CN111120446B - 一种压力控制阀 - Google Patents

Abstract

一种压力控制阀，其特征在于，包括阀体、液体入口和液体出口，阀体内设置主阀腔、第一辅助阀腔和第二辅助阀腔，连通液体入口和液体出口的通路贯穿整个阀体并穿过主阀腔，主阀腔内设置有主阀芯，所述主阀腔下侧设置有第一主阀腔液路通道，所述主阀腔上侧设置有第二主阀腔液路通道；所述第一辅助阀腔内设置有第一辅助阀芯，所述第二辅助阀腔内设置有第二辅助阀芯；本发明的压力控制阀可保持液压马达上下游压降不会剧烈震荡的压力控制阀，以维持整个液压驱动管路压力的稳定性，防止突然失去载荷导致的液压马达疯转现象。

Description

一种压力控制阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种用于液压马达的压力控制阀。

背景技术

随着社会发展，动力系统在越来越多方面得到了应用，电机驱动和液压驱动是应用最广泛的两种驱动方式，两种方式各有优缺点，如电机驱动控制精确、电力能源方便易得，但是由于存在复杂的接线电路，电机驱动对于深海及潮湿环境具有一定局限性，同时对于大部分动力功率需求大的场合，如起重、捶打锻造等，液压驱动比电力驱动具有更大的安全性和成本低廉性。

另外液压驱动由于是利用管路中的液体压力驱动液压马达转动从而输出转矩，受限于液体性质，当液压马达带动的车轮等部件失去载荷时(例如液压驱动机器人的某一个驱动轮突然打滑)，管路中液体将带动液压马达几乎无功耗的极速转动，液压马达不再消耗管路中液体的压力能，液压马达上下游的液体压力也不再发生大幅压降，如此，将对液压驱动系统中管路的各支路压力平衡产生不利影响，且液压马达带动的驱动轮极速转动会使机器人等结构的前进方向发生改变。

发明内容

针对上述技术现状，本发明的目的在于提供一种可保持液压马达上下游压降不会剧烈震荡的压力控制阀，以维持整个液压驱动管路压力的稳定性，防止突然失去载荷导致的液压马达疯转现象。

本发明采用的技术方案如下：一种压力控制阀，其特征在于，包括阀体、液体入口和液体出口，阀体内设置主阀腔、第一辅助阀腔和第二辅助阀腔，连通液体入口和液体出口的通路贯穿整个阀体并穿过主阀腔，主阀腔内设置有主阀芯，所述主阀芯由两端的大直径圆柱段以及连接两段大直径圆柱段的中间小直径圆柱段组成，所述主阀腔下侧设置有第一主阀腔液路通道，所述主阀腔上侧设置有第二主阀腔液路通道，所述主阀芯与第一主阀腔液路通道之间的主阀腔内还设置有弹簧；

所述第一辅助阀腔设置主阀腔一侧，其上端设置有连通所述通路的第一辅助阀腔通道一，其下端设置有连通阀体外的第一辅助阀腔通道二，所述第一辅助阀腔内设置有第一辅助阀芯，所述第一辅助阀芯的结构与所述主阀芯结构相同，即由两端的大直径圆柱段以及连接两段大直径圆柱段的中间小直径圆柱段组成，所述第一辅助阀腔的一侧面还设置有第一辅助阀腔通道三和第一辅助阀腔通道四，第一辅助阀腔通道三连通所述通路、第一辅助阀腔通道四连通阀体外，所述第一辅助阀腔的另一侧面设置有第一辅助阀腔通道五和第一辅助阀腔通道六，第一辅助阀腔通道五和第一辅助阀腔通道六均连通所述第一主阀腔液路通道，所述第一辅助阀芯抵靠第一辅助阀腔下端时，所述第一辅助阀芯封闭第一辅助阀腔通道二、第一辅助阀腔通道三和第一辅助阀腔通道五，同时将经第一辅助阀腔通道一进入第一辅助阀腔的流体限定在第一辅助阀芯上端面和第一辅助阀腔构成的空间内，第一辅助阀腔通道四和第一辅助阀腔通道六经第一辅助阀腔内部连通；所述第一辅助阀芯抵靠第一辅助阀腔上端时，所述第一辅助阀芯封闭第一辅助阀腔通道一、第一辅助阀腔通道四和第一辅助阀腔通道六，同时将经第一辅助阀腔通道二进入第一辅助阀腔的流体限定在第一辅助阀芯下端面与第一辅助阀腔构成的空间内，第一辅助阀腔通道三和第一辅助阀腔通道五经第一辅助阀腔内部连通；

