CN110792650B - 一种螺纹插装式负载保持阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压元件技术领域。本发明公开了一种螺纹插装式负载保持阀，阀体设有进油口、出油口、控制油口和卸油口；单向阀芯位于出油口可相对于阀体进行轴向移动；阀座下端与单向阀芯密封接触；流量控制阀芯位于阀座内部可相对于阀座进行轴向移动；阀座下端设有轴向孔，流量控制阀芯下端与轴向孔密封接触；流量控制阀芯与阀座形成控制腔，控制腔内有第一弹簧并对流量控制阀芯产生压紧力；流量控制阀芯内设有阀孔和阻尼孔，阻尼孔与出油口和阀孔连通，阀孔与卸油口和控制腔连通；先导阀芯上端与阀体形成控制油腔且与控制油口连通，下端与阀孔密封接触。本发明的螺纹插装式负载保持阀易于集成、使用寿命长、具有安全溢流功能和微动性能。

Description

一种螺纹插装式负载保持阀

技术领域

本发明属于液压元件技术领域，具体涉及一种螺纹插装式负载保持阀。

背景技术

在工程机械和建筑机械领域中，有很多设备例如挖掘机、装载机、两头忙挖掘机等都是借助油缸进行承受负载，由此需要油缸具备负载保持功能。然而，对油缸的动作控制中主要依托于阀门，而阀门在工作中通常存在着油液泄漏问题，这样当油缸承载的重物越重时，油缸的泄漏就会增加，从而导致其工作过程中的负载保持性能就会越差。

为了解决由于阀门泄漏问题而影响油缸的负载保持性能，在申请号为201510193345.8、名称为负载保持阀的中国专利和申请号为201910145299.2、名称为一种负载保持阀的中国专利中，分别公开了不同结构形式的负载保持阀，以此解决阀门在工作中泄漏的问题。

但是，上述两件专利中公开的负载保持阀存在着以下技术问题：1、均为板式阀结构，这样实际使用时就需要用螺丝将其固定安装在支架上，再通过管路与油缸及多路换向阀相连，而不能直接集成在油缸上，从而导致占用较大的安装空间而且安装复杂；2、在控制油缸进行上升和下降动作时，上述两件专利中公开的负载保持阀，都是通过控制一个阀芯的反复开闭动作实现，而工程机械的动作操纵频繁，这样就会使相应阀芯的开启和关闭次数增加，从而加剧该阀芯的磨损，造成密封不严而产生泄漏，最终导致整个阀的使用寿命缩短；3、当油缸处于长期静止状态，而由于油温上升造成油缸内压力升高时，上述两件专利中公开的负载保持阀都无法实现对油液压力升高的限制作用，此时为了防止油液压力持续升高而造成油缸密封圈及管路的损坏，通常需要配设单独的安全阀，不仅使设备复杂度提高，而且增加了设备成本。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种螺纹插装式负载保持阀。该螺纹插装式负载保持阀包括阀体以及沿所述阀体轴线方向布设在其内部的单向阀芯、阀座、流量控制阀芯和先导阀芯；

所述阀体为螺纹插装阀体结构形式，设有进油口、出油口、控制油口和卸油口；所述单向阀芯位于所述出油口位置，并且可以相对于所述阀体进行轴向移动；所述阀座为中空结构，并且上端与所述阀体保持固定连接，下端与所述单向阀芯接触密封，用于控制所述进油口和所述出油口之间油路的直接通断；

所述流量控制阀芯位于所述阀座的内部，并且可以相对于所述阀座进行轴向移动；所述阀座的下端设有连通的轴向孔和径向孔，所述流量控制阀芯的下端与所述轴向孔接触密封，用于控制所述进油口和所述出油口之间油路通过所述轴向孔和所述径向孔的通断，所述流量控制阀芯的上端穿过所述阀座延伸至所述卸油口位置处；所述流量控制阀芯与所述阀座之间形成控制腔，所述控制腔内设有第一弹簧，通过所述第一弹簧使所述流量控制阀芯与所述轴向孔保持密封接触；

