CN108223864A - 一种无泄漏比例调速阀 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种无泄漏比例调速阀，包括：阀体，其上设有油口A和油口B；主阀芯，其连接在所述阀体内，其内设有第一阻尼通道、第二阻尼通道以及第一通流孔；主阀芯与阀体之间形成有与所述第一通流孔连通的第一通流槽，所述锥面向下可封堵所述阀体的阀口；比例电磁铁组件，且所述比例电磁铁组件的下端连接有先导阀芯，在比例电磁铁组件得电时通过调整主阀芯的锥面与第一通流槽的开口大小可实现比例调速；以及压力补偿组件，其连接在阀体的下端，保证第一通流孔前后的压力不受油口A或油口B的压力变化影响。该调速阀不仅能实现负载变化大的情况下的速度恒定，在关闭或者让负载停止时不会下滑，而且结构更简单、体积更紧凑。

Description

一种无泄漏比例调速阀

技术领域

本发明涉及阀技术领域，具体涉及一种无泄漏比例调速阀。该无泄漏比例调速阀主要应用在随车吊、高空作业车、拖拉机旋耕犁、电动叉车等升降设备上。

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，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。

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，本发明提出了一种无泄漏比例调速阀，该无泄漏比例调速阀不仅能实现负载变化大的情况下的速度恒定，在关闭或者让负载停止时不会下滑，而且结构更简单、体积更紧凑。

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无泄漏比例调速阀，包括：

阀体，其上设有油口A和油口B；

主阀芯，其连接在所述阀体内，其内设有第一阻尼通道、第二阻尼通道和第一通流孔，第一阻尼通道与油口A连通；且主阀芯与阀体之间形成有与所述第一通流孔连通的第一通流槽，所述锥面向下可封堵阀体上连通第一通流槽的阀口；

比例电磁铁组件，其连接在阀体的上方并与阀体形成有第一控制腔，所述第一控制腔与第一阻尼通道连通，且所述比例电磁铁组件的下端连接有先导阀芯，所述先导阀芯可封堵所述第二阻尼通道，在比例电磁铁组件得电时通过调整主阀芯的第一通流孔的开口大小可实现比例调速；以及

压力补偿组件，其连接在阀体的下端，其中的压力补偿阀芯上设有与油口B以及第一通流孔连通的第二通流孔，经压力补偿阀芯调节第二通流孔的通流面积保证油口B输出的流量不受油口A或油口B的压力变化影响。

在一种实施方案中，所述第二阻尼通道包括依次连接的第一轴向孔、第二阻尼孔、第二轴向孔和第三轴向孔，所述先导阀芯的下端包括圆柱部和从所述圆柱部端面凸出的尖锥部，所述先导阀芯的圆柱部与所述第一轴向孔配合，所述尖锥部插接在所述第二阻尼孔上封堵所述第一阻尼通道。

在一种实施方案中，所述比例电磁铁组件的螺套与阀体的上端固定连接，所述比例电磁铁组件的衔铁活动设在所述螺套内并通过销轴和第一连接件连接先导阀芯。

在一种实施方案中，所述先导阀芯的上端通过螺纹连接在所述第一连接件内，所述第一连接件的下部与先导阀芯连接的部分为倒扣的U型，所述阀体的上端面连接有用于限位第一连接件的导向套，所述导向套的上端抵接在螺套内的台肩上。

在一种实施方案中，所述压力补偿组件包括螺堵、第一弹性件、第一弹簧座和压力补偿阀芯，所述螺堵连接在所述阀体的下端，所述第一弹性件设在第一弹簧座与螺堵之间，所述第一弹簧座上设有第三阻尼孔且两侧向外延伸出抵接压力补偿阀芯的凸沿，所述压力补偿阀芯滑动设在主阀芯的下端与阀体之间，且下端抵接在第一弹簧座上，所述压力补偿阀芯上设有连通油口B与第一通流孔的第二通流孔。

在一种实施方案中，所述螺堵为Y型螺堵，其密封连接在所述阀体内并通过挡片限位。

在一种实施方案中，所述调速阀构造成：当主阀芯的锥面打开，油液从油口A流向油口B时，一部分油液经第一通流槽引入压力补偿阀芯的上腔，经过第一通流孔的油液经第三阻尼孔流向压力补偿阀芯的下腔，若因油口A或者油口B的压力变化导致第一通流孔的前后压差由平衡状态增大，在压差作用下使得压力补偿阀芯下移减小第二通流孔的开口达到新的平衡状态；反之，若第一通流孔的前后压差由平衡状态减小，则在压差作用下使得压力补偿阀芯上移增大第二通流孔的开口达到新的平衡状态。

