CN107524817B - 一种常闭比例单向流量阀 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种常闭比例单向流量阀，包括：比例电磁铁；一端连接在所述比例电磁铁内的螺套；连接在所述螺套的另一端上的阀体，其远离所述螺套的一端设有第一油口和第二油口；阀套，其连接在所述阀体内并对应第一油口和第二油口分别设有连通的油口；活动连接在所述阀套内的主阀芯，其内部设有与第一油口连通的阻尼通道；设在所述螺套内并与所述比例电磁铁连接的衔铁，所述衔铁与所述螺套形成有衔铁腔，所述衔铁腔与第二油口连通；以及先导阀芯，其小端穿过所述衔铁、控制腔抵接在所述主阀芯的阻尼通道上隔断控制腔。该比例单向流量阀结构简单、成本更低且工作时不受负载变化的影响。

Description

一种常闭比例单向流量阀

技术领域

本发明涉及阀技术领域，具体涉及一种常闭比例单向流量阀。

背景技术

近年来，比例单向流量阀在随车吊、高空作业车、拖拉机旋耕犁、电动叉车等升降设备上应用越来越多。在设备停止时，比例单向流量阀起到保压的作用，防止液压缸下滑；当设备需要下降时，比例单向流量阀根据输入的电压信号大小，控制开口大小，调节液压缸输出的流量，进而控制升降设备的下降速度。如专利公开号为CN 105298967 A、名称为“一种大马力拖拉机提升器阀组”的发明专利中就提供了一种控制拖拉机提升器的液压阀组，其中就采用了两个比例单向流量阀，分别用于控制提升器的上升和下降速度调节。目前市场上存在的比例单向流量阀，虽然能比例控制阀口的开度，但在一些负载压力变化大的设备上，并不能稳定控制设备的速度，给定同样的控制电压信号，负载大时设备下降速度快，负载变小时设备下降速度又变慢。为了解决此问题，一般是增加一个压力补偿器，来达到负载无关的比例流量控制，如上述专利在控制油缸上升的比例单向流量阀入口就增加了一个压力补偿器。额外的增加压力补偿器，必然造成使用成本的上升和液压阀组体积的变大，这是很多客户所不能接受的。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种常闭比例单向流量阀，该比例单向流量阀结构简单、成本更低且工作时不受负载变化的影响。

为了实现以上发明目的，本发明提出了一种具有以下结构的常闭比例单向流量阀，包括：

比例电磁铁，

螺套，其一端连接在所述比例电磁铁内；

阀体，其连接在所述螺套的另一端上，且远离所述螺套的一端设有第一油口和第二油口；

阀套，其连接在所述阀体内并对应第一油口和第二油口分别设有连通的油口；

主阀芯，其活动连接在所述阀套内，且其内部设有与第一油口连通的阻尼通道；

衔铁，其设在所述螺套内并与所述比例电磁铁连接，所述衔铁与所述螺套形成有衔铁腔，所述衔铁腔与第二油口连通；以及

先导阀芯，其大端由弹性件压接在所述衔铁内，其小端穿过所述衔铁、控制腔抵接在所述主阀芯的阻尼通道上隔断控制腔。

在本发明中，通过将第二油口的负载变化导致的压力变化通过反馈的方式引导到衔铁腔，通过衔铁的移动和控制腔的压力变化达到新的平衡状态来消化掉负载变化带来的影响，最终达到负载变化时流量不变化，使得本发明的常闭比例单向流量阀工作时不受负载变化的影响。另外，本发明的常闭比例单向流量阀在现有技术的基础上进行了改进，结构相对更简单，不受负载变化的影响因而工作时不需要增加压力补偿器等器件，因而成本更低。

在一个实施方案中，所述衔铁与所述螺套之间设有定位套，所述衔铁与所述螺套形成有衔铁腔是指：所述定位套与所述螺套固定连接，所述衔铁为中部大两边小的形状，所述衔铁与所述定位套滑动配合并在所述衔铁的中部上端和下端分别形成有第一衔铁腔和第二衔铁腔。通过第一衔铁腔、第二衔铁腔和控制腔三者来消除负载变化带来的影响，以保证输出流量不变化。

在一个实施方案中，所述定位套对应所述第一衔铁腔和第二衔铁腔分别设有第一通孔和第二通孔，所述螺套上设有与所述第一通孔和第二通孔连通的第一连通通道，所述第一连通通道连接有第二连通通道，所述第二连通通道连通所述第二油口。通过第一通道、第二通道将与第二油口连接的负载变化带来的压力变化反馈到衔铁上。

