CN114109948A - 大开度活塞式液压阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种大开度活塞式液压阀，包括空腔阀体，在阀体下部开设有进水口和排水口，阀体一端口封口，在封口端外侧固定安装有空腔的平衡腔，平衡腔内设置有可移动的上活塞，上活塞顶端与设置在平衡腔内的压簧下端顶触；上活塞将平衡腔内分隔为位于上活塞上侧的上腔和位于上活塞下侧的下腔，在平衡腔的上腔处引出与上腔导通的第一进液管，在平衡腔的下腔处引出与下腔导通的第二进液管；在阀体内设置有与上活塞联动的下活塞。本申请通过自行调节开度，可免去人工调节的工序，且开度的调节不需电器控制，从而使得控制更加快捷，响应时间短。本申请整体结构简单，便于维护，适合于农业给水使用。

Description

大开度活塞式液压阀

技术领域

本申请涉及一种液压阀，尤其涉及一种大开度活塞式液压阀。

背景技术

液压控制系统中，液压阀是主要的控制单元，液压阀受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用，主要用来控制液压执行元件中液流的压力、流量及流动方向，从而控制液压执行元件的启动、停止，以满足各类液压设备的要求。

液压阀有直动型与先导型之分，按控制方法可分为手动、电控、液控。传统的液压阀结构复杂、体积大、加工要求高、容易磨损、成本高、工作情况设定单一，还存在不易控制、响应慢、工作噪声大、工作可靠性低等问题。同时，传统的液压阀的阈值是固定的，难以实现调节，常见的阈值可调节的液压阀一般为以磁流变液为工作介质的液压阀，此类液压阀在设计和制造时必须配以可以调节磁流变液磁场的线圈，反应速度快，调节精准且调节范围大，但是整体结构较为复杂，成本较高。

现今在农业灌溉中常使用薄膜阀，薄膜阀可将水流通道和控制机构隔离，防止水流中的杂质进入控制机构，进而保护了控制机构，降低故障率。但是薄膜阀受其结构影响，一是阀门需要控制机构辅助实现启闭，开度无法根据通道内实际水流大小自行调节开度，只能间接的通过电路控制开度，响应较慢；二是在阀门处由于开度较小，流体中杂质极易堆积在阀门处，造成堵塞。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本申请的目的在于提供一种结构简单，安装便捷，可根据管内压力自行调节阀门开度的大开度活塞式液压阀。

本申请的目的是这样实现的：大开度活塞式液压阀，包括空腔阀体，在阀体下部开设有进水口和排水口，阀体一端口封口，在封口端外侧固定安装有空腔的平衡腔，平衡腔内设置有可移动的上活塞，上活塞顶端与设置在平衡腔内的压簧下端顶触；上活塞将平衡腔内分隔为位于上活塞上侧的上腔和位于上活塞下侧的下腔，在平衡腔的上腔处引出与上腔导通的第一进液管，在平衡腔的下腔处引出与下腔导通的第二进液管；在阀体内设置有与上活塞联动的下活塞。

平衡腔具有一个敞口端，该敞口端上封盖有顶盖，第一进液管由所述顶盖处引出；在阀体封口端上开设有注水通道，该通道一端口开设在封口端上表面，另一端口开设在阀体的侧壁，并与第二进液管连通。

所述上活塞下端固定相连有连杆，连杆下部经阀体封口端伸入阀体内，连杆最下端与下活塞固定相连。

在进水口和排水口之间的阀体内壁上固定安装有活塞座，所述活塞座与下活塞配合密封进水口至排水口之间的流道。

阀体下端敞口，即为进水口，在活塞座与阀体封口端之间的阀体侧壁上开设有排水口。

在阀体的中部或中下部开设有进水口，在低于进水口的阀体上开设有排水口。

在下活塞内开设有水道，水道的进水口和出水口分别与阀体上的进水口和排水口对应。

在水道的进水口上下侧的下活塞上分别套接有密封圈；在出水口的上侧的下活塞上套接有密封圈。

在下活塞底面上固定安装有限位柱。

下活塞上侧空腔最上部装设有与该空腔连通的辅助进液管。

本申请通过将平衡腔与管道连通，一种情况在开阀时平衡腔下部压力大于上部压力，从而使得上活塞受管道内流体压力向上运动，实现开阀，开阀后上活塞持续受压，直到弹簧向下的压力与流体向上的压力达到平衡，当管道内压力增大时，上活塞将继续上移，实现开度随管道内压力变化而变化的目的；在关阀时，平衡腔上部压力大于下部压力，从而使得上活塞受注入流体压力向下运动，并在弹簧的辅助下实现关阀。另一种情况与前一种情况相反，在开阀时平衡腔下部压力小于上部压力，从而使得上活塞受管道内流体压力及压簧的作用下向下运动，实现开阀，开阀后上活塞持续受压，直到下活塞受限位柱的阻挡，流道导通，实现全开；在关阀时，平衡腔上部水流与大气导通，此时平衡腔下部水流压力大于压簧的压力，从而使得上活塞受注入水流压力向上运动，实现关阀。

