CN108087364A - 一种双压卸荷阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双压卸荷阀，涉及液压技术领域，包括主阀、低压控制先导阀、高压控制先导阀，所述主阀包括主阀芯和单向阀，所述低压控制先导阀包括差动滑阀芯、差动滑阀套、球阀芯和低压调压弹簧，高压控制先导阀包括高压控制滑阀芯和高压调压弹簧，所述差动滑阀芯两端直径不同，所述差动滑阀芯与所述差动滑阀套、低压控制阀体、球阀芯配合分别形成三个油腔，三个承压面积。本发明解决了目前通常使用的卸荷阀不能分别设定高压压力和低压力的问题，并且不需要引入压力检测元件或电气控制元件，进一步提升其可靠性，与传统卸荷阀相比有更强的适应能力，更宽的调压范围，能达到更好的节能效果，能满足特殊的使用要求。

Description

一种双压卸荷阀

技术领域

本发明涉及液压技术领域，特别涉及一种双压卸荷阀。

背景技术

卸荷阀是液压系统常用的一种压力控制阀。用于带蓄能器的液压系统中，当蓄能器的油压达到高压设定值时，其可以将油泵出口的油无压的导回油箱，也可以用于高低压泵系统中，当系统油压达到高压设定值时，其可以将低压油泵出口的油无压的导回油箱，当系统压力回落到低压设定值时卸荷阀又切断油泵出口直接流回油箱的通路使油泵对系统进行加压。

目前行业内常见的卸荷阀，一般由主阀和先导阀两部份组成，此种阀的局限性在于高压设定值和低压设定值之比是固定值，其比值为卸荷阀内的滑阀芯和球阀芯的承压截面积之比，因此不能根据使用现场的需要进行分别调整高压压力和低压压力。要解决这个问题也可以采用电磁卸荷阀来替代，但是需要引入压力检测元件和电气控制元件，增加了系统的复杂程度，降低了可靠性。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种双压卸荷阀，在不引入电气元件控制的情况下，可以分别设定卸荷压力和加载压力。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种双压卸荷阀，包括

主阀，其包括主阀体，该主阀体设有主阀芯腔、主阀进油口P、主阀出油A口以及主阀回油口T，所述主阀进油口P与主阀出油口A连通的通道安装有单向阀，所述主阀芯腔内安装有可在其内沿轴向移动的主阀芯，所述主阀芯的一端设置有复位弹簧，所述主阀芯的另一端在其作轴向移动时可将所述主阀进油口P与所述主阀回油口T连通或隔断，所述主阀芯在复位弹簧一侧为上腔，所述主阀芯连通主阀进油口P的一侧为下腔，所述下腔通过布置在所述主阀芯的第一阻尼螺塞连通所述上腔；

低压控制先导阀，其包括低压控制阀体、内设于该低压控制阀体的差动滑阀套以及可在该差动滑阀套内移动的差动滑阀芯，所述差动滑阀芯分为头部的小端阀芯、中部的中间阀芯以及尾部的大端阀芯，所述大端阀芯末端一侧为第一油腔,所述中间阀芯与所述差动滑阀套形成环形油腔，所述小端阀芯末端一侧为第三油腔,所述第一油腔连通所述主阀出油口A，所述第三油腔与所述上腔连通；以及

高压控制先导阀，其包括高压控制阀体、可在该高压控制阀体内移动的高压控制滑阀芯，所述高压控制滑阀芯布置有三个沟槽，三个所述沟槽与所述高压控制阀体分别依次形成有与所述主阀进油口P连通的第六油腔、与所述第二油腔连通的第七油腔以及与主阀回油口T连通的第八油腔，所述第六油腔在所述高压控制先导阀处于加载状态时与所述第七油腔连通，所述第七油腔在所述高压控制先导阀时处于卸载状态时与所述第八油腔连通；

