CN109707689B - 可变阻尼阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变阻尼阀，包括阀体、阀芯、固定阻尼孔、调节螺钉、复位弹簧、弹簧座、定位套筒和螺堵；阀芯右端部为锥面型，阀孔底部为锥形孔，以该锥形孔作为与阀芯锥形面配合的锥形阀座，阀芯锥形面与锥形阀座构成节流阻尼阀口，阀芯通过调节螺钉和弹簧座将复位弹簧定位于其左端，弹簧座被定位套筒压靠于弹簧腔底部端面；阀体上的进油流道P1和出油流道P2呈L型分布，固定阻尼孔安装于节流阻尼阀口前面的进油流道内；弹簧腔通过流道P3与固定阻尼孔前端的进油流道连通。本发明能够根据所在油路压力冲击大小，自动调整阻尼大小，保证系统卸荷快速性，消除卸荷压力冲击，同时也可有效抑制负载反馈油路上的压力冲击。

Description

可变阻尼阀

技术领域

本发明属于液压阀设计领域，涉及一种阻尼阀，尤其涉及用于三通压力补偿器的一种可变阻尼阀。

背景技术

三通压力补偿器作为多路阀的关键辅助元件，它的性能直接影响着多路阀系统整体性能。在三通压力补偿器Ls油路上，往往会设置阻尼孔或阻尼阀用于稳定负载反馈压力，抑制压力冲击。目前三通压力补偿器上的Ls油路一般为固定阻尼，即采用固定阻尼孔或固定节流口的阻尼阀型式。

Ls油路上的阻尼大小对三通压力补偿器性能具有重要影响，从系统卸荷角度考虑，三通压力补偿阀阀芯动作快慢直接影响系统卸荷特性，Ls油路阻尼过大将导致阀芯运动迟缓，造成系统卸荷压力冲击现像，严重危害系统、元件的可靠性及寿命，因此阻尼越小越有利于系统快速卸荷；从抑制负载压力冲击角度考虑，当负载出现较大压力冲击时，Ls油路上的阻尼越大越有利于抑制压力冲击。综上分析可知，目前采用固定阻尼只能折中考虑上述问题，无法有效满足上述不同工况对阻尼大小的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可变阻尼阀，能够根据所在油路压力冲击的大小，自动调整阻尼大小，既能保证系统卸荷的快速性，从而消除卸荷压力冲击，同时也可有效抑制负载反馈油路上的压力冲击。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：一种可变阻尼阀，包括阀体、阀芯、固定阻尼孔、调节螺钉、复位弹簧、弹簧座、定位套筒和螺堵，所述阀芯位于所述阀体的阀孔中，所述阀芯的右端部为锥面型，阀孔底部为锥形孔，以该锥形孔作为与所述阀芯锥形面相配合的锥形阀座，所述阀芯锥形面与锥形阀座构成节流阻尼阀口；所述阀芯通过所述调节螺钉和所述弹簧座将所述复位弹簧定位于其左端，所述弹簧座被所述定位套筒压靠于弹簧腔底部端面，弹簧腔通过流道P3与所述固定阻尼孔前端的进油流道连通；所述阀体上的进油流道P1和出油流道P2呈L型分布，所述固定阻尼孔安装于所述节流阻尼阀口前侧的进油流道内。

优选地，所述阀芯分为左侧阀杆和右侧台阶两部分，其中阀杆直径小于台阶直径，台阶与阀孔配合，台阶的右端部为40°锥面，与阀芯锥形面所配合的阀座为55°锥面，阀芯锥形面与阀座构成节流阻尼阀口，所述节流阻尼阀口初始开口量为5mm，所起阻尼效果较弱，进油流道P1、出油流道P2均与所述节流阻尼阀口连通。

优选地，所述阀芯右端锥面上开有两个半径为0.5mm的半圆形沟槽，且两个沟槽对称分布，该沟槽用于所述节流阻尼阀口关闭时导通进油流道P1和出油流道P2，此时所述节流阻尼阀口阻尼最大。

优选地，所述固定阻尼孔的孔径为1.2～1.5mm，具体孔径选取根据系统工况选取。

优选地，所述调节螺钉通过螺纹连接形式与阀杆连接，所述复位弹簧套在阀杆上，且左右两端分别通过调节螺钉和弹簧座定位。

优选地，所述弹簧座被所述复位弹簧压靠于所述阀芯的台阶左端面，弹簧预紧力可通过旋转所述调节螺钉进行设置，所述弹簧座被所述定位套筒压靠于弹簧腔底部端面。

优选地，所述定位套筒上沿着圆周开有均匀分布的通孔，所述螺堵旋紧至刚好与所述定位套筒压紧。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、具有自感应压力冲击能力，可自动调节阻尼大小，不仅可有效抑制负载压力反馈油路上的压力冲击，还缓解了三通压力补偿阀卸荷时的压力冲击。