所述流量控制阀芯的内部设有沿轴向的阀孔和阻尼孔，所述阻尼孔的一端与所述出油口连通，另一端与所述阀孔连通，同时所述阀孔将所述卸油口和所述控制腔连通；

所述先导阀芯的上端与所述阀体形成控制油腔，并且与所述控制油口连通，所述先导阀芯的下端与所述阀孔接触密封，用于控制所述阀孔与所述卸油口的通断。

优选的，该螺纹插装式负载保持阀，还包括一个第二弹簧；所述第二弹簧的一端与所述阀体保持接触，另一端与所述单向阀芯保持接触，将所述单向阀芯压向所述阀座。

进一步优选的，所述出油口位置设有内卡簧；所述内卡簧与所述第二弹簧保持接触，固定所述第二弹簧与所述阀体之间的位置关系。

优选的，所述单向阀芯与所述阀座之间采用线接触密封。

优选的，所述流量控制阀芯与所述轴向孔之间采用线接触密封。

优选的，所述先导阀芯与所述阀孔之间采用线接触密封。

优选的，该螺纹插装式负载保持阀，还包括一个第三弹簧；所述第三弹簧位于所述先导阀芯的上端，用于对所述先导阀芯产生压紧力并平衡所述先导阀芯所受控制油压力。

进一步优选的，该螺纹插装式负载保持阀，还包括调节螺杆；所述调节螺杆的一端与所述阀体采用螺纹连接，并且伸至所述阀体内与所述第三弹簧接触，用于调节所述第三弹簧的预紧力。

优选的，所述阀体由第一阀体和第二阀体通过螺纹连接组成，所述阀座可拆卸的插装固定在所述第一阀体内。

进一步优选的，所述阀座的上端设有弹簧座；所述弹簧座与所述阀座采用螺纹连接，并且由所述弹簧座、所述阀座和所述流量控制阀芯三者构成所述控制腔，所述第一弹簧的一端与所述弹簧座接触，另一端与所述流量控制阀芯接触。

本发明的螺纹插装式负载保持阀相较于现有的负载保持阀，具有以下有益技术效果：

1、在本发明中，通过采用螺纹插装式的阀体结构，从而将整个负载保持阀设计为螺纹插装式。这样，不仅使整个负载保持阀的自身结构体积更加紧凑，便于安装使用，而且可以直接集成到油缸上，省去现有板式阀对安装支架的需求，从而降低安装空间要求，便于管路连接，提高该负载保持阀的使用灵活性。

2、在本发明中，借助流量控制阀芯与阀座的配合动作，替代了负载下降时由单向阀芯与阀座控制进油口与出油口之间的油路通断，从而在负载上升和下降的整个过程中，使控制进油口和出油口之间油路直接通断的单向阀芯只开闭一次，这与现有技术中的阀门相比较，减少了单向阀芯与阀座之间的一次碰撞，从而在整个工作过程中可以减少单向阀芯受到的磨损和冲击碰撞损伤，提高和保证整个阀的使用寿命和使用性能。

3、采用本发明的螺纹插装式负载保持阀进行负载下降时，通过先导阀芯对流量控制阀芯中阀孔开度的控制进而对阀座中轴向孔开度的控制，不仅可以实现流量控制，而且还可以实现微动功能，提高该负载保持阀的控制性能。

4、在本发明中，不仅利用阻尼孔、阀孔和先导阀芯对出油口与卸油口的通断控制，实现了负载保持阶段针对油温升高时的安全溢流功能，而且借助调节螺钉对第三弹簧预紧力的调整控制，实现了油管爆裂时通过手动调节可以控制油缸下降的功能。

附图说明

图1为本实施例中螺纹插装式负载保持阀的结构示意图；

图2为本实施例中阀座、流量控制阀芯和弹簧座三者连接的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。

结合图1所示，本实施例的螺纹插装式负载保持阀，包括阀体1、单向阀芯2、阀座3、流量控制阀芯4和先导阀芯5。其中，阀体1为螺纹插装阀体结构形式，并且设有进油口A、出油口B、控制油口X和卸油口T。单向阀芯2、阀座3、流量控制阀芯4和先导阀芯5沿阀体1的轴线方向布设在其内部。