在一种实施方案中，所述调速阀构造成：所述油口A进油时，若比例电磁铁组件不得电，油口A的油液经第一阻尼通道进入第一控制腔作用在主阀芯上，由于主阀芯向下的作用面积大于向上的作用面积，主阀芯的锥面向下贴合阀体的阀口使调速阀处于关闭状态。

在一种实施方案中，所述调速阀构造成：所述油口B进油时，若比例电磁铁组件不得电，油液经第二通流孔作用到主阀芯上使主阀芯上移，主阀芯的锥面脱离阀口，油液经第一通流孔、第一通流槽流向油口A，第一控制腔经第一阻尼通道与油口A相通。

在一种实施方案中，所述调速阀构造成：当给予比例电磁铁组件一定的压力，比例电磁铁组件带动先导阀芯上移从而开启第二阻尼通道，此时第一控制腔压力下降，主阀芯在压差作用下上移，油口A的油液经第一通流孔流向油口B；主阀芯一上移，先导阀芯与第二阻尼通道之间的距离变小，第一控制腔压力上升，主阀芯达到新的平衡状态，且主阀芯的第一通流孔具有一定的开口。

在一种实施方案中，所述调速阀构造成：加大作用在比例电磁铁组件上的电压，先导阀芯继续上移，主阀芯的第一通流孔开口增大，流量也增大。

与现有技术相比，本发明的无泄漏比例调速阀的优点在于：

在本发明中，由于设置了压力补偿组件，因而可实现第一通流孔前后的压力不受油口A或油口B的压力变化影响，从而保证在负载变化大的情况下油口B输出流量基本恒定。另外，由于采用的是通过比例电磁铁组件连接先导阀芯封堵主阀芯的第二阻尼通道的方式，主阀芯锥面打开后再通过第一通流槽将第一通流孔前的压力引入压力补偿阀芯上腔，因而不存在泄漏，在关闭或者让负载停止时不会下滑。而且由于阀体和阀芯的巧妙设置，整体结构更简单、体积更紧凑。

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显示了本发明的无泄漏比例调速阀的其中一个实施例的结构示意图；

图2为本发明的无泄漏比例调速阀的主阀芯截止状态时的局部剖视图；

图3为本发明的无泄漏比例调速阀的主阀芯打开状态时的局部剖视图。

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，现有负载升降液压系统中，通常通过比例换向阀的开口来调节比例换向阀的下降速度，但是在负载变化大的情况下，速度时快时慢，造成系统不稳定。另外，比例换向阀均为滑阀形式，容易泄漏，在关闭或者让负载停止时会造成负载的下滑；而如果增加用来维持比例换向阀前后压差恒定的压力补偿器，虽然能保证比例换向阀的输出流量恒定，但因为压力补偿器也为滑阀结构，也解决不了负载的下滑问题。

针对以上不足，本发明的实施例提出了一种无泄漏比例调速阀，下面进行说明。

如图1显示了本发明的无泄漏比例调速阀的其中一种实施例。在该实施例中，本发明的无泄漏比例调速阀主要包括：阀体7、主阀芯6、先导阀芯8、比例电磁铁组件12和压力补偿组件。其中，阀体7上设有油口A和油口B。油口A和油口B均设在阀体7的中部，且按照轴向方向，油口A位于油口B的上方。主阀芯6滑动连接在阀体7内。主阀芯6内设有与油口A连通的第一阻尼通道以及沿轴向方向设置的第二阻尼通道。主阀芯6上位于油口A下方还设有第一通流孔6.2。主阀芯6对应油口A的外侧设有锥面6.5。主阀芯6与阀体7之间形成有与第一通流孔6.2连通的第一通流槽6.1。在调速阀封闭状态时，锥面6.3向下封堵第一通流槽6.1的阀口。比例电磁铁组件12连接在阀体7的上方并与阀体7形成有第一控制腔11。该第一控制腔11与第一阻尼通道连通。比例电磁铁组件12的下端连接有先导阀芯8。当比例电磁铁组件12得电时，比例电磁铁组件12通过控制连接的先导阀芯8调整主阀芯6的第一通流孔6.2的开口大小实现比例调速。作用在比例电磁铁组件12上的电压大时，开口大，流速也大。另外，压力补偿组件连接在阀体7的下端，其中的压力补偿阀芯5上设有与油口B以及第二阻尼通道连通的第二通流孔5.1，调节第二通流孔5.1与油口B的通流面积来调节第一通流孔6.2的前后压力，实现在比例电磁铁组件12上的电压一定时，有油口A流向油口B的流量恒定，不会受到油口A或油口B压力变化的影响。

