CN106015674A - 一种插装式平衡阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插装式平衡阀，包括阀体、主阀芯、第一阀座、第二阀座、阀套、第一弹性件、第二弹性件，第一阀座固定设在阀体内，主阀芯与第一阀座及阀套滑动配合，V油口进油时油液推开第二阀座，经第一通孔流向C油口；第一弹性件安装在所述阀体内，阀体与阀套固定连接，阀芯圆周面上沿轴向设有多个弧形凹槽，当X油口进油推动主阀芯向压缩第一弹性件的方向移动时，C油口油液通过弧形凹槽流向V油口的过流面积逐步增大。该插装式平衡阀结构简单、制造成本低、可以精确控制负载下放速度而又不影响上升速度。

Description

一种插装式平衡阀

技术领域

本发明涉及控制阀技术领域，尤其涉及应用于液压回路中的插装式平衡阀。

背景技术

在现代的工程机械、建筑机械等机械设备中，大量应用了起升液压回路，其中平衡阀是控制起升回路中液压马达工作的关键液压元件，平衡阀性能的优劣直接影响着主机的性能。

现有的平衡阀按连接方式分为板式平衡阀和插装式平衡阀两种，在起重机伸缩油缸中为了减小安装空间，提高系统可靠性，普遍采用插装式平衡阀。专利号ZL01139273.8名称为“一种平衡阀”的发明专利提供了一种插装式的平衡阀。它包括主阀、先导阀，上述各阀均包含位于阀芯前后的二腔，其中主阀包括阀套、主阀芯，所述的阀套呈圆柱筒体，在阀套的外侧面上设有第一主油口A和第二主油口B,先导阀位于主阀芯内。该平衡阀由于可直接插入液压缸头部，由于其主阀弹簧采用刚度不一的多个弹簧结构，配上主阀芯圆锥侧面上的斜槽，使得控制更加准确、灵敏，即使在失压的情况下，主阀芯内的先导阀芯会迅速关闭第二主油口和第一主油口间的油路，能防止负载失速下降，起到一个液压锁的作用。

但该平衡阀存在以下缺点：

(1)平衡阀结构复杂，精度要求高，各零件间有同轴度的要求就有六处之多，并且主阀芯与阀套、先导阀芯和主阀芯的滑动配合处间隙均极小，制造工艺难度大，产品实际使用时阀芯容易卡住，从而会影响主机工作的可靠性。

(2)平衡阀的先导阀芯(单向阀芯)设在主阀芯(平衡阀芯)内部，主阀芯又与阀套间有线密封要求，先导阀芯和主阀芯间也有线密封要求。这就要求主阀芯圆锥侧面处要有很高的硬度，以防止零件的磨损，而主阀芯内腔与先导阀芯配合处硬度又要相对低一些。这就对主阀芯的热处理及材质提出了很高要求，增加了加工成本。

(3)该平衡阀的先导阀芯设在主阀芯内部，为了减小流阻，势必要增加先导阀芯的尺寸，主阀芯和阀套的尺寸也要相继变大，使平衡阀的整体尺寸偏大。而液压缸的直径是一定的，平衡阀的尺寸过大的话就会使液压缸上的插装孔的加工余量偏小，给加工造成一定的困难。

又如专利公开号为CN103470815B、名称为“平衡阀”的发明专利提供了一种过流面积渐变的平衡阀，其通过在锥阀芯上铣出多个宽度不一的凹槽、小孔及斜孔组合，达到流量渐变的目的。但这种设计也存在以下缺点：

(1)负载下放和负载上升时通过的是同一阀口，都会产生节流效果，而实际中负载上升时是不需要节流作用的，严重影响作业的效率；为了解决此问题还需并联一单向阀，无形中增加了费用。

(2)负载上升、下降时通过的都是同一阀口，也就是形成此阀口的阀芯和阀座在每一次上升、下降时都要打开关闭一次，这样会造成阀芯或者阀座使用频率过高，从而减短了使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种插装式平衡阀，该平衡阀加工简单、制造成本低、可以精确控制负载下放速度而又不影响上升速度。

