CN114413053B - 水基比例先导阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水基比例先导阀，所述比例先导阀包括阀体、压紧套、阀座、通流阀套、推杆阀套、推杆、阀芯、弹簧座、弹簧和比例电磁铁，阀体具有安装腔，阀体的侧面具有连通安装腔和外界的入口和出口，压紧套的内腔与入口相连通，阀座上具有第一通孔，通流阀套的内腔与出口相连通，阀体具有与推杆阀套连通的第二通孔，推杆可滑动地配合在通流阀套、推杆阀套和第二通孔内，阀芯配合在通流阀套内，弹簧座能够止抵阀芯，弹簧可压迫弹簧座，比例电磁铁的驱动端与所述推杆相连。本发明的水基比例先导阀能适用于水基液压系统中，比例控制性能高。

Description

水基比例先导阀

技术领域

本发明涉及水基液压技术领域，具体地，涉及一种水基比例先导阀。

背景技术

高压大流量液泵广泛运用于煤矿综采工作面中，通过单个或者多个液泵来为液压支架的移架、升柱、降柱提供动力。泵站持续运转的过程中，通过卸荷阀来满足综采工作面断续用液的需求。使用比例阀来作为卸荷阀的先导级是一种可行的方法，可以控制主阀阀口按照预定的梯度与速度开启和关闭，使得卸荷阀入口压力平稳地降低和升高，快速响应系统用液需求，维持系统压力稳定变化，减小系统压力冲击，从而提高卸荷阀的寿命。相关技术中的比例先导阀存在密封性差、推杆移动时摩擦力大、稳态液动力大以及比例电磁铁的推力需求大的缺陷，且比例先导阀机构不合理，系统安全性低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种水基比例先导阀，所述水基比例先导阀处于常打开状态，则在液泵开机时，整个系统即处于卸荷状态，保证了系统的安全，且水基比例先导阀在关闭和打开的过程中，推杆滑动摩擦小，比例控制性能好。

根据本发明实施例的水基比例先导阀包括：阀体，所述阀体具有安装腔，所述阀体的侧面具有连通所述安装腔和外界的入口和出口；依次配合在所述安装腔内的压紧套、阀座、通流阀套和推杆阀套，所述压紧套的内腔与所述入口相连通，所述阀座上具有第一通孔，所述通流阀套的内腔与所述出口相连通，所述阀体具有与所述推杆阀套连通的第二通孔；推杆和阀芯，所述推杆可滑动地配合在所述通流阀套、所述推杆阀套和所述第二通孔内并与其中至少一个间隙配合，所述阀芯配合在所述通流阀套内并位于所述推杆和所述阀座之间；弹簧座和弹簧，所述弹簧座可滑动地配合在所述压紧套内，所述弹簧座的至少部分穿过所述第一通孔并能够止抵所述阀芯，所述弹簧配合在所述压紧套内并朝所述阀芯压迫所述弹簧座；以及比例电磁铁，所述比例电磁铁安装于所述阀体，且所述比例电磁铁的驱动端与所述推杆相连。

根据本发明实施例的水基比例先导阀，比例电磁铁的驱动端与推杆相连，比例电磁铁用于推动推杆以便于阀芯封闭第一通孔，弹簧座的至少部分穿过第一通孔并能够止抵阀芯，弹簧具有压迫弹簧座的力，在比例先导阀未接受控制信号时，比例电磁铁不提供驱动力，弹簧座在弹簧的作用下止抵阀芯使第一通孔处于常打开状态，则在液泵开机时，整个系统即处于卸荷状态，保证了系统的安全，能适用于水基液压系统中，比例控制性能好。另外，推杆与通流阀套、推杆阀套和第二通孔的至少一个间隙配合，能够减小推杆的滑动摩擦，从而消除摩擦力对比例控制性能的影响。

在一些实施例中，所述阀芯为球状，所述推杆朝向所述弹簧座的一端设有与所述阀芯配合的半球槽以及环绕所述半球槽的导流凸台。

在一些实施例中，所述推杆包括依次相连且直径依次减小的第一杆段、第二杆段和第三杆段，所述第一杆段与所述通流阀套间隙配合，所述第二杆段与所述推杆阀套间隙配合，所述第三杆段通过密封圈配合在所述底座的所述第二通孔。

