CN108930682A - 一种结构改进的平衡阀 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种结构改进的平衡阀包括：阀套，端塞，衬套，平衡阀芯，阀座，第一弹簧，弹簧座，单向阀片，第二弹簧。根据本发明实施例的结构改进的平衡阀，加工简单，过流面积无突变、使用寿命长。

Description

一种结构改进的平衡阀

技术领域

本发明涉及一种液压装置用的阀组件，具体来说涉及一种结构改进的平衡阀。

背景技术

现代的工程机械、建筑机械等机械设备中，大量应用了起升液压回路，其中平衡阀是控制起升回路中液压油缸工作的关键液压元件，平衡阀性能的优劣直接影响着主机的性能。

现有的液压平衡阀普遍存在这样一个缺点：当负载下放时，由于液压平衡阀阀口过流面积会产生突变的特点，会使负载产生低频抖动与冲击的现象，造成系统不稳定，影响整机的安全可靠性。负载下放和负载上升时通过的是同一阀口，都会产生节流效果，而实际中负载上升时是不需要节流作用的，严重影响作业的效率。为了解决此问题还需并联一单向阀，无形中增加了费用。负载上升、下降时通过的都是同一阀口，也就是形成此阀口的阀芯和阀座在每一次上升、下降时都要打开关闭一次，这样会造成阀芯或者阀座使用频率过高，从而减短了使用寿命。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种加工简单，过流面积无突变、节能的平衡阀。

根据本发明实施例的一种平衡阀，包括：

阀套，所述阀套具有上下贯通的阀套通孔，所述阀套通孔自上而下包括第一阀套通孔段、第二阀套通孔段、第三阀套通孔段、第四阀套通孔段以及第五阀套通孔段，所述第一阀套通孔段的孔径、所述第二阀套通孔段的孔径和所述第三阀套通孔段的孔径自上而下依次减小，所述第三阀套通孔段的孔径、所述第四阀套通孔段的孔径和所述第五阀套通孔段的孔径自上而下依次增大，所述阀套上具有外开口均位于所述阀套的外周壁上的第一流道、第二流道和通流孔，所述第一流道的内开口位于所述第二阀套通孔段的上台阶面上，所述第二流道的内开口位于所述第二阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的上台阶面且所述第二流道的内开口构造成第一阻尼孔，所述通流孔的内开口位于所述第四阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的下台阶面，其中，所述第一流道的外开口以及所述通流孔的外开口构成第一油口，所述第二流道的外开口构成第二油口；

端塞，所述端塞设在所述阀套上用于封闭所述阀套通孔的上开口，所述端塞上具有开口向下的端塞盲孔，所述端塞盲孔的孔径小于所述第一阀套通孔段的孔径；

衬套，所述衬套设在所述第一阀套通孔段内，所述衬套上端与所述端塞下端面相抵，所述衬套下端与所述第一阀套通孔段的下台阶面相抵，所述衬套内具有轴向贯穿的衬套通孔；

阀座，所述阀座固定设在所述第五阀套通孔段内，所述阀座上设有轴向贯穿的阀座通孔，所述阀座通孔的上部设有内锥面，所述阀座上沿圆周方向均布有多个轴向贯穿的阀座通流孔；

弹簧座，所述弹簧座的上端位于所述第五阀套通孔段内并与所述阀套形成固定连接，所述弹簧座的上端面与所述阀座的下端面相抵，所述弹簧座的下端向下伸出所述阀套外，所述弹簧座内部设有轴向贯穿的阶梯型通孔，所述阶梯型通孔的下开口构成第三油口；

平衡阀芯，所述平衡阀芯包括与所述衬套通孔相适配的第一平衡阀芯段、、与所述第二阀套通孔段相适配且位于所述第一平衡阀芯段下面的第二平衡阀芯段、与所述第三阀套通孔段相适配且位于所述第二平衡阀芯段下面的第三平衡阀芯段和与所述阀座通孔相适配且位于所述第三平衡阀芯段下面的第四平衡阀芯段，所述第一平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述衬套通孔内，所述第二平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第二阀套通孔段内，所述第三平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第三阀套通孔段内，所述第四平衡阀芯段可上下滑动的配合在所述阀座通孔内并向下伸入所述弹簧座阶梯型通孔内，所述第四平衡阀芯段的侧壁上沿轴向设有用以连通所述第三油口和所述第四阀套通孔段的节流槽，所述平衡阀芯具有上下贯通的平衡阀芯通孔，所述平衡阀芯通孔上设有第三阻尼孔；

