CN107989844A - 一种无泄漏压力补偿电磁比例阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其阀体上开设有P口和T口，阀体的上部装配有阀套，阀套的上部装配有比例电磁铁，比例电磁铁内设置有静铁芯、动铁芯、第一弹簧，动铁芯的中心设置有先导阀芯；阀体的上部设置有主阀芯，阀套内在主阀芯的上方形成有控制腔，主阀芯上设置有第一流道孔和第二流道孔，第一流道孔上设置有第一阻尼孔，第二流道孔上设置有第二阻尼孔，先导阀芯的下端与第二阻尼孔相配合；阀体的下部设置有压力补偿阀芯，压力补偿阀芯上设有节流孔，阀体的下端设置有螺堵，阀体内形成有敏感腔，敏感腔通过引油孔与P口相连通，压力补偿阀芯位于上限位时，通流腔与T口之间通过节流孔相通，敏感腔内设置有阻尼环，可改变油液流入与流出敏感腔的阻尼大小。其优点在于：结构合理、紧凑，能缓冲T口压力波动，响应速度快。

Description

一种无泄漏压力补偿电磁比例阀

技术领域

本发明涉及液压阀制造技术领域，尤其指一种无泄漏压力补偿电磁比例阀。

背景技术

近年来，比例控制阀在随车吊、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。在负载升降液压系统中，通常使用比例换向阀来使得负载下降，一般下降速度通过比例换向阀的开口来调节，但是在负载变化大的情况下，会造成速度时快时慢，造成系统不稳定。而且这些比例换向阀均为滑阀形式，在关闭或者让负载停止时，负载不能保持在某一位置，会下滑，在需要保压的情况下也不能很好的保住容腔的压力。或者采用锥阀形式的阀加上压力补偿器组成的流量阀，但因为目前市场上的压力补偿器均为滑阀形式而负载口压力要引到压力补偿器负载反馈腔，因此同样存在泄漏量大、负载保持不住等问题；并且单独的压力补偿器集成度不高，体积较大，即使没有上述泄漏的问题也不适合用在上述升降设备上。

现有专利号为201621273379.4名称为“无泄漏压力补偿电比例节流阀”的专利公开了一种集成了压力补偿器的比例流量阀，其通过比例电磁铁实现比例流量调节功能，主阀与压力补偿阀串联，引油孔将主阀节流边之前的压力引入补偿器，通过第二弹簧和补偿阀芯进行补偿保证主阀节流边前后压差恒定，不随负载的变化。在线圈不得电的情况下，先导阀芯能够密封，液压力将主阀芯紧紧压在阀口上，使得阀口无任何泄漏，而且由于引油孔的后端引油入口位于密封线的前侧，这样在关闭状态下引油孔也能完全关闭，减少泄漏量。虽然上述产品能够实现无泄漏保压及压力补偿的比例流量控制，但也存在以下缺点：

(1)由于压力补偿器的引油孔位于密封线的前侧，当线圈不得电时，压力补偿器的敏感腔是没有压力的，这样压力补偿器在第二弹簧的作用力下处于将阀口全部打开的状况，当给定线圈一定电压时，由于主阀芯的开启是比较迅速的，当主阀芯的节流槽已经打开时，压力补偿器敏感腔的压力还没有完全建立起来，这时候压力补偿器仍处于全开状态，无压力补偿功能，这样会造成开启的瞬间流量冲击，对机械设备产生振动，影响安全使用。

(2)其压力补偿器中的第二弹簧的后端安装于弹簧座上，这样主阀芯的油液要经过弹簧座上的通流孔流出，为了保证通流能力不对主阀芯的流量调节造成影响，通常要把弹簧座设计的很大才可以保证通流孔的过流面积，这样会造成整体阀的直径过大，不紧凑。