本申请通过自行调节开度，可免去人工调节的工序，且开度的调节不需电器控制，从而使得控制更加快捷，响应时间短。且若有堵塞发生，管道内增压，即可增大开度，使得堵塞的大颗粒杂质排出，排杂便捷。本申请整体结构简单，便于维护，适合于农业给水使用。

附图说明

本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：

附图1是本申请关阀时的结构示意图；

附图2是本申请开阀时的结构示意图；

附图3是本申请采用柱状活塞关阀时的结构示意图；

附图4是本申请采用柱状活塞开阀时的结构示意图。

图例：1、第一进液管，2、上腔，3、下腔，4、第二进液管，5、排水口，6、进水口，7、活塞座，8、下活塞，8-1、水道，8-2、限位柱，9、阀体，10、连杆，11、上活塞，12、压簧，13、顶盖，14、辅助进液管，15、开口。

具体实施方式

本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本申请中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本申请作进一步描述，实施例1：如附图1-2所示，大开度活塞式液压阀包括空腔阀体9，在阀体9下部开设有进水口6和排水口5，阀体9一端口封口，在封口端外侧固定安装有空腔的平衡腔，平衡腔内设置有可上下移动的上活塞11，上活塞11顶端与设置在平衡腔内的压簧12下端顶触；上活塞11将平衡腔内分隔为位于上活塞11上侧的上腔2和位于上活塞11下侧的下腔3，在平衡腔的上腔2处引出与上腔2导通的第一进液管1，在平衡腔的下腔3处引出与下腔3导通的第二进液管4；在阀体9内设置有与上活塞11联动的下活塞8。

进一步的，平衡腔具有一个敞口端，该敞口端上封盖有顶盖，第一进液管1由所述顶盖处引出。通过第一进液管1可向上腔2内注液增压，也可通过第一进液管1将上腔2内液体引出减压。

第二进液管4可由下腔3下部直接引出至平衡腔外（图中未画出），该种结构安装较为简便，但由于注水方式为横向注水，不能给予上活塞11底部直接的冲击，故优选方案如下：如图1、2所示，在阀体9封口端上开设有注水通道，该通道一端口开设在封口端上表面，另一端口开设在阀体9的侧壁，并与第二进液管4连通。该种结构的好处在于通过开设注水通道，不仅形成了底部注水，可对上活塞11底部进行直接冲击，还有利于第二进液管4的快速安装和换装。

进一步的，所述上活塞11下端固定相连有连杆10，连杆10下部经阀体9封口端伸入阀体9内，连杆10最下端与下活塞8固定相连。

进一步的，在进水口6和排水口5之间的阀体9内壁上固定安装有活塞座7，所述活塞座7与下活塞8配合密封进水口6至排水口5之间的流道。

进一步的，所述下活塞8包括圆盘形活塞本体，以及固定连接在活塞本体下端面上的塞头，所述塞头为上大下小的倒圆台，其上端圆面面积小于活塞本体下端圆面面积，塞头整体一体连接在活塞本体下端面中心。所述活塞座7为沿阀体9内壁圆周布设的向内突出的棱台，形成中心开孔的环形。下活塞8向下运动时，塞头逐渐进入所述中心开孔内，直至下活塞8本体下端面与棱台上端面顶触形成密封，或塞头上部圆周面与中心开孔上端内沿顶触形成密封。

进一步的，阀体9下端敞口，即为进水口6，在活塞座7与阀体9封口端之间的阀体9侧壁上开设有排水口5。

本实施例1在使用时，进水口6与输水管线连通，第一进液管1通过第一控制阀门与输水管线连通，第二进液管4通过第二控制阀门与输水管线连通，其中第一控制阀门、第二控制阀门均为已有技术，其包括一进水通道和一排水通道，还包括一控制机构，可切换进水和排水状态，具体结构非本申请发明点，在此不做详细描述。

开阀时，第二控制阀门打开进水通道，关闭排水通道，输水管线内的水经第二进液管4向平衡腔的下腔3内流动；此时第一控制阀门打开排水通道，关闭进水通道，上腔2与外界导通，使得上活塞11上端的水压降为零，只存在压簧12的压力，当水流压力大于该压力时，即可推动上活塞11向上运动，并带动下活塞8向上运动，与活塞座7分离，进水口6与排水口5之间的水流通道开打，水流可由排水口5排出。随着水流压力的增大，上活塞11向上运动的距离也会增加，从而使得下活塞8与活塞座7的间距增大，开度增大。