在一些实施例中，所述第一杆段将所述通流阀套的内腔分隔为第三腔和第四腔，所述第三腔和所述第四腔均与所述出口相连通，所述阀芯位于所述第四腔内。

在一些实施例中，所述压紧套的内腔为一端开口的盲孔，所述安装腔沿所述阀体的轴向贯穿所述阀体，所述安装腔具有沿其轴向相对的所述第一开口和第二开口，所述安装腔的内壁面在邻近所述第一开口处设有阻止所述底座脱出所述安装腔的限位凸缘，所述压紧套与所述安装腔螺纹配合以封闭所述第二开口。

在一些实施例中，所述弹簧座将所述压紧套的内腔分隔为第一腔和第二腔，所述第一腔和所述第二腔均与所述入口相连通。

在一些实施例中，所述水基比例先导阀还包括：调心球，所述底座上设有与所述第二通孔相连通的导向孔，所述调心球配合在所述导向孔内，所述推杆伸出至所述导向孔内并止抵所述调心球；外罩，所述外罩与所述阀体相连，所述比例电磁铁安装于所述外罩；和杠杆，所述杠杆位于所述外罩的内腔，所述杠杆的第一端与所述外罩可枢转地相连，所述杠杆的第二端止抵所述比例电磁铁的驱动端，所述杠杆上连接有推动件，所述推动件临近所述杠杆的第一端并止抵所述调心球。

在一些实施例中，所述阀体上设有补偿流道，所述底座上设有环形腔，所述补偿流道连通所述环形腔和所述入口，所述环形腔的横截面积等于所述第一通孔的横截面积。

附图说明

图1是根据本发明实施例的比例先导阀的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的比例先导阀的局部结构放大图。

附图标记：

比例电磁铁1，外罩2，观察窗3，推动件4，调心球5，堵头6，补偿流道7，阀体8，弹簧座9，压紧套10，弹簧11，弹簧腔12，入口13，第一通孔14，出口15，底座16，环形腔17，回转轴19，杠杆20，推杆阀套21，通流阀套22，推杆23，阀座24，阀芯25，导流凸台26。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的水基比例先导阀包括阀体8、压紧套10、阀座24、通流阀套22、推杆阀套21、推杆23、阀芯25、弹簧座9、弹簧11和比例电磁铁1。

如图1所示，阀体8具有安装腔，阀体8的侧面具有连通安装腔和外界的入口13和出口15，安装腔的端面设有连通安装腔和外界的第一开口。可以理解的是，水基比例先导阀开启时，入口13可以供液压油进入安装腔，安装装腔内的液压油可以从出口15排出。

具体地，如图1所示，压紧套10、阀座24、通流阀套22和推杆阀套21依次配合在安装腔内，压紧套10的内腔与入口13相连通，阀座24上具有第一通孔14，通流阀套22的内腔与出口15相连通阀体8具有与推杆阀套21连通的第二通孔。

具体地，如图1所示，安装腔的端面设有连通安装腔和外界的第一开口，水基比例先导阀还包括底座16，压紧套10、阀座24、通流阀套22、推杆阀套21和底座16依次配合在安装腔内，底座16配合在安装腔内并封闭第一开口，第二通孔成型于底座16上。

可以理解的是，水基比例先导阀开启时，液压油沿入口13、压紧套10的内腔、第一通孔14、通流阀套22的内腔、出口15流动，水基比例先导阀关闭时，第一通孔14与通流阀套22的内腔断开，以阻止液压油流动。

进一步地，如图1所示，推杆23可滑动地配合在通流阀套22、推杆阀套21和底座16的第二通孔内并与其中至少一个间隙配合，从而能够减小推杆23的滑动摩擦，阀芯25配合在通流阀套22内并位于推杆23和阀座24之间，弹簧座9可滑动地配合在压紧套10内，弹簧座9的至少部分穿过第一通孔14并能够止抵阀芯25，弹簧11配合在压紧套10内，且弹簧11的部分位于弹簧座9的弹簧腔12内并朝阀芯25压迫所述弹簧座9，比例电磁铁 1安装于阀体8，且比例电磁铁1的驱动端与推杆23相连，比例电磁铁1用于推动推杆23 以便于阀芯25封闭第一通孔14。

