CN110630578A - 控制阀和液压控制回路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体传动装置的控制技术领域，公开了一种控制阀和液压控制回路。所述控制阀包括用于控制压力的溢流阀芯1和用于控制流量的流量控制阀芯2以及阀座3；其中，所述溢流阀芯1和所述流量控制阀芯2共用阀座3；所述阀座3上包括P口和T口；所述流量控制阀芯2和所述溢流阀芯1共用P口和T口。通过将所述溢流阀芯1和所述流量控制阀芯2共用一个阀座3；流量控制阀芯2和溢流阀芯1共用设置在该阀座3上的P口和T口，形成新的既能够调压又能够控制流量的控制阀，解决了目前流量控制阀和溢流阀是两个独立的插件的问题。

Description

控制阀和液压控制回路

技术领域

本发明涉及流体传动装置技术领域，具体地涉及一种控制阀和液压控制回路。

背景技术

随着技术的发展带压力补偿的多路阀用的越来越广泛,其中，反馈油路是一个关键的环节。为了确保反馈油路的正常工作，要在油路上安装流量稳定器和溢流阀来防止反馈油路形成闭死容积和压力超高状况的发生。目前流量稳定器和溢流阀是两个独立的插件，需要分别加工各自的阀芯、阀座和螺纹，并需要装配两套密封件，为配合这两个独立的部件，阀体上也需要加工与之配合的成型孔，以及连接两个部件的油道等，零部件数量多，加工时间长，成本高。

为了解决上述问题，需要设计一种新型控制阀，新型控制阀兼具上述流量稳定器和溢流阀的功能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的流量稳定器和溢流阀是单独的两个插件造成需要分别加工各自的阀芯、阀座和螺纹，并需要装配两套密封件，为配合这两个独立的部件，阀体上也需要加工与之配合的成型孔以及连接两个部件的油道等，零部件数量多，加工时间长，成本高的问题。提供新型的控制阀，该新型控制阀兼具上述流量稳定器和溢流阀的功能。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种控制阀，所述控制阀包括用于控制压力的溢流阀芯和用于控制流量的流量控制阀芯以及阀座；其中，所述溢流阀芯和所述流量控制阀芯共用阀座；所述阀座上包括P口和T口；所述流量控制阀芯和所述溢流阀芯共用P口和T口。

进一步的，所述流量控制阀芯和所述溢流阀芯彼此套装在一起。

进一步的，所述流量控制阀芯套装在所述溢流阀芯内。

进一步的，所述流量控制阀芯包括设置在所述流量控制阀芯外周的第一径向凸台和第二径向凸台；所述流量控制阀芯通过所述第一径向凸台和所述第二径向凸台与所述溢流阀芯配合。

进一步的，所述流量控制阀芯朝向所述P口的一侧和背离所述P口的另一侧的压力差是恒定的。

进一步的，所述溢流阀芯与所述阀座之间能够密封或开启。

进一步的，所述溢流阀芯的开启压力能够调整。

进一步的，所述控制阀还包括调压结构；所述调压结构设置在所述阀座背离所述溢流阀芯的一端部。

进一步的，所述控制阀包括第二弹性元件，所述第二弹性元件设置在所述溢流阀芯和所述调压结构之间。

进一步的，溢流阀芯上设置有能够与所述T口连通的第一孔结构，所述流量控制阀芯通过所述第一孔结构与所述T口连通。

进一步的，所述流量控制阀芯包括节流结构，所述节流结构将所述P口与所述第一孔结构连通。

进一步的，所述节流结构设置为有利于防止压力油中的杂质沉淀而阻塞节流结构的三角形节流槽。

本发明第二方面提供一种液压控制回路，包括以上所述的控制阀。

通过上述技术方案，通过将所述溢流阀芯和所述流量控制阀芯共用一个阀座；流量控制阀芯和溢流阀芯共用设置在该阀座上的P口和T口，形成新的既能够调压又能够控制流量的控制阀，解决了目前流量稳定器和溢流阀是两个独立的插件，需要分别加工各自的阀芯、阀座和螺纹，并需要装配两套密封件，为配合这两个独立的部件，阀体上也需要加工与之配合的成型孔以及连接两个部件的油道等，零部件数量多，加工时间长，成本高的问题。