闭阀时，第一控制阀门打开进水通道，关闭排水通道，输水管线内的水经第一进液管1向平衡腔的上腔2内流动；此时第二控制阀门打开排水通道，关闭进水通道，下腔3与外界导通，使得上活塞11下端的水压降为零，上活塞11在压簧12的压力和水压的双重作用下向下运动，并带动下活塞8向下运动，至活塞座7处时，虽然下活塞8仍然受到水压的推挤，但由于上活塞11受到压簧12的压力和水压的双重作用力，该作用力大于进水口处的压力，下活塞8最终与活塞座7配合密封，进水口6与排水口5之间的水流通道断开，水流不可由排水口5排出。

本实施例中，进水口6和排水口5不可互换，这是因为，若在排水口5处进水，水进入阀体9后会对下活塞8产生向下的压力，这时在开阀时，由于下腔3内的水压和阀体9内的水压相等，在压簧12的作用下，下活塞8就无法向上开阀。

若想进水口6和排水口5互换，则第二进液管4不能与输水管线连通，需要连通一注压装置向下腔3内注压，当注压大于输水管线内的水压时，下活塞8才能向上开阀。

实施例2：如附图3-4所示，大开度活塞式液压阀包括空腔阀体9，在阀体9下部开设有进水口6和排水口5，阀体9一端口封口，在封口端外侧固定安装有空腔的平衡腔，平衡腔内设置有可上下移动的上活塞11，上活塞11顶端与设置在平衡腔内的压簧12下端顶触；上活塞11将平衡腔内分隔为位于上活塞11上侧的上腔2和位于上活塞11下侧的下腔3，在平衡腔的上腔2处引出与上腔2导通的第一进液管1，在平衡腔的下腔3处引出与下腔3导通的第二进液管4；在阀体9内设置有与上活塞11联动的下活塞8。

进一步的，平衡腔具有一个敞口端，该敞口端上封盖有顶盖，第一进液管1由所述顶盖处引出。通过第一进液管1可向上腔2内注液增压，也可通过第一进液管1将上腔2内液体引出减压。

第二进液管4可由下腔3下部直接引出至平衡腔外（图中未画出），该种结构安装较为简便，但由于注水方式为横向注水，不能给予上活塞11底部直接的冲击，故优选方案如下：如图1、2所示，在阀体9封口端上开设有注水通道，该通道一端口开设在封口端上表面，另一端口开设在阀体9的侧壁，并与第二进液管4连通。该种结构的好处在于通过开设注水通道，不仅形成了底部注水，可对上活塞11底部进行直接冲击，还有利于第二进液管4的快速安装和换装。

进一步的，在阀体9的中部或中下部开设有进水口6，在低于进水口6的阀体9上开设有排水口5。

进一步的，所述上活塞11下端固定相连有连杆10，连杆10下部经阀体9封口端伸入阀体9内，连杆10最下端与下活塞8固定相连。

进一步的，在下活塞8内开设有水道8-1，水道8-1的进水口和出水口分别与阀体9上的进水口6和排水口5对应。水道8-1的进水口和出水口的落差与阀体9上的进水口6和排水口5的落差基本相等。这样可确保在水道8-1的出水口与阀体9的排水口5对应导通时，水道8-1的进水口与阀体9的进水口6也对应导通。

进一步的，在水道8-1的进水口上下侧的下活塞8上分别套接有密封圈。在出水口的上侧的下活塞8上套接有密封圈。进水口上下侧的密封圈，以及出水口上侧的密封圈可防止水流进入下活塞8与阀体9封口端之间的空间，以免影响开关阀。

进一步的，在下活塞8底面上固定安装有限位柱8-2。限位柱8-2用以限定下活塞8的最低位，下活塞8受压下降至最低位前，水道8-1的出水口与阀体9的排水口5对应导通，处于未完全开阀状态。下活塞8受压下降至最低位时，水道8-1的出水口与阀体9的排水口5完全导通，处于完全开阀状态。

进一步的，阀体9下端开设有开口15，该开口15为常闭状态，其内旋接有堵头。在开阀过程中，下活塞8向下运动，若此时下活塞8下侧的水流液面高于阀体9的排水口5下沿，下活塞8与阀体9的开口15之间的水流受下活塞8的挤压将会由下活塞8与阀体9内壁之间的缝隙回流，但受到下活塞8的出水口上侧的密封圈阻挡，只能向阀体9的排水口5处流动，则不影响开阀。若此时下活塞8下侧的水流液面低于或等高于阀体9的排水口5下沿，也不会影响开阀。同时，该开口15也可作为检修口。

