CN105822794A - 一种阀门 - Google Patents

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屈盛官
谭四同
尹鹏
李小强
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Abstract

本发明公开了一种阀门，包括阀体，阀体上开设有油路，所述油路包括执行油路，执行油路中设置有阀芯，所述阀芯的截流部对应供油口设置有节流槽，节流槽包括呈V形的起始导入段以及呈U形的输出段，起始导入段连接于输出段弧形部的端部处，起始导入段与输出段交界处形成两凸出的弧形肩部，两弧形肩部分别与起始导入段出口两侧的边缘连接，起始导入段的尖端入口深度向起始导入段的出口逐渐加深，输出段的槽底为平底，输出段的槽深深于起始导入段的出口深度形成一在起始导入段与输出段之间的阶梯。本发明的节流槽能达到平稳启动的效果，避免产生冲击，当平稳启动后又能满足大流量的需求，从而获得较大的加速度。

Description

一种阀门
技术领域
本发明涉及一种阀门。
背景技术
随着船舶、车辆和工程机械的广泛应用及新技术的不断发展，液压技术起着越来越重要的作用，相对于电力拖动和机械传动，液压传动在现代工程领域有着诸多优势，其具有功率密度大、响应快、结构紧凑、体积小、调速方便等优点，因此液压技术目前已得到广泛应用。行走机械、矿山机械、建筑机械、船舶等工程机械都拥有较多的执行机构，因此需要用多个液压阀来进行控制。如果采用分立的液压控制阀来对执行结构进行单独控制，将会使管路连接困难、整机布置复杂，并且会使得整机结构庞大，不能满足液压系统小型化的需求。整体式多路阀具有体积小、结构紧凑、管路连接简单、压力损失小、集成度高等优点，能同时控制多个液压执行机构，并且可以使液压系统结构紧凑，满足液压系统小型化的要求，其应用越来越广泛。
工程机械作为基础建设和经济发展的重要设备，在工业装备中发挥着重要的作用。随着我国经济的不断发展，国家对基础建设和基础设施的投资规模日益扩大，工程机械正迎来全新的发展机遇，尤其对高性能工程机械的需求也与日俱增，因此工程机械在未来有着广阔的市场前景。但是，由于国产液压元件的可靠性低、使用寿命短，难以满足工程机械对高可靠性、高稳定性液压元件的需求，液压系统的关键零部件一直依赖于进口。多路阀作为液压系统用于直接控制流量和方向的核心元件，其性能直接决定了工程机械整机的性能。因此，研制高技术水平的液压核心元件迫在眉睫，对高性能的多路阀的研制将会使我国以后在液压核心元件方面摆脱受制于人的局面，满足快速响应市场的需求。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种阀门。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种阀门，包括阀体，阀体上开设有油路，所述油路包括执行油路，执行油路中设置有阀芯，所述阀芯的截流部对应供油口设置有节流槽，节流槽包括呈V形的起始导入段以及呈U形的输出段，起始导入段连接于输出段弧形部的端部处，起始导入段与输出段交界处形成两凸出的弧形肩部，两弧形肩部分别与起始导入段出口两侧的边缘连接，起始导入段的尖端入口深度向起始导入段的出口逐渐加深，输出段的槽底为平底，输出段的槽深深于起始导入段的出口深度形成一在起始导入段与输出段之间的阶梯。
优选的，还包括补油阀，补油阀设置在阀体的油路中，补油阀包括筒体、阀杆、活门以及弹簧，活门设置于筒体中，弹簧设置于活门的腔室中，阀杆伸进到活门的腔室且与弹簧的一端相连接，弹簧的另一端连接在活门的腔室中，筒体一端的内壁面上凸出有台阶面，活门对应台阶面的位置设置为锥形面，台阶面内侧的筒体壁面上开设有补油口，所述筒体与阀杆之间通过螺纹连接。
优选的，还包括具有补油和过载卸压功能的多功能阀，多功能阀设置在阀体的油路中，多功能阀包括调压螺杆、调压弹簧、先导活门、主筒体、主阀杆、补油活门以及补油弹簧，补油活门设置于主筒体中，补油弹簧设置于补油活门的通槽中，补油弹簧两端分别与补油活门和主阀杆连接，主阀杆连接到补油活门的通槽中，主筒体一端的内壁面上凸出有补油台阶面，补油活门对应补油台阶面的位置设置为补油锥形面，补油台阶面内侧的主筒体壁面上开设有油口，主阀杆轴向开设有卸压通道，卸压通道一端内壁面上凸起有环形凸台，另一端的内壁面上具有调压螺纹，调压弹簧和先导活门分别设置到卸压通道中，调压螺杆与调压螺纹连接，调压弹簧两端分别与调压螺杆和先导活门连接，先导活门凸出有锥台，所述锥台连接到环形凸台的孔中，卸压通道上开设有卸压孔，卸压孔与油口连通。