针对以上技术问题，本发明的技术解决方案是，提供一种插装式平衡阀，包括阀体、主阀芯、第一阀座、第二阀座、阀套、第一弹性件、第二弹性件；所述阀体上端设有与V油口相连通的主流道孔，下端设有与主流道孔相通的第一腔室；所述阀套内部沿轴向设有彼此相通的阶梯状的第二腔室和与X油口相通的第三腔室，所述阀套侧壁还设有与第二腔室相通的C油口；所述第一阀座固定设置在阀体的第一腔室内，所述阀套上端插入阀体第一腔室并抵在第一阀座上，所述阀体下端通过铆接收边与阀套形成固定连接；所述主阀芯的一端活动套接在所述第一阀座内，所述主阀芯的另一端与所述阀套的第二腔室滑动配合；所述第二阀座与第二弹性件均设在所述阀套第二腔室内，且第二弹性件将第二阀座压靠到第一阀座上封堵轴向设在第一阀座上的第一通孔，V油口进油时油液推开所述第二阀座，经所述第一通孔流向C油口；所述第一弹性件安装在所述阀体的主流道内，所述主阀芯圆周面上沿轴向设有多个曲面形状的凹槽，所述多个曲面凹槽设置成：当X油口进油推动主阀芯向压缩第一弹性件的方向移动时，C油口油液通过弧形凹槽流向V油口。

进一步地，所述主阀芯靠近第一腔室的一端设有凸肩，所述第一弹性件将所述主阀芯的凸肩压接在所述第一阀座上，所述阀体的第一腔室与所述阀套内第二腔室间被所述凸肩隔断。

优选地，多个弧形凹槽从靠近所述主阀芯凸肩的起始端开始沿主阀芯轴线延伸，穿过第二阀座，所述多个凹槽终止端靠近阀套内第三腔室，并且所述多个凹槽的深度从起始端到终止端先是逐步变深，然后又逐步变浅，为圆弧形状。

优选地，所述多个弧形凹槽宽度相等，起始端距离所述凸肩距离不等。

本发明的有益效果如下：

该插装式平衡阀结构简单，体积紧凑，各零件间同轴度要较少，并且滑动配合处要求不高，制造工艺简单。通过在阀体内设置一个第二阀座完成单向功能和一个用于节流的主阀芯，并通过在主阀芯上开设多个弧形凹槽的方式，逐步连通各个凹槽，控制主阀芯的移动就能比较精确地控制过流面积，使得在液压缸上升时不受节流限制，在液压缸下降时受到比较平缓的节流控制。通过不同工况时，实现第二阀座、主阀芯的不同步开启，减少了零部件的损坏，可延长本发明的整体的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示是本发明一种插装式平衡阀的一种实施例的结构示意图；

图2所示是图1中的主阀芯的一种结构示意图；

图3所示是本发明一种插装式平衡阀的原理示意图；

图4所示是采用本发明的一种插装式平衡阀的液压回路的原理示意图。

图中：1、第一弹性件，2、阀体，3、主流道，4、第一阀座，5、第二阀座，6、主阀芯，7、第二弹性件，8、阀套，9、第一腔室，10、第二腔室，11、第三腔室，12、第一通孔，13、弧形凹槽，131、弧形凹槽起始端，132、弧形凹槽终止端，133，凸肩、14、铆接收边。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合附图对本发明的示例性实施例作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都将落入本发明保护的范围内。

如图1所示，给出了本发明的一种插装式平衡阀的一种具体实施例。在该实施例中，本发明的插装式平衡阀主要包括阀体2、主阀芯6、第一阀座4、第二阀座5、第一弹性件1、第二弹性件7和阀套8。阀体2上端设有与V油口相连通的主流道孔3，阀体2下端设有与主流道孔3相通的第一腔室9；阀套8内部沿轴向设有彼此相通的阶梯状的第二腔室10和与X油口相通的第三腔室11，阀套8侧壁还设有与第二腔室10相通的C油口；第一阀座4固定设置在阀体2的第一腔室9内，阀套8上端插入阀体2第一腔室9并抵在第一阀座4上，2阀体下端通过铆接收边14与阀套8形成固定连接；主阀芯6的一端活动套接在所述第一阀座4内，主阀芯6的另一端与阀套8的第三腔室11滑动配合；所述第二阀座5与第二弹性件7均设在所述阀套第二腔室10内，且第二弹性件将第二阀座5压靠到第一阀座上4封堵轴向设在第一阀座5上的第一通孔12，V油口进油时油液推开所述第二阀座5，经第一通孔12流向C油口；第一弹性件1安装在所阀体2的主流道3内，主阀芯6圆周面上沿轴向设有多个弧形凹槽，多个弧形凹槽设置成：当X油口进油推动主阀芯6向压缩第一弹性件1的方向移动时，C油口油液通过弧形槽流向V油口。

此外，主阀芯6靠近第一腔室9的一端设有凸肩133，第一弹性件1将主阀芯6的凸肩133压接在所述第一阀座4上，阀体6的第一腔室9与阀套内第二腔室10间被凸肩133隔断。