附图说明

图1是本发明的一种具体实施方式的剖面图；

图2是图1中的流量控制阀芯的左视图。

附图标记说明

1-溢流阀芯；11-密封结构；12-盲孔；2-流量控制阀芯；21-节流结构；3-阀座；31-第一梯结构；32-第二梯结构；33-容纳腔；34-第一孔结构；35-密封元件；4-封堵结构；5-第一弹性元件；6-第二弹性元件；7-调压结构；8-螺母；9-锁母。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

如图1所示，本发明一方面提供一种控制阀，所述控制阀包括用于控制压力的溢流阀芯1和用于控制流量的流量控制阀芯2以及阀座3；其中，所述溢流阀芯1和所述流量控制阀芯2共用阀座3；所述阀座3上包括P口和T口；所述流量控制阀芯2和所述溢流阀芯1共用P口和T口。通过将所述溢流阀芯1和所述流量控制阀芯2共用一个阀座3；流量控制阀芯2和溢流阀芯1共用设置在该阀座3上的P口和T口，形成新的既能够调压又能够控制流量的控制阀，解决了目前流量稳定器和溢流阀是两个独立的插件，需要分别加工各自的阀芯、阀座和螺纹，并需要装配两套密封件，为配合这两个独立的部件，阀体上也需要加工与之配合的成型孔以及连接两个部件的油道等，零部件数量多，加工时间长，成本高的问题。

如图1所示的一种实施例中，所述阀座3设置为筒状结构；所述筒状结构包括容纳腔33；所述筒状结构第一端的开口设置为P口，所述筒状结构的筒壁上设置有T口；所述溢流阀芯1和所述流量控制阀芯2容纳在容纳腔33中。所述筒状结构的外壁上设置有用于固定所述阀座3的外螺纹，所述阀座3以及容纳在容纳腔33内的所述溢流阀芯1和所述流量控制阀芯2一起通过所述阀座3上的外螺纹固定到阀体上。

其中，优选地，所述流量控制阀芯2和所述溢流阀芯1彼此套装在一起。可选择将所述流量控制阀芯2容纳在所述溢流阀芯1内，也可以选择将所述溢流阀芯1容纳在所述流量控制阀芯2内。

优选地，所述流量控制阀芯2套装在所述溢流阀芯1内。所述溢流阀芯1设置在所述容纳腔33内。其中，所述溢流阀芯1沿平行于容纳腔33的轴线的第一方向开设有盲孔12，所述溢流阀芯1以所述盲孔12开口朝向所述P口的方式安装在所述容纳腔33内并且所述溢流阀芯1能够沿第一方向移动以控制P口的压力；所述流量控制阀芯2安装在所述盲孔12内，所述流量控制阀芯2能够沿着第一方向在所述盲孔12内来回窜动以调整P口的流量。

优选地，所述流量控制阀芯2包括设置在所述流量控制阀芯2外周的第一径向凸台22和第二径向凸台23；所述流量控制阀芯2通过所述第一径向凸台22和所述第二径向凸台23与所述溢流阀芯1配合。

其中，第一径向凸台22设置在所述流量控制阀芯2的第一端，所述第二径向凸台23设置在所述流量控制阀芯2的第二端，第一径向凸台22和第二径向凸台23之间间隔有距离。这样，所述流量控制阀芯2通过第一径向凸台22和第二径向凸台23与溢流阀芯1的盲孔12配合，这样，在加工的时候，只需加工第一径向凸台22和第二径向凸台23与盲孔12接触的凸台顶部部分，降低了加工要求，同时流量控制阀芯2在盲孔12内移动的时候，又保证了流量控制阀芯2和溢流阀芯1接触面间的密封，并且保证实现了导向。

