CN112943732A - 一种具有不同启闭压力的溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种具有不同启闭压力的溢流阀，包括主阀、先导阀及液控单向阀；主阀通过连接油路连接在主管路和回油箱之间；主阀具有开启压力P1；主阀与回油箱之间的连接油路设置有液控单向阀，液控单向阀的单向导通方向为从回油箱到主阀；先导阀设有低压输出状态和高压输出状态，且从高压输出状态切换至低压输出状态的切换压力P2小于开启压力P1；先导阀通过连接油路连接液控单向阀，在高压输出状态使液控单向阀打开，在低压输出状态使液控单向阀从回油箱到主阀单向导通。能够实现溢流阀开启与关闭的压力不同，当系统压力高于安全压力(开启压力P1)则溢流，随后系统压力降至所设压力(切换压力P2小于P1)才关闭，具有更好的安全保护作用。

Description

一种具有不同启闭压力的溢流阀

技术领域

本发明实施例涉及液压阀技术领域，尤其涉及一种具有不同启闭压力的溢流阀。

背景技术

溢流阀在液压系统中起安全保护作用。当系统压力超过设定值时，溢流阀开启，将压力油泄掉，使系统压力不超过设定值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。

现有的大多数溢流阀都只能设置开启压力，溢流阀接收的压力超过开启压力则溢流阀开启，关闭压力只能设置的与开启压力相同，溢流阀接收的压力低于关闭压力则溢流阀关闭。但是在实际生产应用场合下，有的液压系统泄压装置管道过长(管道会产生压降)，这样就会造成泄压处压力(也就是溢流阀接收的压力)会低于液压系统主管道内的压力，如果溢流阀的关闭压力与开启压力相同，这样就会出现主管道压力还没下降到安全压力时，溢流阀就已经关闭的情况，从而使得液压系统承受高压力的危害。

发明内容

为了解决或者至少缓解上述技术问题中的至少一个，本发明实施例提供了一种具有不同启闭压力的溢流阀，使关闭压力小于开启压力，具有更好的安全保护作用。

本发明实施例的一个方面，一种具有不同启闭压力的溢流阀，包括：主阀、先导阀以及液控单向阀；

所述主阀通过连接油路连接在主管路和回油箱之间；所述主阀具有开启压力P1；

所述主阀与所述回油箱之间的连接油路设置有所述液控单向阀，所述液控单向阀的单向导通方向为从所述回油箱到所述主阀；

所述先导阀设有低压输出状态和高压输出状态，且从高压输出状态切换至低压输出状态的切换压力P2小于开启压力P1；所述先导阀通过连接油路连接所述液控单向阀，在高压输出状态使所述液控单向阀打开，在低压输出状态使所述液控单向阀从所述回油箱到所述主阀单向导通。

本发明实施例的一个实施方式，所述主阀包括第一阀芯、阀套、活塞以及第一弹簧；所述第一阀芯与所述活塞固定连接；所述第一阀芯位于所述阀套形成的主腔体内，所述主腔体通过连接油路连接在主管路和回油箱之间；所述活塞与所述阀套形成相互隔离的活塞腔和弹簧腔；所述第一弹簧设置在所述弹簧腔，所述第一弹簧向所述第一阀芯施加力使所述主阀关闭，克服所述第一弹簧阻力使所述主阀打开所需的压力为所述主阀开启压力P1。

本发明实施例的一个实施方式，所述主腔体设有主进油口和主出油口，所述主进油口通过连接油路连接所述主管路，所述主出油口通过连接油路连接所述回油箱；所述弹簧腔通过连接油路与所述回油箱连接。

本发明实施例的一个实施方式，所述活塞腔与所述回油箱之间的连接油路设置所述液控单向阀，所述液控单向阀设有第一液控端口，所述第一液控端口通过所述先导阀与油路相连时则所述单向阀打开，所述第一液控端口通过所述先导阀与所述回油箱相连时则单向导通。