在一个实施例中，如图1所示，第二阻尼通道主要包括从上向下依次连接的第一轴向通孔、第二阻尼孔6.3、第二轴向通孔和第三轴向通孔。先导阀芯8的下端包括圆柱部和从圆柱部端面凸出的尖锥部。先导阀芯8的圆柱部与第一轴向通孔配合，先导阀芯8的尖锥部插接在第二阻尼孔6.3上封堵第一阻尼通道。

在一个实施例中，如图1所示，第一阻尼通道主要包括从上向下依次连通的第四轴向孔、第一阻尼孔6.4、第一径向孔以及连接油口A与第一径向孔的间隙流道。第一阻尼通道连通油口A与第一控制腔11。

在一个实施例中，如图1所示，比例电磁铁组件12上的螺套12.1与阀体7的上端通过螺纹固定连接。比例电磁铁组件12的衔铁12.2活动设在螺套12.1内并通过销轴13和第一连接件10连接先导阀芯8。

在一个优选的实施例中，如图1所示，先导阀芯8的上端通过螺纹内接于第一连接件10内。第一连接件10主要包括上部的连接块和下部倒扣的U型结构，先导阀芯6连接在该倒扣的U型内。另外，优选地，阀体7的上端面连接有用于限位第一连接件10的导向套9，该导向套9主要是为了防止与第一连接件10连接的先导阀芯8在上下移动时跑偏，保证先导阀芯8能准确封堵第二阻尼孔6.3。另外，导向套9的上端抵接在螺套12.1内的台肩上。可以理解为，导向套9卡接在阀体7与螺套12.1之间。

在一个实施例中，如图1所示，压力补偿组件主要包括螺堵1、第一弹性件3、第一弹簧座4和压力补偿阀芯5。其中，螺堵1连接在阀体7的下端。第一弹性件3设在第一弹簧座4与螺堵1之间。第一弹簧座4的中部设有第三阻尼孔4.1且第一弹簧座4的两侧向外延伸出抵接压力补偿阀芯5的凸沿，且该凸沿与阀体7的内壁之间留有间隙。压力补偿阀芯5滑动连接在主阀芯5的下端与阀体7之间。压力补偿阀芯5的下端抵接在第一弹簧座4上。且压力补偿阀芯5上设有连通油口B与第一通流孔6.2的第二通流孔5.1。

在一个优选的实施例中，如图1所示，螺堵1为Y型螺堵，其密封连接在阀体7内并通过挡片2限位。且螺堵1、阀体7和第一弹簧座4形成压力补偿阀芯5的下腔。压力补偿阀芯5的上腔则阀体7、主阀芯6在压力补偿阀芯5的上端形成。

在一个实施例中，如图1所示，当主阀芯6的锥面打开，油液从油口A流向油口B时，一部分油液经第一通流槽6.1引入压力补偿阀芯5的上腔，另一部分油液经过第一通流孔6.2的油液再经第三阻尼孔4.1流向压力补偿阀芯5的下腔(也就是下端第一弹性件3所在腔)。若因油口A或者油口B的压力变化导致第一通流孔6.2的前后压差由平衡状态转化为增大，在压差作用下使得压力补偿阀芯5下移，减小第二通流孔5.1的开口并达到新的平衡状态，如图3所示。反之，若因油口A或者油口B的压力变化导致第一通流孔6.2的前后压差由平衡状态转化为减小，则在压差作用下使得压力补偿阀芯5上移，增大第二通流孔5.1的开口并达到新的平衡状态。

在本发明的一个实施例中，压力补偿组件的功能主要是：在油液由油口A流向油口B时，调节第一通流孔6.2的前后压差并保持恒定。具体讲就是，当主阀芯6的锥面6.5打开后，油口A的油液经第一通流槽6.1引入到压力补偿阀芯5的上腔，第一通流孔6.2后的油液第三阻尼孔4.1进入压力补偿阀芯5的下腔。在油口A或油口B压力变化时，通过调整第二通流孔5.1的开口来维持第一通流孔6.2的前后压差恒定。在第一通流孔6.2的前后压差恒定，比例电磁铁组件12的电压一定时，第一通流孔6.2的开度也相对固定，由油口A流向油口B的流量也恒定，因而不会因为油口A或油口B的压力变化而受到影响，从而能够保证当负载变化大时，下降速度能够基本保持恒定，不会受到负载变化的影响。