第一弹簧，所述第一弹簧设在所述端塞盲孔内，所述第一弹簧的上端抵靠所述端塞盲孔的底面且所述第一弹簧的下端抵靠所述第一平衡阀芯段的上端面，所述第一弹簧向下常推动所述平衡阀芯以使所述第三平衡阀芯段的下端面抵靠所述阀座的内锥面上以隔断第三油口和所述第四阀套通孔段的连通；

单向阀片，所述单向阀片位于所述弹簧座的阶梯型通孔内，所述单向阀片内设有轴向贯穿的单向阀片通孔，所述单向阀片通孔的孔径大于所述第四平衡阀芯段的直径；

第二弹簧，所述第二弹簧套位于所述弹簧座的阶梯型通孔内，所述第二弹簧的上端抵靠所述单向阀片的下端面且所述第二弹簧的下端抵靠在所述弹簧座内孔的台阶上，所述第二弹簧向上常推动所述单向阀片以使所述单向阀片的上端面抵靠所述阀座的下端面从而封闭所述阀座通流孔；

其中，在所述端塞盲孔内，所述端塞与所述衬套上端面之间限定有第一控制腔，在所述阀套通孔内，所述第二平衡阀芯段上端面与所述衬套下端面之间限定有第二控制腔，所述衬套的下端面上具有用以连通所述第二控制腔和所述第一流道的通流槽，在所述第二平衡阀芯段的外周壁上形成有与所述第一阻尼孔相适配的第三控制腔。

有利地，所述节流槽为多条且沿所述第四平衡阀芯段的圆周均布。

有利地，所述端塞与所述阀套通孔的上端螺纹连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的结构改进的平衡阀的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的结构改进的平衡阀平衡阀的液压原理图；

图3是根据本发明一个实施例的结构改进的平衡阀的一种应用场景的液压原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的一种结构改进的平衡阀。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的一种结构改进的平衡阀，包括：阀套1，端塞2，活塞3，平衡阀芯4，第一弹簧5，阀座6、单向阀片7、第二弹簧8、弹簧座9。

具体地说，阀套1具有上下贯通的阀套通孔。所述阀套通孔自上而下包括第一阀套通孔段、第二阀套通孔段、第三阀套通孔段、第四阀套通孔段以及第五阀套通孔段，所述第一阀套通孔段的孔径、所述第二阀套通孔段的孔径和所述第三阀套通孔段的孔径自上而下依次减小，所述第三阀套通孔段的孔径、所述第四阀套通孔段的孔径和所述第五阀套通孔段的孔径自上而下依次增大，所述阀套上具有外开口均位于所述阀套的外周壁上的第一流道101、第二流道102和通流孔103，所述第一流道101的内开口位于所述第二阀套通孔段的上台阶面上，所述第二流道102的内开口位于所述第二阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的上台阶面且所述第二流道102的内开口构造成第一阻尼孔104，所述通流孔103的内开口位于所述第四阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的下台阶面，其中，所述第一流道101的外开口以及所述通流孔103的外开口构成第一油口V，所述第二流道102的外开口构成第二油口X。

端塞2设在阀套1上用于封闭阀套通孔的上开口，端塞2上具有开口向下的端塞盲孔，所述端塞盲孔的孔径小于所述第一阀套通孔段的孔径。有利地，端塞2与所述阀套通孔的上端螺纹连接。

衬套3设在所述第一阀套通孔段内，所述衬套3上端与所述端塞下端面相抵，所述衬套3下端与所述第一阀套通孔段的下台阶面相抵，所述衬套3内具有轴向贯穿的衬套通孔。

阀座6固定设在所述第五阀套通孔段内，所述阀座6上设有轴向贯穿的阀座通孔，所述阀座通孔的上部设有内锥面，所述阀座6上沿圆周方向均布有多个轴向贯穿的阀座通流孔61。

弹簧座9的上端位于所述第五阀套通孔段内并与所述阀套1形成固定连接，所述弹簧座9的上端面与所述阀座6的下端面相抵，所述弹簧座9的下端向下伸出所述阀套1外，所述弹簧座9内部设有轴向贯穿的阶梯型通孔，所述阶梯型通孔的下开口构成第三油口C。

