CN106194874A - 高压充液阀及其工作过程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高压充液阀及其工作过程。高压充液阀阀座的上端为低压侧，阀座的下端为与油缸配合的高压侧；阀座设有内孔，阀座的上端面为阀体安装面，主阀芯的小头端穿过阀座的内孔，所述阀体扣在主阀芯的小头端上并固定在阀体安装面上；主阀芯的小头端上套接有限程套，限程套定位于阀座上，限程套用于限制主阀芯的开启高度。高压充液阀通过结构巧妙的设计，填补现有充液阀压力等级的不足，该高压充液阀结构紧凑，外形尺寸较小、开启压力低，自吸性能好、流道设计通畅，流阻小、控制压力低，复位可靠、维修方便，充液阀直接安装在液压缸底部与预焊接法兰之间的液压缸体上。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械制造技术领域，尤其是一种高压充液阀及其工作过程。
背景技术
充液阀属于截止阀类，主要用于各类油缸塞腔的大流量充液或排液，以提高其空程速度和回程速度，其工作原理与液控单向阀相似。
充液阀在各种机械的液压系统中得到广泛应用。然而现有的充液阀最高压力等级一般为35Mpa，无法用于特殊行业及高压液压系统，不能满足生产需求。
发明内容
为了解决现有技术不足，本发明提出了一种高压充液阀及其工作过程，填补现有充液阀压力等级不足的缺陷。
本发明采用如下技术方案：
高压充液阀，包括阀座、主阀芯、阀体，所述阀座的上端为低压侧，阀座的下端为与油缸配合的高压侧；
所述阀座设有内孔，阀座的上端面为阀体安装面，主阀芯的小头端穿过阀座的内孔，所述阀体扣在主阀芯的小头端上并固定在阀体安装面上；
所述主阀芯的小头端上套接有限程套，限程套定位于阀座上，限程套用于限制主阀芯的开启高度。
优选地，所述高压充液阀通过预焊接法兰固定在液压缸缸体上，预焊接法兰通过内六角螺栓与液压缸缸体固定，内六角螺栓下加装有弹簧垫片。
优选地，所述阀体安装面上开设有卸荷槽、环形密封槽、控制油密封槽。
优选地，所述阀座内设有作为流道的两条月亮槽。
优选地，所述阀座内设有控制腔进油口。
优选地，所述阀座下端开设有密封沟槽，密封沟槽内设有超高压密封件。
优选地，所述阀体通过紧固螺栓固定在阀座上，阀体内设有油道，油道的油口与阀座上的控制油密封槽同心。
优选地，所述主阀芯的小头端安装有弹簧上盖和圆锥键，弹簧上盖和圆锥键通过弹簧钢丝紧固；
圆锥键的外圆与弹簧上盖的内孔紧密配合后在弹簧弹力的作用下卡紧在主阀芯的小头端上。
优选地，所述阀体内装有控制活塞，控制活塞设有耐磨表层；
所述控制活塞开有圆柱形盲孔，圆锥键、弹簧上盖、复位弹簧定位在圆柱形盲孔内；
所述限程套安装在主阀芯与复位弹簧之间。
高压充液阀的工作过程，上述高压充液阀装配完成，调试合格后，工作过程如下：
当主缸快下时，滑块在自重作用下迅速下降，由于液压泵的流量较小，主液压缸上腔产生负压，高压充液阀被吸开，充液阀动作过程为主阀芯向下运动，同时压缩复位弹簧，当达到设定开启高度时，弹簧上盖碰到限程套，主阀芯停止运动，高压充液阀完全开启，液压机顶部的副油箱通过高压充液阀向主液压缸上腔补油；
当滑块慢速下行时，主缸下腔的油液在溢流阀的调定压力下溢流，因而下腔产生一定背压，上腔压力随之增高，使高压充液阀关闭，当充液阀关闭时，在液压缸塞腔压力和复位弹簧力的双重作用下，主阀芯向上运动，直到高压充液阀完全关闭；
当卸压后主液压缸回程时，高压充液阀的控制腔通压力油，控制活塞向下运动，控制活塞在向下运动时碰到主阀芯，主阀芯向下运动，同时压缩复位弹簧，当达到设定开启高度时，弹簧上盖碰到限程套，主阀芯停止运动，高压充液阀完全开启，上腔油液通过高压充液阀排到副油箱，液压泵输出的油液全部进入主液压缸下腔，由于下腔有效面积较小，主液压缸快速返回。
采用如上技术方案取得的有益技术效果为：
1、阀座内设有作为流道的两条月亮槽，该流道设计通畅，通流面积大，压力损失小。