在一个优选的实施例中，多个弧形凹槽13从靠近所述主阀芯凸肩133的起始端131开始沿主阀芯6轴线延伸，穿过第二阀座5，所述多个凹槽13终止端132靠近阀套内第三腔室11，并且所述多个凹槽13的深度从起始端131到终止端132先是逐步变深，然后又逐步变浅，为圆弧形状。

在一个优选的实施例中，多个弧形凹槽13宽度相等，且起始端131距离凸肩133距离不等。

采用这种圆弧型凹槽，将起始端设置成不同轴向距离，可以使主阀芯6向压缩第一弹性件1方向运动时，第一腔室9逐步连通各个弧形凹槽13，而连通的弧形凹槽13也是槽深逐渐增大从而逐步增大过流面积，达到精确控制负载速度的目的。通过设置凹槽宽度相等，在实际加工中可以采用同一把铣刀，而不需要再更换其它刀具，可以提高生产效率，降低成本。

如图2示出了主阀芯6的一种具体结构。

如图3示出了本发明的插装式平衡阀的原理示意图。根据图3可知，当V油口进油时，可通过打开第二阀座5形成的单向阀结构流向C油口。当X油口进油时，C油口的油液可通过右侧的可调节的节流阀结构平缓地流向V油口卸掉。

如图4示出了采用图3所示的本发明的插装式平衡阀的液压回路的示意图。其中，C油口连接液压缸的无杆腔，V油口连接换向阀。根据图4，该液压回流的工作分为上升、停止、下降这三个过程，具体工作原理如下：

(1)上升过程。换向阀的压力油到达平衡阀的V油口，V油口的压力油推动第二阀座5开启，油液经V油口流入C油口到达液压缸无杆腔，推动液压缸上行。此阶段油液由V油口流入C油口无节流作用。

(2)下降过程。X油口的压力油作用到主阀芯6上，克服第一弹性件1的预紧力，使主阀芯6上移，当X油口压力继续增加，主阀芯6就进一步上移，逐步露出之前由第一阀座4的直径遮盖住的各个弧形凹槽13，且露出的凹槽的深度逐渐沿弧形增加，这样过流面积缓和增加，负载下放速度可以得到精确控制。

(3)停止过程。X油口压力降低，第一弹性件1推动主阀芯6下移，过流面积逐渐缩小，主阀芯6的凸肩133与第一阀座4接触，隔断第一腔室9和第二腔室10，油缸停止运动。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。另外可以理解的是，只要不存在结构上的冲突，各实施例中的特征均可相互结合起来，所形成的组合式特征仍属于本发明的范围内。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (4)

1.一种插装式平衡阀，其特征在于，包括阀体、主阀芯、第一阀座、第二阀座、阀套、第一弹性件、第二弹性件；所述阀体上端设有与V油口相连通的主流道孔，下端设有与主流道孔相通的第一腔室；所述阀套内部沿轴向设有彼此相通的阶梯状的第二腔室和与X油口相通的第三腔室，所述阀套侧壁还设有与第二腔室相通的C油口；所述第一阀座固定设置在第一腔室内，所述阀套上端插入阀体第一腔室并抵在第一阀座上，所述阀体下端通过铆接收边与阀套形成固定连接；所述主阀芯的一端活动套接在所述第一阀座内，所述主阀芯的另一端与所述阀套的第三腔室滑动配合；所述第二阀座与第二弹性件均设在所述阀套第二腔室内，且第二弹性件将第二阀座压靠到第一阀座上封堵轴向设在第一阀座上的第一通孔，V油口进油时油液推开所述第二阀座，经所述第一通孔流向C油口；所述第一弹性件安装在所述阀体的主流道内，所述主阀芯圆周面上沿轴向设有多个弧形凹槽，所述多个弧形凹槽设置成：当X油口进油推动主阀芯向压缩第一弹性件的方向移动时，C油口油液通过弧形凹槽流向V油口。

2.如权利要求1所述的一种插装式平衡阀，其特征在于，所述主阀芯靠近第一腔室的一端设有凸肩，所述第一弹性件将所述主阀芯的凸肩压接在所述第一阀座上，所述阀体内第一腔室与所述阀套内第二腔室被所述凸肩隔断。

3.如权利要求2所述的一种插装式平衡阀，其特征在于所述多个弧形凹槽从靠近所述主阀芯凸肩的起始端开始沿主阀芯轴线延伸，穿过第二阀座，所述多个凹槽终止端靠近阀套内第三腔室，并且所述多个凹槽的深度从起始端到终止端先是逐步变深，然后又逐步变浅，为圆弧形状。

4.如权利要求3所述的一种插装式平衡阀，其特征在于所述多个弧形凹槽宽度相等，起始端距离所述凸肩距离不等。