CN108150472B - 一种缓冲溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种缓冲溢流阀，包括：阀体，其上设有油口A和油口B；缓冲稳流组件，其设在所述阀体内并分隔油口A和油口B，所述缓冲稳流组件内设有与油口A连通的主阀芯腔，并与阀体形成有缓冲腔；主阀芯，其连接在所述主阀芯腔上并压接在主阀芯腔的阀口上；以及螺套，其连接在所述阀体的另一端，所述螺套内设有两级调压机构，所述两级调压机构与所述主阀芯的一端连接控制主阀芯的启闭，所述两级调压机构调节的压力相差至少6倍。该缓冲溢流阀可以有效缓冲冲击压力、缓冲时间更稳定，且结构更简单、加工更方便。

Description

一种缓冲溢流阀

技术领域

本发明涉及阀技术领域，具体涉及一种缓冲溢流阀。

背景技术

在现代的机械设备回转装置中，大量应用了缓冲功能液压回路，如挖掘机回转装置、起重机回转装置、高空作业车回转装置、机械手回转装置和农林机械回转装置等，其中缓冲溢流阀是这类系统的关键液压元件，缓冲溢流阀性能的优劣直接影响着主机的性能。现有的缓冲溢流阀按连接方式分为板式缓冲溢流阀和插装式缓冲溢流阀两种，在系统中为了减小安装空间，提高系统可靠性，普遍采用插装式缓冲溢流阀。如公告号为CN202073860、名称为“螺纹插装式可调型缓冲溢流阀”的专利，公开了一种缓冲溢流阀，包括阀套、阀座、阀芯、弹簧及缓冲活塞，阀套具有第一油口，阀座设于阀套的前端部并具有第二油口，阀芯设于阀套内，调压螺套具有前端内腔，设于阀套的后端部并能轴向移动进而能改变弹簧的轴向弹力，缓冲活塞包括后端的导向部、中部径向凸起的凸环部及前端轴向开口与阀芯后端部配合的容筒部，凸环部的后端面大于前端面，凸环部中间具有供油液从容筒部流向后端外侧的连接通道，容筒部侧向具有供油液从容筒部内腔向容筒部外壁流向的侧向通道。虽然此发明能够实现简单的缓冲溢流功能，但是其存在以下不足：

(1)其通过调节螺套来调定第一级压力，第二油口的压力先是快速升高到第一级压力溢流，然后缓冲活塞再将弹簧进行压缩将第二口的压力升高到第二级压力，虽然通过第一级压力和第二级压力的切换可以使回转装置缓慢启动，但因为其只设置有一根弹簧，且缓冲活塞的行程有限，为了达到最终的第二级压力，第一级压力和第二级压力之间的差值不大，第一级压力的超调对于一些精密的回转装置中的齿轮或马达有着极大的冲击危险；如果将第一级压力调低，一方面有可能造成第二油口压力过低，过低的第一级压力不足以推动缓冲活塞压缩弹簧，缓冲溢流阀功能失效，另一方面调低第一级压力构将会使缓冲活塞的行程减短，这样如果缓冲活塞可以压缩弹簧，则第二级压力降低达不到回转装置的正常工作压力。

(2)其安装在阀芯前端的堵头上阻尼孔，在第一级压力转换到第二级压力的时候起到控制缓冲时间的作用，但是因为此阻尼孔及阀芯内部较长的通流孔长度，降低了阀芯的响应速度，在回转启动及停止较为频繁的设备(如小型挖掘机)上应用非常不理想。

(3)此发明中，结构较为复杂，体积比较大，在加工及装配中要求较高，综合成本高。

(4)其利用阻尼孔来控制缓冲时间，通过阻尼孔的流量不恒定，对压力敏感度较高，当压力较低时缓冲时间较长，而压力较高时缓冲时间缩短，缓冲时间的控制不理想、处于一个较大的波动范围。