进一步的，为避免可能进入下活塞8上侧空腔的水流影响关阀，在该空腔最上部装设有与该空腔连通的辅助进液管14。

辅助进液管14可以直接与外界大气导通，这样在关阀时，即可所述空腔内有水流，也会受压由辅助进液管14处排出，并不会影响关阀。

辅助进液管14还可以通过第三控制阀门与输水管线连通，第三控制阀门与前述第一控制阀门结构相同，为已有技术。辅助进液管14的进水和排水与第一进液管1的进水和排水保持同步，这样在开阀时，第一进液管1进入的水流对上活塞11产生向下的压力，辅助进液管14进入的水流同时对下活塞8产生向下的压力，从而使得下活塞8快速向下，最终开阀。反之，可使下活塞快速上升，最终闭阀。

本实施例2在使用时，与实施例1相同，进水口6与输水管线连通，第一进液管1通过第一控制阀门与输水管线连通，第二进液管4通过第二控制阀门与输水管线连通。

开阀时，第一控制阀门打开进水通道，关闭排水通道，输水管线内的水经第一进液管1向平衡腔的上腔2内流动；此时第二控制阀门打开排水通道，关闭进水通道，下腔3与外界导通，使得上活塞11下端的水压降为零，上活塞11在压簧12的压力和水压的双重作用下向下运动，并带动下活塞8向下运动，当水道8-1的出水口与阀体9的排水口5导通时，实现开阀。随着水流压力的增大，上活塞11进一步向下运动水道8-1的出水口与阀体9的排水口5的导通面积增大，直至限位柱8-2与阀体9底面顶触，此时水道8-1的出水口与阀体9的排水口5完全导通，整体流道完全导通，处于完全开阀状态。

闭阀时，第二控制阀门打开进水通道，关闭排水通道，输水管线内的水经第二进液管4向平衡腔的下腔3内流动；此时第一控制阀门打开排水通道，关闭进水通道，上腔2与外界导通，使得上活塞11上端的水压降为零，上活塞11在水压的作用下向上运动，并带动下活塞8向上运动，至上活塞11上升至最大行程时，此时水道8-1的进水口与阀体9的进水口6错位，整体流道断路，处于闭阀状态。

本实施例2中，进水水流可以在进水口6和排水口5间进行互换，前述描述中是从进水口6处进水，排水口5处排水。也可从排水口5处进水，进水口6处排水。在开阀时平衡腔下部压力小于上部压力，从而使得上活塞11受管道内流体压力及压簧12的作用下向下运动，实现开阀，开阀后上活塞11持续受压，直到下活塞8受限位柱8-2的阻挡，流道导通，实现全开；在关阀时，平衡腔上部水流与大气导通，此时平衡腔下部水流压力大于压簧12的压力，从而使得上活塞11受注入水流压力向上运动，实现关阀。

上述说明仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。凡是属于本申请的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种大开度活塞式液压阀，包括空腔阀体，在阀体下部开设有进水口和排水口，其特征在于：阀体一端口封口，在封口端外侧固定安装有空腔的平衡腔，平衡腔内设置有可移动的上活塞，上活塞顶端与设置在平衡腔内的压簧下端顶触；上活塞将平衡腔内分隔为位于上活塞上侧的上腔和位于上活塞下侧的下腔，在平衡腔的上腔处引出与上腔导通的第一进液管，在平衡腔的下腔处引出与下腔导通的第二进液管；在阀体内设置有与上活塞联动的下活塞。

2.如权利要求1所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：平衡腔具有一个敞口端，该敞口端上封盖有顶盖，第一进液管由所述顶盖处引出；在阀体封口端上开设有注水通道，该通道一端口开设在封口端上表面，另一端口开设在阀体的侧壁，并与第二进液管连通。

3.如权利要求1所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：所述上活塞下端固定相连有连杆，连杆下部经阀体封口端伸入阀体内，连杆最下端与下活塞固定相连。

4.如权利要求1或2或3所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：在进水口和排水口之间的阀体内壁上固定安装有活塞座，所述活塞座与下活塞配合密封进水口至排水口之间的流道。

5.如权利要求4所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：阀体下端敞口，即为进水口，在活塞座与阀体封口端之间的阀体侧壁上开设有排水口。

6.如权利要求1或2或3所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：在阀体的中部或中下部开设有进水口，在低于进水口的阀体上开设有排水口。

7.如权利要求6所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：在下活塞内开设有水道，水道的进水口和出水口分别与阀体上的进水口和排水口对应。

8.如权利要求7所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：在水道的进水口上下侧的下活塞上分别套接有密封圈；在出水口的上侧的下活塞上套接有密封圈。

9.如权利要求7所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：在下活塞底面上固定安装有限位柱。

10.如权利要求1或2或3或7或8或9所述的大开度活塞式液压阀，其特征在于：下活塞上侧空腔最上部装设有与该空腔连通的辅助进液管。

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