在一个实施例中，如图1和图2所示，油口A进油时，若比例电磁铁组件12不得电，油口A的油液经第一阻尼通道的第一阻尼孔6.4进入第一控制腔11作用在主阀芯6上。由于主阀芯6向下的作用面积大于向上的作用面积，主阀芯6的锥面6.5受到向下的作用力，向下贴合在第一通流槽6.1的阀口处，调速阀处于关闭状态。

在一个实施例中，如图1和图3所示，油口B进油时，若比例电磁铁组件12不得电，油液经第二通流孔5.1作用到主阀芯6上使主阀芯6上移，主阀芯6的锥面6.5脱离阀口。油液经第一通流孔6.2、第一通流槽6.1流向油口A，第一控制腔11经第一阻尼通道与油口A相通。

在一个实施例中，如图1和图3所示，当给予比例电磁铁组件12一定的压力，比例电磁铁组件12带动先导阀芯8上移从而开启第二阻尼通道。此时第一控制腔11的压力下降，主阀芯6在压差作用下上移，油口A的油液经第一通流孔6.2流向油口B。主阀芯6一上移，先导阀芯8与第二阻尼孔6.3之间的距离变小，第一控制腔11的压力上升，主阀芯6达到新的平衡状态。且主阀芯6的锥面6.5与阀体7的阀口之间具有一定的开口。此时若加大作用在比例电磁铁组件12上的电压，先导阀芯8继续上移，主阀芯6的第一通流孔6.2开口增大，流量也增大。

在一个优选的实施例中，本发明的无泄漏比例调速阀的工作原理如下：

油口B进油时，若比例电磁铁组件12不得电，油液经油口B、第二通流孔5.1进入作用到主阀芯6上克服比例电磁铁组件12上的第二弹簧12.3和第三弹簧12.4的作用力，将主阀芯6的锥面6.5顶开脱离阀口，油液经第一通流孔6.2进入油口A，相当于完成单向阀功能，此时第一控制腔11通过第一阻尼孔6.4和油口A相通。

油口A进油，若比例电磁铁组件12不得电，则油口A的油液经第一阻尼孔6.4进入第一控制腔11，作用到主阀芯6上。由于油液在主阀芯6上向下的作用面积大于向上的作用面积，主阀芯6的锥面6.5与阀口贴合，调速阀处于关闭状态。

当给定比例电磁铁组件12一定的电压时，比例电磁铁组件12产生一定的吸力，衔铁12.2克服第三弹簧12.4的作用力向上产生一定的位移，带动先导阀芯8向上移动脱离开第二阻尼孔6.3。此时第一控制腔11的压力将下降，油口A的压力和第一控制腔11中的压力有压差，此压差作用在主阀芯6上(主阀芯也是阶梯形状，产生面积差)，推动主阀芯6上升，油口A的油液流到油口B。但主阀芯6一向上移动，第二阻尼孔6.3与先导阀芯8之间距离又接近了，造成第一控制腔11的压力上升，主阀芯6达到平衡状态，此时主阀芯6的第一通流孔6.2有一定的开口。如果加大比例电磁铁组件12上的电压，衔铁12.2向上移动的位移加大，先导阀芯8也被带着继续向上移动，主阀芯6的第一通流孔6.2的开口也继续加大，从油口A流向油口B的油液流量也增大。可以理解的是，加载在比例电磁铁组件12的压力有一定的限制，当加载到预设压力后，主阀芯6的锥面6.5与阀体7之间的开口不再增大，从油口A流向油口B的油液流量也不再增大。此外，说明的是，由于比例电磁铁组件12本身的结构和原理不是本发明的主要发明点，本发明中的比例电磁铁组件12可采用现有技术，因此不再过多展开阐述。

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 (10)

1.一种无泄漏比例调速阀，其特征在于，包括：

阀体，其上设有油口A和油口B；

主阀芯，其连接在所述阀体内，其内设有第一阻尼通道、第二阻尼通道和第一通流孔，第一阻尼通道与油口A连通；且主阀芯与阀体之间形成有与所述第一通流孔连通的第一通流槽，所述锥面向下可封堵阀体上连通第一通流槽的阀口；