平衡阀芯4包括与所述衬套通孔相适配的第一平衡阀芯段、与所述第二阀套通孔段相适配且位于所述第一平衡阀芯段下面的第二平衡阀芯段、与所述第三阀套通孔段相适配且位于所述第二平衡阀芯段下面的第三平衡阀芯段和与所述阀座通孔相适配且位于所述第三平衡阀芯段下面的第四平衡阀芯段，所述第一平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述衬套通孔内，所述第二平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第二阀套通孔段内，所述第三平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第三阀套通孔段内，所述第四平衡阀芯段可上下滑动的配合在所述阀座通孔内并向下伸入所述弹簧座9阶梯型通孔内，所述第四平衡阀芯段的侧壁上沿轴向设有用以连通所述第三油口C和所述第四阀套通孔段的节流槽403，有利地，所述节流槽为多条且沿所述第四平衡阀芯段的圆周均布。所述平衡阀芯4具有上下贯通的平衡阀芯通孔401，所述平衡阀芯通孔上设有第三阻尼孔402。

第一弹簧5设在所述端塞盲孔内，第一弹簧5的上端抵靠所述端塞盲孔的底面且第一弹簧5的下端抵靠所述第一平衡阀芯段的上端面。第一弹簧5向下常推动平衡阀芯4以使所述第三平衡阀芯段的下端面抵靠所述阀座6的内锥面上以隔断第三油口C和所述第四阀套通孔段的连通。

单向阀片7位于弹簧座9的阶梯型通孔内，单向阀片7内设有轴向贯穿的单向阀片通孔，所述单向阀片通孔的孔径大于所述第四平衡阀芯段的直径。

第二弹簧8位于弹簧座9的阶梯型通孔内，第二弹簧8的上端抵靠所述单向阀片7的下端面且所述第二弹簧8的下端抵靠在所述弹簧座9内孔的台阶上，第二弹簧8向上常推动单向阀片7以使单向阀片7的上端面抵靠阀座6的下端面从而封闭阀座通流孔61。

其中，在所述端塞盲孔内，所述端塞2与所述衬套3上端面之间限定有第一控制腔1a，在所述阀套通孔内，所述第二平衡阀芯段上端面与所述衬套3下端面之间限定有第二控制腔1b，所述衬套3的下端面上具有用以连通所述第二控制腔和所述第一流道的通流槽31，在所述第二平衡阀芯段的外周壁上形成有与所述第一阻尼孔104相适配的第三控制腔1c。

下面简单介绍根据本发明实施例的平衡阀的工作过程。

如图3所示，应用时，将第一油口V与换向阀10的油口A相连，第三油口C与液压缸11的无杆腔相连，第二油口X以及液压缸11的有杆腔均与换向阀10的油口B相连。

(1)上升过程，换向阀10的压力油到达平衡阀的第一油口V，第一油口V的压力油中的一部分通过第一流道101进入第二控制腔1b，使平衡阀芯4保持如图1所示的位置。第一油口V的压力油中的另一部分通过阀座通流孔61推动单向阀片7向下运动克服第二弹簧8的作用力打开阀口，油经第一油口V流入第三油口C到达液压缸11的无杆腔，推动液压缸11上行。此阶段油液由第一油口V流入第三油口C是没节流作用的。

(2)下降过程中，换向阀10换向，第二油口X的压力油通过第一阻尼孔104进入到第三控制腔1c作用到平衡阀芯4上，克服第一弹簧5的作用力，平衡阀芯4上移，先打开阀座6的内锥面，第二油口X压力增加，平衡阀芯4就进一步上移，逐步露出之前由直径遮盖住的各个节流槽403，这样过流面积是缓和增加的，负载下放速度可以得到精确控制。

(3)停止过程，第二油口X压力降低，第一弹簧5推动平衡阀芯4下移，过流面积逐渐缩小，将阀口关死。

(4)停止过程中，由于外力作用使负载压力产生冲击较大的时候，第三油口C压力液压油作用到平衡阀芯4的环形作用面积上，如果冲击压力超过第一弹簧5的作用力，平衡阀芯4将快速打开节流槽403，将压力冲击缓冲掉。

也就是说，(1)节流槽403沿所述第四平衡阀芯段侧壁的圆周均布，当平衡阀芯4向上运动将阀口打开时，可以通过第二油口X的压力大小逐步控制节流槽403的连通面积大小，可以精确控制过流面积变化，从而精确控制流量。

(2)负载上升时通过的是阀座通流孔61、单向阀片7之间的阀口；负载下降时通过的是节流槽403；这样负载上升时的速度不会受到影响，而下降时可以通过节流控制下降速度。

(3)负载上升时是单向阀片7的开启；负载下降时通过的是平衡阀芯4的开启；相比于现有技术，这样可以减少单向阀片7、平衡阀芯4与阀座6的撞击次数，进而增加了使用寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种结构改进的平衡阀，其特征在于，包括：

