CN108317116B - 一种超高压平衡均载阀及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高压平衡均载阀及其方法，包括设置在阀体内的上下与外部连通的阀腔，阀套内可移动的设置有阀芯，阀芯两端分别套设有上密封座和下密封座，阀腔的上下端分别密封设置有调压弹簧装置和锥形阀座弹簧装置，阀芯与上密封座之间设置有上液压室，上液压室与上油口连通，下液压室与下油口连通，上液压室与下液压室之间通过阀芯中的通道连通，阀套还在阀芯中间端形成一个中间液压室，中间液压室连接有先导控制口和通油口，本发明安装在油缸上，当油缸内的压力超过调定压力时能自动开启，卸掉过高的油压，在多个油缸同时顶升一个负载时起到均衡载荷的功能，保护油缸免遭过载及其对油缸产生的破坏，增长了油缸的寿命，提升了经济性。

Description

一种超高压平衡均载阀及其方法
技术领域
本发明涉及一种超高压平衡均载阀及其方法，属于液压控制阀技术领域。
背景技术
当用多个(4个或4个以上)油缸顶升一个重物时，通常会出现同步和载荷均衡的问题，尤其是油缸带载下降时，更易出现过载现象；也就是一个油缸下降稍快时，大部分的载荷就会压到另一条对角线的两个油缸上，使油缸压力增大近一倍，为确保油缸安全，不得不把油缸的负荷能力降低一倍使用，例如：顶升1000吨的工件，至少要用四个500吨的油缸，很不经济，同时过载也会对工件造成局部结构损伤。
现有技术中通常使用液控单向阀的四点顶升液压控制回路；在油缸带载下落时，液控单向阀的开启条件为：PB>PAO/6.5；负荷较轻的油缸，液控单向阀首先开启，负荷较重的油缸，液控单向阀则稍晚开启，这造成晚开启的顶升油缸负荷进一步加重，使液控单向阀更难开启，直至大部份载荷落在这条对角线的两个油缸上为止，可见使用液控单向阀的四点顶升液压控制回路，每次带载下降时，都会造成偏载。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种防止发生过载的超高压平衡均载阀及其方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种超高压平衡均载阀，包括设置在阀体内的上下与外部连通的阀腔，所述阀腔内固定设置有阀套，所述阀套内可移动的设置有阀芯，所述阀芯两端分别套设有上密封座和下密封座，所述阀腔的上下端分别密封设置有调压弹簧装置和锥形阀座弹簧装置，所述阀芯上下分别抵触在调压弹簧装置和锥形阀座弹簧装置上，所述阀芯与上密封座之间设置有上液压室，所述上液压室与上油口连通，所述下密封座与锥形阀座弹簧装置之间设置有下液压室，所述下液压室与下油口连通，所述上液压室与所述下液压室之间通过阀芯中的通道连通，当阀芯密封抵触在锥形阀座弹簧装置上时将通道堵住，所述阀套还在阀芯中间端形成一个中间液压室，所述中间液压室连接有先导控制口和通油口。
优选地，所述调压弹簧装置包括密封设置在所述阀腔上端的弹簧罩，所述弹簧罩设置有调压弹簧和所述调压弹簧两端的上弹簧座和下弹簧座，所述下弹簧座顶压在所述阀芯的上端，所述上弹簧座上端设置有调节螺丝。
优选地，所述锥形阀座弹簧装置包括密封设置在所述阀腔下端的底座，所述底座内设置支撑弹簧和所述支撑弹簧上设置的锥阀阀座，所述锥阀阀座可与所述阀芯下端的锥形阀密封抵触。
优选地，所述通油口和下油口为板式连接设置，并且设置在同一个面上。
优选地，所述上油口为管式连接设置。
优选地，所述先导控制口也为管式连接设置。
优选地，所述阀腔还连通有一个或多个检测口。
优选地，所述阀套与阀芯的连接处设置有密封圈。
优选地，所述上油口、下油口、先导控制口和通油口处也设置有密封圈。
一种采用以上所述超高压平衡均载阀的平衡均载方法，包括：
S1：进油顶升状态：油从上油口A0口流入，经过阀芯的通道，推动锥形阀座弹簧装置，流入到下油口A1；