比例电磁铁组件，其连接在阀体的上方并与阀体形成有第一控制腔，所述第一控制腔与第一阻尼通道连通，且所述比例电磁铁组件的下端连接有先导阀芯，所述先导阀芯可封堵所述第二阻尼通道，在比例电磁铁组件得电时通过调整主阀芯的第一通流孔的开口大小可实现比例调速；以及

压力补偿组件，其连接在阀体的下端，其中的压力补偿阀芯上设有与油口B以及第一通流孔连通的第二通流孔，经压力补偿阀芯调节第二通流孔的通流面积保证油口B输出流量不受油口A或油口B的压力变化影响。

2.根据权利要求1所述的调速阀，其特征在于，所述第二阻尼通道包括依次连接的第一轴向孔、第二阻尼孔、第二轴向孔和第三轴向孔，所述先导阀芯的下端包括圆柱部和从所述圆柱部端面凸出的尖锥部，所述先导阀芯的圆柱部与所述第一轴向孔配合，所述尖锥部插接在所述第二阻尼孔上封堵所述第一阻尼通道。

3.根据权利要求2所述的调速阀，其特征在于，所述比例电磁铁组件的螺套与阀体的上端固定连接，所述比例电磁铁组件的衔铁活动设在所述螺套内并通过销轴和第一连接件连接先导阀芯。

4.根据权利要求3所述的调速阀，其特征在于，所述先导阀芯的上端通过螺纹连接在所述第一连接件内，所述第一连接件的下部与先导阀芯连接的部分为倒扣的U型，所述阀体的上端面连接有用于限位第一连接件的导向套，所述导向套的上端抵接在螺套内的台肩上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的调速阀，其特征在于，所述压力补偿组件包括螺堵、第一弹性件、第一弹簧座和压力补偿阀芯，所述螺堵连接在所述阀体的下端，所述第一弹性件设在第一弹簧座与螺堵之间，所述第一弹簧座上设有第三阻尼孔且两侧向外延伸出抵接压力补偿阀芯的凸沿，所述压力补偿阀芯滑动设在主阀芯的下端与阀体之间，且下端抵接在第一弹簧座上，所述压力补偿阀芯上设有连通油口B与第一通流孔的第二通流孔。

6.根据权利要求5所述的调速阀，其特征在于，所述螺堵为Y型螺堵，其密封连接在所述阀体内并通过挡片限位。

7.根据权利要求5或6所述的调速阀，其特征在于，所述调速阀构造成：当主阀芯的锥面打开，油液从油口A流向油口B时，一部分油液经第一通流槽引入压力补偿阀芯的上腔，经过第一通流孔的油液经第三阻尼孔流向压力补偿阀芯的下腔，若因油口A或者油口B的压力变化导致第一通流孔的前后压差由平衡状态增大，在压差作用下使得压力补偿阀芯下移减小第二通流孔的开口达到新的平衡状态；反之，若第一通流孔的前后压差由平衡状态减小，则在压差作用下使得压力补偿阀芯上移增大第二通流孔的开口达到新的平衡状态。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的调速阀，其特征在于，所述调速阀构造成：所述油口A进油时，若比例电磁铁组件不得电，油口A的油液经第一阻尼通道进入第一控制腔作用在主阀芯上，由于主阀芯向下的作用面积大于向上的作用面积，主阀芯的锥面向下贴合阀体的阀口使调速阀处于关闭状态。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的调速阀，其特征在于，所述调速阀构造成：所述油口B进油时，若比例电磁铁组件不得电，油液经第二通流孔作用到主阀芯上使主阀芯上移，主阀芯的锥面脱离阀口，油液经第一通流孔、第一通流槽流向油口A，第一控制腔经第一阻尼通道与油口A相通。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的调速阀，其特征在于，所述调速阀构造成：当给予比例电磁铁组件一定的压力，比例电磁铁组件带动先导阀芯上移从而开启第二阻尼通道，此时第一控制腔压力下降，主阀芯在压差作用下上移，油口A的油液经第一通流孔流向油口B；主阀芯一上移，先导阀芯与第二阻尼通道之间的距离变小，第一控制腔压力上升，主阀芯达到新的平衡状态，且主阀芯的第一通流孔具有一定的开口；加大作用在比例电磁铁组件上的电压，先导阀芯继续上移，主阀芯的第一通流孔开口增大，流量也增大。