(3)其压力补偿器中缺少阻尼部分，油液直接进入负载敏感腔，这样在出口压力波动的时候，压力补偿器的开口将出现忽大忽小的状态，造成流量不稳定而引起设备振动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构合理、紧凑，响应速度快、并可对出口压力波动进行有效缓冲的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，包括有阀体，阀体上开设有P口和T口，阀体的上部装配有阀套，该阀套的上部装配有比例电磁铁，比例电磁铁内上部设置有静铁芯，静铁芯的下方装配有动铁芯，静铁芯与动铁芯之间设置有第一弹簧，动铁芯的中心设置有下端为锥形结构的先导阀芯；

阀体的上部设置有主阀芯，阀套内在主阀芯的上方形成有控制腔，主阀芯上设置有第一流道孔和第二流道孔，第一流道孔上设置有第一阻尼孔，第二流道孔上设置有第二阻尼孔，先导阀芯的下端与第二阻尼孔相配合，第一流道孔导通控制腔和P口，第二流道孔导通控制腔和阀体中部的通流腔；

阀体的下部设置有压力补偿阀芯，补偿阀芯上部开有节流孔，阀体的下端设置有螺堵，阀体内在螺堵的上方形成有敏感腔，敏感腔通过引油孔与P口相连通，压力补偿阀芯位于上限位时，通流腔与T口通过上述节流孔相连通。

压力补偿阀芯的下端滑动套有阻尼环，阻尼环与压力补偿阀芯为间隙密封配合，阻尼环与述敏感腔内孔形成有过流间隙,当油液由引油孔流入敏感腔时，所述阻尼环下端贴到所述压力补偿阀芯下端的凸环上，油液经上述过流间隙流入敏感腔，当油液由敏感腔流入P口时，阻尼环抵靠到敏感腔的台阶处将引油孔部分遮盖住，油液经过流间隙、引油孔的通流部分流入P孔，上述过流间隙的阻尼小于引油孔的通流部分的阻尼。

阀体中部的通流腔内设置有弹簧座，弹簧座通过圆柱销与阀体形成固定连接，弹簧座与所述压力补偿阀芯之间设置有第二弹簧。

优化的技术措施还包括：

上述的静铁芯的的下部中心设置有上凹腔，第一弹簧的上端置于该上凹腔内。

上述的动铁芯的上部中心设置有下凹腔，第一弹簧的下端置于该下凹腔内，并与先导阀芯的上端面相抵配合。

上述的动铁芯的截面呈“凸”字形结构，静铁芯的下端设置有与所述动铁芯下端相适配的凹槽。

上述的控制腔内设置有挡片，该挡片的上方设置有限位片。

上述的主阀芯与P口和通流腔之间的阀口锥面配合。

上述的压力补偿阀芯与阀体内敏感腔上端的阀口锥面配合。

上述的弹簧座呈T字形结构，第二弹簧套设于所述弹簧座上。

上述的阀套外设置有阀套密封圈。

上述的阀体外设置有阀体密封圈和限位挡圈。

本发明一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，结构合理，其通过结构上的改进，使流量阀的结构更为紧凑，体积更小；其通过引油孔将P口与敏感腔导通，在比例电磁铁不通电时，在敏感腔内油压作用下，压力补偿阀芯封闭阀口，同时，先导阀芯封闭第二阻尼孔，主阀芯封闭P口与通流腔之间阀口，保证流量阀无泄漏。另外，通流腔与T口之间通过节流孔相通，在比例电磁铁通电后，能够大大提高流量阀的响应速度，且不会产生流量冲击。将弹簧座通过圆柱销与阀体固定连接，可以使通流腔的过流面积不会受到弹簧座的影响，因而本发明的整体体积更加紧凑。在敏感腔与通流孔之间设置阻尼环，使补偿阀芯打开与关闭的阻尼不同，可以有效缓冲出口的压力波动，而不影响响应速度。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图；

