腔(5),所述控制阀芯(4)右端面与第二弹簧调压机构之间设有第二密封油腔(6),所述出油道(P2)与第二密封油腔(6)之间通过第一油道机构连通,所述控制阀芯(4)上设有可连通第一密封油腔(5)和第二密封油腔(6)的第二油道机构,所述阀体(1)与主阀芯(3)之间设有可连通进油道(P1)和回油道(P0)的第三油道机构,主阀芯(3)的直径大于控制阀芯(4)的直径,主阀芯(3)的卸荷行程(H1)大于控制阀芯(4)的调压行程(H2)。
2.根据权利要求1所述的过载卸荷阀,其特征在于:所述阀体(1)上设有可连通第一密封油腔(5)和第二油道机构的第四油道机构。
3.根据权利要求2所述的过载卸荷阀,其特征在于:所述第四油道机构包括依次连通的第五油道(P7)、第六油道(P8)以及可与第二油道机构相通的第五沟槽(7),所述第五油道(P7)与第一密封油腔(5)相通,所述第五沟槽(7)位于控制阀芯(4)与第六油道(P8)之间的阀体(1)上,所述第五沟槽(7)与第六油道(P8)相通。
4.根据权利要求1或2或3所述的过载卸荷阀,其特征在于:所述第二油道机构包括依次连通的第三油道(P5)、第四油道(P6)以及可与第一密封油腔(5)相通的第四沟槽(8),所述第三油道(P5)与第二密封油腔(6)相通,所述第三油道(P5)、第四油道(P6)及第四沟槽(8)均设置在控制阀芯(4)上。
5.根据权利要求1所述的过载卸荷阀,其特征在于:所述主阀芯(3)上设有主阀芯横向孔(9)以及与主阀芯横向孔(9)相通的第二油孔(10)和第一油孔(11),主阀芯横向孔(9)左端与第一弹簧调压机构相通,第二油孔(10)与第三油道机构相通。
6.根据权利要求1或5所述的过载卸荷阀,其特征在于:所述第一弹簧调压机构包括调压帽(19)、调压弹簧(20)、限位垫(21)和弹簧座(22),所述调压帽(19)连接在阀体(1)的左端面,所述限位垫(21)连接在调压帽(19)上,所述弹簧座(22)连接在主阀芯(1)左部,所述调压弹簧(20)两头分别顶在调压帽(19)与弹簧座(22)之间。
7.根据权利要求1或5所述的过载卸荷阀,其特征在于:所述第三油道机构包括设置在主阀芯(1)上的第三沟槽(17)以及设置在阀体(1)上的第二沟槽(18),所述第三沟槽(17)与回油道(P0)相通,所述第二沟槽(18)与进油道(P1)相通,所述第三沟槽(17)在主阀芯(1)的轴向宽度要大于第二沟槽(18)右边侧与回油道(P0)左边侧之间的距离,所述第三沟槽(17)与第二油孔(10)相通。
8.根据权利要求1所述的过载卸荷阀,其特征在于:所述第一油道机构包括阻尼堵(12)、与出油道(P2)相通的第一油道(P3)以及与第二密封油腔(6)相通的第二油道(P4),所述第一油道(P3)设置在阀体(1)上,所述阻尼堵(12)和第二油道(P4)均设置在第二弹簧调压机构上,所述阻尼堵(12)上设置有连通第一油道(P3)和第二油道(P4)的通孔(13)。
9.根据权利要求1或8所述的过载卸荷阀,其特征在于:所述第二弹簧调压机构包括端盖(14)、堵头(15)以及控制阀芯弹簧(16),所述端盖(14)连接在阀体(1)的右端面上,所述堵头(15)连接在端盖(8)的右端,所述控制阀芯弹簧(16)位于第二密封油腔(6)内,且两端分别顶在控制阀芯(4)的右端台阶上和堵头(15)上。
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