CN105805072A - 教学实训用多功能溢流阀及操作方法 - Google Patents

教学实训用多功能溢流阀及操作方法 Download PDF

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Abstract

一种教学实训用多功能溢流阀，是为满足职业教育的实训教学要求而设计研发，可同时满足学生进行原理验证性实训和实况模拟性实训要求的多功能溢流阀。该多功能溢流阀包括阀体、安装在阀体内的阀套、开有椭圆槽的阀芯、不同刚度的弹簧、控制盖板。开有椭圆槽的阀芯可有效降低溢流阀开启瞬间的压力冲击，和介质温度对溢流阀性能的影响。不同刚度的弹簧同时满足了原理验证性实训和实况模拟性实训的要求。不同的控制油口接入方式则改变了多功能溢流阀的控制原理，实现了定值溢流和定差溢流的功能。该教学实训用多功能溢流阀设计巧妙、结构紧凑，能够实现多种功能，可应用于多种教学实训工况，有效的开拓了学生的思路，增强了学生对液压知识的理解。

Description

教学实训用多功能溢流阀及操作方法
技术领域
本发明涉及一种液压阀，尤其是一种教学实训用多功能溢流阀，属于液压阀技术领域。
背景技术
液压实训教学设备是为适应大中专院校、技校、职业学校中的机械工程、机电一体化专业的教学与实训要求而设计研发的设备。学生通过操作实验及课程设计，可以准确掌握液压元件的结构、控制原理和液压系统的设计方法。但是，现代液压传动朝多元化飞速发展，尤其是工程机械液压的发展对教学实训用液压阀提出了更多的要求，教学设备中单一功能、单一原理的液压阀元件越来越不能满足这种要求。因此有必要设计一种结构简单、功能多样，能适应不同实训工况的液压阀。为液压实训教学设备提供更多更优的选择。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种教学实训用多功能溢流阀及其使用方法。
为了解决所述技术问题，本发明所述的技术方案是：一种教学实训用多功能溢流阀，包括开有阀腔的阀体、安装在阀腔内的阀套以及滑动设置于阀套内的阀芯，阀套与阀芯将阀腔分为左腔、中腔、右腔，阀体上设有高压进油口、零压回油口和控制油口，高压进油口、零压回油口和控制油口通过油液孔道与分别左腔、中腔、右腔相连通；阀芯一端设有弹簧导向座，阀芯和弹簧导向座之间设有多根刚性不同的弹簧，弹簧的两端分别压在阀芯和弹簧导向座上；弹簧导向座的另一端设有可以调节弹簧张紧度的调节螺杆。
本发明所述教学实训用多功能溢流阀，所述阀芯左右两端面积比为1:1，阀芯朝向左腔的一端开有多个椭圆形长槽孔，阀芯朝向右腔的一端设计有与弹簧数量相等的阶梯台，弹簧缠绕在所述阶梯台上。
本发明所述教学实训用多功能溢流阀，所述阀体为组合式阀体，包括控制盖板和阀体I，控制盖板由螺钉连接在阀体I上。
本发明所述教学实训用多功能溢流阀，控制盖板与阀体I之间安装有密封圈。
本发明所述教学实训用多功能溢流阀，阀芯与弹簧导向座之间设有两根刚性不同的弹簧，一根始终压在阀芯和弹簧导向座之间，另一根浮动在阀芯和弹簧导向座之间。
本发明所述教学实训用多功能溢流阀，浮动在阀芯和弹簧导向座之间的弹簧刚性大于始终压在阀芯和弹簧导向座之间的弹簧刚性。
本发明还提供了一种给上述教学实训用多功能溢流阀的操作方法，所述方法为：高压进油口连接压力油出口，零压回油口和控制油口连接至油箱，压力油由高压进油口进入阀体，作用在阀芯上，当压力大于弹簧弹力设定值时，阀芯向右滑动，压力油由零压回油口泄入回油箱，通过调整调节螺杆改变系统压力。此时教学实训用多功能溢流阀用作传统溢流阀，但可以通过调整调节螺杆得到较大系统压力，可用于做原理性验证实训和实况模拟性实训。
本发明提供的教学实训用多功能溢流阀的操作方法还可以是：高压进油口连接压力油出口，零压回油口连接邮箱，控制有口连接至系统最高负载压力检测口，压力油由高压进油口进入阀体，作用在阀芯左端，系统最高负载压力和弹簧弹力一起作用在阀芯的有段，稳定后在阀芯建立一力平衡，即F左=F右+F弹，F左为系统供给压力在阀芯左端产生的力，F右为系统最高负载压力在阀芯右端产生的力，F弹则为弹簧作用在阀芯右端的力，最高负载压力随外部工况环境变化而变化，当最高负载压力变化时，阀芯就会自动调整改变F左以达到一新的力平衡，此时多功能溢流阀提供一个随负载变化而变化的压力值。此时该教学实训用多功能溢流阀用作定差溢流阀。
本发明的有益效果：1、本发明在控制盖板上增加了一控制油口，并通过油液孔道和控制腔相连，其设计巧妙，结构紧凑，合理利用了阀体结构，通过控制油口不同的连接方式实现了不同的溢流功能；降低了液压实训教学设备的能耗；
2、本发明在阀芯上安装两条不同刚性的弹簧，使阀可以适应不同教学实训工况；具有更高的使用价值；