阀套，所述阀套具有上下贯通的阀套通孔，所述阀套通孔自上而下包括第一阀套通孔段、第二阀套通孔段、第三阀套通孔段、第四阀套通孔段以及第五阀套通孔段，所述第一阀套通孔段的孔径、所述第二阀套通孔段的孔径和所述第三阀套通孔段的孔径自上而下依次减小，所述第三阀套通孔段的孔径、所述第四阀套通孔段的孔径和所述第五阀套通孔段的孔径自上而下依次增大，所述阀套上具有外开口均位于所述阀套的外周壁上的第一流道、第二流道和通流孔，所述第一流道的内开口位于所述第二阀套通孔段的上台阶面上，所述第二流道的内开口位于所述第二阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的上台阶面且所述第二流道的内开口构造成第一阻尼孔，所述通流孔的内开口位于所述第四阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的下台阶面，其中，所述第一流道的外开口以及所述通流孔的外开口构成第一油口，所述第二流道的外开口构成第二油口；

端塞，所述端塞设在所述阀套上用于封闭所述阀套通孔的上开口，所述端塞上具有开口向下的端塞盲孔，所述端塞盲孔的孔径小于所述第一阀套通孔段的孔径；

衬套，所述衬套设在所述第一阀套通孔段内，所述衬套上端与所述端塞下端面相抵，所述衬套下端与所述第一阀套通孔段的下台阶面相抵，所述衬套内具有轴向贯穿的衬套通孔；

阀座，所述阀座固定设在所述第五阀套通孔段内，所述阀座上设有轴向贯穿的阀座通孔，所述阀座通孔的上部设有内锥面，所述阀座上沿圆周方向均布有多个轴向贯穿的阀座通流孔；

弹簧座，所述弹簧座的上端位于所述第五阀套通孔段内并与所述阀套形成固定连接，所述弹簧座的上端面与所述阀座的下端面相抵，所述弹簧座的下端向下伸出所述阀套外，所述弹簧座内部设有轴向贯穿的阶梯型通孔，所述阶梯型通孔的下开口构成第三油口；

平衡阀芯，所述平衡阀芯包括与所述衬套通孔相适配的第一平衡阀芯段、、与所述第二阀套通孔段相适配且位于所述第一平衡阀芯段下面的第二平衡阀芯段、与所述第三阀套通孔段相适配且位于所述第二平衡阀芯段下面的第三平衡阀芯段和与所述阀座通孔相适配且位于所述第三平衡阀芯段下面的第四平衡阀芯段，所述第一平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述衬套通孔内，所述第二平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第二阀套通孔段内，所述第三平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第三阀套通孔段内，所述第四平衡阀芯段可上下滑动的配合在所述阀座通孔内并向下伸入所述弹簧座阶梯型通孔内，所述第四平衡阀芯段的侧壁上沿轴向设有用以连通所述第三油口和所述第四阀套通孔段的节流槽，所述平衡阀芯具有上下贯通的平衡阀芯通孔，所述平衡阀芯通孔上设有第三阻尼孔；

第一弹簧，所述第一弹簧设在所述端塞盲孔内，所述第一弹簧的上端抵靠所述端塞盲孔的底面且所述第一弹簧的下端抵靠所述第一平衡阀芯段的上端面，所述第一弹簧向下常推动所述平衡阀芯以使所述第三平衡阀芯段的下端面抵靠所述阀座的内锥面上以隔断第三油口和所述第四阀套通孔段的连通；

单向阀片，所述单向阀片位于所述弹簧座的阶梯型通孔内，所述单向阀片内设有轴向贯穿的单向阀片通孔，所述单向阀片通孔的孔径大于所述第四平衡阀芯段的直径；

第二弹簧，所述第二弹簧套位于所述弹簧座的阶梯型通孔内，所述第二弹簧的上端抵靠所述单向阀片的下端面且所述第二弹簧的下端抵靠在所述弹簧座内孔的台阶上，所述第二弹簧向上常推动所述单向阀片以使所述单向阀片的上端面抵靠所述阀座的下端面从而封闭所述阀座通流孔；

其中，在所述端塞盲孔内，所述端塞与所述衬套上端面之间限定有第一控制腔，在所述阀套通孔内，所述第二平衡阀芯段上端面与所述衬套下端面之间限定有第二控制腔，所述衬套的下端面上具有用以连通所述第二控制腔和所述第一流道的通流槽，在所述第二平衡阀芯段的外周壁上形成有与所述第一阻尼孔相适配的第三控制腔。

2.根据权利要求1所述的结构改进的平衡阀，其特征在于，所述节流槽为多条且沿所述第四平衡阀芯段的圆周均布。

3.根据权利要求1所述的结构改进的平衡阀，其特征在于，所述端塞与所述阀套通孔的上端螺纹连接。