本发明实施例的一个实施方式，所述先导阀采用二位三通阀，包括第二液控端口、第一输入端口、第二输入端口、输出端口和第二阀芯；所述第二液控端口和所述第一输入端口通过连接油路与所述主管路连接；所述第二输入端口通过连接油路与所述回油箱连接；所述输出端口通过连接油路与所述液控单向阀的第一液控端口连接。

本发明实施例的一个实施方式，所述第二阀芯在第一阀位时，所述第一输入端口与所述输出端口导通，处于高压输出状态；所述第二阀芯在第二阀位时，所述第二输入端口与所述输出端口导通，处于低压输出状态。

本发明实施例的一个实施方式，所述先导阀还设有第二弹簧，所述第二弹簧向所述第二阀芯施加力使所述第二阀芯保持在第一阀位；克服所述第二弹簧阻力使所述第二阀芯从第一阀位移动到第二阀位所需的压力为所述切换压力P2。

本发明实施例的具有不同启闭压力的溢流阀，主阀通过连接油路连接在主管路和回油箱之间；主阀具有开启压力P1；主阀与回油箱之间的连接油路设置有液控单向阀，液控单向阀的单向导通方向为从回油箱到主阀；先导阀设有低压输出状态和高压输出状态，且从高压输出状态切换至低压输出状态的切换压力P2小于开启压力P1；先导阀通过连接油路连接液控单向阀，在高压输出状态使液控单向阀打开，在低压输出状态使液控单向阀从回油箱到主阀单向导通。能够实现溢流阀开启与关闭的压力不同，当系统压力高于安全压力(开启压力P1)则溢流，随后系统压力降至所设压力(切换压力P2，小于P1)才关闭，具有更好的安全保护作用。

附图说明

附图示出了本发明实施例的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明实施例的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明实施例的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本发明实施例的溢流阀的一种示例性结构的液压原理图。

图2是本发明实施例的溢流阀的压力-阀芯位移图。

图3是本发明实施例的溢流阀的压力-流量图。

附图标记说明：

1-主阀；11-第一阀芯；12-活塞；13-阀套；14-第一弹簧；2-先导阀；21-第二弹簧；3-液控单向阀；4-回油箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明实施例。

本发明实施例提出一种具有不同启闭压力的溢流阀，使关闭压力小于开启压力，具有更好的安全保护作用。以下展开说明多种不同的实施方式，以更好的体现本发明实施例的原理和构思。

根据本发明实施例的一个方面，参见图1所示的溢流阀的一种示例性结构的液压原理图。一种具有不同启闭压力的溢流阀，设置在液压系统主管路的溢流旁路中，用于保护流体管道在安全的压力范围内，该溢流阀包括主阀1、先导阀2以及液控单向阀3。

主阀1通过连接油路连接在主管路和回油箱4之间，主阀1的作用是将主管路和回油箱4之间连通或切断，从而控制液压系统的溢流作用。主阀1具有开启压力P1，只有主管路中的压力大于开启压力P1才会使主阀1打开产生溢流作用。

主阀1与回油箱4之间的连接油路设置有液控单向阀3，液控单向阀3的单向导通方向为从回油箱4到主阀1。液控单向阀3是一种受到液压力控制而改变导通状态的单向阀，具有导通状态和单向阀状态。当液控单向阀3处于导通状态时，主阀1与回油箱4之间正常连通，主阀1可以正常打开和关闭。当液控单向阀3处于单向阀状态时，主阀1与回油箱4之间的油路只能从回油箱4向主阀1单向导通，因此，吸油正常主阀1可以正常打开，但由于回油被锁死而不能关闭。

先导阀2设有低压输出状态和高压输出状态，先导阀2通过连接油路连接液控单向阀3，在高压输出状态使液控单向阀3打开，在低压输出状态使液控单向阀3从回油箱4到主阀1单向导通。先导阀2的作用是用来控制液控单向阀3的状态，低压输出状态和高压输出状态是相对而言，能使液控单向阀3处于单向阀状态的压力都可以称为低压输出状态；能使液控单向阀3处于导通状态的压力都可以称为高压输出状态，并且在正常状态下，先导阀2均处于高压导通状态，从而液控单向阀3处于导通状态。先导阀2的状态可以根据主管路压力的变化而切换不同的状态，当主管路压力在正常范围之内时，先导阀2处于初始正常状态即高压输出状态，从高压输出状态切换至低压输出状态所需要的压力为切换压力P2，且切换压力P2小于开启压力P1。也就是说，当主管路压力超过切换压力P2时，先导阀2就会切换到低压输出状态，从而液控单向阀3处于单向阀状态。