图2是图1中I部放大图；

图3是图1中Ⅱ部放大图；

图4是图1中III部放大图；

图5是图1中的局部剖视图；

图6是本发明的液压控制原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图5所示为本发明的结构示意图，

其中的附图标记为：P口、T口、阀体1、通流腔1a、敏感腔1b、引油孔1c、阀体密封圈11、限位挡圈12、球堵13、阻尼环14、阀套2、控制腔2a、阀套密封圈21、比例电磁铁3、静铁芯41、上凹腔41a、凹槽41b、动铁芯42、下凹腔42a、第一弹簧43、先导阀芯5、主阀芯6、第一流道孔61、第一阻尼孔61a、第二流道孔62、第二阻尼孔62a、压力补偿阀芯7、第二弹簧71、阻尼环72、螺堵8、节流孔7a、弹簧座9、圆柱销10、挡片91、限位片92。

如图1至图6所示，

一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，包括有阀体1，阀体1上开设有P口和T口，阀体1的上部装配有阀套2，该阀套2的上部装配有比例电磁铁3，比例电磁铁3内上部设置有静铁芯41，静铁芯41的下方装配有动铁芯42，静铁芯41与动铁芯42之间设置有第一弹簧43，动铁芯42的中心设置有下端为锥形结构的先导阀芯5；

阀体1的上部设置有主阀芯6，阀套2内在主阀芯6的上方形成有控制腔2a，主阀芯6上设置有第一流道孔61和第二流道孔62，第一流道孔61上设置有第一阻尼孔61a，第二流道孔62上设置有第二阻尼孔62a，先导阀芯5的下端与第二阻尼孔62a相配合，第一流道孔61导通控制腔2a和P口，第二流道孔62导通控制腔2a和阀体1中部的通流腔1a。

阀体1的下部设置有压力补偿阀芯7，压力补偿阀芯7上部开有节流孔7a,阀体1的下端设置有螺堵8，阀体1内在螺堵8的上方形成有敏感腔1b，敏感腔1b通过引油孔1c与P口相连通，压力补偿阀芯7位于上限位时，通流腔1a与T口通过节流孔7a相通。

压力补偿阀芯7的下端滑动套有阻尼环14，阻尼环14与补偿阀芯7为间隙密封配合，阻尼环14与敏感腔1b内孔形成有过流间隙1d,当油液由引油孔1c流入敏感腔1b时，阻尼环14下端贴到压力补偿阀芯7下端的凸环72上，油液经所述过流间隙1d流入敏感腔1b，当油液由敏感腔1b流入P口时，述阻尼环1)抵靠到敏感腔1b的台阶处将引油孔1c部分遮盖住，油液经过流间隙1d、引油孔1c的通流部分1e流入P孔，过流间隙1d的阻尼小于引油孔1c的通流部分1e的阻尼。

阀体1中部的通流腔1a内设置有弹簧座9，弹簧座9通过圆柱销10与阀体1形成固定连接，弹簧座9与所述压力补偿阀芯7之间设置有第二弹簧71。

实施例中，静铁芯41的的下部中心设置有上凹腔41a，第一弹簧43的上端置于该上凹腔41a内。

实施例中，动铁芯42的上部中心设置有下凹腔42a，第一弹簧43的下端置于该下凹腔42a内，并与先导阀芯5的上端面相抵配合。

将第一弹簧43置于上凹腔41a和下凹腔42a内，不但能够使装配变得方便，而且能够使流量阀的结构更为紧凑。

实施例中，动铁芯42的截面呈“凸”字形结构，静铁芯41的下端设置有与所述动铁芯42下端相适配的凹槽41b。

实施例中，控制腔2a内设置有挡片91，该挡片91的上方设置有限位片92。限位片92的作用是限制动铁芯42的轴向位移，当动铁芯42的下端与限位片92相抵时，便不能再下移了。