具体地，当水基比例先导阀开启时，比例电磁铁1不为推杆23提供驱动力，弹簧11驱动弹簧座9止抵阀芯25以打开第一通孔14，则入口13、压紧套10的内腔、第一通孔14、通流阀套22的内腔和出口15连通构成液流通道，液泵卸荷。当水基比例先导阀关闭时，比例电磁铁1驱动推杆23运动，推杆23带动阀芯25朝靠近阀座24的方向移动以封堵第一通孔14，则第一通孔14与通流阀套22的内腔断开，以阻止液压油流动，液泵加载。可以理解的是，本申请的水基比例先导阀在未接受控制信号时，第一通孔14处于常开状态。

根据本发明实施例的水基比例先导阀，比例电磁铁的驱动端与推杆相连，比例电磁铁用于推动推杆以便于阀芯封闭第一通孔，弹簧座的至少部分穿过第一通孔并能够止抵阀芯，弹簧具有压迫弹簧座的力，在水基比例先导阀未接受控制信号时，比例电磁铁不提供驱动力，弹簧座在弹簧的作用下止抵阀芯使第一通孔处于常打开状态，则在液泵开机时，整个系统即处于卸荷状态，保证了系统的安全，能适用于水基液压系统中，比例控制性能高。另外，推杆与通流阀套、推杆阀套和第二通孔的至少一个间隙配合，能够减小推杆的滑动摩擦，从而消除摩擦力对比例控制性能的影响。

进一步地，在一些实施例中，如图1和图2所示，阀芯25为球状，推杆23朝向弹簧座9的一端设有与阀芯25配合的半球槽以及环绕所述半球槽的导流凸台26。由此，球状阀芯25和半球槽可稳定装配，且极高流速的介质将会冲击到导流凸台26上，从而使得推杆23受到一个推力，该推力使第一通孔14趋向于开启，与稳态液动力的方向相反以起到补偿稳态液动力的作用。

进一步地，阀芯25由陶瓷材料制成，阀座24由不锈钢材料制成。由此，阀芯25和阀座24之间形成硬-软配合。

在一些实施例中，如图1所示，推杆23包括依次相连且直径依次减小的第一杆段、第二杆段和第三杆段，第一杆段与通流阀套22间隙配合，第二杆段与推杆阀套21间隙配合，第三杆段通过密封圈配合在底座16的所述第二通孔。由此，推杆23与通流阀套22和推杆阀套21之间不存在接触摩擦，有利于比例性能的控制，密封圈可以密封第二通孔。

进一步地，如图1所示，第一杆段将通流阀套22的内腔分隔为第三腔和第四腔，第三腔和第四腔均与出口15相连通，阀芯25位于第四腔内。由此保证第一杆段前后端压力的一致，保证第一杆段在通流阀套22的内腔内的顺畅滑动。

在一些实施例中，如图1所示，压紧套10的内腔为一端开口的盲孔，安装腔沿阀体8的轴向贯穿阀体8，安装腔具有沿其轴向相对的第一开口和第二开口，安装腔的内壁面在邻近第一开口处设有阻止底座16脱出安装腔的限位凸缘，压紧套10与安装腔螺纹配合以封闭第二开口。

进一步地，如图1所示，弹簧座9将压紧套10的内腔分隔为第一腔和第二腔，第一腔即为容置弹簧11的弹簧腔12，第一腔和第二腔均与入口13相连通。由此保证弹簧座9两端压力的一致，保证弹簧座9在压紧套10的内腔内的顺畅滑动。

在一些实施例中，如图1所示，水基比例先导阀还包括调心球5、外罩2和杠杆20，底座16上设有与第二通孔相连通的导向孔，调心球5配合在导向孔内，推杆23伸出至导向孔内并止抵调心球5，外罩2与阀体8相连，比例电磁铁1安装于外罩2，杠杆20位于外罩2的内腔，杠杆20的第一端与外罩2通过回转轴19可枢转地相连，杠杆20的第二端止抵比例电磁铁1的驱动端，杠杆20上连接有推动件4，推动件4临近杠杆20的第一端并止抵调心球5。

具体地，水基比例先导阀关闭时，比例电磁铁1驱动杠杆20转动，推动件4随杠杆20移动以通过调心球5推动推杆23移动，调心球5可以保证先导推杆23沿其长度方向移动，杠杆20可以放大比例电磁铁1的驱动力。