单向阀芯2位于靠近出油口B的位置处，并且可以相对于阀体1进行轴向移动。阀座3的上端与阀体1保持固定连接，下端与单向阀芯2形成接触密封，通过单向阀芯2相对于阀体1的轴向移动，实现对进油口A和出油口B之间油路通断的直接控制。

结合图1和图2所示，阀座3为中空结构，流量控制阀芯4位于阀座3的内部，并且可以相对于阀座3进行轴向移动。阀座3的下端设有连通的轴向孔31和径向孔32，并且轴向孔31与出油口B连通，径向孔32与进油口A连通。流量控制阀芯4的下端与轴向孔31接触密封，用于控制进油口A和出油口B之间油路通过轴向孔31和径向孔32的通断，流量控制阀芯4的上端穿过阀座3延伸至卸油口T的位置处。与此同时，流量控制阀芯4与阀座3之间形成控制腔33，控制腔33内设有第一弹簧61，通过第一弹簧61对流量控制阀芯4产生压紧力，使其下端与轴向孔31保持接触密封。

结合图1和图2所示，流量控制阀芯4的内部设有沿轴向的阀孔41和阻尼孔42。其中，阻尼孔42的一端与出油口B连通，另一端与阀孔41连通，同时阀孔41将卸油口T和控制腔33连通，从而使控制腔33通过阀孔41和阻尼孔42与出油口B和卸油口T连通。

结合图1和图2所示，先导阀芯5的上端与阀体1形成控制油腔51，并且与控制油口X连通，先导阀芯5的下端与阀孔41接触密封，用于控制阀孔41与卸油口T的通断。此时，通过控制油口X引入的控制油就可以驱动先导阀芯相对于阀体进行轴向移动，从而控制先导阀芯对阀孔的启闭，进而控制阀孔与卸油口之间的通断。

油缸采用本实施例的螺纹插装式负载保持阀时，通过阀体1外表面的螺纹可以直接将该螺纹插装式负载保持阀插装固定在油缸的插孔位置处，使出油口B直接与油缸的活塞腔连通，进油口A通过管路与多路换向阀相连，控制油口X与控制油相连，卸油口T与油箱相连。

结合图1所示，在本实施例中，阀体1采用分体式结构，由第一阀体1a和第二阀体1b通过螺纹连接组成，并且阀座3通过可拆卸的方式插装固定在第一阀体1a内。这样，不仅便于对阀体和阀座进行加工制作和装配，而且还可以对阀座进行快速拆装更换。同样，在其他实施例中，根据设计和加工的能力和要求，也可以直接将阀座与阀体设计和加工为一体式结构。

进一步，结合图2所示，在阀座3的上端设有一个弹簧座7。弹簧座7通过螺纹连接的方式固定在阀座3的顶部，同时在流量控制阀芯4的轴向中间区域设有导向凸台。此时，由弹簧座7、阀座3和流量控制阀芯4三者构成控制腔33，并且第一弹簧61的一端与弹簧座7接触，另一端与流量控制阀芯4的导向凸台接触，从而使第一弹簧61对流量控制阀芯4产生将其压靠在轴向孔31上的预压紧力。同样，在其他实施例中，弹簧座也可以采用其他方式与阀座进行连接，例如借助卡簧进行位置固定。

这样，通过螺纹连接的方式进行弹簧座与阀座的连接，不仅可以实现控制腔的形成，而且可以对第一弹簧进行快速更换，从而满足不同工况中将流量控制阀芯压靠在轴向孔上的预压紧力要求。与此同时，借助流量控制阀芯上的导向凸台，可以保证流量控制阀芯相对于阀座进行往复移动的稳定性和准确性，避免发生卡顿，提高整个螺纹插装式负载保持阀的工作可靠性。