2、通过阻尼阀口大小来调整阻尼大小，避免采用固定的小阻尼孔来增大阻尼，因此具有抗污染能力，可有效防止油液污染造成的堵塞，且可靠性高。

3、可适用于多种应用工况，通过调节弹簧预紧力，使本专利可变阻尼阀能够很好的适应不同工况下的负载反馈压力。

附图说明

图1表示本发明的结构示意图；

具体附图标记：

阀体1；阀芯2；固定阻尼孔3；调节螺钉4；复位弹簧5；弹簧座6；定位套筒7；螺堵81～84。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，在本发明专利的描述中，“左”、“右”、“前”、“后”、“底”、“水平”、“垂直”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而不是要求本发明必须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。

如图1所示，一种可变阻尼阀，包括阀体1、阀芯2、固定阻尼孔3、调节螺钉4、复位弹簧5、弹簧座6、定位套筒7、螺堵81～84；阀芯2位于阀体1上的阀孔中，阀孔的底部为锥形孔，阀芯2的主体为阶梯轴，其右端部为锥面型，该阀孔锥形孔的锥角大于阀芯2右端部的锥角，可作为与阀芯2锥面配合的锥形阀座，阀芯2的锥形面与锥形阀座构成节流阻尼阀口，弹簧座6设于阀芯2的左侧轴端面，被定位套筒7压靠于弹簧腔底部端面，复位弹簧5与阀芯2同轴线设置，调节螺钉4与和弹簧座6将复位弹簧5进行定位。

阀体1上的进油流道P1和出油流道P2呈L型分布，固定阻尼孔3安装于节流阻尼阀口前面的进油流道内；弹簧腔通过流道P3与固定阻尼孔3前端的进油流道连通。流道P3是由三条子流道连通形成，第一条子流道垂直连通于固定阻尼孔3前端的进油流道P1，第二条子流道垂直连通于弹簧腔，第三条子流道水平布置，将第一、第二子流道连通。第一子流道在阀体1上的孔口通过螺堵81封死，防止油液通过该孔口泄漏至阀体1外；第二子流道在阀体1上的孔口通过螺堵82封死，防止油液通过该孔口泄漏至阀体1外；第三子流道在阀体1上的孔口通过螺堵84封死，防止油液通过该孔口泄漏至阀体1外；螺堵83将弹簧腔在阀体1上的孔口封死，防止腔内油液泄漏，螺堵83刚好压紧定位套筒7时的位置为极限拧紧位置。

进一步的，阀芯2分为左侧阀杆和右侧台阶两部分，其中阀杆直径小于台阶直径，台阶与阀孔配合，台阶的右端部为40°锥面，与阀芯锥形面所配合的阀座为55°锥面，阀芯2的锥面与阀座构成节流阻尼阀口，节流阻尼阀口初始开口量为5mm，所起阻尼效果较弱，进油流道P1、出油流道P2均与该节流阻尼阀口连通。

进一步的，阀芯2右端锥面上开有两个0.5mm深的浅沟槽，且两个沟槽对称分布，该沟槽用于节流阻尼阀口关闭时导通进油流道P1和出油流道P2，此时节流阻尼阀口阻尼最大。

进一步的，调节螺钉4通过螺纹连接形式与阀杆连接，复位弹簧5套在阀杆上，且左右两端分别通过调节螺钉4和弹簧座6定位；弹簧座6被复位弹簧5压靠于阀芯台阶左端面，弹簧预紧力可通过旋转调节螺钉4进行设置；弹簧座6被定位套筒7压靠于弹簧腔底部端面，其中定位套筒7上沿着圆周开有均匀分布的通孔，螺堵83旋紧至刚好与定位套筒7压紧。

进一步的，固定阻尼孔3的孔径应在1.2～1.5mm左右，具体孔径选取要根据系统工况选取。

本发明的工作原理为：可变阻尼阀应用于压力反馈油路上时，压力油液从进油流道P1进入本专利可变阻尼阀，油液首先流过固定阻尼孔3，然后经过节流阻尼阀口流入出油流道P2，稳压后的压力油液从出油流道P2流出；压力油液经过流道P3将负载压力变化传递至弹簧腔内，即弹簧腔内的油液压力与固定阻尼孔3前端的油液压力相等；负载压力油液流过固定阻尼孔3时将产生一定压降，所以节流阻尼阀口和固定阻尼孔3后的油液压力为减压后的油液压力，可变阻尼阀芯上的力平衡为负载油液压力作用力、弹簧作用力、减压后油液压力作用力的力平衡。设F₁为负载油液压力作用力，F₂为弹簧作用力，F₃为经过固定阻尼孔3减压后油液压力作用力，三者满足方程：F₁-F₃＝F₂，其中F₂大小直接反映了节流阻尼阀口开口大小，当负载压力出现压力冲击时，固定阻尼孔3压降必然增大，即F₁与F₃差值增大，F₂也增大，F₂的增大代表着弹簧被进一步压缩，阀芯右移，节流阻尼阀口变小，阻尼增大，当负载压力冲击消失，固定阻尼孔3压降恢复初始值，弹簧压缩量恢复到预紧压缩量，节流阻尼阀口又恢复到初始大小。

