CN112344068B - 一种实现无级压力的缓冲阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现无级压力的缓冲阀，包括钢球、主阀芯、第一弹簧、滑动阀芯、阀体、先导阀座、弹簧座、第二弹簧、螺套和滑动阀套；所述阀体位管状，阀体内上设有台阶孔，阀体对应于台阶孔的小端设有第一进出油口，阀体对应于台阶孔大端的侧壁上设有第二进出油口；所述主阀芯位于台阶孔内，主阀芯的朝向台阶孔小端的端部设有圆锥面；所述滑动阀芯为台阶轴，滑动阀芯的小端穿过主阀芯，滑动阀芯的大端插入到滑动阀套，滑动阀芯与主阀芯之间形成可变节流口，滑动阀芯内设有第一油道。本发明能够在不牺牲主泵容积效率的基础上缓解压力冲击，从而提高闭式液压系统的总效率。

Description

一种实现无级压力的缓冲阀
技术领域
本发明属于闭式液压系统领域,尤其涉及一种闭式液压系统的实现无级压力的缓冲阀。
背景技术
闭式液压系统包括辅泵、主泵、过滤器、低压溢流阀、高压溢流阀和马达。在闭式液压系统中，主泵输出流量突变将迫使负载马达转速状态也发生突变，由于负载的惯性作用，导致系统中容易出现较高的压力冲击，现有技术以牺牲主泵的容积效率来抑制压力冲击，但这会严重降低闭式液压系统的容积效率,也就降低了闭式液压系统的总效率,能耗增加。因此，亟需一种缓冲阀能够在不牺牲主泵容积效率的基础上缓解压力冲击，从而提高闭式液压系统的总效率。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种实现无级压力的缓冲阀。本发明能够在不牺牲主泵容积效率的基础上缓解压力冲击，从而提高闭式液压系统的总效率。
本发明的技术方案：一种实现无级压力的缓冲阀，包括钢球、主阀芯、第一弹簧、滑动阀芯、阀体、先导阀座、弹簧座、第二弹簧、螺套和滑动阀套；
所述阀体位管状，阀体内上设有台阶孔，阀体对应于台阶孔的小端设有第一进出油口，阀体对应于台阶孔大端的侧壁上设有第二进出油口；
所述主阀芯位于台阶孔内，主阀芯的朝向台阶孔小端的端部设有圆锥面；
所述滑动阀芯为台阶轴，滑动阀芯的小端穿过主阀芯，滑动阀芯的大端插入到滑动阀套，滑动阀芯与主阀芯之间形成可变节流口，滑动阀芯内设有第一油道，钢球位于第一油道的端部；
所述滑动阀套为管状，位于滑动阀芯与主阀芯之间，滑动阀套、滑动阀芯与主阀芯之间形成有容积腔，所述第一弹簧位于容积腔内，第一弹簧连接主阀芯和滑动阀套，滑动阀芯的台阶处位于容积腔内；
所述先导阀座为管状，先导阀座一端与阀体螺接、另一端与螺套螺接；
所述弹簧座位于先导阀座内、插入滑动阀套中；
所述螺套与先导阀座螺接的一端开口；
所述第二弹簧设置于螺套内，第二弹簧的一端与螺套的内侧底面连接、另一端伸入先导阀座与弹簧座连接。
前述的实现无级压力的缓冲阀中，还包括第二油道，所述第二油道由阀体与主阀芯之间的空隙、阀体与滑动阀套之间的空隙、滑动阀套与先导阀座之间的空隙串联组成，第二油道的一端连接第二进出油口、另一端连接至螺套的开口端。
前述的实现无级压力的缓冲阀中，所述第二弹簧有两根，其中一根第二弹簧位于另一根第二弹簧内。
前述的实现无级压力的缓冲阀中，所述可变节流口包括对称设置于滑动阀芯两侧的两个斜面，斜面的一端位于滑动阀芯朝向第一进出油口的端面上、另一端位于滑动阀芯在于台阶孔大端内的侧壁上。
前述的实现无级压力的缓冲阀中，所述滑动阀芯朝向第一进出油口的端面上设有与第一油道连接的螺孔，所述钢球位于螺孔内，螺孔的外侧端设有堵头，螺孔的侧壁上设有排油口，滑动阀芯上设有第三油道和第四油道，第三油道的一端连接容积腔、另一端连接第一油道，第四油道的一端连接第一油道、另一端对应于滑动阀套的内壁。