所述第二辅助阀腔设置在主阀腔一侧，其下端设置有连通所述通路的第二辅助阀腔通道一，其上端设置有连通阀体外的第二辅助阀腔通道二，所述第二辅助阀腔内设置有第二辅助阀芯，第二辅助阀腔侧面还设置有第二辅助阀腔通道三和第二辅助阀腔通道四，所述第二辅助阀腔通道三和第二辅助阀腔通道四均连通所述第二主阀腔液路通道，所述第二辅助阀芯在第二辅助阀腔上端时，封闭所述第二辅助阀腔通道二和第二辅助阀腔通道四，所述第二辅助阀芯在第二辅助阀腔下端时，封闭所述第二辅助阀腔通道一和第二辅助阀腔通道三。

所述压力控制阀处于正常工作状态时，所述主阀芯受下侧弹簧力及上侧液压力共同作用下处于平衡位置，在所述平衡位置时连通液体入口和液体出口的通路与主阀芯的中间小直径圆柱段位置对应，从而使液体流经主阀芯的中间小直径圆柱段时几乎不受节流影响。

所述主阀腔上侧和下侧均设置有台阶面，处于所述平衡位置时，主阀芯上端面与主阀腔上部台阶面之间的距离略小于所述主阀芯单个大直径圆柱段的长度，主阀芯下端面与主阀腔下部台阶面之间的距离略小于所述主阀芯单个大直径圆柱段的长度。如此设置，当主阀芯上移或下移抵靠台阶面时，主阀芯的大直径圆柱段不会完全封堵所述连通液体入口和液体出口的通路。

所述主阀芯上端面和下端面均设置有沉槽，所述第一辅助阀芯上端面和下端面均设置有沉槽。

本发明工作原理如下：

在液压马达前串联本发明的压力控制阀，作为驱动力的高压液体经阀体的液体入口、液体出口后流入液压马达带动马达工作，液压马达的下游经过回流管路分别连通回第一辅助阀腔通道四、第一辅助阀腔通道二和第二辅助阀腔通道二，正常工作状态下，由于液压马达下游液体压力比液压马达上游液体压力低很多，因此第一辅助阀芯受经第一辅助阀腔通道一流入的上游压力作用下抵靠在第一辅助阀腔下端，从而使第一辅助阀腔通道四和第一辅助阀腔通道六连通，液压马达下游压力可经第一主阀腔液路通道流入主阀芯下侧；第二辅助阀芯受经第二辅助阀腔通道一流入的上游压力作用下抵靠在第二辅助阀腔上端，封堵第二辅助阀腔通道二和第二辅助阀腔通道四，并使上游液体压力可经第二辅助阀腔、第二辅助阀腔通道三和第二主阀腔液路通道进入主阀腔并作用在主阀芯上端面。主阀芯受上端面的上游液体压力和下端面的弹簧力及下游液体压力共同作用而位于主阀腔内平衡位置，即主阀芯不发挥节流作用。

当液压马达失去载荷发生空转时，液压马达上游压力和下游压力差距极小，作用在主阀芯下端面的弹簧力及下游液体压力的合力超过作用在主阀芯上端面的上游液体压力，从而推动主阀芯向上移动抵靠在主阀腔上端，主阀芯下部的大直径圆柱段挡住大部分连通液体入口和液体出口的通路，从而使液体发生大幅节流降压作用。流经压力控制阀和液压马达后的液体压力与其他不发生空转现象的液压马达的液体压力差距较小，从而使整个液压驱动系统管路中各处液体压力保持上下游的平衡循环。

