CN110725819A - 流量控制型变幅平衡阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种流量控制型变幅平衡阀,涉及起重机械、工程机械、农业机械液压控制技术领域。流量控制型变幅平衡阀,包括:阀体,其内设置有两端贯通的阀腔;控制缸体、端盖;平衡阀芯、控制阀芯、单向阀芯;阀腔内从靠近控制缸体一端到靠近端盖一端依次设置有第一室、第二室、第三室、第四室。本发明通过控制阀芯、单向阀芯、平衡阀芯、第一室、第二室、第三室、第四室之间的配合和动作,使油液能够稳定的在流量控制型变幅平衡阀中流动,实现了单向功能、负载保持、液控节流功能,此外带溢流功能同向型变幅平衡阀受背压影响很大;且负载压力的波动,也会影响平衡阀对系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于起重机械、工程机械、农业机械液压控制技术领域,涉及一种流量控制型变幅平衡阀。
背景技术
起重机变幅是指通过吊臂角度的变化带动吊臂做落臂或起臂运动。变幅机构能够扩大起重机作业范围,改善工作机动性,提高生产效率;改变取物装置位置,以适应起重量和装卸位置的要求;提高非工作时起重机的通过性。
在变幅机构中,变幅平衡阀起到至关重要的作用。通过变幅平衡阀的动作使吊臂角度变化实现吊臂的起升和下降、动作过程中的限速及使吊臂保持在空中任一位置。在现有技术中,带溢流功能同向型变幅平衡阀被广泛应用。然而溢流同向型变幅平衡阀动作过程中,全靠弹簧的预压缩力,弹簧容易疲劳破坏,容易导致平衡阀失效,使油缸失控快速降落,因而存在安全隐患;此外带溢流功能同向型变幅平衡阀受背压影响很大;且负载压力的波动,也会影响平衡阀对系统的稳定性。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种安全性高、稳定性好的流量控制型变幅平衡阀。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种流量控制型变幅平衡阀,包括:
阀体,其内设置有两端贯通的阀腔;分别与阀腔相连通的第一通道及第二通道;分别与第一通道、第二通道连通的B口、A口;
控制缸体,其插接在阀腔一端,其内设置有控制阀芯及容纳控制阀芯的控制腔;
端盖,其插接在阀腔另一端,端盖内部设置有端盖腔;
平衡阀芯,其插接在阀腔内,平衡阀芯靠近控制缸体一侧与控制阀芯通过螺纹相连接成为一个整体,且单向阀芯位于平衡阀芯内部,平衡阀芯靠近端盖一侧插接在端盖腔内,端盖腔与平衡阀芯之间安装有弹簧;
阀腔内从靠近控制缸体一端到靠近端盖一端依次设置有第一室、第二室、第三室、第四室。
作为本发明的进一步改进,第一室由阀腔、控制阀芯、控制缸体、平衡阀芯共同合围而成;第二室由阀腔和控制阀芯合围而成,第二室内的单向阀芯上开设有垂直于平衡阀芯轴向的第一通孔,平衡阀芯上开设有垂直于平衡阀芯轴向的第二通孔,通过第一通孔与第二通孔使单向阀芯内部与第二室连通,第二室与第一通道相连接;第三室由平衡阀芯和阀腔合围而成;第四室由阀腔、平衡阀芯和端盖合围而成,平衡阀芯上设置有连通平衡阀芯内部与第四室的第三通孔,第四室与第二通道相连接。
作为本发明的进一步改进,单向阀芯使油液只能从平衡阀芯内部流入第二室。
作为本发明的进一步改进,第一通道与第二通道互相垂直,第一通道与第二通道均垂直于阀腔,并且第一通道与第二通道不在同一平面上。
作为本发明的进一步改进,控制缸体远离阀体一端设置控制口,控制口与X口相连接,控制口内设置有第一过滤网与第一阻尼。
作为本发明的进一步改进,阀体上设置有连通第一室与第四室的第三通道。
作为本发明的进一步改进,端盖腔的有效受力面积与第一室的有效受力面积比值为1.0~1.1。
作为本发明的进一步改进,第二室内两侧平衡阀芯直径相同,受力面积相等。
作为本发明的进一步改进,平衡阀芯靠近端盖一端设置有并联的单向阻尼阀与第二阻尼;平衡阀芯靠近第二通道一侧设置有第二过滤网;并联的单向阻尼阀、第二阻尼与第二过滤网串联。具体的,第二阻尼与单向阻尼阀并联、第二阻尼与单向阻尼阀并联后再与第二过滤网串联。