与现有技术相比，本发明能将闭式液压系统中发生的冲击压力进行有效滤除，当冲击发力发生时，主阀芯可快速开启并关闭，将冲击的能量快速消耗，消除瞬间压力冲击，将冲击压力限制在负载所需的载荷压力(负载不同,载荷压力不同,负载启动后,经冲击压力后会进入平稳的工作压力，载荷压力是指平稳后的工作压力。)附近。现有的闭式液压系统接入本发明，可替代原有的高压溢流阀，因此，成本也没有增加。因此，本发明能够在不牺牲主泵容积效率的基础上缓解压力冲击，从而提高闭式液压系统的总效率。
附图说明
图1是本发明的正视图。
图2是滑动阀芯的正视图。
图3是A口压力超过本发明设定最高压力时，本发明的状态图。
图4是本发明的原理图。
图5是本发明在不同最高设定压力下，分别滤除压力冲击的工作曲线图。
附图中的标记为：1-钢球，2-主阀芯，3-第一弹簧，4-滑动阀芯，5-阀体，6-先导阀座，7-弹簧座，8-第二弹簧，9-螺套，10-滑动阀套，11-容积腔，12-第二油道，13-堵头，200-圆锥面，400-第一油道，401-斜面，402-螺孔，403-排油口，404-第三油道，405-第四油道，500-台阶孔，501-第一进出油口，502-第二进出油口；
21-辅泵，22-主泵，23-过滤器，24-低压溢流阀，26-马达。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种实现无级压力的缓冲阀，如图1所示，包括钢球1、主阀芯2、第一弹簧3、滑动阀芯4、阀体5、先导阀座6、弹簧座7、第二弹簧8、螺套9和滑动阀套10；
所述阀体5位管状，阀体5内设有台阶孔500，阀体5对应于台阶孔500的小端设有第一进出油口501，阀体5对应于台阶孔500大端的侧壁上设有第二进出油口502；
所述主阀芯2位于台阶孔500内，主阀芯2的朝向台阶孔500小端的端部设有圆锥面200，主阀芯2在于台阶孔500内的端面面积小于主阀芯2另一端的端面面积，主阀芯2可在与滑动阀套10上滑动；
所述滑动阀芯4为台阶轴，滑动阀芯4的小端穿过主阀芯2，滑动阀芯4的大端插入到滑动阀套10，滑动阀芯4与主阀芯2之间形成可变节流口，滑动阀芯4内设有第一油道400，钢球1位于第一油道400的一端；
所述滑动阀套10为管状，位于滑动阀芯4与主阀芯2之间，滑动阀套10、滑动阀芯4与主阀芯2之间形成有容积腔11，所述第一弹簧3位于容积腔11内，第一弹簧3连接主阀芯2和滑动阀套10，滑动阀芯4的台阶处位于容积腔11内；
所述先导阀座6为管状，先导阀座6一端与阀体5螺接、另一端与螺套9螺接；
所述弹簧座7位于先导阀座6内、插入滑动阀套10中，弹簧座7与滑动阀芯4螺纹连接并堵住第一油道400另一端；
所述螺套9与先导阀座6螺接的一端开口；
所述第二弹簧8设置于螺套9内，第二弹簧8的一端与螺套9的内侧底面连接、另一端伸入先导阀座6与弹簧座7连接。
还包括第二油道12，所述第二油道12由阀体5与主阀芯2之间的空隙、阀体5与滑动阀套10之间的空隙、滑动阀套10与先导阀座6之间的空隙组成，第二油道的一端连接第二进出油口502、另一端连接至螺套9的开口端。所述滑动阀套10与先导阀座6为同一坯料上一体加工得到,滑动阀套10与先导阀座6固定在一起，滑动阀套10与先导阀座6之间的空隙即为横穿过滑动阀套10与先导阀座6之间的通孔,所述通孔位置在于图1中附图标记12指向的位置。
所述第二弹簧8有两根，其中一根第二弹簧8位于另一根第二弹簧8内。
所述可变节流口包括对称设置于滑动阀芯4两侧的两个斜面401，斜面401的一端位于滑动阀芯4朝向第一进出油口501的端面上、另一端位于滑动阀芯4在于台阶孔500大端内的侧壁上。当滑动阀芯4向螺套9一侧移动时,可变节流口变大,反之变小。