在设计的时候，需要注意，在初始位置时，第二径向凸台23不能遮盖溢流阀芯1上的第一孔结构34，以保证流量控制阀芯2的正常工作。

通过设置流量控制阀芯2，可以实现稳定流量，保证P口流量恒定，防止液压系统中的例如负载反馈油路成闭死容积和压力超高。优选地，所述流量控制阀芯2朝向所述P口的一侧和背离所述P口的另一侧的压力差是恒定的。所述控制阀包括第一弹性元件5，如图1所示的实施例中，所述第一弹性元件5设置为弹簧，该弹簧的第二端连接在盲孔12的底壁上，该弹簧的第一端连接所述流量控制阀芯2。这样，当P口的流量变化时，流量控制阀芯2在P口压力油和在第一弹性元件5的合作用力下在盲孔12内沿着第一方向窜动，保证P口流量恒定。

正常工作时流量控制阀芯1处于常开状态，压力油在流量控制阀芯1上有流动。设流量控制阀芯1左侧受压力为P1，左侧压力通过节流结构21传递到流量控制阀芯1右侧，压力油通过节流结构21会产生压力损失，设右侧压力为P2，显然P1>P2。流量控制阀芯1右侧的第一弹性元件5刚度比较小且流量控制阀芯1行程很短，可以认为第一弹性元件5的弹簧力F是恒定的，对流量控制阀芯1左右两端有如下力平衡等式：

P1*S＝P2*S+F。

其中S代表流量控制阀芯1的受压面积。

流量控制阀芯1左右压力差为：

F＝P1*S-P2*S。

则压差：

△P＝F/S是恒定值。

根据流量计算公式：

q-流量；

Cd-流量系数，常数；

ρ-压力油密度；

△P-流量控制阀芯1左右侧的压差；

A-通流面积；

上式中所有的参数都是常数，故可推出流量q是恒定不变的。

第一弹性元件5有预压缩量，第一弹性元件5的第二端作用在溢流阀芯1的盲孔12的底壁上，这个预压缩量所产生的作用力指向溢流阀芯1打开的方向，这有可能会影响溢流阀芯1的开启压力。但是在试验台上调定溢流阀芯1的开启压力时第一弹性元件5因为预压缩量所产生的作用力会包含在调定压力中，而且第一弹性元件5相比第二弹性元件6的刚度一般都小很多，流量控制阀芯2工作时的位移又很小，所以第一弹性元件5引起的溢流阀开启压力的变化可以忽略不计。

在图1所示的实施例中，第一弹性元件5设置为弹簧，该弹簧的第一端连接在所述流量控制阀芯2的第二端的沉孔中，第一弹性元件5伸入到流量控制阀芯1的沉孔内，这样设置可以防止该弹簧受压的时候倾覆。

所述控制阀还包括用于限制所述流量控制阀芯2往P口移动的极限位置的封堵结构4,所述封堵结构4固定在所述盲孔12的第一端，这样，当控制流量控制阀芯2在盲孔12内向P口移动到封堵结构4的位置的时候，封堵结构4将抵挡住所述流量控制阀芯2组织其继续前进。如图1所示的实施例中，所述封堵结构4设置为内卡簧。内卡簧卡设在所述溢流阀芯1的第一端。

所述溢流阀芯1设置在阀座3的容纳腔33的第一端部，优选地，所述溢流阀芯1与所述阀座3之间能够密封或开启。所述阀座3包括在所述筒状结构的内表面上径向凸出的第一梯结构31和第二梯结构32，所述溢流阀芯1的第一端设置有密封结构11，所述密封结构11可设置为多各种形式，优选地，所述密封结构11设置为锥密封，所述锥密封的锥尖朝向所述P口，溢流阀芯1的第二端端部连接有第二弹性元件6，在第二弹性元件6的弹力和P口的压力合力作用下，所述锥密封和所述第一梯结构31能够靠紧或分离起到密封或泻荷的作用。

所述溢流阀芯1第二端通过和第二梯结构32配合；所述第二梯结构32为溢流阀芯1沿所述第一方向来回移动提供导向；所述第一梯结构31和所述第二梯结构32之间形成一段空间。