所述差动滑阀芯在所述第一油腔的承压面积大于所述差动滑阀芯在所述第三油腔的承压面积。

作为上述技术方案的进一步改进，所述低压控制先导阀在所述小端阀芯末端一侧布置有低压调压机构，该低压调压机构包括压在所述差动滑阀套端面内沿上的球阀芯、压在所述球阀芯另一侧的低压弹簧座以及连接该低压弹簧座的低压调压弹簧，所述球阀芯与所述低压控制阀体形成第四油腔，该第四油腔连通所述主阀回油口T。

作为上述技术方案的进一步改进，所述低压调压机构还包括连接所述低压调压弹簧另一端的低压调压手柄，该低压调压手柄通过旋转与所述低压控制阀体发生轴向移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高压控制滑阀芯在靠近所述第六油腔的一侧布置有高压调压机构，该高压调压机构包括依次连接的高压弹簧座、高压调压弹簧以及高压调压手柄，所述高压弹簧座的另一端压在所述高压控制滑阀芯端面，所述高压调压手柄通过高压调压套与所述高压控制阀体连接，所述高压调压手柄通过旋转与所述高压控制阀体发生轴向移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高压弹簧座与所述高压控制阀体形成第九油腔，该第九油腔连通所述第八油腔，该第九油腔连通所述主阀回油口T。再进一步的，所述高压控制滑阀芯在靠近所述第八油腔的一端布置第十油腔，该第十油腔通过第六通道连通第七油腔。采用这种机构的技术方案，在所述第六油腔获得主阀进油口P的压力油后，进入第十油腔，第十油腔的压力油推动高压控制滑阀芯克服直至超过高压弹簧的压力，位于第六油腔与第七油腔间的台肩将两者隔断，使第七油腔获得减压。

在加载状态时，所述球阀芯(10)的开启临界条件是

A2×(P1-P2)+A3×P3＝F1；

由于0≤P2≤P1，P3＝P1；

所以

其中，P1为所述大端阀芯所受压力，P2为所述中间阀芯所受压力，P3为所述小端阀芯所受压力，F1为所述低压调压弹簧作用在所述球阀芯的推力，A1为所述差动滑阀芯在所述第一油腔的承压面积，A2为所述差动滑阀芯在所述环形油腔的承压面积，A3为所述差动滑阀芯在所述第三油腔的承压面积；

在卸荷状态时，所述第二油腔和第三油腔均连通主阀回油口T，两者皆处于无压状态，所述单向阀使P1在一定时间内保压，所述球阀芯的关闭临界条件是

其中，P4为加载压力，F1为所述低压调压弹簧(8)作用在所述球阀芯(10)的推力，A1为所述差动滑阀芯(29)在所述第一油腔(S1)的承压面积；

其卸载压力值与加载压力值之比是由可知

本发明的有益效果是：本发明通过设计一种具有差动滑阀芯的双压卸荷阀，分别形成第一油腔、第二油腔以及第三油腔，同时差动滑阀芯在第一油腔的承压面积大于差动滑阀芯在第三油腔的承压面积，最终双压卸荷阀的卸载压力和加载压力可以分别设置，不需要引入压力检测元件或电气控制元件，可靠性得到进一步提升，本发明的双压卸荷阀有更强的适应能力，更宽的调压范围，能达到更好的节能效果，能满足特殊的使用要求。

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单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本发明双压卸荷阀的结构示意图；

图2是本发明双压卸荷阀的原理图。

附图标记：S1、第一油腔；S2、第二油腔；S3、第三油腔；1、主阀阀体；2、第一阻尼螺塞；3、主阀阀芯；4、复位弹簧；5、第一通道；6、第二通道；7、第五油腔；8、低压调压弹簧；9、低压调压手柄；10、球阀芯；11、第四油腔；12、高压调压手柄；13、第三通道；14、高压调压弹簧；15、第四通道；16、第九油腔；17高压控制滑阀芯；18、第六油腔；19、第五通道；20、第七油腔；21、第八油腔；22、第六通道；23、第十油腔；24、低压控制阀体；25、第七通道；26、第八通道；27、第九通道；28、高压控制阀体；29、差动滑阀芯；30、差动滑阀套；32、第二阻尼螺塞；33、第三阻尼螺塞；34、第十通道；35、第十一通道；36、单向阀。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