S2：比例控制降落状态：从先导控制口B0控制油液进入，推动阀芯向上调节，克服调压弹簧装置，使阀芯与锥形阀座弹簧装置产生比例的开口，使得下油口A1压力油比例地流入到到上油口A0，随着先导控制口B0的控制油压力增大，产生的比例开口越大，下油口A1的压力油流入上油口A0的速度越快，成比例可控调节；
S3：保压状态：先导控制口B0无油液进入，调压弹簧装置压住阀芯，阀芯与锥形阀座弹簧装置密封，此时下油口A1压力油无法流入到到上油口A0；
S4：压力均载状态：当重载偏载P值＞A1时，即使先导控制口B0油液无工作，P值大于调压弹簧装置的调压值，产生的压力将阀芯往上调节，使阀芯与锥形阀座弹簧装置产生比例的开口，使得下油口A1压力油比例地流入到上油口A0，当P值接近或等于调压弹簧装置的调压值后，阀芯与锥形阀座弹簧装置关闭，重新回到保压状态。
以上步骤S1-S3没有顺序限定。
本发明的有益效果是：
第一个功能是平衡油缸的负荷压力，使带载下降的顶升油缸不至失压下滑，即使在油管破裂时也不会让工件跌落。于是无论是上升还是下降都变成进油调速，安全性大增。
第二个功能是保护油缸不发生过载，当油缸内的压力超过调定压力时，超高压平衡均载阀能自动开启，卸掉过高的油压，保护油缸免遭过载，增加了油缸的负载能力，提升了经济性。
第三个功能是重载先开，可使多缸并联时，各缸载荷自动均衡。板式超高压平衡均载阀可以直接安装在油缸上，最大限度地减少了外接管道带来的意外。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述超高压平衡均载阀一个实施例的剖视图；
图2是本发明所述超高压平衡均载阀应用连接原理图；
图3是本发明所述超高压平衡均载阀的流量特性图；
图4是本发明所述超高压平衡均载阀工作在进油顶升状态示意图；
图5是本发明所述超高压平衡均载阀工作在保压状态示意图；
图6是本发明所述超高压平衡均载阀工作在比例控制降落状态示意图；
图7是本发明所述超高压平衡均载阀工作在压力过载状态示意图。
图中标记：1-阀体，2-调压弹簧装置，3-下密封座，4-上密封座，5-阀芯，6-密封圈，7-阀套，8-密封圈，9-锥阀阀座，10-支撑弹簧，11-锥形阀座弹簧装置，12-底座，13-上油口，14-先导控制口，15-下油口，21-调压弹簧，22-上弹簧座，23-下弹簧座，24-调节螺丝，25-弹簧罩，51-通道，52-锥形阀。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示的本发明所述一种超高压平衡均载阀，包括设置在阀体1内的上下与外部连通的阀腔，所述阀腔优选的整体为圆柱形，所述阀腔内固定设置有阀套7，所述阀套7内可移动的设置有阀芯5，所述阀芯5可在阀套7内密封的上下移动，即保证密封性又可上下移动，所述阀芯5两端分别套设有上密封座4和下密封座3，阀芯5可从上密封座4和下密封座3中伸出，并且其接触面为密封不漏液，所述阀腔的上下端分别密封设置有调压弹簧装置2和锥形阀座弹簧装置11，所述阀芯5上下分别抵触在调压弹簧装置2和锥形阀座弹簧装置11上，所述调压弹簧装置2用于调节顶压阀芯5的压力，压力值可根据需要进行调节，所述锥形阀座弹簧装置11用于在底端给阀芯5提供弹性支撑，所述阀芯5与上密封座4之间设置有上液压室，所述上液压室与上油口13连通，所述上液压室的位置和形状通过图4中进油后的工作状态图可以看出，与上油口13连接的在阀芯5上侧位置即为上液压室，所述下密封座3与锥形阀座弹簧装置11之间设置有下液压室，所述下液压室与下油口15连通，所述下液压室同样为图4中与下油口15连通位置，所述上液压室与所述下液压室之间通过阀芯5中的通道51连通，当阀芯5密封抵触在锥形阀座弹簧装置11上时将通道51堵住，当阀芯5上升时，其之间通过通道51连通，所述阀套7还在阀芯5中间端形成一个中间液压室，所述中间液压室连接有先导控制口14和通油口，其中通油口在图示的背侧，因此无法在图中显示，在图6中可看出与先导控制口14连接的中间液压室的位置，和相应的通油口的位置，在优选的实施方式中，所述阀芯5下降抵触在中间液压室的台阶上时可阻断先导控制口14和通油口之间的连通，当阀芯5上升，则其之间连通。