当液压马达反向驱动时，即液压马达的上下游互换，连通所述通路的第一辅助阀腔通道一和第二辅助阀腔通道一均为下游低压力，而来自上游的高压力会通过第一辅助阀腔通道二进入第一辅助阀腔并推动第一辅助阀芯上移封闭第一辅助阀腔通道一、第一辅助阀腔通道四、第一辅助阀腔通道六，而第一辅助阀腔通道三和第一辅助阀腔通道五连通并将下游低压力液体引流至主阀芯下端面与主阀腔之间的空间内；来自上游的高压力会通过第二辅助阀腔通道二进入第二辅助阀腔并推动第二辅助阀芯下移封闭第二辅助阀腔通道一、第二辅助阀腔通道三，而第二辅助阀腔通道二和第二辅助阀腔通道四导通并将上游高压液体引流至主阀芯上端面与主阀腔之间的空间内，主阀芯依然处于平衡位置，当液压马达失去载荷发生空转时，作用原理同上文。

本发明的优点在于：根据液压马达的实际负载情况实时调整液压马达上下游管路中压力差，保证液压驱动系统中各个液压马达的上下游压力降幅保持在较小差值内，从而稳定同步驱动各液压马达做功，防止某个液压马达突然空转导致整个液压驱动系统的管路内压力不正常波动。

附图说明

图1是本发明压力控制阀结构示意图；

图2是本发明压力控制阀上下游互换时结构示意图；

图3是本发明压力控制阀与液压马达连接管路示意图；

图中：1、阀体，2、主阀腔，2-1、第一主阀腔液路通道，2-2、第二主阀腔液路通道，3、主阀芯，4、液体入口，5、液体出口，6、第一辅助阀腔，6-1、第一辅助阀腔通道一，6-2、第一辅助阀腔通道二，6-3、第一辅助阀腔通道三，6-4、第一辅助阀腔通道四，6-5、第一辅助阀腔通道五，6-6、第一辅助阀腔通道六，7、第一辅助阀芯，8、液压马达，9、第二辅助阀腔，9-1、第二辅助阀腔通道一，9-2、第二辅助阀腔通道二，9-3、第二辅助阀腔通道三，9-4、第二辅助阀腔通道四，10、第二辅助阀芯，11、弹簧，12、第一回流管路，13、第二回流管路。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，是本发明压力控制阀结构示意图，图2是本发明压力控制阀上下游互换时结构示意图，一种压力控制阀，其特征在于，包括阀体1、液体入口4和液体出口5，阀体内设置主阀腔2、第一辅助阀腔6和第二辅助阀腔9，连通液体入口4和液体出口5的通路贯穿整个阀体1并穿过主阀腔2，主阀腔2内设置有主阀芯3，所述主阀芯3由两端的大直径圆柱段以及连接两段大直径圆柱段的中间小直径圆柱段组成，所述主阀腔2下侧设置有第一主阀腔液路通道2-1，所述主阀腔2上侧设置有第二主阀腔液路通道2-2，所述主阀芯3与第一主阀腔液路通道2-1之间的主阀腔2内还设置有弹簧11；

所述第一辅助阀腔6设置主阀腔2一侧，其上端设置有连通所述通路的第一辅助阀腔通道一6-1，其下端设置有连通阀体1外的第一辅助阀腔通道二6-2，所述第一辅助阀腔6内设置有第一辅助阀芯7，所述第一辅助阀芯7的结构与所述主阀芯3结构相同，即由两端的大直径圆柱段以及连接两段大直径圆柱段的中间小直径圆柱段组成，所述第一辅助阀腔6的一侧面还设置有第一辅助阀腔通道三6-3和第一辅助阀腔通道四6-4，第一辅助阀腔通道三6-3连通所述通路、第一辅助阀腔通道四6-4连通阀体外，所述第一辅助阀腔6的另一侧面设置有第一辅助阀腔通道五6-5和第一辅助阀腔通道六6-6，第一辅助阀腔通道五6-5和第一辅助阀腔通道六6-6均连通所述第一主阀腔液路通道2-1，所述第一辅助阀芯7抵靠第一辅助阀腔下端时，所述第一辅助阀芯7封闭第一辅助阀腔通道二6-2、第一辅助阀腔通道三6-3和第一辅助阀腔通道五6-5，同时将经第一辅助阀腔通道一6-1进入第一辅助阀腔的流体限定在第一辅助阀芯7上端面和第一辅助阀腔构成的空间内，第一辅助阀腔通道四6-4和第一辅助阀腔通道六6-6经第一辅助阀腔内部连通；所述第一辅助阀芯7抵靠第一辅助阀腔上端时，所述第一辅助阀芯7封闭第一辅助阀腔通道一6-1、第一辅助阀腔通道四6-4和第一辅助阀腔通道六6-6，同时将经第一辅助阀腔通道二6-2进入第一辅助阀腔6的流体限定在第一辅助阀芯7下端面与第一辅助阀腔6构成的空间内，第一辅助阀腔通道三6-3和第一辅助阀腔通道五6-5经第一辅助阀腔6内部连通；