在一个实施方案中，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径，所述第一衔铁腔的环形面积等于第二衔铁腔的面积；所述第一连通通道为斜向通道，所述第二连通通道为与所述第一阻尼通道平行的通道。负载增大时，由于第一通孔直径大于第二通孔直径，第一衔铁腔压力和负载压力相等，第二衔铁腔的压力小于负载压力，衔铁上向下的作用力大于向上的作用力，衔铁带动先导阀芯向下运动，控制腔作用在主阀芯上的压力增加，第二油口与控制腔同时作用在主阀芯上的力达到平衡，主阀芯开口减小。

在一个实施方案中，所述主阀芯中部的阻尼通道包括第一阻尼孔和与第一阻尼孔连通的第一阻尼通道，所述第一阻尼孔经所述第一阻尼通道与所述第一油口连通；所述第一连通通道的直径和第二连通通道的直径均大于所述第一阻尼孔的直径。保持在开启前的常闭状态，不容易出现误操作，安全性更好。

在一个实施方案中，所述主阀芯靠近所述先导阀芯组件的一端为阶梯式圆台状结构；所述主阀芯的下端设有与所述阀套配合以封闭第一油口的斜面。此处的斜面在主阀芯开启前起到密封阀套的作用。

在一个实施方案中，所述控制腔为由衔铁的下端、先导阀芯的下端、主阀芯的上端、定位套的下部和阀套的上端共同构成的腔室；所述主阀芯的上端为阶梯状圆台结构。主阀芯的上端为阶梯状圆台结构可增大控制腔的面积，有利于进行多级比例控制。

在一个实施方案中，所述衔铁靠近主阀芯的一端设置有斜面，所述斜面在衔铁上下移动时通过改变衔铁腔与压力腔的压力使得负载变化直接作用在所述衔铁上。

在一个实施方案中，所述先导阀芯设在所述衔铁中部的T形孔内，先导阀芯的小端穿过所述衔铁抵接在所述第一阻尼孔上；所述先导阀芯与所述弹性件之间设有空心的连接件，所述弹性件的一端抵接在所述比例电磁铁内，另一端连接在所述连接件上。

在一个实施方案中，第二油口进油时，给予比例电磁铁一定的电压时，比例电磁铁产生的吸力带动所述衔铁克服弹性件的作用力并带动先导阀芯向上运动，控制腔的压力下降，在压差作用下推动主阀芯上升，第二油口的油液流到第一油口；增大作用在比例电磁铁的电压，主阀芯的开口增大。

与现有技术相比，本发明的常闭比例单向流量阀的优点在于：

本发明的常闭比例单向流量阀由于在衔铁的上面和下面分别设置有第一衔铁腔和第二衔铁腔，在负载出现变化时，由于第一衔铁腔、第二衔铁腔和控制腔联动，负载变化通过控制腔的压力变化作用到主阀芯上改变主阀芯的开口，从而可实现负载变化输出流量不变化，做到基本不影响设备的下降速度。而且，由于不需要增加压力补偿器，不仅减少了整体结构复杂性，使得结构更简单，也能很大程度地降低成本。

附图说明

下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了本发明的常闭比例单向流量阀的其中一个实施例；

图2显示了图1中I部分的放大结构；

图3显示了本发明的常闭比例单向流量阀的机能符号。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

发明人在发明过程中注意到，现有技术采用的比例单向流量阀，虽然能比例控制阀口的开度，但在一些负载压力变化大的设备上，并不能稳定控制设备的速度，给定同样的控制电压信号，负载大时设备下降速度快，负载变小时设备下降速度又变慢，在有些使用场合还需要增加压力补偿器等增加控制，进一步导致成本增加和整体体积的增大。

针对以上不足，本发明的实施例提出了一种常闭比例单向流量阀，下面进行说明。

如图1显示了本发明的常闭比例单向流量阀的其中一种实施结构。在该示意图中，本发明的常闭比例单向流量阀主要包括：阀体12、主阀芯组件、比例电磁铁和先导阀芯组件。其中，阀体12上设有第一油口A和第二油口B。主阀芯组件设在阀体12内隔开第一油口A和第二油口B。比例电磁铁2，其通过设在其中的螺套1与阀体12连接，螺套1的一端与比例电磁铁2连接，螺套1的另一端与阀体12固定连接。且该螺套1内设有先导腔，先导阀芯组件设在螺套1的先导腔内。如图1所示，先导阀芯组件与主阀芯组件形成有控制腔11，通过调节比例电磁铁2的电压经先导阀芯组件从而可实现从第二油口B到第一油口A的油液的开启、关闭以及开口大小。