下面提供本发明超高压平衡均载阀的工作原理：
当上油口AO和下油口A1进油时，如图2的连接原理图所示，超高压平衡均载阀的作用如同一个单向阀。当上油口AO和下油口A1出油时，必须依靠油压PB打开阀芯5的锥阀，油才能从下油口A1经上油口AO流出，由于阀芯5下的锥阀存在面积差ΔA，当PA1在面积差ΔA上的作用力大于调压弹簧装置2的弹簧力时，锥阀便会打开，泄放掉一些压力，起到过压保护作用，同时也由于锥阀存在面积差，当PA1较大时，需要的开启压力PB会较小些，起到自动均衡油缸载荷的作用。
通过以上工作原理，本发明具有以下优点：
第一个功能是平衡油缸的负荷压力，使带载下降的顶升油缸不至失压下滑，即使在油管破裂时也不会让工件跌落，于是无论是上升还是下降都变成进油调速，安全性大增。
第二个功能是保护油缸不发生过载，当油缸内的压力超过调定压力时，超高压平衡均载阀能自动开启，卸掉过高的油压，保护油缸免遭过载。
实施例2
在实施例1所述超高压平衡均载阀的基础上，所述调压弹簧装置2包括密封设置在所述阀腔上端的弹簧罩25，所述弹簧罩25设置有调压弹簧21和所述调压弹簧21两端的上弹簧座22和下弹簧座23，所述下弹簧座23顶压在所述阀芯5的上端，所述上弹簧座22上端设置有调节螺丝24，可通过旋拧调节螺丝24来调整调压弹簧21的压力值，提供不用的压力值需要，在本实施例中，其中72为超高压平衡均载阀的调定压力(Mpa)，因此，超高压平衡均载阀的开启条件可近似表达为：PB>(72－PAO)/24.1，其流量特性图如图3所示。
在优选的实施方式中，所述锥形阀座弹簧装置11包括密封设置在所述阀腔下端的底座12，所述底座12内设置支撑弹簧10和所述支撑弹簧10上设置的锥阀阀座9，所述锥阀阀座9可与所述阀芯5下端的锥形阀52密封抵触，其密封抵触后，可阻断阀芯5中通道51的导通。
在优选的实施方式中，所述通油口和下油口A1为板式连接设置，并且设置在同一个面上。当可使多缸并联时，各缸载荷自动均衡，板式超高压平衡均载阀可以直接安装在油缸上，最大限度地减少了外接管道带来的意外。
在优选的实施方式中，所述上油口AO为管式连接设置，但也不限定于此，还可采用其他连接方式。
在优选的实施方式中，所述先导控制口14也为管式连接设置，但也不限定于此，还可采用其他连接方式。
在优选的实施方式中，所述阀腔还连通有一个或多个检测口，在本实施例中设置检测口C1和检测口C0，其中检测口C1优选地与下油口A1连通，供用户接压力表或压力传感器。
在优选的实施方式中，所述阀套7与阀芯5的连接处设置有密封圈6，增加连接的密封性，防止漏液。
在优选的实施方式中，所述上油口AO、下油口A1、先导控制口14和通油口处也设置有密封圈8，增加连接的密封性，防止漏液。
实施例3
一种采用以上所述超高压平衡均载阀的平衡均载方法，包括：
S1：进油顶升状态，如图4所示：油从上油口A0口流入，经过阀芯5的通道51，推动锥形阀座弹簧装置11，流入到下油口A1；
S2：比例控制降落状态，如图6所示：从先导控制口B0控制油液进入，图中黑色部分为油液，推动阀芯5向上调节，克服调压弹簧装置2，使阀芯5与锥形阀座弹簧装置11产生比例的开口，使得下油口A1压力油比例地流入到到上油口A0，随着先导控制口B0的控制油压力增大，产生的比例开口越大，下油口A1的压力油流入上油口A0的速度越快，成比例可控调节；
S3：保压状态，如图5中所示：先导控制口B0无油液进入，调压弹簧装置2压住阀芯5，阀芯5与锥形阀座弹簧装置11密封，此时下油口A1压力油无法流入到到上油口A0；