优选的，主筒体与补油活门之间具有间隙形成用于连通卸压孔与油口的卸压流道。
优选的，还包括管形阻尼块以及阻尼弹簧，管形阻尼块设置于通槽的槽口中，阻尼弹簧设置在通槽中，阻尼弹簧两端分别与管形阻尼块和主阀杆连接。
优选的，还包括密封螺栓以及密封圈，调压螺杆部分凸出于主阀杆，密封圈和密封螺栓分别连接到凸出于主阀杆的调压螺杆上，其中，密封螺栓将密封圈固定于调压螺杆和主阀杆之间。
优选的，还设置有阀芯控制机构组，阀芯控制机构组包括左控机构和右控机构，左控机构和右控机构的结构相同，包括控制主体以及油嘴，控制主体上开设有油腔，油嘴与油腔连通，阀芯两端分别与左控机构和右控机构的油腔连接。
优选的，所述左控机构和右控机构的油腔中均设置有限位轴、复位弹簧以及导向套筒，限位轴相对阀芯设置，复位弹簧套于导向套筒外侧，复位弹簧一端连接到油腔的内壁上，另一端与导向套筒连接，导向套筒与阀芯连接。
优选的，所述限位轴包括限位端、调整轴以及限位调节螺母，调整轴外表面上开设限位调节螺纹，限位端对应阀芯设置，调整轴位于限位端后侧，调整轴伸出于油腔后与限位调节螺母连接。
优选的，油路具有供油联接油路以及回油联接油路，所述执行油路为两个以上，各执行油路的进油口分别与供油联接油路连接，各执行油路的回油口与回油联接油路连接。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明的节流槽能达到平稳启动的效果，避免产生冲击，当平稳启动后又能满足大流量的需求，从而获得较大的加速度，其中，起始导入段的尖端入口深度向起始导入段的出口逐渐加深能保证开始进油时能控制流量逐渐且能平稳的增加，达到平稳启动的效果，避免产生冲击；而将输出段槽底设置为平底且输出段的槽深深于起始导入段的出口深度形成一在起始导入段与输出段之间的阶梯，这样的设置不仅能便于加工，而且有利于在平稳启动后能迅速加大流量以达到平稳启动后能获得较大的加速度。
附图说明
图1是本发明在油路中安装补油阀和多功能阀的结构示意图。
图2是本发明在油路中安装两个补油阀且阀芯处于中位时的结构示意图。
图3是图2的阀芯处于左位时的结构示意图。
图4是图2的阀芯处于右位时的结构示意图。
图5是本发明的阀芯的结构示意图。
图6是本发明的节流槽的结构示意图。
图7是本发明的节流槽轴向的局部剖视图。
图8是本发明的节流槽径向的剖视图。
图9是本发明的补油阀的结构示意图。
图10是本发明的多功能阀的结构示意图。
图11是本发明的节流槽的阀口开度与过流面积之间的线性图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一：
一种阀门，包括阀体，阀体上开设有油路1，所述油路包括执行油路2，执行油路中设置有阀芯3，所述阀芯的截流部对应供油口设置有节流槽，节流槽包括呈V形的起始导入段4以及呈U形的输出段5，起始导入段连接于输出段弧形部的端部处，起始导入段与输出段连接后，输出段弧形部还具有两凸出的弧形肩部6，两弧形肩部分别与起始导入段出口两侧的边缘连接，起始导入段的尖端入口深度向起始导入段的出口逐渐加深，输出段的槽底为平底，输出段的槽深深于起始导入段的出口深度形成一在起始导入段与输出段之间的阶梯7。
优选的，还包括补油阀8，补油阀设置在阀体的油路中，补油阀包括筒体9、阀杆10、活门11以及弹簧12，活门设置于筒体中，弹簧设置于活门的腔室中，阀杆伸进到活门的腔室且与弹簧的一端相连接，弹簧的另一端连接在活门的腔室中，筒体一端的内壁面上凸出有台阶面13，活门对应台阶面的位置设置为锥形面14，台阶面内侧的筒体壁面上开设有补油口15，所述筒体与阀杆之间通过螺纹连接。
优选的，还包括具有补油和过载卸压功能的多功能阀16，多功能阀设置在阀体的油路中，多功能阀包括调压螺杆17、调压弹簧18、先导活门19、主筒体20、主阀杆21、补油活门22以及补油弹簧23，补油活门设置于主筒体中，补油弹簧设置于补油活门的通槽中，补油弹簧两端分别与补油活门和主阀杆连接，主阀杆连接到补油活门的通槽中，主筒体一端的内壁面上凸出有补油台阶面24，补油活门对应补油台阶面的位置设置为补油锥形面25，补油台阶面内侧的主筒体壁面上开设有油口26，主阀杆轴向开设有卸压通道，卸压通道一端内壁面上凸起有环形凸台27，另一端的内壁面上具有调压螺纹，调压弹簧和先导活门分别设置到卸压通道中，调压螺杆与调压螺纹连接，调压弹簧两端分别与调压螺杆和先导活门连接，先导活门凸出有锥台，所述锥台连接到环形凸台的孔中，卸压通道上开设有卸压孔28，卸压孔与油口连通。