所述第二辅助阀腔9设置在主阀腔2一侧，其下端设置有连通所述通路的第二辅助阀腔通道一9-1，其上端设置有连通阀体外的第二辅助阀腔通道二9-2，所述第二辅助阀腔9内设置有第二辅助阀芯10，第二辅助阀腔9侧面还设置有第二辅助阀腔通道三9-3和第二辅助阀腔通道四9-4，所述第二辅助阀腔通道三9-3和第二辅助阀腔通道四9-4均连通所述第二主阀腔液路通道2-2，所述第二辅助阀芯10在第二辅助阀腔9上端时，封闭所述第二辅助阀腔通道二9-2和第二辅助阀腔通道四9-4，所述第二辅助阀芯10在第二辅助阀腔9下端时，封闭所述第二辅助阀腔通道一9-1和第二辅助阀腔通道三9-3。

图3是本发明压力控制阀与液压马达连接管路示意图，下面结合图1、图2和图3对本发明的压力控制阀工作原理解释如下：

在液压马达8前串联本发明的压力控制阀，作为驱动力的高压液体经阀体1的液体入口4、液体出口5后流入液压马达8带动马达工作(图3中从左向右流动)，液压马达8的下游经过第一回流管路12连通回第一辅助阀腔通道四6-4、第一辅助阀腔通道二6-2，并经过第二回流管路13连通回第二辅助阀腔通道二9-2，正常工作状态下，由于液压马达8下游液体压力比液压马达上游液体压力低很多，因此第一辅助阀芯7受经第一辅助阀腔通道一6-1流入的上游压力作用下抵靠在第一辅助阀腔6下端，从而使第一辅助阀腔通道四6-4和第一辅助阀腔通道六6-6连通，液压马达8下游压力可经第一主阀腔液路通道2-1流入主阀芯3下侧；第二辅助阀芯10受经第二辅助阀腔通道一9-1流入的上游压力作用下抵靠在第二辅助阀腔9上端，封堵第二辅助阀腔通道二9-2和第二辅助阀腔通道四9-4，并使上游液体压力可经第二辅助阀腔9、第二辅助阀腔通道三9-3和第二主阀腔液路通道2-2进入主阀腔2并作用在主阀芯3上端面。主阀芯3受上端面的上游液体压力和下端面的弹簧力及下游液体压力共同作用而位于主阀腔内平衡位置，即主阀芯3不发挥节流作用。

当液压马达8失去载荷发生空转时，液压马达上游压力和下游压力差距极小，作用在主阀芯3下端面的弹簧力及下游液体压力的合力超过作用在主阀芯上端面的上游液体压力，从而推动主阀芯3向上移动抵靠在主阀腔2上端，主阀芯3下部的大直径圆柱段挡住大部分连通液体入口4和液体出口5的通路，从而使液体发生大幅节流降压作用。流经压力控制阀和液压马达后的液体压力与流经其他不发生空转现象的液压马达的液体压力差距较小，从而使整个液压驱动系统管路中各处液体压力保持上下游的平衡循环。