所述滑动阀芯4朝向第一进出油口501的端面上设有与第一油道400连接的螺孔402，所述钢球1位于螺孔402内，螺孔402的外侧端设有堵头13，螺孔402的侧壁上设有排油口403，滑动阀芯4上设有第三油道404和第四油道405，第三油道404的一端连接容积腔11、另一端连接第一油道400，第四油道405的一端连接第一油道400、另一端对应于滑动阀套10的内壁。
本发明为实现无级压力的缓冲阀，指的是，任意级别压力冲击下，缓冲阀均能实现缓冲作用。
工作原理：为便于描述，以附图所示方向“上”、“下”、“左”、“右”进行描述。如图4所示，将现有的闭式液压系统中的高压溢流阀去除，然后将两个缓冲阀连接在现有的闭式液压系统中，虚线框图所示为本发明的缓冲阀，上方的缓冲阀的第一进出油口501与闭式液压系统的A口连接，下方的缓冲阀的第一进出油口501与闭式液压系统的C口连接，A口和C口分别对应于主泵22的两个进出油口，两个缓冲阀的第二进出油口502均连接在与闭式液压系统的B口上(B口在过滤器23与低压溢流阀24之间)。
当主泵22向A口供油时，A口为高压口(也是主泵22的出油口)，B口为低压口，C口为主泵22的进油口。当主泵22便排量时，主泵22与马达26之间的油路，即A口，会产生冲击压力，这时上侧的缓冲阀发挥作用，消除A口压力冲击，同时允许下侧的缓冲阀打开B口对C口进行补油。
反之，当主泵22向C口供油时，C口为高压口，B口为低压口，A口为为主泵22的进油口。当主泵22便排量时，主泵22与马达26之间的油路，即C口，会产生冲击压力，这时下侧的缓冲阀发挥作用，消除C口压力冲击，同时允许下侧的缓冲阀打开B口对A口进行补油。
本发明发挥作用的原理：以主泵22向A口供油为例，如图1所示，当没有压力快速变化时，由于第一进出油口501与容积腔11之间通过可变节流口连通，第一进出油口501与容积腔11之间的油压相同，且主阀芯2右侧受力面积比圆锥面200受力面积大，导致主阀芯2在第一弹簧3的作用下压在阀体5上，第一进出油口501与第二进出油口502之间不连通，钢球1在第一进出油口501的油压作用下封堵第一油道400，缓冲阀内没有油液流动，缓冲阀不发挥作用。
当A口压力突然升高时，上侧的缓冲阀中，A口油液从第一进出油口501经过可变节流口进入到容积腔11中，迫使容积腔11的容积增大，滑动阀芯4向右侧移动，滑动阀芯4推动弹簧座7向右侧移动，第二弹簧8压缩，第二弹簧的压缩量与系统最高设定压力相关联，不同压力级别对应使用不同滑动阀芯4上的可变节流口尺寸，即斜面401的斜度尺寸。只要容积腔11一直在变化，A口与容积腔11之间将产生非常小压力差，该压力差迫使主阀芯2向右侧移动，主阀芯2打开，第一进出油口501和第二进出油口502连通，从而限制系统冲击压力的上升速度，当系统压力不再上升时容腔C的容积不再变化，A口与C腔压力相等，迫使主阀芯2关闭，完成压力的冲击滤除工作，从而可实现无级压力缓冲功能。
如图3所示，当A口压力达到缓冲阀设定的最高压力时，滑动阀芯4向右移动直至第四油道405位于滑动阀套10右侧，容积腔11通过第三油道404、第一油道400、第四油道405、第二油道12与第二进出油口502连通，此时，容积腔11的压力与B口压力基本相同，为低压，主阀芯2保持最大开度，A口的油液一部分经第一进出油口501直接从第二进出油口502排出，另一部分经第一进出油口501、可变节流口、容积腔11、第三油道404、第一油道400、第四油道405、第二油道12从第二进出油口502排出，从而维持A口最大压力不再上升。