优选的，主筒体与补油活门之间具有间隙形成用于连通卸压孔与油口的卸压流道29。
优选的，还包括管形阻尼块30以及阻尼弹簧31，管形阻尼块设置于通槽的槽口中，阻尼弹簧设置在通槽中，阻尼弹簧两端分别与管形阻尼块和主阀杆连接。
优选的，还包括密封螺栓32以及密封圈33，调压螺杆部分凸出于主阀杆，密封圈和密封螺栓分别连接到凸出于主阀杆的调压螺杆上，其中，密封螺栓将密封圈固定于调压螺杆和主阀杆之间。
优选的，还设置有阀芯控制机构组，阀芯控制机构组包括左控机构和右控机构，左控机构和右控机构的结构相同，包括控制主体以及油嘴34，控制主体上开设有油腔35，油嘴与油腔连通，阀芯两端分别与左控机构和右控机构的油腔连接。
优选的，所述左控机构和右控机构的油腔中均设置有限位轴36、复位弹簧37以及导向套筒41，限位轴相对阀芯设置，复位弹簧套于导向套筒外侧，复位弹簧一端连接到油腔的内壁上，另一端与导向套筒连接，导向套筒与阀芯连接。
优选的，所述限位轴包括限位端38、调整轴39以及限位调节螺母40，调整轴外表面上开设限位调节螺纹，限位端对应阀芯设置，调整轴位于限位端后侧，调整轴伸出于油腔后与限位调节螺母连接。
优选的，油路具有供油联接油路以及回油联接油路，所述执行油路为两个以上，各执行油路的进油口分别与供油联接油路连接，各执行油路的回油口与回油联接油路连接。
本发明的工作过程及工作原理：本发明可以用于控制液压马达，使用时，将液压马达的进油口和出油口分别连接到本发明的执行油路的进口和出口上。
在左控机构的油腔中充入液压油进行加压，阀芯在液压油的推动下，向右运动，左控机构的复位弹簧拉伸，右控机构的复位弹簧收缩，油液在执行油路中进行逆时针流动，由于本发明在阀芯上设置有节流槽，因此，在油液进入执行油路时，在节流槽开度为0-2mm时，这段的节流主要是起始导入段起作用，过流面积不断变大，但是油液流量变化梯度较小，同时在开度为2mm时，过流面积开始突变，这是起始导入段与输出段的临界点，在开度大于2mm后，输出段开始起作用，过流面积不断变大且变化梯度较大。在位移为2-3.5mm时，这段节流由起始导入段和输出段的前半段同时起作用，可以看出这段过流面变化梯度最大；在位移为3.5-6.5mm时，起始导入段和输出段全部起作用，这段的面积变化和面积梯度仍然较大，从图11中可以看出在阀口开度为0-2mm和2-6.5mm两段，过流面积都具有良好的线性度。
呈V形的起始导入段和呈U形的输出段组合型的节流槽过流面积的变化有利于流量的控制，特别是在有多路执行油路(即多路阀)时，更有利于第一联执行油路和第二联执行油路流量的控制，在液压马达的启动阶段不需要大流量，以避免流量的突然增大而造成系统冲击；在开启过后，需要大流量时，过流面积的迅速增大，可以获得较大的流量，使液压马达获得较大的加速度，同时由于其良好的线性度可以使液压马达运行平稳和精确控制。
为了保证当油路中产生负压时，溶解在油液里的空气不至于逸出油液，产生真空，引起噪音，在油路或执行油路上设置了补油阀，当油路或执行油路中产生负压时，补油阀在压力差的作用下将油液从油箱中补充回负压区中，以避免形成真空，产生气蚀和噪音。
当油路或执行油路为高压时，活门在弹簧和油压的作用下处于关闭状态，此时补油阀不工作；当油路或执行油路为负压时，即油压低于油箱压力时，油箱油压作用在活门上，克服弹簧阻力推动活门向右移动打开，此时油路或执行油路和补油口连通，油箱油液补进负压区以避免生成气泡，产生气蚀和噪音。
当设置多路执行油路时，可在其中一路执行油路中设置多功能阀，其可限制该执行油路的油压以避免对与该执行油路连接的元件造成损坏，同时也能实现补油的功能，避免系统出现气蚀。如，当该执行油路与空调马达连接。
多功能阀的工作原理：在常态下，该执行油路没有超过调定压力且也没有出现负压时，多功能阀处于关闭状态，即此时不工作。当空调马达受到外界异常的冲击力或执行结构发生故障时，空调马达将产生异常高压，使该执行油路油压不断上升，当油压上升到超过设定值时，先导活门在高压的油压作用下克服调压弹簧的弹力，向右移动打开，油液从卸压孔流出并通过油口排出到油箱，该执行油路油压下降，保护了油路和空调马达。