当液压马达反向驱动时(图3中从右向左流动)，即液压马达的上下游互换，连通所述通路的第一辅助阀腔通道一6-1和第二辅助阀腔通道一9-1均为下游低压力，而来自上游的高压力会通过第一辅助阀腔通道二6-2进入第一辅助阀腔6并推动第一辅助阀芯7上移封闭第一辅助阀腔通道一6-1、第一辅助阀腔通道四6-4、第一辅助阀腔通道六6-6，而第一辅助阀腔通道三6-3和第一辅助阀腔通道五6-5连通并将下游低压力液体引流至主阀芯3下端面与主阀腔2之间的空间内；来自上游的高压力会通过第二辅助阀腔通道二9-2进入第二辅助阀腔9并推动第二辅助阀芯10下移封闭第二辅助阀腔通道一9-1、第二辅助阀腔通道三9-3，而第二辅助阀腔通道二9-2和第二辅助阀腔通道四9-4导通并将上游高压液体引流至主阀芯3上端面与主阀腔2之间的空间内，主阀芯3依然处于平衡位置，当液压马达失去载荷发生空转时，作用原理同上文。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种等效结构或等效流程的修改或变形，或直接或间接运用到其他相关的技术领域，仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种压力控制阀，其特征在于，包括阀体、液体入口和液体出口，阀体内设置主阀腔、第一辅助阀腔和第二辅助阀腔，连通液体入口和液体出口的通路贯穿整个阀体并穿过主阀腔，主阀腔内设置有主阀芯，所述主阀芯由两端的大直径圆柱段以及连接两段大直径圆柱段的中间小直径圆柱段组成，所述主阀腔下侧设置有第一主阀腔液路通道，所述主阀腔上侧设置有第二主阀腔液路通道，所述主阀芯与第一主阀腔液路通道之间的主阀腔内还设置有弹簧；

所述第一辅助阀腔设置在主阀腔一侧，其上端设置有连通所述通路的第一辅助阀腔通道一，其下端设置有连通阀体外的第一辅助阀腔通道二，所述第一辅助阀腔内设置有第一辅助阀芯，所述第一辅助阀芯由两端的大直径圆柱段以及连接两段大直径圆柱段的中间小直径圆柱段组成，所述第一辅助阀腔的一侧面还设置有第一辅助阀腔通道三和第一辅助阀腔通道四，第一辅助阀腔通道三连通所述通路、第一辅助阀腔通道四连通阀体外，所述第一辅助阀腔的另一侧面设置有第一辅助阀腔通道五和第一辅助阀腔通道六，第一辅助阀腔通道五和第一辅助阀腔通道六均连通所述第一主阀腔液路通道，所述第一辅助阀芯抵靠第一辅助阀腔下端时，所述第一辅助阀芯封闭第一辅助阀腔通道二、第一辅助阀腔通道三和第一辅助阀腔通道五，同时将经第一辅助阀腔通道一进入第一辅助阀腔的流体限定在第一辅助阀芯上端面和第一辅助阀腔构成的空间内，第一辅助阀腔通道四和第一辅助阀腔通道六经第一辅助阀腔内部连通；所述第一辅助阀芯抵靠第一辅助阀腔上端时，所述第一辅助阀芯封闭第一辅助阀腔通道一、第一辅助阀腔通道四和第一辅助阀腔通道六，同时将经第一辅助阀腔通道二进入第一辅助阀腔的流体限定在第一辅助阀芯下端面与第一辅助阀腔构成的空间内，第一辅助阀腔通道三和第一辅助阀腔通道五经第一辅助阀腔内部连通；

所述第二辅助阀腔设置在主阀腔一侧，其下端设置有连通所述通路的第二辅助阀腔通道一，其上端设置有连通阀体外的第二辅助阀腔通道二，所述第二辅助阀腔内设置有第二辅助阀芯，第二辅助阀腔侧面还设置有第二辅助阀腔通道三和第二辅助阀腔通道四，所述第二辅助阀腔通道三和第二辅助阀腔通道四均连通所述第二主阀腔液路通道，所述第二辅助阀芯在第二辅助阀腔上端时，封闭所述第二辅助阀腔通道二和第二辅助阀腔通道四，所述第二辅助阀芯在第二辅助阀腔下端时，封闭所述第二辅助阀腔通道一和第二辅助阀腔通道三。

2.根据权利要求1所述的压力控制阀，其特征还在于，正常工作状态时，所述主阀芯的小直径圆柱段对应连通液体入口和液体出口的通路。

3.根据权利要求2所述的压力控制阀，其特征还在于，所述主阀腔上侧和下侧均设置有台阶面。

4.根据权利要求1所述的压力控制阀，其特征还在于，所述主阀芯上端面和下端面均设置有沉槽，所述第一辅助阀芯上端面和下端面均设置有沉槽。

5.根据权利要求3所述的压力控制阀，其特征还在于，正常工作状态时，主阀芯上端面与主阀腔上侧台阶面之间的距离略小于所述主阀芯单个大直径圆柱段的长度，主阀芯下端面与主阀腔下侧台阶面之间的距离略小于所述主阀芯单个大直径圆柱段的长度。

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