实施例中，主阀芯6与P口和通流腔1a之间的阀口锥面配合。

实施例中，压力补偿阀芯7与阀体1内敏感腔1b上端的阀口锥面配合。

阀口处采用锥面配合，能够最大程度地提高阀口的密封性。

实施例中，弹簧座9呈倒T字形结构，第二弹簧71套设于所述弹簧座9上。

实施例中，阀套2外设置有阀套密封圈21。

实施例中，阀体1外设置有阀体密封圈11和限位挡圈12。阀体密封圈11和限位挡圈12嵌置于阀体1的外壁内，限位挡圈12的设置能够阀体密封圈11的轴向位移，保证流量阀安装过程中，阀体密封圈11的位置不发生偏离，保证密封的可靠性。

工作原理：

当比例电磁铁3不通电时，动铁芯42在第一弹簧43作用下位于下限位，先导阀芯5下端的锥形结构封闭住第二阻尼孔62a，同时，主阀芯6封闭住阀口，使P口与通流腔1a之间截断；P口的油液从引油孔1c进入敏感腔1b，在敏感腔1b内油压作用下，压力补偿阀芯7位于上限位而封闭住阀口。这样便保证了流量阀无泄漏，能够对负载起到可靠的保持。

当比例电磁铁3通电时，动铁芯42在电磁力的作用下克服第一弹簧43的弹力向上运动，并带动先导阀芯5向上运动，使先导阀芯5的下端与第二阻尼孔62a相脱离，第二阻尼孔62a导通，P口的油液依次经第一流道孔61、第一阻尼孔61a、第二阻尼孔62a、第二流道孔62进入通流腔1a，由于通流腔1a与T口之间通过节流孔7a连通，部分油液将从T口流出。

由于第一阻尼孔61a的设置，在通电初期，通流腔1a内油压小于敏感腔1b内的油压，压力补偿阀芯7仍处于上限位；而从节流孔7a流出的油液流量小于流入流量，通流腔1a内的压力将不断增大，通流腔1a内的压力进一步增大，增大的油压便会将压力补偿阀芯7向下推，使通流腔1a与T口的流道逐渐开大。整个过程通流腔1a与T口的流道平稳开大，不会产生流量冲击。当T口压力变化时，压力补偿阀芯7在P口压力和T口压力的作用下，增大或者减小T口的开度，保证主阀芯6前后压差恒定，也即P口和通流腔1a内的压力差值恒定，这样当比例电磁铁3电压不变时，由T口输出的流量恒定。

由于通流腔1a与T口之间留有节流孔7a的设置，本流量阀在比例电磁铁3通电后，P口与T口之间立刻通过第一流道孔61、第二流道孔62、通流腔1a导通，因此能够大大提高响应速度。

当压力补偿阀芯7处于稳定状态下，而T口压力波动时，若T口压力变大，则压力补偿阀芯7向下的合力增大，在合力的作用下压力补偿阀芯7有向下运动的趋势，油液要从敏感腔1b流入到P口，这时阻尼环14会贴到敏感腔1b的台阶处并将引油孔1c遮盖住一部分，敏感腔1b的油液只能由过流间隙1d和引油孔通流部分1e流到P孔，因为经过了过流间隙1d和通流部分1e的双重阻尼影响，压力补偿阀芯的下移会有所延迟，因此起到了对T口压力波动变大的缓冲作用；相反的，当T口压力波动时，若T口压力变小时，则压力补偿阀芯7向上的合力增大，在合力的作用下压力补偿阀芯7有向上运动的趋势，油液要从P口流入到敏感腔1b，这时阻尼环14会贴到压力补偿阀芯7的凸环72上，引油孔1c全部露出，P孔的油液由过流间隙1d和引油孔1c流到敏感腔1b，因为过流间隙1d的阻尼小于通流部分1e的阻尼，压力补偿阀芯的上移会有所延迟但响应较下移快，这样可以保证在T口压力急速下降的时候，压力补偿阀芯不会突然全开造成失速。