当第二弹性元件6对溢流阀芯1推力大于来自P口的压力时，锥密封和所述第一梯结构31靠紧在一起，起到密封的作用，此时，溢流阀不工作；当第二弹性元件6对溢流阀芯1推力小于来自P口的压力时，锥密封和所述第一梯结构31分离，此时，P口和T口直接第一梯结构31和所述第二梯结构32以及所述溢流阀芯1之间形成有空腔结构通过第一梯结构31和第二梯结构32之间的空间连通，溢流阀直接泻荷，从而降低P口压力，起到调压的作用。其中，为增加溢流阀芯1运动时的稳定性，溢流阀芯1的长度尽可能的短。由于对于不同的液压系统，需要溢流阀芯1的开启压力是不同的。

为了使该控制阀可以适应不同的液压系统，优选地，所述溢流阀芯1的开启压力能够调整。这样，可以对所述溢流阀芯1的开启压力根据需要进行调定。

为了方便的调整溢流阀芯1的开启压力，优选地，所述控制阀还包括调压结构7；所述调压结构7设置在所述容纳腔33的第二端部。如图1所示的实施例中，所述调压结构7设置为调压螺杆，所述调压螺杆螺纹连接在螺母8上，螺母8上还是设置有外螺纹，通过该外螺纹，螺母8固定在所述阀座3上。其中，调压螺杆的第一端的外表面上设置有径向凸缘以防止调压螺杆朝向阀座3的第二端移动的时候从螺母8中脱出；调压螺杆上还设置有连通外部的通气孔，通过设置通气口，能够保证溢流阀芯1在第一方向移动的时候，溢流阀芯1和调压螺杆之间的腔室不是密闭的，能够保证溢流阀芯1在第一方向移动的时候，不会受到密闭气体的干扰。螺母8上设置有限制其旋入阀座3的深度的径向凸缘。为了防止在工作中螺母8松动，在螺母8的凸缘背离所述阀座3的一侧外部设置了防松结构锁母9，所述锁母9通过自身的内螺纹和调压螺杆的外螺纹连接。

优选地，所述控制阀包括第二弹性元件6，所述第二弹性元件6设置在所述溢流阀芯1和所述调压结构7之间。所述第二弹性元件6能够限制所述溢流阀芯1的第二端的极限位置并且能够给所述溢流阀芯1提供朝向所述P口的推力。其中，所述第二弹性元件6的第一端连接所述溢流阀芯1的第二端、所述第二弹性元件6的第二端连接所述调压结构7。如图1所示的实施例中，所述调压结构7的第一端设置有沉孔，第二弹性元件6设置为弹簧，该弹簧的第二端伸入到调压螺杆7的沉孔内，这样防止该弹簧受压的时候倾覆。

优选地，溢流阀芯1上设置有能够与所述T口连通的第一孔结构34，所述流量控制阀芯2通过所述第一孔结构34与所述T口连通。如图1所示的实施例中，第一孔结构34设置为开在盲孔12的侧壁上的径向孔，该径向孔打通了盲孔壁内外，所述第一孔结构34能够通过阀座3上的第一梯结构31和第二梯结构32之间的空间连通T口。

优选地，所述流量控制阀芯2包括节流结构21，所述节流结构21将所述P口与所述第一孔结构34连通。所述节流结构21周向布置的在所述第一径向凸台22上，所述流量控制阀芯2和所述盲孔12的底壁之间形成的第一腔室13通过所述节流结构21和所述P口连通。同时，节流结构21也能通过第一孔结构34连通T口。另外，所述节流结构21还可以通过所述流量控制阀芯2第一端的第一径向凸台22和所述流量控制阀芯2第二端的第二径向凸台23之间的空间连通第一孔结构34进而连通T口。