下侧的的缓冲阀中，由于B口给低压油(补油压力油，2.5MPa左右)、主阀芯2左端受压面积小于右端受压面积，阀体5内产生负压，导致主阀芯2向右移动，容积腔11的容积减少，容积腔11内压力增加，推动钢球1向左移动，第一油道400打开，容积腔11内的油液经第一油道400、排油口403、第一进出油口501进入到C口中，主阀芯2右移动，使得第一进出油口501和第二进出油口502连通，油液从B口依次经第二进出油口502、第一进出油口501进入到C口，完成补油工作。
本发明能够在不牺牲主泵容积效率的基础上缓解压力冲击，从而提高闭式液压系统的总效率。

Claims (4)

1.一种实现无级压力的缓冲阀，其特征在于：包括钢球(1)、主阀芯(2)、第一弹簧(3)、滑动阀芯(4)、阀体(5)、先导阀座(6)、弹簧座(7)、第二弹簧(8)、螺套(9)和滑动阀套(10)；
所述阀体(5)为管状，阀体(5)内设有台阶孔(500)，阀体(5)对应于台阶孔(500)的小端设有第一进出油口(501)，阀体(5)对应于台阶孔(500)大端的侧壁上设有第二进出油口(502)；
所述主阀芯(2)位于台阶孔(500)内，主阀芯(2)的朝向台阶孔(500)小端的端部设有圆锥面(200)；
所述滑动阀芯(4)为台阶轴，滑动阀芯(4)的小端穿过主阀芯(2)，滑动阀芯(4)的大端插入到滑动阀套(10)，滑动阀芯(4)与主阀芯(2)之间形成可变节流口，滑动阀芯(4)内设有第一油道(400)，钢球(1)位于第一油道(400)的端部；
所述滑动阀套(10)为管状，位于滑动阀芯(4)与主阀芯(2)之间，滑动阀套(10)、滑动阀芯(4)与主阀芯(2)之间形成有容积腔(11)，所述第一弹簧(3)位于容积腔(11)内，第一弹簧(3)连接主阀芯(2)和滑动阀套(10)，滑动阀芯(4)的台阶处位于容积腔(11)内；
所述先导阀座(6)为管状，先导阀座(6)一端与阀体(5)螺接、另一端与螺套(9)螺接；
所述弹簧座(7)位于先导阀座(6)内、插入滑动阀套(10)中；
所述螺套(9)与先导阀座(6)螺接的一端开口；
所述第二弹簧(8)设置于螺套(9)内，第二弹簧(8)的一端与螺套(9)的内侧底面连接、另一端伸入先导阀座(6)与弹簧座(7)连接；
所述可变节流口包括对称设置于滑动阀芯(4)两侧的两个斜面(401)，斜面(401)的一端位于滑动阀芯(4)朝向第一进出油口(501)的端面上、另一端位于滑动阀芯(4)在于台阶孔(500)大端内的侧壁上；
第一进出油口(501)与容积腔(11)之间通过可变节流口连通，不同压力级别对应使用不同滑动阀芯(4)上的可变节流口尺寸，即斜面(401)的斜度尺寸。
2.根据权利要求1所述的实现无级压力的缓冲阀，其特征在于：还包括第二油道(12)，所述第二油道(12)由阀体(5)与主阀芯(2)之间的空隙、阀体(5)与滑动阀套(10)之间的空隙、滑动阀套(10)与先导阀座(6)之间的空隙串联组成，第二油道(12)的一端连接第二进出油口(502)、另一端连接至螺套(9)的开口端。
3.根据权利要求1所述的实现无级压力的缓冲阀，其特征在于：所述第二弹簧(8)有两根，其中一根第二弹簧(8)位于另一根第二弹簧(8)内。
4.根据权利要求1所述的实现无级压力的缓冲阀，其特征在于：所述滑动阀芯(4)朝向第一进出油口(501)的端面上设有与第一油道(400)连接的螺孔(402)，所述钢球(1)位于螺孔(402)内，螺孔(402)的外侧端设有堵头(13)，螺孔(402)的侧壁上设有排油口(403)，滑动阀芯(4)上设有第三油道(404)和第四油道(405)，第三油道(404)的一端连接容积腔(11)、另一端连接第一油道(400)，第四油道(405)的一端连接第一油道(400)、另一端对应于滑动阀套(10)的内壁。
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