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，本发明提出了一种缓冲溢流阀，该缓冲溢流阀可以有效缓冲冲击压力、缓冲时间更稳定，且结构更简单、加工更方便。

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缓冲溢流阀，包括：

阀体，其上设有油口A和油口B；

缓冲稳流组件，其设在所述阀体内并分隔油口A和油口B，所述缓冲稳流组件内设有与油口A连通的主阀芯腔，并与阀体形成有缓冲腔，所述缓冲稳流组件包括缓冲阀套和设在缓冲阀套上的稳流阀，所述主阀芯腔设在缓冲阀套上，所述稳流阀设在远离主阀芯腔的缓冲阀套的一端，所述稳流阀的进油口连接油口A，所述稳流阀的出油口连接缓冲腔，所述稳流阀包括依次连接的第一通孔、稳流阀芯、第二通孔和第三通孔，所述第一通孔与油口A连通，所述第三通孔与缓冲腔连通，所述稳流阀芯上设有与所述第一通孔连通的阻尼孔，所述稳流阀芯为倒U型结构，阻尼孔设在U型槽底部，倒U型的稳流阀芯通过第一弹性件连接螺堵，在螺堵与稳流阀芯之间形成与第二通孔连通的流通通道，当稳流阀芯向螺堵方向移动时，该流通通道的通流面积变小；

主阀芯，其连接在所述主阀芯腔上并压接在主阀芯腔的阀口上；

螺套，其连接在所述阀体的另一端，所述螺套内设有两级调压机构，所述两级调压机构与所述主阀芯的一端连接控制主阀芯的启闭，所述两级调压机构调节的压力相差至少6倍。

在本发明中，主要通过调大两级调压机构的压力差到6倍以上，因而能更有效地缓冲冲击压力，且由于设置的缓冲稳流组件可以控制缓冲时间，因而缓冲时间更稳定。另外，本发明中简化了零部件和结构，结构更合理更简单，加工也更方便。

在一种实施方案中，所述两级调压机构包括第二弹性件和第三弹性件，所述第二弹性件与第三弹性件之间设有限位套，所述第二弹性件设在主阀芯与限位套之间，所述第三弹性件设在限位套与螺套的底部之间，所述第三弹性件比第二弹性件的刚度大6-15倍。通过设置第二弹性件和第三弹性件刚度的不同，拉大第一级压力和第二级压力的差距，既保证能快速溢流，同时在第二级压力下能保证回转装置的正常工作压力。

在一种实施方案中，所述第三弹性件连接在所述螺套内的连接底座上，所述连接底座连接有调节杆，所述调节杆与所述螺套螺纹连接，所述调节杆穿过所述螺套的底部抵接在所述连接底座上，所述调节杆外还套接有锁紧螺母。通过调节杆可调节溢流时的主阀芯开启压力。

在一种实施方案中，当油口A进油时，油液经连接主阀芯腔和油口A的第一通道进入主阀芯腔克服第二弹性件的作用力顶开主阀芯，从油口B溢流，此时油口A的压力为第一级压力；油口A的压力进入缓冲腔推动缓冲稳流组件向两级调压机构方向移动，油口A的压力需要克服第二弹性件和第三级弹性件的作用力，油口A的逐步上升到第二级压力。

在一种实施方案中，所述主阀芯包括依次连接的第一端部、锥面部、圆柱部和第二端部，所述圆柱部与第二端部之间设有过渡锥面部，所述第一端部的直径大于主阀芯腔的直径，所述圆柱部的直径小于主阀芯腔的直径，所述第二端部的直径大于所述圆柱部的直径，所述第二端部与主阀芯腔滑动配合。