本发明实施例的具有不同启闭压力的溢流阀，主阀1通过连接油路连接在主管路和回油箱4之间；主阀1具有开启压力P1；主阀1与回油箱4之间的连接油路设置有液控单向阀3，液控单向阀3的单向导通方向为从回油箱4到主阀1；先导阀2设有低压输出状态和高压输出状态，且从高压输出状态切换至低压输出状态的切换压力P2小于开启压力P1；先导阀2通过连接油路连接液控单向阀3，在高压输出状态使液控单向阀3打开，在低压输出状态使液控单向阀3从回油箱4到主阀1单向导通。能够实现溢流阀开启与关闭的压力不同，当系统压力高于安全压力(开启压力P1)则溢流，随后系统压力降至所设压力(切换压力P2，小于P1)才关闭，具有更好的安全保护作用。

可选的，主阀1可以包括第一阀芯11、阀套13、活塞12以及第一弹簧14。第一阀芯11与活塞12固定连接，第一阀芯11的移动与活塞12的移动同步，通过活塞12受力移动带动第一阀芯11移动，实现主阀1的打开和关闭。第一阀芯11位于阀套13形成的主腔体内，主腔体通过连接油路连接在主管路和回油箱4之间；阀套13围成主腔体，可选的，主腔体设有主进油口和主出油口，主进油口通过连接油路连接主管路，主出油口通过连接油路连接回油箱4。第一阀芯11可以在主腔体内移动，将主进油口封闭或打开。活塞12与阀套13形成相互隔离的活塞腔和弹簧腔；阀套13除了围成主腔体外还围成另一个腔体，活塞12设置在另一个腔体内，将另一个腔体分隔成活塞腔(没有弹簧)和弹簧腔。弹簧腔通过连接油路与回油箱4连接。第一弹簧14设置在弹簧腔，第一弹簧14向第一阀芯11施加力，该力具有将活塞12和第一阀芯11向主腔体的主进油口方向推动的趋势，能使主阀1关闭，克服第一弹簧14阻力使主阀1打开所需的压力为主阀1开启压力P1。也就是说，在正常工作状态时，第一弹簧14将第一阀芯11压紧在进油口处，主阀1关闭，只有主阀1接收到的主管路的压力大于主阀1开启压力P1的情况下，才会克服第一弹簧14阻力使主阀1开启产生溢流作用。

可选的，活塞腔与回油箱4之间的连接油路中设置液控单向阀3，液控单向阀3设有第一液控端口，第一液控端口通过先导阀与油路相连时则液控单向阀3打开，第一液控端口通过先导阀与回油箱相连时则液控单向阀3从回油箱4到活塞腔单向导通。液控单向阀3的作用是变换活塞腔的回油状态，如果液控单向阀3打开，则活塞腔能够正常的从回油箱4吸油和回油，如果液控单向阀3为单向导通状态，则活塞腔只能从回油箱4吸油而不能向回油箱4回油，从而使活塞12和第一阀芯11不会向主进油口的方向移动，主阀1保持打开状态。

可选的，先导阀2可以采用二位三通阀，也就是有两个阀位，并有三个连接口和一个控制端口，具体包括第二液控端口、第一输入端口、第二输入端口、输出端口和第二阀芯。第二液控端口和第一输入端口通过连接油路与主管路连接，可以接收主管路的高压；第二输入端口通过连接油路与回油箱4连接，可以接收回油箱4的低压；输出端口通过连接油路与液控单向阀3的第一液控端口连接，用于向液控单向阀3传递高压或低压。该连接方式可以借用主管路的压力来形成高压输出给液控单向阀3，形成主管路压力和液控单向阀3状态之间的闭环控制回路，增加对主管路压力变化的敏感性。

