CN105387016A - 工程机械液控背压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械液控背压阀，包括阀体、主阀芯、弹簧、副阀芯，所述阀体采用一体式阀体，其内部开设有用于油液流通的第一油腔，所述第一油腔连通第一油孔和第四油孔；所述阀体内部开设有第二油腔，并通过第六油孔与第一油腔连通，所述主阀芯滑动设置在阀体内部开设的第六油孔中，端部连接副阀芯，所述弹簧通过压缩主阀芯将副阀芯封堵第一油孔或第四油孔，所述阀体上开设有第七油孔并连接液控油路，用于推动主阀芯压缩弹簧。本发明的液控背压阀能够实现背压值在适当时候地降低，节省了发动机的功率，有效避免油温，降低了加工的精度要求，节省了加工成本，并且不容易出现液压油渗漏的问题。

Description

工程机械液控背压阀

技术领域

本发明涉及液压工程机械的一种液压阀，具体是用于挖掘机液压系统的一种工程机械液控背压阀。

背景技术

背压阀常应用于工程机械液压系统回油路上，目的是为保护回转马达回转停止时建立背压，防止回转马达出现吸空。现有背压阀的背压值为常量，一旦设定开启压力则无法被调节，而实际液压系统工作时只有回转马达停止回转时才需要，其他情况下不需要常背压，因此动力系统不得不多输出功率去克服多余的背压，从而增加了动力系统负荷，增加了能耗与损失。对于20T吨级挖掘机来说，在液压系统回油中形成4-6bar的回油背压非常常见，如果按平均背压5bar与平均流量400L/min，则由于背压形成的功率损失为3.33Kw；而此部分的功率损失会转化为热量进入液压系统会导致液压油温的升高，降低整个液压系统的工作效率，而这部分能量转换为热量后能够在1个小时让液压油温度上升15℃左右，由此说明背压形成损失和影响非常明显。同时发动机需要多输出3.3Kw的功率来做功，增加整机的工作油耗，因此如何有效地降低大流量下的低背压值非常必要。

申请号为201520436320.1的中国专利公开了一种液控回油背压阀，其包括阀体及位于阀体内的主阀芯、控制活塞，并在阀体上靠近主阀芯位置的地方设置控制油口，导入压力油，通过液控实现背压阀开启压力的变化，可调节系统的背压值。不过，该技术方案中阀体装配复杂，需要对阀体的加工精度要求高，容易出现液压油泄露的问题，生产成本较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的背压阀存在的不能调节以及加工成本复杂的缺陷，提供一种结构更简单的工程机械液控背压阀，通过外控油路实现对整个液压系统回油的背压值进行控制，达到降低回油背压的效果，降低生产成本，提高液压阀的工作可靠性。

本发明采用如下技术方案实现：

一种工程机械液控背压阀，包括阀体2、主阀芯3、弹簧4、副阀芯5，所述阀体2采用一体式阀体，其内部开设有用于油液流通的第一油腔10，所述第一油腔10分别连通用于进油和出油的第一油孔6和第四油孔9；所述阀体2内部开设有第二油腔15，并通过第六油孔12与第一油腔10连通，所述主阀芯3滑动设置在阀体内部开设的第六油孔12中，所述主阀芯3内部开设贯通的第五油孔11，所述第五油孔11为阶梯孔，所述弹簧4一端固定在第二油腔15内，另一端插装并压缩在第五油孔11的大孔段中，所述副阀芯5固定插装在第五油孔11的小孔段，并伸入第一油腔10内，将第一油孔6或第四油孔9封堵；所述主阀芯3上开设有第三油孔8与第五油孔11连通；所述主阀芯3为阶梯轴段，其大端贴合第二油腔15的内壁设置，主阀芯阶梯部位的凸台13与第二油腔15内壁围成一环形空腔，所述阀体2上开设有第七油孔14与该环形空腔连通，并连接液控油路。

进一步的，所述阀体的第二油腔15的开口端通过一端盖1密封，所述端盖1的内壁设有凹槽固定嵌合弹簧端部。

进一步的，所述主阀芯3与第二油腔15和第六油孔12之间为间隙配合密封或密封圈密封。

进一步的，所述副阀芯5通过螺纹连接或过盈配合与主阀芯3固连。

进一步的，所述第二油腔15内加工作为弹簧行程位置限制的凸台。

进一步的，所述第一油孔6、第四油孔9以及第七油孔14与外部油管的连接为螺纹连接或法兰连接。

本发明通过液控背压阀能够实现背压值在适当时候地降低，当外控压力接通时使背压阀主阀芯的弹簧压缩，此时油液流经液控背压阀时背压值非常低，油液低压损通过，能量损失非常低；当外控压力取消时，背压阀阀芯弹簧恢复正常，压缩阀芯使流经液控背压阀的流量具备预定背压值的背压，从而有效地实现对回油背压的控制，起到了防止回转马达吸空的作用，并且避免油温因背压值过高导致升高。

并且，本发明的阀体采用整体结构，仅通过端盖封闭第二油腔，没有多的外部装配，降低了加工的精度要求，节省了加工成本，并且不容易出现液压油渗漏的问题。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的液控背压阀剖视图。

图中标号：1、端盖，2、阀体，3、主阀芯，4、弹簧，5、副阀芯，6、第一油孔，7、第二油孔，8、第三油孔，9、第四油孔，10、第一油腔，11、第五油孔，12、第六油孔，13、凸台，14、第七油孔，15、第二油腔。

具体实施方式

实施例

如图1所示，液控背压阀包括阀体2、主阀芯3、弹簧4、副阀芯5，阀体2采用一体式阀体，其内部开设有用于油液流通的第一油腔10，第一油腔10分别连通用于进油和出油的第一油孔6和第四油孔9。