作为本发明的进一步改进,阀腔内设置有用于间隔第一室、第二室、第三室的第一阀腔凸起、第二阀腔凸起和第三阀腔凸起;阀杆上设置有与第一阀腔凸起、第二阀腔凸起和第三阀腔凸起相配合的第一阀杆凸起、第二阀杆凸起和第三阀腔凸起。
作为本发明的进一步改进,第二阀杆凸起上设置有至少一个节流槽。
作为本发明的进一步改进,第三阀腔凸起与第三阀杆凸起之间构成线接触。
基于上述技术方案,本发明实施例至少可以产生如下技术效果:本发明通过控制阀芯、单向阀芯、平衡阀芯、第一室、第二室、第三室、第四室之间的配合和动作,使油液能够稳定的在流量控制型变幅平衡阀中流动,实现了单向功能、负载保持、液控节流功能,且该平衡阀无溢流功能,不受负载压力波动的影响,且回油背压的影响大大减弱。进一步的,单向阀芯使油液只能从平衡阀芯内部单方向流入第二室。因此,结构更紧凑。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:
图1是本发明一种流量控制型变幅平衡阀单向功能下的结构剖视图。
图2是图1另一个视角的剖视图。
图3是流量控制型变幅平衡阀负载保持下的剖视图。
图4是流量控制型变幅平衡阀液控节流功能下的剖视图的剖视图。
图5是流量控制型变幅平衡阀单向功能与负载保持时的液压原理图。
图6是流量控制型变幅平衡阀液控节流功能时的液压原理图。
图7是控制缸体、平衡阀芯与端盖的结构示意图。
图中,100、阀体;111、第一室;112、第二室;113、第三室;114、第四室;115、第一通孔;116、第二通孔;117、第三通孔;120、第一通道;121、第二通道;122、第三通道;131、第一阀腔凸起;132、第二阀腔凸起;133、第三阀腔凸起;141、第一阀杆凸起;142、第二阀杆凸起;143、第三阀杆凸起;144、节流槽;200、控制缸体;210、控制阀芯;220、控制腔;230、控制口;231、第一过滤网;232、第一阻尼;300、端盖;310、端盖腔;400、平衡阀芯;410、单向阀芯;420、弹簧;430、单向阻尼阀;440、第二阻尼;450、第二过滤网。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
下面结合图1至图7对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
一种流量控制型变幅平衡阀,如图1至图4、图7所示,包括:阀体100,控制缸体200,端盖300。
阀体100内设置有两端贯通的阀腔、与分别阀腔相连通的第一通道120及第二通道121;分别与第一通道120、第二通道121连通的B口、A口;
控制缸体200通过螺纹连接在阀腔一端,其内设置有控制阀芯210及容纳控制阀芯210的控制腔220;
端盖300插接在阀腔另一端,端盖300内部设置有端盖腔310;
平衡阀芯400插接在阀腔内,平衡阀芯400靠近控制缸体200一侧与控制阀芯210通过螺纹相连接成为一个整体,且单向阀芯410位于平衡阀芯400内部,平衡阀芯400靠近端盖300一侧插接在端盖腔310内,端盖腔310与平衡阀芯400之间安装有弹簧420;
其中,阀腔内从靠近控制缸体200一端到靠近端盖300一端依次设置有第一室111、第二室112、第三室113、第四室114;第一室111由阀腔、控制阀芯210、控制缸体200、平衡阀芯400共同合围而成;第二室112由阀腔和控制阀芯210合围而成,第二室内的单向阀芯410上开设有垂直于平衡阀芯轴向的第一通孔115,平衡阀芯400上开设有垂直于平衡阀芯轴向的第二通孔116,通过第一通孔115与第二通孔116使单向阀芯410内部与第二室112连通,第二室112与第一通道120相连接;第三室113由平衡阀芯400和阀腔合围而成;第四室114由阀腔、平衡阀芯400和端盖300合围而成,平衡阀芯400上设置有连通平衡阀芯400内部与第四室114的第三通孔117,第四室114与第二通道121相连接。
单向阀芯410使油液只能从平衡阀芯400内部单方向流入第二室112。
控制缸体200远离阀体100一端设置控制口230。