多功能阀补油时的工作原理：当该执行油路为负压时，即油压低于油箱压力时，补油活门在油箱油压作用下克服补油弹簧阻力，推动补油活门移动打开，使得油口与该执行油路连通，油箱油液在压力的作用下补进负压区，避免生成气泡，产生气蚀和噪音。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门，包括阀体，阀体上开设有油路，所述油路包括执行油路，执行油路中设置有阀芯，其特征在于：所述阀芯的截流部对应供油口设置有节流槽，节流槽包括呈V形的起始导入段以及呈U形的输出段，起始导入段连接于输出段弧形部的端部处，起始导入段与输出段交界处形成两凸出的弧形肩部，两弧形肩部分别与起始导入段出口两侧的边缘连接，起始导入段的尖端入口深度向起始导入段的出口逐渐加深，输出段的槽底为平底，输出段的槽深深于起始导入段的出口深度形成一在起始导入段与输出段之间的阶梯。
2.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于：还包括补油阀，补油阀设置在阀体的油路中，补油阀包括筒体、阀杆、活门以及弹簧，活门设置于筒体中，弹簧设置于活门的腔室中，阀杆伸进到活门的腔室且与弹簧的一端相连接，弹簧的另一端连接在活门的腔室中，筒体一端的内壁面上凸出有台阶面，活门对应台阶面的位置设置为锥形面，台阶面内侧的筒体壁面上开设有补油口，所述筒体与阀杆之间通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于：还包括具有补油和过载卸压功能的多功能阀，多功能阀设置在阀体的油路中，多功能阀包括调压螺杆、调压弹簧、先导活门、主筒体、主阀杆、补油活门以及补油弹簧，补油活门设置于主筒体中，补油弹簧设置于补油活门的通槽中，补油弹簧两端分别与补油活门和主阀杆连接，主阀杆连接到补油活门的通槽中，主筒体一端的内壁面上凸出有补油台阶面，补油活门对应补油台阶面的位置设置为补油锥形面，补油台阶面内侧的主筒体壁面上开设有油口，主阀杆轴向开设有卸压通道，卸压通道一端内壁面上凸起有环形凸台，另一端的内壁面上具有调压螺纹，调压弹簧和先导活门分别设置到卸压通道中，调压螺杆与调压螺纹连接，调压弹簧两端分别与调压螺杆和先导活门连接，先导活门凸出有锥台，所述锥台连接到环形凸台的孔中，卸压通道上开设有卸压孔，卸压孔与油口连通。
4.根据权利要求3所述的阀门，其特征在于：主筒体与补油活门之间具有间隙形成用于连通卸压孔与油口的卸压流道。
5.根据权利要求3所述的阀门，其特征在于：还包括管形阻尼块以及阻尼弹簧，管形阻尼块设置于通槽的槽口中，阻尼弹簧设置在通槽中，阻尼弹簧两端分别与管形阻尼块和主阀杆连接。
6.根据权利要求3所述的阀门，其特征在于：还包括密封螺栓以及密封圈，调压螺杆部分凸出于主阀杆，密封圈和密封螺栓分别连接到凸出于主阀杆的调压螺杆上，其中，密封螺栓将密封圈固定于调压螺杆和主阀杆之间。
7.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于：还设置有阀芯控制机构组，阀芯控制机构组包括左控机构和右控机构，左控机构和右控机构的结构相同，包括控制主体以及油嘴，控制主体上开设有油腔，油嘴与油腔连通，阀芯两端分别与左控机构和右控机构的油腔连接。
8.根据权利要求7所述的阀门，其特征在于：所述左控机构和右控机构的油腔中均设置有限位轴、复位弹簧以及导向套筒，限位轴相对阀芯设置，复位弹簧套于导向套筒外侧，复位弹簧一端连接到油腔的内壁上，另一端与导向套筒连接，导向套筒与阀芯连接。
9.根据权利要求8所述的阀门，其特征在于：所述限位轴包括限位端、调整轴以及限位调节螺母，调整轴外表面上开设限位调节螺纹，限位端对应阀芯设置，调整轴位于限位端后侧，调整轴伸出于油腔后与限位调节螺母连接。
10.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于：油路具有供油联接油路以及回油联接油路，所述执行油路为两个以上，各执行油路的进油口分别与供油联接油路连接，各执行油路的回油口与回油联接油路连接。
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