参照图1至图2，一种双压卸荷阀，包括主阀、低压控制先导阀以及高压控制先导阀。

其中，主阀包括主阀体1，该主阀体1设有主阀芯腔、主阀进油口P、主阀出油口A以及主阀回油口T，主阀进油口P与主阀出油口A连通的通道安装有单向阀36，主阀芯腔内安装有可在其内沿轴向移动的主阀芯3，主阀芯3的一端设置有复位弹簧4，主阀芯3的另一端在其作轴向移动时可将主阀进油口P与主阀回油口T连通或隔断，主阀芯3在复位弹簧4一侧为上腔，主阀芯3连通主阀进油口P的一侧为下腔，下腔通过布置在主阀芯3的第一阻尼螺塞2连通上腔。

其中，低压控制先导阀包括低压控制阀体28、内设于该低压控制阀体的差动滑阀套30以及可在该差动滑阀套30内移动的差动滑阀芯29，差动滑阀芯29分为头部的小端阀芯、中部的中间阀芯以及尾部的大端阀芯，大端阀芯末端一侧为第一油腔S1,中间阀芯与差动滑阀套30形成环形油腔S2，小端阀芯末端一侧为第三油腔S3，第一油腔S1连通主阀出油口A，第三油腔S3与上腔连通。进一步的，低压控制先导阀在小端阀芯末端一侧布置有低压调压机构，该低压调压机构包括压在差动滑阀套30端面内沿上的球阀芯10、压在球阀芯10另一侧的低压弹簧座以及连接该低压弹簧座的低压调压弹簧8，球阀芯10与低压控制阀体24形成第四油腔11，该第四油腔11连通主阀回油口T。再进一步的，低压调压机构还包括连接低压调压弹簧8另一端的低压调压手柄9，该低压调压手柄9通过旋转与低压控制阀体24发生轴向移动。

其中，高压控制先导阀包括高压控制阀体24、可在该高压控制阀体24内移动的高压控制滑阀芯17，高压控制滑阀芯17布置有三个沟槽，三个沟槽与高压控制阀体24分别依次形成有与主阀进油口P连通的第六油腔18、与第二油腔S2连通的第七油腔20以及与主阀回油口T连通的第八油腔21，第六油腔18在高压控制先导阀处于加载状态时与第七油腔20连通，第七油腔20在高压控制先导阀时处于卸载状态时与第八油腔21连通。进一步的，高压控制滑阀芯17在靠近第六油腔18的一侧布置有高压调压机构，该高压调压机构包括依次连接的高压弹簧座、高压调压弹簧14以及高压调压手柄12，高压弹簧座的另一端压在高压控制滑阀芯17端面，高压调压手柄12通过高压调压套与高压控制阀体24连接，高压调压手柄12通过旋转与高压控制阀体24发生轴向移动。再进一步的，高压弹簧座与高压控制阀体24形成第九油腔16，该第九油腔16连通第八油腔21，该第九油腔16连通主阀回油口T。再进一步的，高压控制滑阀芯17在靠近第八油腔21的一端布置第十油腔23，该第十油腔23通过第六通道22连通第七油腔20。在第六油腔的获得主阀进油口P的压力油后，进入第十油腔23，第十油腔23的压力油推动高压控制滑阀芯17克服直至超过高压弹簧14的压力，位于第六油腔18与第七油腔20间的台肩将两者隔断，使第七油腔20获得减压。