2、限程套穿过住阀芯，定位于阀座上，限制主阀芯的开启高度。主阀芯靠复位弹簧使其配合面紧紧与阀座配合面贴合，保证充液阀关闭。
3、高压充液阀通过结构巧妙的设计，填补现有充液阀压力等级的不足，该高压充液阀结构紧凑，外形尺寸较小、开启压力低，自吸性能好、流道设计通畅，流阻小、控制压力低，复位可靠、维修方便，充液阀直接安装在液压缸底部与预焊接法兰之间的液压缸体上。该阀最高工作压力达到80Mpa，满足了客户要求。
附图说明
图1为高压充液阀结构示意图。
图中，1、阀座，2、主阀芯，3、阀体，4、控制活塞，5、复位弹簧，6、弹簧上盖，7、圆锥键，8、限程套，9、预焊接法兰，10、内六角螺栓，11、弹簧垫片，12、超高压密封件，13、环形密封槽，14、月亮槽，15、控制腔进油口，16、卸荷槽，17、液压缸缸体。
具体实施方式
结合附图1对本发明具体实施方式做进一步说明：
高压充液阀，包括阀座1、主阀芯2、阀体3。高压充液阀通过预焊接法兰固定在液压缸缸体上，预焊接法兰9通过内六角螺栓与液压缸缸体17固定，内六角螺栓10下加装有弹簧垫片11。
阀座的上端为低压侧，阀座的下端为与油缸配合的高压侧；所述阀座设有内孔，阀座的上端面为阀体安装面，主阀芯的顶部穿过阀座的内孔，所述阀体扣在主阀芯上并固定在阀体安装面上。
主阀芯2为核心部件，要求较高，所选材质有较高的静强度、冲击韧性、及较高的疲劳强度，淬透性好，淬火变形小。主阀芯上套接有限程套8，限程套定位于阀座上，限程套用于限制主阀芯的开启高度。主阀芯顶部安装有弹簧上盖6和圆锥键7，弹簧上盖和圆锥键通过弹簧钢丝紧固。主阀芯上套有复位弹簧5，复位弹簧使主阀芯与阀座紧密贴合。
阀座1所选材质为合金结构钢，强度比碳钢强度要高20﹪，较高的疲劳强度，调质后达到良好的综合机械性能。阀体安装面上开设有卸荷槽16、环形密封槽13、控制油密封槽。阀座内设有作为流道的两条月亮槽14，该流道设计通畅，通流面积大，压力损失小。阀座内设有控制腔进油口15。阀座下端开设有密封沟槽，密封沟槽内设有超高压密封件12。
阀体通过紧固螺栓固定在阀座上，阀体充当控制油缸的缸体内设有油道，油道的油口与阀座上的控制油密封槽同心。阀体内装有控制活塞4，控制活塞4表层需较高的耐磨性。
装配时，主阀芯2通过阀座1的内孔，主阀芯2顶部安装弹簧上盖6和圆锥键7，并用弹簧钢丝紧固。限程套8穿过主阀芯2，定位于阀座1上，限制主阀芯2的开启高度。主阀芯2靠复位弹簧11使其配合面紧紧与阀座配合面贴合，保证充液阀关闭。
装配后，主阀芯2、阀座1配严，保证接触面积不少于80﹪，并严格做保压实验，记录数据。
系统调试完毕，正常运行时，充液阀工作过程为：
当主缸快下时，滑块在自重作用下迅速下降，由于液压泵的流量较小，主液压缸上腔产生负压，高压充液阀被吸开，充液阀动作过程为主阀芯向下运动，同时压缩复位弹簧，当达到设定开启高度时，弹簧上盖碰到限程套，主阀芯停止运动，高压充液阀完全开启，液压机顶部的副油箱通过高压充液阀向主液压缸上腔补油；
当滑块慢速下行时，主缸下腔的油液在溢流阀的调定压力下溢流，因而下腔产生一定背压，上腔压力随之增高，使高压充液阀关闭，当充液阀关闭时，在液压缸塞腔压力和复位弹簧力的双重作用下，主阀芯向上运动，直到高压充液阀完全关闭；
当卸压后主液压缸回程时，高压充液阀的控制腔通压力油，控制活塞向下运动，控制活塞在向下运动时碰到主阀芯，主阀芯向下运动，同时压缩复位弹簧，当达到设定开启高度时，弹簧上盖碰到限程套，主阀芯停止运动，高压充液阀完全开启，上腔油液通过高压充液阀排到副油箱，液压泵输出的油液全部进入主液压缸下腔，由于下腔有效面积较小，主液压缸快速返回。
液压缸上腔压力达到所要求的工作压力时，主液压缸上腔闭锁，对工件实施保压，需要高压充液阀可靠关闭，这就显示出了阀芯、阀座配研的重要性。
快下和回程时充液阀动作区别在于，快下时是上腔产生负压，把充液阀吸开，被动打开。回程时是控制腔要通压力油，使控制活塞向下运动，带动阀芯向下运动，主动打开。