在一种实施方案中，所述第一端部上还设有用于连接两级调压机构的连接件，所述连接件的直径大于所述第一端部的直径。

在一种实施方案中，所述缓冲稳流组件与所述阀体上设有防止油口A向油口B以及缓冲腔泄漏的密封件。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的缓冲溢流阀不仅零部件更少，结构更简单，加工更方便，而且通过第一级压力和第二级压力之间的差值设定，在满足更有效地缓冲冲击压力的同时，也能更好地满足回转机构和要求反应速度快的机构的工作压力要求。另外，由于缓冲稳流组件的流量恒定，缓冲时间也更稳定。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1为本发明的缓冲溢流阀的其中一种实施例的结构示意图。

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，现有螺纹插装式可调型缓冲溢流阀存在结构复杂、缓冲冲击压力有限和缓冲控制不稳定等问题。

针对以上不足，本发明的实施例提出了一种缓冲溢流阀，下面进行说明。

图1显示了本发明的一种缓冲溢流阀的其中一种实施例。在该实施例中，本发明的缓冲溢流阀主要包括：阀体6、缓冲稳流组件、主阀芯5、螺套10和两级调压机构。其中，阀体6的中部设有油口A和油口B。缓冲稳流组件设在阀体6内，缓冲稳流组件隔开阀体6上的油口A和油口B，缓冲稳流组件在阀体6的下端形成有与油口A连接的缓冲腔61。缓冲稳流组件内设有与油口A连通的主阀芯腔45以及连通油口A与主阀芯腔45的第一通道。主阀芯5连接在主阀芯腔45上封堵主阀芯腔的阀口。螺套10连接在阀体6的另一端(图1中为上端)，两级调压机构设有螺套10内。两级调压机构与主阀芯5的一端连接控制主阀芯的开启和关闭的压力，且两级调压机构调节的压力相差较大。一般情况下，优选两级调压机构调节的压力相差至少6倍，满足在起到较好的缓冲溢流作用的同时，第二级压力的降低能满足回转装置的正常工作压力。

在一个实施例中，缓冲稳流组件主要包括：缓冲阀套4和设在缓冲阀套4上的稳流阀。稳流阀设在缓冲阀套4的下部，设在远离主阀芯腔45的一端。稳流阀的一端(一般为进油口)与油口A连通，另一端(一般为出油口)与缓冲腔61连通也就是，稳流阀设在油口A与缓冲腔61之间，控制油液从油口A进入缓冲腔61的流量不随压力变化，保持基本恒定。进而可以控制缓冲时间比较恒定，不受压力变化的影响。

在一个实施例中，主阀芯腔45设在缓冲阀套4的中上部，缓冲阀套4上设有用于连通油口A和主阀芯腔45的第一通道。该第一通道主要由设在缓冲阀套4上的凹部46和斜向通孔44连接形成。由于该第一通道的通流量比较大，因而在压力变化时，主阀芯6的开启与关闭反应迅速。

在一个实施例中，稳流阀没有特别设置阀体，而是以缓冲阀套4的下部作为其阀体。稳流阀主要包括依次连接的第一通孔41、稳流阀芯3、第二通孔42和第三通孔43。其中，第一通孔41、第二通孔42和第三通孔43均是在缓冲阀套4上通过加工形成，且第一通孔41一般通过小开口或缝隙与油口A连通，第三通孔43与缓冲腔61直接连通。稳流阀芯3上设有与第一通孔41连通的阻尼孔31。

在一个实施例中，缓冲阀套4设置有专门用于安装稳流阀芯3的阶梯孔。稳流阀芯3为倒U型结构，阻尼孔31设在U型槽底部。倒U型的稳流阀芯3正对的缓冲阀套4上的开口处设有螺堵1。螺堵1与缓冲阀套4通过螺纹固定连接。倒U型的稳流阀芯3与螺堵1之间通过第一弹性件2连接，在第一弹性件2的作用下，稳流阀芯3被向上压接在阶梯孔的台肩上。另外，在螺堵1与倒U型的稳流阀芯3之间形成有与第二通孔42连通的流通通道，当稳流阀芯3向螺堵1方向移动(图1中为稳流阀芯3向下移动)时，该流通通道的通流面积变小。