在一个实施例中，主阀芯组件主要包括主阀芯10和阀套5。阀套5设在主阀芯10与阀体12之间。阀套5上对应设有分别连通第一油口和第二油口的进、出油口，在主阀芯10未开启时，主阀芯10的下端坐在该进出油口位置处从而隔断进、出油口，形成常闭状态。另外，主阀芯10的中部设有第一阻尼孔15以及第一阻尼通道16。第一阻尼孔15经第一阻尼通道16与第一油口A连通。

在一个实施例中，如图1所示，主阀芯10靠近先导阀芯组件的一端(图1所示为上端)为阶梯式圆台状结构，该结构能够增大控制腔11的面积。另外，主阀芯10的下端设有与阀套5配合可以隔断第一油口A与第二油口B的斜面。该斜面可以起到好的密封作用，防止油液泄漏。

在一个实施例中，如图1所示，先导阀芯组件主要包括：衔铁3、先导阀芯4和弹性件6。其中，衔铁3为中部大、两端小的形状。先导阀芯4设在衔铁3中部的T形孔内，先导阀芯4的小端穿过衔铁3抵接在主阀芯10上封堵第一阻尼孔15。弹性件6设在衔铁3的T形孔内，弹性件6的一端(图1所示为上端)抵接在螺套1内，弹性件6的另一端(图1所示为下端)抵接在先导阀芯4的大头端。

在一个实施例中，衔铁3与螺套1之间设有定位套7。定位套7与衔铁3滑动配合并在衔铁的中部上端面和下端面分别形成有第一衔铁腔8和第二衔铁腔9。

在一个实施例中，衔铁3靠近主阀芯组件的一端设置有斜面，斜面在衔铁3朝向比例电磁铁2内部运动时能增大第二衔铁腔9的压力以适应负载的变化。

在一个实施例中，定位套7对应第一衔铁腔8和第二衔铁腔9分别设有第一通孔13和第二通孔14，螺套1上设有与第一通孔13和第二通孔14连通的第一连通通道17，第一连通通道17连接有第二连通通道18，第二连通通道18连通第二油口B。

在一个实施例中，第一通孔13的直径大于第二通孔14的直径，第一衔铁腔8的环形面积等于第二衔铁腔9的环形面积。

在一个实施例中，第一连通通道17为斜向通道，第二连通通道18为与第一阻尼通道16平行的通道，第一连通通道17的直径和第二连通通道18的直径均大于第一阻尼孔15的直径。

在本发明中，如图1所示，通过第二通孔14和第二衔铁腔9的节流作用(由衔铁3的下端斜面相对定位套7上下移动时所形成)所组成的液压B型半桥，调节第二衔铁腔9中的压力，将第二油口B的负载变化所产生的压差传递到衔铁3的环形面积上(其中，直接作用在第一衔铁腔8的是负载压力，第二衔铁腔9中作用的是B型半桥输出的压力)；衔铁3是中间大两头小形状，环形面积由大、小头所形成。

如图3示出了本发明的常闭比例单向流量阀的机能符号。根据图3，在第一油口A口输入油液时，其功能相当于单向阀，主阀芯10受到的作用力克服弹性件6的作用力和控制腔11的作用力，推动主阀芯10向上运动。但随着控制腔11被压缩，控制腔11内的压力增大，逐步使得主阀芯10达到平衡状态。

若第二油口B口进油，当给定比例电磁铁2一定的电压时，比例电磁铁2产生一定的吸力，衔铁3克服弹性件6的力并向上产生一定的位移，带动先导阀芯4脱离开第一阻尼孔15。此时控制腔11的压力将下降，第二油口B口压力和控制腔11中的压力有压差，此压差作用在主阀芯10上(主阀芯10呈阶梯形状，产生面积差)，推动主阀芯10上升，第二油口B的油液流到第一油口A。但主阀芯10一向上移动，与先导阀芯4的距离接近，造成控制腔11的压力上升，主阀芯10达到平衡状态。如果增加作用在比例电磁铁2上的电压，衔铁3的位移加大，先导阀芯4也被带着继续向上移动，主阀芯10开口也加大。