本发明的高压充液阀通过结构巧妙的设计，填补现有充液阀压力等级的不足，提供一种高压充液阀，该高压充液阀结构紧凑，外形尺寸较小、开启压力低，自吸性能好、流道设计通畅，流阻小、控制压力低，复位可靠、维修方便。该阀最高工作压力达到80Mpa，满足了客户要求。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (10)
1.高压充液阀，包括阀座(1)、主阀芯(2)、阀体(3)，其特征在于，所述阀座(1)的上端为低压侧，阀座(1)的下端为与油缸配合的高压侧；
所述阀座(1)设有内孔，阀座(1)的上端面为阀体安装面，主阀芯(2)的小头端穿过阀座(1)的内孔，所述阀体(3)扣在主阀芯(2)的小头端上并固定在阀体安装面上；
所述主阀芯(2)的小头端上套接有限程套(8)，限程套(8)定位于阀座(1)上，限程套(8)用于限制主阀芯(2)的开启高度。
2.根据权利要求1所述的高压充液阀，其特征在于，所述高压充液阀通过预焊接法兰(9)固定在液压缸缸体(17)上，预焊接法兰(9)通过内六角螺栓(10)与液压缸缸体(17)固定，内六角螺栓(10)下加装有弹簧垫片(11)。
3.根据权利要求1所述的高压充液阀，其特征在于，所述阀体安装面上开设有卸荷槽(16)、环形密封槽(13)、控制油密封槽。
4.根据权利要求1所述的高压充液阀，其特征在于，所述阀座(1)内设有作为流道的两条月亮槽(14)。
5.根据权利要求1所述的高压充液阀，其特征在于，所述阀座(1)内设有控制腔进油口(15)；
所述阀座(1)下端开设有密封沟槽，密封沟槽内设有超高压密封件(12)。
6.根据权利要求3所述的高压充液阀，其特征在于，所述阀体(3)通过紧固螺栓固定在阀座(1)上，阀体(3)内设有油道，油道的油口与阀座(1)上的控制油密封槽同心。
7.根据权利要求1所述的高压充液阀，其特征在于，所述主阀芯(2)上套有复位弹簧(5)，复位弹簧(5)使主阀芯(2)与阀座(1)紧密贴合。
8.根据权利要求7所述的高压充液阀，其特征在于，所述主阀芯(2)的小头端安装有弹簧上盖(6)和圆锥键(7)，弹簧上盖(6)和圆锥键(7)通过弹簧钢丝紧固；
圆锥键(7)的外圆与弹簧上盖(6)的内孔紧密配合后在簧弹力的作用下卡紧在主阀芯(2)的小头端上。
9.根据权利要求8所述的高压充液阀，其特征在于，所述阀体(3)内装有控制活塞(4)，控制活塞(4)设有耐磨表层；
所述控制活塞(4)开有圆柱形盲孔，圆锥键(7)、弹簧上盖(6)、复位弹簧(5)定位在圆柱形盲孔内；
所述限程套(8)安装在主阀芯(2)与复位弹簧(5)之间。
10.高压充液阀的工作过程，其特征在于，根据权利要求9所述的高压充液阀装配完成，调试合格后，工作过程如下：
当主缸快下时，滑块在自重作用下迅速下降，由于液压泵的流量较小，主液压缸上腔产生负压，高压充液阀被吸开，充液阀动作过程为主阀芯(2)向下运动，同时压缩复位弹簧(5)，当达到设定开启高度时，弹簧上盖(6)碰到限程套(8)，主阀芯(2)停止运动，高压充液阀完全开启，液压机顶部的副油箱通过高压充液阀向主液压缸上腔补油；
当滑块慢速下行时，主缸下腔的油液在溢流阀的调定压力下溢流，因而下腔产生一定背压，上腔压力随之增高，使高压充液阀关闭，当充液阀关闭时，在液压缸塞腔压力和复位弹簧力的双重作用下，主阀芯(2)向上运动，直到高压充液阀完全关闭；
当卸压后主液压缸回程时，高压充液阀的控制腔通压力油，控制活塞向下运动，控制活塞在向下运动时碰到主阀芯(2)，主阀芯(2)向下运动，同时压缩复位弹簧(5)，当达到设定开启高度时，弹簧上盖(6)碰到限程套(8)，主阀芯(2)停止运动，高压充液阀完全开启，上腔油液通过高压充液阀排到副油箱，液压泵输出的油液全部进入主液压缸下腔，由于下腔有效面积较小，主液压缸快速返回。
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