另外，差动滑阀芯在第一油腔的承压面积为A1，差动滑阀芯在环形油腔的承压面积为A2，差动滑阀芯在第三油腔的承压面积为A3,A1＝A2+A3。

以下将阐述本发明的双压卸荷阀的工作原理：

参照附图1，高压控制先导控制阀一方面应用了减压阀原理，主阀进油口P的油液依次流经第十一通道35、第九通道27、第七通道25后进入第六油腔18，再经过高压控制滑阀芯17的台肩进入到第七油腔20，再经过通道26进入油腔S2，同时，第七油腔20的压力油经过第六通道22流入到第十油腔23，那么，差动滑阀芯17一端受到第十油腔23的油压推力，另一端受到高压调压弹簧14的推力，当第十油腔23的油压对高压控制滑阀芯17的推力超过高压调压弹簧14的推力时，高压控制滑阀芯17右移，位于第六油腔18与第七油腔20间的台肩将两者隔断，使第七油腔20获得减压，即第二油腔S2获得一个经减压的二次压力。

高压控制先导控制阀另一方面应用了溢流阀原理，如果由于内泄或其它原因使第七油腔20、第二油腔S2的压力继续上升，则第十油腔23的油压会推动高压控制滑阀芯17继续向右运动，使第七油腔20与第八油腔21连通，其油液依次流经第五通道19、第九油腔16，第四通道15、第三通道13、第五油腔7、第二通道6、第一通道5后，由主阀回油口T流回油箱，达到溢流限压的目的。

油液从油泵依次流经主阀进油口P、单向阀36后，由主阀出油口A向系统供油；同时主阀进油口P的油液经第一阻尼螺塞2进入主阀芯3的上腔，再经第三阻尼螺塞33进入低压控制先导阀内的油腔S3；同时，主阀进油口P的油液依次经第十一通道35、第九通道27进入高压控制先导阀，经高压控制先导阀减压后再进入低压控制先导阀内的油腔S2；同时，主阀进油口P的油液经单向阀36、第十通道34、第二阻尼螺塞32进入低压控制先导阀内的油腔S1。

低压控制先导阀内的差动滑阀芯17两端直径不同，在本实施例中，参考图1，所述大端阀芯直径是小端阀芯直径的倍，此时大端阀芯受到压力为P1，中间阀芯受到压力为P2，小端阀芯受到压力为P3，低压调压弹簧8的推力为F1，则球阀芯10启闭的临界条件是其中P0为球阀芯10仅依靠第三油腔S3的油压而达到开启所需的压力。

在加载状态时，P2的最大可设定压力为P1，最小为0，所以P1最大卸荷压力为P1＝P0，最小卸荷压力为即P1的范围为:在卸荷状态时，P2压力为0，所以加载压力临界点：P4为加载压力,则有因此在本实施例中，双压卸荷阀的高压压力与低压压力之比为高压压力即卸载压力，低压压力即加载压力，实现了较大范围的调整，足够覆盖绝大多数工况需求，解决了目前通常使用的卸荷阀不能分别设定高压压力和低压力的问题。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种双压卸荷阀，其特征在于：包括

主阀，其包括主阀体(1)，该主阀体设有主阀芯腔、主阀进油口P、主阀出油口A以及主阀回油口T，所述主阀进油口P与主阀出油口A连通的通道安装有单向阀(36)，所述主阀芯腔内安装有可在其内沿轴向移动的主阀芯(3)，所述主阀芯(3)的一端设置有复位弹簧(4)，所述主阀芯(3)的另一端在其作轴向移动时可将所述主阀进油口P与所述主阀回油口T连通或隔断，所述主阀芯(3)在复位弹簧(4)一侧为上腔，所述主阀芯(3)连通主阀进油口P的一侧为下腔，所述下腔通过布置在所述主阀芯的第一阻尼螺塞(2)连通所述上腔；

低压控制先导阀，其包括低压控制阀体(28)、内设于该低压控制阀体(28)的差动滑阀套(30)以及可在该差动滑阀套(30)内移动的差动滑阀芯(29)，所述差动滑阀芯(29)分为头部的小端阀芯、中部的中间阀芯以及尾部的大端阀芯，所述大端阀芯末端一侧为第一油腔(S1),所述中间阀芯与所述差动滑阀套形成环形油腔(S2)，所述小端阀芯末端一侧为第三油腔(S3)，所述第一油腔(S1)连通所述主阀出油口A，所述第三油腔(S3)与所述上腔连通；以及