第一通道120与第二通道121互相垂直,第一通道120与第二通道121均垂直于阀腔,并且第一通道120与第二通道121不在同一平面上,B口接液压油缸的进油口,A口接多路阀。
控制口230内设置有第一过滤网231与第一阻尼232,第一过滤网231对通过控制口230注入的油液进行过滤,避免油液中的杂质进入平衡阀中,提高平衡阀的寿命。第一阻尼232保证进入油液的稳定性,具有滤波作用,有效防止平衡阀初开抖动现象。
阀体100上设置有连通第一室111与第四室114的第三通道122。通过第三通道122使第一室111与第四室114之间的油液可以流动,因而第一室111与第四室114保持相同压力,且第一室111和第四室114的压力油全部引自低压腔A口。
端盖腔310的有效受力面积与第一室111的有效受力面积比值为1.0-1.1。具体而言,端盖腔310形成的圆面积与第一室111内阀腔、控制阀芯210形成的环形面积比值为1.03,端盖腔310形成的圆面积具体为端盖300与平衡阀芯400相接触位置形成的圆面积;第一室111内阀腔、控制阀芯210形成的环形面积具体为第一阀腔凸起131与第一阀杆凸起141相接触位置形成的圆面积减去控制阀芯210的圆面积。由于该比值相比于控制压力而言,可忽略不计,因而使平衡阀芯400不受回油背压的影响。
第二室112内两侧平衡阀芯400直径相同,受力面积相等。因此,无论负载如何变化,作用在平衡阀芯400上的有效作用面积为零,无法推动平衡阀芯400。平衡阀不受负载压力波动影响,提高平衡阀的稳定性。
平衡阀芯400靠近端盖300一端设置有并联的单向阻尼阀430与第二阻尼440;平衡阀芯400靠近第二通道121一侧设置有第二过滤网450;并联的单向阻尼阀430、第二阻尼440与第二过滤网450串联。从第二通道121进入的油液先经过第二过滤网450,再经过并联的单向阻尼阀430与第二阻尼440,进入到端盖腔310中。此外,单向阻尼阀430使油液只能从第二通道121单方向流入端盖腔310。油液流入端盖腔310时可通过单向阻尼阀430与第二阻尼440两条通道,油液从端盖腔310流出时只能通过第二阻尼440的通道。单向阻尼阀430的设置使油液能够快速流入端盖腔310而慢速流出端盖腔310,当端盖腔310受到压力时,在第二阻尼440的作用下,油液保持慢速流出端盖腔310,实现稳流作用,避免变幅平衡阀波动过大,而难以控制。单向阻尼阀430和第二阻尼440构成的并联结构,用来实现平衡阀的慢开快回的功能。
进一步的,第二阻尼440为三个阻尼串联。三个阻尼串联能够提高稳流效果,使变幅平衡阀更稳定。
进一步的,弹簧420为套设的两个弹簧,两个弹簧的设置使压力进一步分摊,提高弹簧420的使用时效,降低弹簧420的损耗。
阀腔内设置有用于间隔第一室111、第二室112、第三室113的第一阀腔凸起131、第二阀腔凸起132和第三阀腔凸起133;阀杆上设置有与第一阀腔凸起131、第二阀腔凸起132和第三阀腔凸起133相配合的第一阀杆凸起141、第二阀杆凸起142和第三阀杆凸起143。
第一阀腔凸起131与第一阀杆凸起141之间设置有挡圈和密封圈,使第一室111保持密封。
第二阀杆凸起142上设置有节流槽144,优选为四个等距排布的节流槽144。节流槽144用于实现可变通流面积的作用,即实现控制压力与通流面积一一对应的关系。具体的,如图7所示,本实施例中节流槽144的结构为第二阀杆凸起142从靠近端盖300一侧朝向靠近控制缸体200并且朝向控制阀芯210内部倾斜切削而成的平面。
第三阀腔凸起133与第三阀杆凸起143之间构成线接触,形成线密封。具体的,第三阀杆凸起143靠近端盖300一侧的直径大于靠近控制缸体200一侧的直径。也就是说,第三阀杆凸起143呈斜坡形状,第三阀腔凸起133抵靠在第三阀杆凸起143,形成线接触。
当平衡阀芯400朝向端盖300一侧滑动时,第二阀杆凸起142与第二阀杆凸起142产生相对滑移,通过节流槽144使第二室112与第三室113连通;第三阀杆凸起143与第三阀杆凸起143之间错开,使第三室113与第四室114相连通,并且平衡阀芯400朝向端盖300一侧滑动距离越大,第二室112、第三室113与第四室114之间连通程度越高,实现了通过流量控制起重机吊臂起升下降速度的效果。