以本专利在三通压力补偿器上的应用为例，对本专利使用过程进行详细介绍:将本专利上的进油流道P1和三通压力补偿器上的负载反馈油路连通，将出油流道P2和三通压力补偿器上的弹簧压力腔连通。根据使用工况特点，通过调节螺钉4设置可变阻尼阀的弹簧预紧力。可变阻尼阀在工作过程中，固定阻尼孔3上的压降根据负载反馈压力的冲击大小而变化，负载压力冲击大时，固定阻尼孔3上的压降会瞬间增大。根据上述本发明的工作原理可知，当负载压力冲击小时，固定阻尼孔3上的压降较小，不能克服复位弹簧5的预紧力，阀芯2将保持不动，此时节流阻尼阀口开度不变，节流阻尼阀口阻尼较小，负载反馈压力的冲击主要靠固定阻尼孔3抑制；当负载压力冲击升高，固定阻尼孔3上的压降足以克服复位弹簧5预紧力时，阀芯2向右运动，节流阻尼阀口减小，节流阻尼阀口阻尼增大，负载反馈压力的冲击经过固定阻尼孔3的抑制后又经过节流阻尼阀口阻尼的二次抑制，这将有效削弱压力冲击的峰值；当负载压力冲击很大时，固定阻尼孔3上的压降足够大，阀芯2将直接运动到右侧极限位置，节流阻尼阀口关闭，进油流道P1中的油液只能通过阀芯2右端锥面上开有的两个0.5mm深的浅沟槽进入出油流道P2，此时节流阻尼阀口阻尼最大，负载反馈压力冲击经过固定阻尼孔3的抑制后再经过节流阻尼阀口阻尼的二次抑制，且压力冲击主要依靠节流阻尼阀口阻尼来抑制。负载反馈压力冲击经过固定阻尼孔3和节流阻尼阀口阻尼抑制后变的较平稳，然后通过出油流道P2进入三通压力补偿器的弹簧压力腔。

系统卸荷时，要求三通压力补偿器的节流阻尼阀口快速打开，否则系统压力将出现较大的卸荷冲击。三通压力补偿器阀口快速打开的前提是三通压力补偿器弹簧压力腔的油液压力快速卸荷，三通压力补偿器弹簧压力腔的油液将从本专利可变阻尼阀的出油流道P2进入，从进油流道P1流出。在此过程中，由于固定阻尼孔3上的压降为反向压降，即固定阻尼孔3后端油液压力大于前段油液压力，根据工作原理，可变阻尼阀阀口保持初始状态，此时节流阻尼阀口阻尼很小，油液主要靠固定阻尼孔3节流。固定阻尼孔3的可根据使用工况在1.2～1.5mm间选取，该范围内的阻尼孔可满足三通压力补偿器快速卸荷要求。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种可变阻尼阀，其特征在于：包括阀体、阀芯、固定阻尼孔、调节螺钉、复位弹簧、弹簧座、定位套筒和螺堵，

所述阀芯位于所述阀体的阀孔中，所述阀芯的右端部为锥面型，阀孔底部为锥形孔，以该锥形孔作为与所述阀芯锥形面相配合的锥形阀座，所述阀芯锥形面与锥形阀座构成节流阻尼阀口；

所述阀芯通过所述调节螺钉和所述弹簧座将所述复位弹簧定位于其左端，所述弹簧座被所述定位套筒压靠于弹簧腔底部端面，弹簧腔通过流道P3与所述固定阻尼孔前端的进油流道连通，以及

所述阀体上的进油流道P1和出油流道P2呈L型分布，所述固定阻尼孔安装于所述节流阻尼阀口前侧的进油流道内；

所述阀芯分为左侧阀杆和右侧台阶两部分，其中阀杆直径小于台阶直径，台阶与阀孔配合，台阶的右端部为40°锥面，与阀芯锥形面所配合的阀座为55°锥面，阀芯锥形面与阀座构成节流阻尼阀口，所述节流阻尼阀口初始开口量为5mm，所起阻尼效果较弱，进油流道P1、出油流道P2均与所述节流阻尼阀口连通；

所述阀芯右端锥面上开有两个半径为0.5mm的半圆形沟槽，且两个沟槽对称分布，该沟槽用于所述节流阻尼阀口关闭时导通进油流道P1和出油流道P2，此时所述节流阻尼阀口阻尼最大；

所述调节螺钉通过螺纹连接形式与阀杆连接，所述复位弹簧套在阀杆上，且左右两端分别通过调节螺钉和弹簧座定位。

2.根据权利要求1所述的可变阻尼阀，其特征在于：所述固定阻尼孔的孔径为1.2～1.5mm，具体孔径选取根据系统工况选取。

3.根据权利要求2所述的可变阻尼阀，其特征在于：所述弹簧座被所述复位弹簧压靠于所述阀芯的台阶左端面，弹簧预紧力可通过旋转所述调节螺钉进行设置，所述弹簧座被所述定位套筒压靠于弹簧腔底部端面。

4.根据权利要求3所述的可变阻尼阀，其特征在于：所述定位套筒上沿着圆周开有均匀分布的通孔，所述螺堵旋紧至刚好与所述定位套筒压紧。