结合图1所示，在本实施例的螺纹插装式负载保持阀中，还设有一个第二弹簧62。第二弹簧62位于第一阀体1a内，并且一端与第一阀体1a保持接触，另一端与单向阀芯2保持接触。其中，在本实施例中，第二弹簧62通过位于出油口B位置处的卡簧8与第一阀体1a保持固定连接。这样，借助第二弹簧就可以将单向阀芯压向阀座，使单向阀芯与阀座保持常态下的接触密封。同样，在其他实施例中，也可以采用其他方式实现单向阀芯与阀座之间的接触密封和脱离，例如将单向阀芯设计为滑阀结构形式，由外控油液控制单向阀芯与阀座的接触密封和脱离。

结合图1所示，本实施例的螺纹插装式负载保持阀，还包括一个第三弹簧63。第三弹簧63位于先导阀芯5的上端，用于对先导阀芯5产生向下的压紧力，从而使先导阀芯5常态下保持对阀孔41的密封，并且平衡所受到的控制油压力。

进一步，在螺纹插装式负载保持阀上还设有调节螺杆91。调节螺杆91通过调节座92与阀体1形成螺纹连接，并且调节螺杆91的一端伸至阀体1的内部与第三弹簧63接触。这样，通过对调节螺杆的调节，就可以对第三弹簧的预紧力进行调整。

此外，在本实施例中，单向阀芯与阀座之间的接触密封方式、流量控制阀芯与轴向孔之间的接触密封方式以及先导阀芯与阀孔之间的接触密封方式均采用线密封，以此提高整个螺纹插装式负载保持阀的密封效果，保障整个螺纹插装式负载保持阀的使用性能。

接下来，结合图1和图2所示，对采用本实施例螺纹插装式负载保持阀的油缸所实现的不同功能进行介绍。

负载上升功能：当控制负载上升时，多路换向阀出口的油液经进油口A流至阀体1内并作用到单向阀芯2的上表面，克服第二弹簧62对单向阀芯2的作用力，推动单向阀芯2向下移动，使单向阀芯2与阀座3脱离接触，连通进油口A和出油口B，使油液由进油口A直接进入出油口B，进而作用到油缸的活塞腔，推动油缸伸出使负载上升。在此过程中，流量控制阀芯4在第一弹簧61、第三弹簧63及出油口B处油液压力的作用下保持对阀座3中轴向孔31的关闭状态。

负载保持功能：当需要油缸停止时，多路换向阀停止供油，单向阀芯2在出油口B处油液压力和第二弹簧62的作用下向上移动，单向阀芯2的内锥面与阀座3的下端面重新贴合形成线密封，保持无泄漏；同时，出油口B处的油液经阻尼孔42和阀孔41进入到控制腔33内，并作用到流量控制阀芯4上使流量控制阀芯4的下端与阀座3的轴向孔31形成线密封，保持无泄漏；先导阀芯5在第三弹簧63的作用力下与阀孔41形成线密封，保持无泄漏。由此，实现无泄漏的负载保持功能。

安全溢流功能：当由于油温上升，造成与油缸活塞腔连通的出油口B处油液压力上升时，出油口B处油液压力经过阻尼孔42和阀孔41后，传递并作用到先导阀芯5上，克服第三弹簧63的作用力，推动先导阀芯5向上移动，打开阀孔41，使出油口B处的油液溢流至卸荷油口T。

负载下降功能：当需要控制负载下放时，通过控制油口X引入控制油液并作用到先导阀芯5上，克服第三弹簧63的作用力，推动先导阀芯5向上移动，打开阀孔41，此时由阻尼孔42及阀孔41的开度构成一个B型液压半桥来控制控制腔33内的油液压力，当阀孔41打开一定的开口时，控制腔33内的油液压力下降，流量控制阀芯4在出油口B处压力以及控制腔33内压力之间的压差作用下向上移动，在向上移动的过程中阀孔41的开度又减小，使控制腔33内的油液压力回升，最终使流量控制阀芯4的受力达到平衡；其中，控制油口X处的油液压力越大，先导阀芯5向上移动的距离越大，阀孔41的开度越大，流量控制阀芯4向上移动的距离也就越大，从而使阀座3的轴向孔31形成更大的开度，这样，通过控制油口X处的压力就可以控制从出油口B流出经过轴向孔31和径向孔32后流至进油口A的油液流量，进而控制负载下放的速度，实现微动功能。