3、本发明兼具传统溢流阀和新型工程机械液压用定差溢流阀的功能，易于引导学生进行发散思维、开拓思路，全面掌握理论知识并提高学生及用户的动手操作能力。
附图说明
图1为本发明一种教学实训用多功能溢流阀的剖视结构示意图；
图2为本发明一种教学实训用多功能溢流阀阀芯立体结构示意图；
图3为一种教学实训用多功能溢流阀用作传统溢流阀时的原理图；
图4为一种教学实训用多功能溢流阀用作定差溢流阀时的原理图；
图中：1、阀体；2、高压进油口；3、阀套；4、阀芯；5、弹簧；6、左腔；7、零压回油口；8、密封圈；9、弹簧导向座；10、控制油口；11、控制盖板；12、调节螺杆；13、中腔；14、右腔；15、阶梯台，16、椭圆形长槽孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种教学实训用多功能溢流阀，包括开有阀腔的阀体1、安装在阀腔内的阀套3以及滑动设置于阀套3内的阀芯4，阀套3与阀芯4将阀腔分为左腔6、中腔13、右腔14，阀体1上设有高压进油口2、零压回油口7和控制油口10，高压进油口2、零压回油口7和控制油口10通过油液孔道与分别左腔6、中腔13、右腔14相连通；阀芯4一端设有弹簧导向座9，阀芯4和弹簧导向座9之间设有2根刚性不同的弹簧5，弹簧5的两端分别压在阀芯4和弹簧导向座9上；弹簧导向座9的另一端设有可以调节弹簧5张紧度的调节螺杆12，弹簧导向座9与调节螺杆12浮动连接。
如图2所示，所述阀芯4左右两端面积比为1:1，阀芯4朝向左腔6的一端开有多个椭圆形长槽孔16，阀芯4朝向右腔14的一端设计有与弹簧数量相等的阶梯台15，弹簧5缠绕在所述阶梯台15上，阶梯台15可以保证弹簧5在受压缩时不偏不倚。
本实施例中，所述阀体1为组合式阀体，包括控制盖板11和阀体I，控制盖板11由螺钉连接在阀体I上。控制盖板11与阀体1之间安装有密封圈8，提高了溢流阀的密封性。
本实施例中，弹簧导向座9与阀芯4之间压有两条不同刚度的弹簧5，其中一条始终压在弹簧导向座9和阀芯4之间，刚性较小；另外一条则浮动在弹簧导向座9和阀芯4之间，刚性较大。当压力油进入到阀体左腔6时，压力油会在阀芯4上产生一个向右的力，该作用力会和右腔13弹簧弹力相平衡，当该作用力大于右腔13弹簧设定力时，压力油就会推动阀芯4向右移动，此时打开了压力油和零压回油口7的通道，压力油通过该通道流回油箱，此时椭圆形长槽孔16可使油液流量缓慢增加，有效避免压力冲击。调节调节螺杆12可以增加弹簧5的输出力，当调节螺杆12调节到一定位置时，浮动在弹簧导向座9和阀芯4之间的弹簧5也压在了弹簧导向座9和阀芯4之间。整个调节过程中改变了弹簧的刚度，实现了多功能阶梯调节。
实施例2
本实施例中公开了一种教学实训用多功能溢流阀的操作方法，此时该溢流阀作为传统溢流阀使用，如图3所示，高压进油口2连接压力油出口，零压回油口7和控制油口10连接至油箱，压力油由高压进油口2进入阀体1，作用在阀芯4上，当压力大于弹簧弹力设定值时，阀芯4向右滑动，压力油由零压回油口7泄入回油箱，通过调整调节螺杆12改变系统压力。此时教学实训用多功能溢流阀用作传统溢流阀，但可以通过调整调节螺杆12得到较大系统压力，可用于做原理性验证实训和实况模拟性实训。
例如做原理性验证实训时，压力要求不得高于1MPa，且压力调节精度要求比较高，此时不需要调整调节螺杆12，通过刚性较小的弹簧即始终压在弹簧导向座9和阀芯4之间的弹簧即可实现。当做实况模拟性实训时，要求压力保持在6MPa左右，这需要一个刚性较大的弹簧来满足要求，此时通过调整调节螺杆12，两个弹簧同时作用于阀芯4和弹簧导向座9，实训系统可以获得较大系统压力值，满足要求。
实施例3
本实施例中公开了另外教学实训用多功能溢流阀的另一种操作方法，此时该溢流阀作为定差溢流阀使用，如图4所示，高压进油口2连接压力油出口，零压回油口7连接邮箱，控制油口10连接至系统最高负载压力检测口，压力油由高压进油口2进入阀体，作用在阀芯4左端，系统最高负载压力和弹簧弹力一起作用在阀芯4的右段，稳定后在阀芯4建立一力平衡，即F左=F右+F弹，F左为系统供给压力在阀芯4左端产生的力，F右为系统最高负载压力在阀芯4右端产生的力，F弹则为弹簧5作用在阀芯4右端的力，最高负载压力随外部工况环境变化而变化，当最高负载压力变化时，阀芯4就会自动调整改变F左以达到一新的力平衡，此时多功能溢流阀提供一个随负载变化而变化的压力值。当图4中阀芯4处于中位且无外负载时。其液压梭阀检测出的压力值为零，此时系统供给油液只需克服较小的弹簧力流回油箱，降低了热量的产生，实现了节能这一目的。当阀芯4处于左位或者右位时，溢流阀提供一随负载变化而变化的压力值。实现了负载压力反馈这一功能。降低了系统的能量损耗。该多功能溢流阀的应用也有效的开拓了学生的思路，进一步增进了学生对液压阀的理解。