可选的，先导阀2具有第一阀位和第二阀位，第二阀芯在第一阀位时，第一输入端口与输出端口导通，将主管路的高压传递给输出端口，处于高压输出状态；第二阀芯在第二阀位时，第二输入端口与输出端口导通，将回油箱4的低压传递给输出端口，处于低压输出状态。

可选的，先导阀2还设有第二弹簧21，第二弹簧21向第二阀芯施加力使第二阀芯保持在第一阀位，也就是说正常状态时，第二阀芯处于第一阀位，先导阀2处于高压输出状态。例如，第二弹簧21的一端抵靠在阀体/阀套13上，另一端抵靠在第二阀芯上，将第二阀芯推到第一阀位，图1中的右侧。克服第二弹簧21阻力使第二阀芯从第一阀位移动到第二阀位所需的压力为切换压力P2。也就是说，只有当主管道的压力大于切换压力P2时才会克服第二弹簧21阻力将第二阀芯切换到第二阀位，使先导阀2变成低压输出状态。由于切换压力P2小于开启压力P1，所以，即使主管路压力降低到比开启压力P1小，主阀1也不会关闭，只有主管路压力降低到比切换压力P2小，主阀1才会关闭，增加了溢流阀的安全性能。

以下对本发明实施例的溢流阀的工作原理进行详细说明，为简化说明过程，参照图1中所示的方向来理解以下关于左、右方向的描述。

参见图2所示的溢流阀在工作过程中，主阀芯位移x随压力的变化曲线。在主管路压力增加过程中，当主管路压力小于开启压力P1时，第一阀芯11由于第一弹簧14的预压力作用，保持不动；当主管路压力大于开启压力P1时，第一阀芯11开始移动，并在当第一阀芯11两端液压力和第一弹簧14压力平衡时，达到并保持最大开口。在主管路压力减小过程中，当主管路压力大于切换压力P2小于开启压力P1时，由于先导阀2输出低压，使得液控单向阀3处于单向阀状态，弹簧腔成为死腔，第一阀芯11依旧保持不动；当主管路压力小于P2时，先导阀2输出高压，使得液控单向阀3处于打开状态，弹簧腔开始回油，第一阀芯11向左移动，逐渐关闭主进油口。

参见图3所示的溢流阀在工作过程中，流量随压力变化的曲线。在主管路压力增加过程中，当主管路压力小于开启压力P1时，第一阀芯11未打开，故没有流量；当主管路压力大于开启压力P1时，第一阀芯11逐渐打开，开口逐渐增大，于是流量逐渐增加。在主管路压力减小过程中，当主管路压力大于切换压力P2小于开启压力P1时，由于液控单向阀3的作用，弹簧腔为死腔，第一阀芯11无法关闭，此时负载端依旧有流量；当主管路压力小于P2时，弹簧腔可以正常回油，第一阀芯11逐渐关闭，于是流量不断减小直到为0，结束溢流。

本发明实施例的溢流阀的工作过程为：

(1)当系统压力Ps(也就是主管路压力)低于切换压力P2时，作用在先导阀2芯上的液压力小于第二弹簧21的设定力，先导阀2芯处于右位，输出高压，则液控单向阀3为全开阀状态；由于切换压力P2小于开启压力P1，作用在第一阀芯11上的液压力小于第一弹簧14的设定力，第一阀芯11位移x为0，主阀1处于关闭不通油状态，通油流量Q为0。

(2)当系统压力Ps高于切换压力P2、低于开启压力P1时，作用在先导阀2芯上的液压力大于第二弹簧21的设定力，先导阀2芯处于左位，输出低压，则液控单向阀3为单向阀状态；此时作用在第一阀芯11上的力依旧小于第一弹簧14的设定力，第一阀芯11位移x保持为0，主阀1处于关闭不通油状态，通油流量Q为0。