油管爆裂时，流量控制功能：当油管爆裂时，通过旋转调节螺杆91，使第三弹簧63的压缩量减小，首先使先导阀芯5与流量控制阀芯4脱离接触，将阀孔41开启一定的开口，连通控制腔33和卸油口T，对控制腔33内的油液压力进行释放，接着出油口B处的油液压力克服第一弹簧61的作用力，推动流量控制阀芯4向上移动，使出油口B与进油口A通过轴向孔31和径向孔32连通，进而使出油口B处的油液流出至进油口A，使油缸开始下放。在此过程中，出油口B处的油液压力与第一弹簧61的作用力进入动态平衡状态，使流量控制阀芯4与阀座3上的轴向孔31维持一定的开口，维持油缸的缓慢下放。

Claims (10)

1.一种螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，包括阀体以及沿所述阀体轴线方向布设在其内部的单向阀芯、阀座、流量控制阀芯和先导阀芯；

所述阀体为螺纹插装阀体结构形式，设有进油口、出油口、控制油口和卸油口；所述单向阀芯位于所述出油口位置，并且可以相对于所述阀体进行轴向移动；所述阀座为中空结构，并且上端与所述阀体保持固定连接，下端与所述单向阀芯接触密封，用于控制所述进油口和所述出油口之间油路的直接通断；

所述流量控制阀芯位于所述阀座的内部，并且可以相对于所述阀座进行轴向移动；所述阀座的下端设有连通的轴向孔和径向孔，所述流量控制阀芯的下端与所述轴向孔接触密封，用于控制所述进油口和所述出油口之间油路通过所述轴向孔和所述径向孔的通断，所述流量控制阀芯的上端穿过所述阀座延伸至所述卸油口位置处；所述流量控制阀芯与所述阀座之间形成控制腔，所述控制腔内设有第一弹簧，通过所述第一弹簧使所述流量控制阀芯与所述轴向孔保持密封接触；

所述流量控制阀芯的内部设有沿轴向的阀孔和阻尼孔，所述阻尼孔的一端与所述出油口连通，另一端与所述阀孔连通，同时所述阀孔将所述卸油口和所述控制腔连通；

所述先导阀芯的上端与所述阀体形成控制油腔，并且与所述控制油口连通，所述先导阀芯的下端与所述阀孔接触密封，用于控制所述阀孔与所述卸油口的通断。

2.根据权利要求1所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，该螺纹插装式负载保持阀，还包括一个第二弹簧；所述第二弹簧的一端与所述阀体保持接触，另一端与所述单向阀芯保持接触，将所述单向阀芯压向所述阀座。

3.根据权利要求2所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，所述出油口位置设有内卡簧；所述内卡簧与所述第二弹簧保持接触，固定所述第二弹簧与所述阀体之间的位置关系。

4.根据权利要求1所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，所述单向阀芯与所述阀座之间采用线接触密封。

5.根据权利要求1所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，所述流量控制阀芯与所述轴向孔之间采用线接触密封。

6.根据权利要求1所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，所述先导阀芯与所述阀孔之间采用线接触密封。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，该螺纹插装式负载保持阀，还包括一个第三弹簧；所述第三弹簧位于所述先导阀芯的上端，用于对所述先导阀芯产生压紧力并平衡所述先导阀芯所受控制油压力。

8.根据权利要求7所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，该螺纹插装式负载保持阀，还包括调节螺杆；所述调节螺杆的一端与所述阀体采用螺纹连接，并且伸至所述阀体内与所述第三弹簧接触，用于调节所述第三弹簧的预紧力。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，所述阀体由第一阀体和第二阀体通过螺纹连接组成，所述阀座可拆卸的插装固定在所述第一阀体内。

10.根据权利要求9所述的螺纹插装式负载保持阀，其特征在于，所述阀座的上端设有弹簧座；所述弹簧座与所述阀座采用螺纹连接，并且由所述弹簧座、所述阀座和所述流量控制阀芯三者构成所述控制腔，所述第一弹簧的一端与所述弹簧座接触，另一端与所述流量控制阀芯接触。

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