在一个实施例中，两级调压机构主要包括第二弹性件7和第三弹性件9。第二弹性件7与第三弹性件9之间设有限位套8。第二弹性件7设在主阀芯5与限位套8之间，第三弹性件设在限位套与螺套的底部之间。优选第三弹性件9的作用力比第二弹性件7的刚度大6至15倍。

在一个实施例中，螺套10内设有连接底座11，第三弹性件9的上端连接在该连接底座11上。连接底座11连接有调节杆12，调节杆12与螺套10通过螺纹连接，调节杆12穿过螺套10的上端底部抵接在连接底座11上，调节杆12外还套接有锁紧螺母14。

在一个实施例中，当油口A进油时，油液经第一通道进入主阀芯腔45克服第二弹性件7的作用力顶开主阀芯5，从油口B溢流，此时油口A的压力为一级压力。油口A的压力进入缓冲腔61推动缓冲稳流组件向两级调压机构方向移动(图1中为向上移动)，油口A的压力需要克服第二弹性件7和第三级弹性件9的作用力，油口A的逐步上升到第二级压力。

在一个实施例中，主阀芯5主要包括依次连接的第一端部、锥面部、圆柱部和第二端部。圆柱部与第二端部之间设有过渡锥面部，第一端部的直径大于主阀芯腔的直径，圆柱部的直径小于主阀芯腔的直径，第二端部的直径大于圆柱部的直径，第二端部与主阀芯腔滑动配合。当锥面部压接在主阀芯腔45的阀口时，关闭油口A与油口B之间的连通通道，两级调压机构通过主阀芯5的第一端部将主阀芯5压接在缓冲阀套4上。

在一个实施例中，第一端部上还设有用于连接两级调压机构的连接件13，连接件13整体为圆台形，且该圆台形的连接件13的最小直径大于第一端部的直径。

在一个实施例中，缓冲稳流组件与阀体6上设有防止油口A向油口B以及缓冲腔泄漏的密封件。另外，像阀体6的下端外侧、阀体6的中部以及螺套10的外螺纹连接部均设有密封件。

在一个实施例中，本发明的主要关键点和基本工作原理如下：

1)第二弹性件7和第三弹性件9串联，且第二弹性件7的刚度小于第三弹性件9的刚度，一般设定第三弹性件9的刚度大约为第二弹性件7刚度的7倍至14倍。在主阀芯5上端的连接件13未与限位套8接触时，油口A向上推动主阀芯5压缩两级调压机构，由于此时第二弹性件7和第三弹性件9是串联，其串联刚度远小于第三弹性件9的刚度，可视为主要是压缩第二弹性件7；而当连接件13与限位套8相接触后，主阀芯5在油口A压力推动下向上只压缩第三弹性件9，第三弹性件9的刚度很大，可以保证第二级压力很大。这样通过第二弹性件7来控制第一级压力，通过第三弹性件9来控制第二级压力，第一级压力和第二级压力之间的差值就可以扩大，且不会造成本发明的缓冲溢流阀整体体积变大，因而可以有效缓冲第一级压力的冲击。

2)主要由稳流阀芯3、第一弹性件2和第二通孔42组成稳流阀，经过该稳流阀可以控制油液由油口A进入到缓冲腔61的流量基本恒定，由于进入缓冲腔61的流量不随压力变化，因而对缓冲时间的控制比较稳定。稳流阀的工作原理与二通流量阀的原理类似，主要通过阻尼孔31前后的压差以及稳流阀芯3与第二通孔42所形成的节流孔的通流面积大小的改变，来控制通过的流量基本保证恒定。