高压控制先导阀，其包括高压控制阀体(24)、可在该高压控制阀体(24)内移动的高压控制滑阀芯(17)，所述高压控制滑阀芯(17)布置有三个沟槽，三个所述沟槽与所述高压控制阀体(24)分别依次形成有与所述主阀进油口P连通的第六油腔(18)、与所述第二油腔(S2)连通的第七油腔(20)以及与主阀回油口T连通的第八油腔(21)，所述第六油腔(18)在所述高压控制先导阀处于加载状态时与所述第七油腔(20)连通，所述第七油腔(20)在所述高压控制先导阀时处于卸载状态时与所述第八油腔(21)连通；

所述差动滑阀芯(29)在所述第一油腔(S1)的承压面积大于所述差动滑阀芯(29)在所述第三油腔(S3)的承压面积。

2.根据权利要求1所述的双压卸荷阀，其特征在于：所述低压控制先导阀在所述小端阀芯末端一侧布置有低压调压机构，该低压调压机构包括压在所述差动滑阀套(30)端面内沿上的球阀芯(10)、压在所述球阀芯(10)另一侧的低压弹簧座以及连接该低压弹簧座的低压调压弹簧(8)，所述球阀芯(10)与所述低压控制阀体(28)形成第四油腔(11)，该第四油腔(11)连通所述主阀回油口T。

3.根据权利要求2所述的双压卸荷阀，其特征在于：所述低压调压机构还包括连接所述低压调压弹簧(8)另一端的低压调压手柄(9)，该低压调压手柄通过旋转与所述低压控制阀体(28)发生轴向移动。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的双压卸荷阀，其特征在于：所述高压控制滑阀芯(17)在靠近所述第六油腔(18)的一端布置有高压调压机构，该高压调压机构包括依次连接的高压弹簧座、高压调压弹簧(14)以及高压调压手柄(12)，所述高压弹簧座的另一端压在所述高压控制滑阀芯(17)端面，所述高压调压手柄(12)通过高压调压套与所述高压控制阀体(24)连接，所述高压调压手柄(12)通过旋转与所述高压控制阀体(24)发生轴向移动。

5.根据权利要求4所述的双压卸荷阀，其特征在于：所述高压弹簧座与所述高压控制阀体(24)形成第九油腔(16)，该第九油腔(16)连通所述第八油腔(21)，该第九油腔(16)连通所述主阀回油口T。

6.根据权利要求5所述的双压卸荷阀，其特征在于：所述高压控制滑阀芯(17)在靠近所述第八油腔(21)的一端布置第十油腔(23)，该第十油腔(23)通过第六通道(22)连通第七油腔(20)。

7.根据权利要求6所述的双压卸荷阀，其特征在于：

在加载状态时，所述球阀芯(10)的开启临界条件是

A2×(P1-P2)+A3×P3＝F1；

由于0≤P2≤P1，P3＝P1；

所以

其中，P1为所述大端阀芯所受压力，P2为所述中间阀芯所受压力，P3为所述小端阀芯所受压力，F1为所述低压调压弹簧(8)作用在所述球阀芯(10)的推力，A1为所述差动滑阀芯(29)在所述第一油腔(S1)的承压面积，A2为所述差动滑阀芯(29)在所述环形油腔(S2)的承压面积，A3为所述差动滑阀芯(29)在所述第三油腔(S3)的承压面积；

在卸荷状态时，所述第二油腔(S2)和第三油腔(S3)均连通主阀回油口T，两者皆处于无压状态，所述单向阀(36)使P1在一定时间内保压，所述球阀芯(10)的关闭临界条件是

<mrow> <mi>P</mi> <mn>4</mn> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>F</mi> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>A</mi> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>

其中，P4为加载压力，F1为所述低压调压弹簧(8)作用在所述球阀芯(10)的推力，A1为所述差动滑阀芯(29)在所述第一油腔(S1)的承压面积；

其卸载压力值与加载压力值之比是由可知