S4：压力均载状态，如图7中所示：当重载偏载P值＞A1时，即使先导控制口B0油液无工作，P值大于调压弹簧装置2的调压值，产生的压力将阀芯5往上调节，使阀芯5与锥形阀座弹簧装置11产生比例的开口，使得下油口A1压力油比例地流入到上油口A0，当P值接近或等于调压弹簧装置2的调压值后，阀芯5与锥形阀座弹簧装置11关闭，重新回到保压状态。
以上步骤S1-S3没有顺序限定，可根据实际使用时的工作需要进行排序，步骤S4与步骤S3结合使用。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种超高压平衡均载阀，其特征在于，包括设置在阀体内的上下与外部连通的阀腔，所述阀腔内固定设置有阀套，所述阀套内可移动的设置有阀芯，所述阀芯两端分别套设有上密封座和下密封座，所述阀腔的上下端分别密封设置有调压弹簧装置和锥形阀座弹簧装置，所述阀芯上下分别抵触在调压弹簧装置和锥形阀座弹簧装置上，所述阀芯与上密封座之间设置有上液压室，所述上液压室与上油口连通，所述下密封座与锥形阀座弹簧装置之间设置有下液压室，所述下液压室与下油口连通，所述上液压室与所述下液压室之间通过阀芯中的通道连通，当阀芯密封抵触在锥形阀座弹簧装置上时将通道堵住，所述阀套还在阀芯中间段形成一个中间液压室，所述中间液压室连接有先导控制口和另外一路通油口。
2.如权利要求1所述的超高压平衡均载阀，其特征在于，所述调压弹簧装置包括密封设置在所述阀腔上端的弹簧罩，所述弹簧罩设置有调压弹簧和所述调压弹簧两端的上弹簧座和下弹簧座，所述下弹簧座顶压在所述阀芯的上端，所述上弹簧座上端设置有调节螺丝。
3.如权利要求1或2所述的超高压平衡均载阀，其特征在于，所述锥形阀座弹簧装置包括密封设置在所述阀腔下端的底座，所述底座内设置支撑弹簧和所述支撑弹簧上设置的锥阀阀座，所述锥阀阀座可与所述阀芯下端的锥形阀密封抵触。
4.如权利要求1所述的超高压平衡均载阀，其特征在于，所述通油口和下油口为板式连接设置，并且设置在同一个面上。
5.如权利要求1所述的超高压平衡均载阀，其特征在于，所述上油口为管式连接设置。
6.如权利要求1所述的超高压平衡均载阀，其特征在于，所述先导控制口也为管式连接设置。
7.如权利要求1所述的超高压平衡均载阀，其特征在于，所述阀腔还连通有一个或多个检测口。
8.如权利要求1所述的超高压平衡均载阀，其特征在于，所述阀套与阀芯的连接处设置有密封圈。
9.如权利要求1所述的超高压平衡均载阀，其特征在于，所述上油口、下油口、先导控制口和通油口处设置有密封圈。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述超高压平衡均载阀的平衡均载方法，其特征在于，包括：
S1：进油顶升状态：油从上油口A0口流入，经过阀芯的通道，推动锥形阀座弹簧装置，流入到下油口A1；
S2：比例控制降落状态：从先导控制口B0控制油液进入，推动阀芯向上调节，克服调压弹簧装置，使阀芯与锥形阀座弹簧装置产生比例的开口，使得下油口A1压力油比例地流入到上油口A0，随着先导控制口B0的控制油压力增大，产生的比例开口越大，下油口A1的压力油流入上油口A0的速度越快，成比例可控调节；
S3：保压状态：先导控制口B0无油液进入，调压弹簧装置压住阀芯，阀芯与锥形阀座弹簧装置密封，此时下油口A1压力油无法流入到上油口A0；
S4：压力均载状态：当重载偏载P值＞A1时，即使先导控制口B0油液无工作，P值大于调压弹簧装置的调压值，产生的压力将阀芯往上调节，使阀芯与锥形阀座弹簧装置产生比例的开口，使得下油口A1压力油比例地流入到上油口A0，当P值接近或等于调压弹簧装置的调压值后，阀芯与锥形阀座弹簧装置关闭，重新回到保压状态；
以上步骤S1-S3没有顺序限定。
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