优选地，所述节流结构21设置为有利于防止压力油中的杂质沉淀而阻塞节流结构21的三角形节流槽。如图2所示，三角形节流槽的横截面设置为倒置的等腰三角形结构；在第一径向凸台22的圆周上可设置例如对称的两个三角形节流槽，当然，也可以在第一径向凸台22上设置更多的三角形节流槽，采用三角形节流槽可以有效防止当流量控制阀芯1随LS压力变化在溢流阀芯1的盲孔12内相对溢流阀芯1往复移动时节流结构21被油液中的杂质堵塞，从而降低故障率。

在第一弹性元件5不变的情况下更改三角形节流槽的数量和大小可以控制通过流量控制阀芯1的恒定流量的大小。流量控制阀芯1的轴向和径向设置有比较大的孔，这样，可以确保流量控制阀芯1和盲孔12的底壁之间形成的空腔能够不至于因为压力油中的杂质沉淀而堵塞而始终连通P口。

所述控制阀还包括密封元件35，所述密封元件35设置在所述溢流阀芯1和所述阀座3之间用来保证液压系统中的油液不会通过阀座3和溢流阀芯1之间的配合面中流出。当溢流阀芯1在第一方向上移动的时候，要保证密封元件35一直处于溢流阀芯1和第二梯结构32之间，保持能够密封，即溢流阀最大开口时溢流阀芯1上的密封元件不能失效。

本发明第二方面提供一种液压控制回路，包括以上所述的控制阀。

所述液压控制回路具有上述控制阀，所达到的技术优势与所述控制阀相同，在此不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，例如，流量控制阀芯2限位的封堵结构4不限于用内卡簧，也可以用堵头等其它形式；溢流阀芯1与阀座3之间的密封形式不限于锥密封，也可以是滑阀密封等其它形式。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，例如节流结构21不限于三角形节流槽，也可以是其它形状的节流槽或孔，而且数量不限于2个。节流结构21不限于开设在第一径向凸台22的圆周上，也可以在流量控制阀芯2的轴向打孔开节流槽。

为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种控制阀，其特征在于，包括用于控制压力的溢流阀芯(1)和用于控制流量的流量控制阀芯(2)以及阀座(3)；其中，所述溢流阀芯(1)和所述流量控制阀芯(2)共用阀座(3)；所述阀座(3)上包括P口和T口；所述流量控制阀芯(2)和所述溢流阀芯(1)共用P口和T口。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述流量控制阀芯(2)和所述溢流阀芯(1)彼此套装在一起。

3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述流量控制阀芯(2)套装在所述溢流阀芯(1)内。

4.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，所述流量控制阀芯(2)包括设置在所述流量控制阀芯(2)外周的第一径向凸台(22)和第二径向凸台(23)；所述流量控制阀芯(2)通过所述第一径向凸台(22)和所述第二径向凸台(23)与所述溢流阀芯(1)配合。

5.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，所述流量控制阀芯(2)朝向所述P口的一侧和背离所述P口的另一侧的压力差△P是恒定的。

6.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，所述溢流阀芯(1)与所述阀座(3)之间能够密封或开启。

7.根据权利要求6所述的控制阀，其特征在于，所述溢流阀芯(1)的开启压力能够调整。

8.根据权利要求7所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀还包括调压结构(7)；所述调压结构(7)设置在所述阀座(3)背离所述溢流阀芯(1)的一端部。

9.根据权利要求8所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀包括第二弹性元件(6)，所述第二弹性元件(6)设置在所述溢流阀芯(1)和所述调压结构(7)之间。

10.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，所述溢流阀芯(1)上设置有能够与所述T口连通的第一孔结构(34)，所述流量控制阀芯(2)通过所述第一孔结构(34)与所述T口连通。

11.根据权利要求10所述的控制阀，其特征在于，所述流量控制阀芯(2)包括节流结构(21)，所述节流结构(21)将所述P口与所述第一孔结构(34)连通。

12.根据权利要求11所述的控制阀，其特征在于，所述节流结构(21)设置为有利于防止压力油中的杂质沉淀而阻塞节流结构(21)的三角形节流槽。

13.一种液压控制回路，其特征在于，包括根据权利要求1-12中任意一项所述的控制阀。

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