Claims (8)

1.一种教学实训用多功能溢流阀，其特征在于：包括开有阀腔的阀体、安装在阀腔内的阀套以及滑动设置于阀套内的阀芯，阀套与阀芯将阀腔分为左腔、中腔、右腔，阀体上设有高压进油口、零压回油口和控制油口，高压进油口、零压回油口和控制油口通过油液孔道与分别左腔、中腔、右腔相连通；阀芯一端设有弹簧导向座，阀芯和弹簧导向座之间设有多根刚性不同的弹簧，弹簧的两端分别压在阀芯和弹簧导向座上；弹簧导向座的另一端设有可以调节弹簧张紧度的调节螺杆。
2.根据权利要求1所述的教学实训用多功能溢流阀，其特征在于：所述阀芯左右两端面积比为1:1，阀芯朝向左腔的一端开有多个椭圆形长槽孔，阀芯朝向右腔的一端设计有与弹簧数量相等的阶梯台，弹簧缠绕在所述阶梯台上。
3.根据权利要求1所述的教学实训用多功能溢流阀，其特征在于：所述阀体为组合式阀体，包括控制盖板和阀体I，控制盖板由螺钉连接在阀体I上。
4.根据权利要求3所述的教学实训用多功能溢流阀，其特征在于：控制盖板与阀体I之间安装有密封圈。
5.根据权利要求1所述的教学实训用多功能溢流阀，其特征在于：阀芯与弹簧导向座之间设有两根刚性不同的弹簧，一根始终压在阀芯和弹簧导向座之间，另一根浮动在阀芯和弹簧导向座之间。
6.根据权利要求5所述的教学实训用多功能溢流阀，其特征在于：浮动在阀芯和弹簧导向座之间的弹簧刚性大于始终压在阀芯和弹簧导向座之间的弹簧刚性。
7.权利要求1所述教学实训用多功能溢流阀的操作方法，其特征在于：所述方法为：高压进油口连接压力油出口，零压回油口和控制油口连接至油箱，压力油由高压进油口进入阀体，作用在阀芯上，当压力大于弹簧弹力设定值时，阀芯向右滑动，压力油由零压回油口泄入回油箱，通过调整调节螺杆改变系统压力。
8.权利要去1所述教学实训用多功能溢流阀的操作方法，其特征在于：所述方法为：高压进油口连接压力油出口，零压回油口连接邮箱，控制有口连接至系统最高负载压力检测口，压力油由高压进油口进入阀体，作用在阀芯左端，系统最高负载压力和弹簧弹力一起作用在阀芯的有段，稳定后在阀芯建立一力平衡，即F左=F右+F弹，F左为系统供给压力在阀芯左端产生的力，F右为系统最高负载压力在阀芯右端产生的力，F弹则为弹簧作用在阀芯右端的力，最高负载压力随外部工况环境变化而变化，当最高负载压力变化时，阀芯就会自动调整改变F左以达到一新的力平衡，此时多功能溢流阀提供一个随负载变化而变化的压力值。
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