3)缓冲阀套4的结构简单合理，并且把稳流阀整合到缓冲阀套4内一起在阀体6中上下滑动，这样的机构使得第一级压力直接顶开主阀芯5进行溢流，同时第一级压力通过第一通孔41、稳流阀芯3的阻尼孔31、第二通孔42、第三通孔43后进入缓冲腔61内，在缓冲腔61内的压力上升后，逐渐推动缓冲阀套4向上移动，主阀芯5与缓冲阀套4之间的开口减小，A口压力上升，并继续作用在主阀芯5上推动主阀芯5向上运动压缩第二弹性件7和第三弹性件9，使油口A压力最终上升到第二级压力。

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 (7)

1.一种缓冲溢流阀，其特征在于，包括：

阀体，其上设有油口A和油口B；

缓冲稳流组件，其设在所述阀体内并分隔油口A和油口B，所述缓冲稳流组件内设有与油口A连通的主阀芯腔，并与阀体形成有缓冲腔，所述缓冲稳流组件包括缓冲阀套和设在缓冲阀套上的稳流阀，所述主阀芯腔设在缓冲阀套上，所述稳流阀设在远离主阀芯腔的缓冲阀套的一端，所述稳流阀的进油口连接油口A，所述稳流阀的出油口连接缓冲腔，所述稳流阀包括依次连接的第一通孔、稳流阀芯、第二通孔和第三通孔，所述第一通孔与油口A连通，所述第三通孔与缓冲腔连通，所述稳流阀芯上设有与所述第一通孔连通的阻尼孔，所述稳流阀芯为倒U型结构，阻尼孔设在U型槽底部，倒U型的稳流阀芯通过第一弹性件连接螺堵，在螺堵与稳流阀芯之间形成与第二通孔连通的流通通道，当稳流阀芯向螺堵方向移动时，该流通通道的通流面积变小；

主阀芯，其连接在所述主阀芯腔上并压接在主阀芯腔的阀口上；以及

螺套，其连接在所述阀体的另一端，所述螺套内设有两级调压机构，所述两级调压机构与所述主阀芯的一端连接控制主阀芯的启闭，所述两级调压机构调节的压力相差至少6倍。

2.根据权利要求1所述的缓冲溢流阀，其特征在于，所述两级调压机构包括第二弹性件和第三弹性件，所述第二弹性件与第三弹性件之间设有限位套，所述第二弹性件设在主阀芯与限位套之间，所述第三弹性件设在限位套与螺套的底部之间，所述第三弹性件比第二弹性件的刚度大6-15倍。

3.根据权利要求2所述的缓冲溢流阀，其特征在于，所述第三弹性件连接在所述螺套内的连接底座上，所述连接底座连接有调节杆，所述调节杆与所述螺套螺纹连接，所述调节杆穿过所述螺套的底部抵接在所述连接底座上，所述调节杆外还套接有锁紧螺母。

4.根据权利要求3所述的缓冲溢流阀，其特征在于，当油口A进油时，油液经连接主阀芯腔和油口A的第一通道进入主阀芯腔克服第二弹性件的作用力顶开主阀芯，从油口B溢流，此时油口A的压力为第一级压力；油口A的压力进入缓冲腔推动缓冲稳流组件向两级调压机构方向移动，油口A的压力需要克服第二弹性件和第三级弹性件的作用力，油口A的逐步上升到第二级压力。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的缓冲溢流阀，其特征在于，所述主阀芯包括依次连接的第一端部、锥面部、圆柱部和第二端部，所述圆柱部与第二端部之间设有过渡锥面部，所述第一端部的直径大于主阀芯腔的直径，所述圆柱部的直径小于主阀芯腔的直径，所述第二端部的直径大于所述圆柱部的直径，所述第二端部与主阀芯腔滑动配合。

6.根据权利要求5所述的缓冲溢流阀，其特征在于，所述第一端部上还设有用于连接两级调压机构的连接件，所述连接件的直径大于所述第一端部的直径。

7.根据权利要求1所述的缓冲溢流阀，其特征在于，所述缓冲稳流组件与所述阀体上设有防止油口A向油口B以及缓冲腔泄漏的密封件。