(3)当系统压力Ps高于开启压力P1时，先导阀2芯处于左位，输出低压，则液控单向阀3为单向阀状态；第一阀芯11液压力大于第一弹簧14的设定力，活塞腔通过液控单向阀3补油，则主阀1打开通油，即开始溢流。

(4)当系统压力Ps低于开启压力P1、高于切换压力P2时，先导阀2芯仍处于左位，输出低压，则液控单向阀3为单向阀状态；第一阀芯11液压力小于第一弹簧14的设定力，但活塞腔由于单向阀成为闭死腔，主阀芯无法向左运动，则主阀1仍处于打开通油状态。

(5)当系统压力Ps低于切换压力P2时，先导阀2芯处于右位，输出高压，则液控单向阀3为打开状态；第一阀芯11液压力小于第一弹簧14的设定力，活塞腔由于全通不再是闭死腔，主阀芯可以向左运动，则主阀1关闭，结束溢流。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明实施例，而并非是对本发明实施例的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明实施例的范围内。

Claims (7)

1.一种具有不同启闭压力的溢流阀，其特征在于，包括：主阀、先导阀以及液控单向阀；

所述主阀通过连接油路连接在主管路和回油箱之间；所述主阀具有开启压力P1；

所述主阀与所述回油箱之间的连接油路设置有所述液控单向阀，所述液控单向阀的单向导通方向为从所述回油箱到所述主阀；

所述先导阀设有低压输出状态和高压输出状态，且从高压输出状态切换至低压输出状态的切换压力P2小于开启压力P1；所述先导阀通过连接油路连接所述液控单向阀，在高压输出状态使所述液控单向阀打开，在低压输出状态使所述液控单向阀从所述回油箱到所述主阀单向导通。

2.根据权利要求1所述的具有不同启闭压力的溢流阀，其特征在于，所述主阀包括第一阀芯、阀套、活塞以及第一弹簧；所述第一阀芯与所述活塞固定连接；所述第一阀芯位于所述阀套形成的主腔体内，所述主腔体通过连接油路连接在主管路和回油箱之间；所述活塞与所述阀套形成相互隔离的活塞腔和弹簧腔；所述第一弹簧设置在所述弹簧腔，所述第一弹簧向所述第一阀芯施加力使所述主阀关闭，克服所述第一弹簧阻力使所述主阀打开所需的压力为所述主阀开启压力P1。

3.根据权利要求2所述的具有不同启闭压力的溢流阀，其特征在于，所述主腔体设有主进油口和主出油口，所述主进油口通过连接油路连接所述主管路，所述主出油口通过连接油路连接所述回油箱；所述弹簧腔通过连接油路与所述回油箱连接。

4.根据权利要求3所述的具有不同启闭压力的溢流阀，其特征在于，所述活塞腔与所述回油箱之间的连接油路设置所述液控单向阀，所述液控单向阀设有第一液控端口，所述第一液控端口通过所述先导阀与油路相连时则所述单向阀打开，所述第一液控端口通过所述先导阀与所述回油箱相连时则单向导通。

5.根据权利要求4所述的具有不同启闭压力的溢流阀，其特征在于，所述先导阀采用二位三通阀，包括第二液控端口、第一输入端口、第二输入端口、输出端口和第二阀芯；所述第二液控端口和所述第一输入端口通过连接油路与所述主管路连接；所述第二输入端口通过连接油路与所述回油箱连接；所述输出端口通过连接油路与所述液控单向阀的第一液控端口连接。

6.根据权利要求5所述的具有不同启闭压力的溢流阀，其特征在于，所述第二阀芯在第一阀位时，所述第一输入端口与所述输出端口导通，处于高压输出状态；所述第二阀芯在第二阀位时，所述第二输入端口与所述输出端口导通，处于低压输出状态。

7.根据权利要求6所述的具有不同启闭压力的溢流阀，其特征在于，所述先导阀还设有第二弹簧，所述第二弹簧向所述第二阀芯施加力使所述第二阀芯保持在第一阀位；克服所述第二弹簧阻力使所述第二阀芯从第一阀位移动到第二阀位所需的压力为所述切换压力P2。

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