工作原理:
单向功能:如图1、图2、图5所示,油液从第二通道121进入,通过第三通孔117,进入到平衡阀芯400内,推开单向阀芯410,通过第二通孔116进入第一室111,通过第一通道120流出。与此同时,从第二通道121进入的油液依次通过第二过滤网450、并联的单向阻尼阀430与第二阻尼440,进入到端盖腔310内;从第二通道121进入的油液通过工艺孔进入到第一室111内。在单向功能下,油液流向负载,使起重机吊臂角度增大实现起升。
负载保持:如图3、图5所示,油液停止从第二通道121进入,单向阀芯410关闭。在负载保持状态下,第一通道120及第二室112内油液停止流动,保持高压,使起重机吊臂停止在空中。
液控节流功能:如图4、图6所示,油液通过控制口230注入到控制腔220,推动控制阀芯210、单向阀芯410、平衡阀芯400朝向靠近端盖300的方向移动,第二阀腔凸起132与第二阀杆凸起142之间错开,第三阀杆凸起143与第三阀杆凸起143之间错开,第二室112、第三室113、第四室114连通,第一通道120中的油液通过第二室112、第三室113、第四室114流入第二通道121,最终流出。与此同时,第一室111、第四室114及后盖腔内的油液可以继续通过第二通道121流出。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种流量控制型变幅平衡阀,其特征在于,包括:
阀体,其内设置有两端贯通的阀腔;分别与阀腔相连通的第一通道及第二通道;分别与第一通道、第二通道连通的B口、A口;
控制缸体,其插接在阀腔一端,其内设置有控制阀芯及容纳控制阀芯的控制腔;
端盖,其插接在阀腔另一端,端盖内部设置有端盖腔;
平衡阀芯,其插接在阀腔内,平衡阀芯靠近控制缸体一侧与控制阀芯通过螺纹相连接成为一个整体,且单向阀芯位于平衡阀芯内部,平衡阀芯靠近端盖一侧插接在端盖腔内,端盖腔与平衡阀芯之间安装有弹簧;
阀腔内从靠近控制缸体一端到靠近端盖一端依次设置有第一室、第二室、第三室、第四室。
2.根据权利要求1所述的流量控制型变幅平衡阀,其特征在于,第一室由阀腔、控制阀芯、控制缸体、平衡阀芯共同合围而成;第二室由阀腔和控制阀芯合围而成,第二室内的单向阀芯上开设有垂直于平衡阀芯轴向的第一通孔,平衡阀芯上开设有垂直于平衡阀芯轴向的第二通孔,通过第一通孔与第二通孔使单向阀芯内部与第二室连通,第二室与第一通道相连接;第三室由平衡阀芯和阀腔合围而成;第四室由阀腔、平衡阀芯和端盖合围而成,平衡阀芯上设置有连通平衡阀芯内部与第四室的第三通孔,第四室与第二通道相连接。
3.根据权利要求1所述的流量控制型变幅平衡阀,其特征在于,单向阀芯使油液只能从平衡阀芯内部流入第二室。
4.根据权利要求1所述的流量控制型变幅平衡阀,其特征在于,控制缸体远离阀体一端设置控制口,控制口与X口相连接,控制口内设置有第一过滤网与第一阻尼。
5.根据权利要求1所述的流量控制型变幅平衡阀,其特征在于,阀体上设置有连通第一室与第四室的第三通道。
6.根据权利要求1所述的流量控制型变幅平衡阀,其特征在于,平衡阀芯靠近端盖一端设置有并联的单向阻尼阀与第二阻尼;平衡阀芯靠近第二通道一侧设置有第二过滤网;并联的单向阻尼阀、第二阻尼与第二过滤网串联。
7.根据权利要求1所述的流量控制型变幅平衡阀,其特征在于,阀腔内设置有用于间隔第一室、第二室、第三室的第一阀腔凸起、第二阀腔凸起和第三阀腔凸起;阀杆上设置有与第一阀腔凸起、第二阀腔凸起和第三阀腔凸起相配合的第一阀杆凸起、第二阀杆凸起和第三阀腔凸起。
8.根据权利要求7所述的流量控制型变幅平衡阀,其特征在于第二阀杆凸起上设置有至少一个节流槽;第三阀腔凸起与第三阀杆凸起之间构成线接触。
9.根据权利要求1所述的流量控制型变幅平衡阀,其特征在于,端盖腔的有效受力面积与第一室的有效受力面积比值为1.0-1.1;第二室内两侧平衡阀芯直径相同,受力面积相等。
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