当比例电磁铁2给定一定的电压时，主阀芯10有个开口，若此时负载加大，则作用在衔铁腔环形面积上的力将增大，此力推动衔铁3向下移动，使可变节流19(衔铁3下端斜面相对定位套7上下移动时所形成，参考图2)的过流面积减小，第二衔铁腔9中的压力上升，衔铁3最终达到平衡状态，而主阀芯10因为衔铁3带动先导阀芯4向下运动，第一阻尼孔15与先导阀芯4之间的距离变小，控制腔11的压力上升，导致开口减小。若此时负载减小，则作用在衔铁3的环形面积上的力将减小，衔铁3将向上移动，第二衔铁腔9因为可变节流19过流面积增大导致压力下降，使衔铁3达到新的平衡状态，而此时第一阻尼孔15与先导阀芯4之间距离加大，控制腔11的压力下降，主阀芯10的开口加大了。

说明的是，本发明的本质就是通过引入压差反馈作用到衔铁上，进而改变可变节流，使主阀芯在压力大时，开口降低；压差小时，开口变大，然后达到负载变化时，流量不变化的目的。

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。因此，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/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种常闭比例单向流量阀，其特征在于，包括：

比例电磁铁，

螺套，其一端连接在所述比例电磁铁内；

阀体，其连接在所述螺套的另一端上，且远离所述螺套的一端设有第一油口和第二油口；

阀套，其连接在所述阀体内并对应第一油口和第二油口分别设有连通的油口；

主阀芯，其活动连接在所述阀套内，且其内部设有与第一油口连通的阻尼通道；

衔铁，其设在所述螺套内并与所述比例电磁铁连接，所述衔铁与所述螺套形成有衔铁腔，所述衔铁腔与第二油口连通；以及

先导阀芯，其大端由弹性件压接在所述衔铁内，其小端穿过所述衔铁、控制腔抵接在所述主阀芯的阻尼通道上隔断控制腔；

所述衔铁与所述螺套之间设有定位套，所述衔铁与所述螺套形成有衔铁腔是指：所述定位套与所述螺套固定连接，所述衔铁为中部大两边小的形状，所述衔铁与所述定位套滑动配合并在所述衔铁的中部上端和下端分别形成有第一衔铁腔和第二衔铁腔。

2.根据权利要求1所述的比例单向流量阀，其特征在于，所述定位套对应所述第一衔铁腔和第二衔铁腔分别设有第一通孔和第二通孔，所述螺套上设有与所述第一通孔和第二通孔连通的第一连通通道，所述第一连通通道连接有第二连通通道，所述第二连通通道连通所述第二油口。

3.根据权利要求2所述的比例单向流量阀，其特征在于，所述主阀芯中部的阻尼通道包括第一阻尼孔和与第一阻尼孔连通的第一阻尼通道，所述第一阻尼孔经所述第一阻尼通道与所述第一油口连通；所述第一连通通道的直径和第二连通通道的直径均大于所述第一阻尼孔的直径。

4.根据权利要求3所述的比例单向流量阀，其特征在于，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径，所述第一衔铁腔的环形面积等于第二衔铁腔的环形面积；所述第一连通通道为斜向通道，所述第二连通通道为与所述第一阻尼通道平行的通道。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的比例单向流量阀，其特征在于，所述主阀芯靠近所述先导阀芯组件的一端为阶梯式圆台状结构；所述主阀芯的下端设有与所述阀套配合以封闭第一油口的斜面。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的比例单向流量阀，其特征在于，所述控制腔为由衔铁的下端、先导阀芯的下端、主阀芯的上端、定位套的下部和阀套的上端共同构成的腔室；所述主阀芯的上端为阶梯状圆台结构。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的比例单向流量阀，其特征在于，所述衔铁靠近主阀芯的一端设置有斜面，所述斜面在衔铁上下移动时通过改变衔铁腔与压力腔的压力使得负载变化直接作用在所述衔铁上。

8.根据权利要求3所述的比例单向流量阀，其特征在于，所述先导阀芯设在所述衔铁中部的T形孔内，先导阀芯的小端穿过所述衔铁抵接在所述第一阻尼孔上；所述先导阀芯与所述弹性件之间设有空心的连接件，所述弹性件的一端抵接在所述比例电磁铁内，另一端连接在所述连接件上。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的比例单向流量阀，其特征在于，第二油口进油时，给予比例电磁铁一定的电压时，比例电磁铁产生的吸力带动所述衔铁克服弹性件的作用力并带动先导阀芯向上运动，控制腔的压力下降，在压差作用下推动主阀芯上升，第二油口的油液流到第一油口；增大作用在比例电磁铁的电压，主阀芯的开口增大。