另外，通流腔1a内弹簧座9通过圆柱销与阀体1固定连接的设置，不会影响通流腔1A的过流面积，从而不会影响流量阀开启后的流量，在无需加大阀体1直接的前提下，通流能力更大。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，包括有阀体(1)，所述的阀体(1)上开设有P口和T口，其特征是：所述的阀体(1)的上部装配有阀套(2)，该阀套(2)的上部装配有比例电磁铁(3)，所述的比例电磁铁(3)内上部设置有静铁芯(41)，静铁芯(41)的下方装配有动铁芯(42)，所述的静铁芯(41)与动铁芯(42)之间设置有第一弹簧(43)，所述的动铁芯(42)的中心设置有下端为锥形结构的先导阀芯(5)；

所述的阀体(1)的上部设置有主阀芯(6)，所述的阀套(2)内在主阀芯(6)的上方形成有控制腔(2a)，主阀芯(6)上设置有第一流道孔(61)和第二流道孔(62)，第一流道孔(61)上设置有第一阻尼孔(61a)，第二流道孔(62)上设置有第二阻尼孔(62a)，先导阀芯(5)的下端与第二阻尼孔(62a)相配合，第一流道孔(61)导通控制腔(2a)和P口，第二流道孔(62)导通控制腔(2a)和阀体(1)中部的通流腔(1a)；

所述的阀体(1)的下部设置有压力补偿阀芯(7)，所述补偿阀芯(7)上部开有节流孔(7a),所述的阀体(1)的下端设置有螺堵(8)，所述的阀体(1)内在螺堵(8)的上方形成有敏感腔(1b)，所述的敏感腔(1b)通过引油孔(1c)与P口相连通，压力补偿阀芯(7)位于上限位时，通流腔(1a)与T口通过节流孔(7a)连通；

所述压力补偿阀芯(7)的下端滑动套有阻尼环(14)，所述阻尼环(14)与所述补偿阀芯(7)为间隙密封配合，所述阻尼环(14)与所述敏感腔(1b)内孔形成有过流间隙(1d),当油液由引油孔(1c)流入敏感腔(1b)时，所述阻尼环(14)下端贴到所述压力补偿阀芯(7)下端的凸环(72)上，油液经所述过流间隙(1d)流入敏感腔(1b)，当油液由敏感腔(1b)流入P口时，所述阻尼环(14)抵靠到敏感腔(1b)的台阶处将引油孔(1c)部分遮盖住，油液经过流间隙(1d)、引油孔(1c)的通流部分(1e)流入P孔，所述过流间隙(1d)的阻尼大于所述引油孔(1c)的通流部分(1e)；

所述阀体中部的通流腔(1a)内设置有弹簧座(9)，所述弹簧座(9)通过圆柱销(13)与阀体(1)形成固定连接，所述弹簧座(9)与所述压力补偿阀芯(7)之间设置有第二弹簧(71)。

2.根据权利要求1所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的静铁芯(41)的的下部中心设置有上凹腔(41a)，所述的第一弹簧(43)的上端置于该上凹腔(41a)内。

3.根据权利要求2所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的动铁芯(42)的上部中心设置有下凹腔(42a)，所述的第一弹簧(43)的下端置于该下凹腔(42a)内，并与先导阀芯(5)的上端面相抵配合。

4.根据权利要求3所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的动铁芯(42)的截面呈“凸”字形结构，所述的静铁芯(41)的下端设置有与所述动铁芯(42)下端相适配的凹槽(41b)。

5.根据权利要求4所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的控制腔(2a)内设置有挡片(91)，该挡片(91)的上方设置有限位片(92)。

6.根据权利要求5所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的主阀芯(6)与P口和通流腔(1a)之间的阀口锥面配合。

7.根据权利要求6所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的压力补偿阀芯(7)与阀体(1)内敏感腔(1b)上端的阀口锥面配合。

8.根据权利要求7所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的弹簧座(9)呈T字形结构，所述的第二弹簧(71)套设于所述弹簧座(9)上。

9.根据权利要求8所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的阀套(2)外设置有阀套密封圈(21)。

10.根据权利要求9所述的一种无泄漏压力补偿电磁比例阀，其特征是：所述的阀体(1)外设置有阀体密封圈(11)和限位挡圈(12)。