阀体2内部开设有第二油腔15，并通过第六油孔12与第一油腔10连通，主阀芯3滑动设置在阀体内部开设的第六油孔12中，主阀芯3内部开设贯通的第五油孔11，第五油孔11为阶梯孔，阀体的第二油腔15的开口端通过一端盖1密封，端盖1的内壁设有凹槽固定嵌合弹簧端部，弹簧4一端通过端盖1固定在第二油腔15内，另一端插装并压缩在第五油孔11的大孔段中，副阀芯5固定插装在第五油孔11的小孔段，并伸入第一油腔10内，将第一油孔6或第四油孔9封堵，副阀芯5可通过螺纹连接或过盈配合与主阀芯3固连。

主阀芯3上开设有第三油孔8与第五油孔11连通；主阀芯3为阶梯轴段，其大端贴合第二油腔15的内壁设置，主阀芯阶梯部位的凸台13与第二油腔15内壁围成一环形空腔，阀体2上开设有第七油孔14与该环形空腔连通，并连接液控油路，从凸台方向推动主阀芯压缩弹簧，第二油腔15内加工作为弹簧行程位置限制的凸台，或者可如附图所示，直接通过端盖凸台进行主阀芯的行程限位，其中主阀芯3与第二油腔15和第六油孔12之间为间隙配合密封或密封圈密封，避免第一油腔的压力油大量渗漏到第二油腔内。

主阀芯3与第六油孔12、第二油腔15为轴孔连接，主阀芯在第六油孔12、第二油腔15内滑动；副阀芯5一端圆形端面作用于第一油孔6的外部端面，副阀芯5与主阀芯3采取孔轴连接；弹簧两端分别作用于密封端1与主阀芯3内的第五油孔11的内端面，初始时有一定的预紧力；第三油孔9流通第一油腔10、第五油孔11、第二油腔15，将少量渗入第二油腔的油液挤入第一油腔中。

其具体工作过程如下：

(1)液控背压阀开启

当第七油孔14有先导压力时，油液进入到主阀芯的凸台13与第二油腔15内端面组成的油腔内，随着压力的升高作用于主阀芯3上使主阀芯3向密封端1侧方向移动，从而压缩弹簧4，当弹簧4压缩到一定行程碰到密封端1限制位置，防止进一步压缩。此时副阀芯5在主阀芯3的带动下或在进油的压力作用下向弹簧4压缩侧方向移动，由于副阀芯5移动使第一油孔6与第一油腔10之间的流通面积增加，油液通过的阻力快速降低，实现了流通面积的增加与压力损失的降低。

(2)液控背压阀关闭

当第七油孔14取消先导压力时，进入到凸台13与第二油腔15内端面组成的油腔内的油液压力下降，随着压力的下降作用于主阀芯3上的弹簧恢复，

副阀芯5随着主阀芯3向弹簧伸展的方向侧移动，当弹簧4伸展到一定行程时副阀芯5端面与第一油孔6的端面接触，起到了限位作用。由于副阀芯5移动使第一油孔6与第一油腔10之间的流通面积减少到很低的值，油液通过第一油孔6到第一油腔10必须克服弹簧4的预紧力，此时油液的压力就回增加，随着弹簧5的压缩量增加而使油液的背压值不断升高，达到建立背压的目的。

通过对第七油孔14输入和取消输入先导压力来实现(1)、(2)过程的控制，从而实现有目的性地使液控背压阀开启与关闭，实现背压的取消和建立，满足实际的工况需求。

以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.工程机械液控背压阀，包括阀体(2)、主阀芯(3)、弹簧(4)、副阀芯(5)，其特征在于：

所述阀体(2)采用一体式阀体，其内部开设有用于油液流通的第一油腔(10)，所述第一油腔(10)分别连通用于进油和出油的第一油孔(6)和第四油孔(9)；

所述阀体(2)内部开设有第二油腔(15)，并通过第六油孔(12)与第一油腔(10)连通，所述主阀芯(3)滑动设置在阀体内部开设的第六油孔(12)中，所述主阀芯(3)内部开设贯通的第五油孔(11)，所述第五油孔(11)为阶梯孔，所述弹簧(4)一端固定在第二油腔(15)内，另一端插装并压缩在第五油孔(11)的大孔段中，所述副阀芯(5)固定插装在第五油孔(11)的小孔段，并伸入第一油腔(10)内，将第一油孔(6)或第四油孔(9)封堵；

所述主阀芯(3)上开设有第三油孔(8)与第五油孔(11)连通；

所述主阀芯(3)为阶梯轴段，其大端贴合第二油腔(15)的内壁设置，主阀芯阶梯部位的凸台(13)与第二油腔(15)内壁围成一环形空腔，所述阀体(2)上开设有第七油孔(14)与该环形空腔连通，并连接液控油路。

2.根据权利要求1所述的工程机械液控背压阀，所述阀体的第二油腔(15)的开口端通过一端盖(1)密封，所述端盖(1)的内壁设有凹槽固定嵌合弹簧端部。

3.根据权利要求1所述的工程机械液控背压阀，所述主阀芯(3)与第二油腔(15)和第六油孔(12)之间为间隙配合密封或密封圈密封。

4.根据权利要求2所述的工程机械液控背压阀，所述副阀芯(5)通过螺纹连接或过盈配合与主阀芯(3)固连。

5.根据权利要求1所述的工程机械液控背压阀，所述第二油腔(15)内加工作为弹簧行程位置限制的凸台。

6.根据权利要求1所述的工程机械液控背压阀，所述第一油孔(6)、第四油孔(9)以及第七油孔(14)与外部油管的连接为螺纹连接或法兰连接。