进一步地，如图1所示，水基比例先导阀还包括观察窗3，外罩2上设有观察口，观察窗3与外罩2并封闭观察口。由此，工作人员可以通过观察窗3实时观察水基比例先导阀的状态。

在一些实施例中，如图1所示，阀体8上设有补偿流道7，底座16上设有环形腔17，补偿流道7连通环形腔17和入口13，环形腔17的横截面积等于第一通孔14的横截面积。由此使得推杆23和阀芯25处于液压力平衡的状态下，比例电磁铁1在工作时不需要克服液压力，极大地降低了对比例电磁铁1推力的需求。

如图1所示，加工补偿流道7时形成的端部开口通过与补偿流道7端部焊接的堵头6封闭开口。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种水基比例先导阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体具有安装腔，所述阀体的侧面具有连通所述安装腔和外界的入口和出口；

依次配合在所述安装腔内的压紧套、阀座、通流阀套和推杆阀套，所述压紧套的内腔与所述入口相连通，所述阀座上具有第一通孔，所述通流阀套的内腔与所述出口相连通，所述阀体具有与所述推杆阀套连通的第二通孔；

推杆和阀芯，所述推杆可滑动地配合在所述通流阀套、所述推杆阀套和所述第二通孔内并与其中至少一个间隙配合，所述阀芯配合在所述通流阀套内并位于所述推杆和所述阀座之间；

弹簧座和弹簧，所述弹簧座可滑动地配合在所述压紧套内，所述弹簧座的至少部分穿过所述第一通孔并能够止抵所述阀芯，所述弹簧配合在所述压紧套内并朝所述阀芯压迫所述弹簧座；以及

比例电磁铁，所述比例电磁铁安装于所述阀体，且所述比例电磁铁的驱动端与所述推杆相连。

2.根据权利要求1所述的水基比例先导阀，其特征在于，所述安装腔的端面设有连通所述安装腔和外界的第一开口，所述水基比例先导阀还包括底座，所述底座配合在所述安装腔内并封闭所述第一开口，所述第二通孔成型于所述底座上。

3.根据权利要求1所述的水基比例先导阀，其特征在于，所述阀芯为球状，所述推杆朝向所述弹簧座的一端设有与所述阀芯配合的半球槽以及环绕所述半球槽的导流凸台。

4.根据权利要求2所述的水基比例先导阀，其特征在于，所述推杆包括依次相连且直径依次减小的第一杆段、第二杆段和第三杆段，所述第一杆段与所述通流阀套间隙配合，所述第二杆段与所述推杆阀套间隙配合，所述第三杆段通过密封圈配合在所述底座的所述第二通孔。

5.根据权利要求4所述的水基比例先导阀，其特征在于，所述第一杆段将所述通流阀套的内腔分隔为第三腔和第四腔，所述第三腔和所述第四腔均与所述出口相连通，所述阀芯位于所述第四腔内。

6.根据权利要求2所述的水基比例先导阀，其特征在于，所述压紧套的内腔为一端开口的盲孔，所述安装腔沿所述阀体的轴向贯穿所述阀体，所述安装腔具有沿其轴向相对的所述第一开口和第二开口，所述安装腔的内壁面在邻近所述第一开口处设有阻止所述底座脱出所述安装腔的限位凸缘，所述压紧套与所述安装腔螺纹配合以封闭所述第二开口。

7.根据权利要求6所述的水基比例先导阀，其特征在于，所述弹簧座将所述压紧套的内腔分隔为第一腔和第二腔，所述第一腔和所述第二腔均与所述入口相连通。

8.根据权利要求2所述的水基比例先导阀，其特征在于，所述水基比例先导阀还包括：

调心球，所述底座上设有与所述第二通孔相连通的导向孔，所述调心球配合在所述导向孔内，所述推杆伸出至所述导向孔内并止抵所述调心球；

外罩，所述外罩与所述阀体相连，所述比例电磁铁安装于所述外罩；和

杠杆，所述杠杆位于所述外罩的内腔，所述杠杆的第一端与所述外罩可枢转地相连，所述杠杆的第二端止抵所述比例电磁铁的驱动端，所述杠杆上连接有推动件，所述推动件临近所述杠杆的第一端并止抵所述调心球。

9.根据权利要求2所述的水基比例先导阀，其特征在于，所述阀体上设有补偿流道，所述底座上设有环形腔，所述补偿流道连通所述环形腔和所述入口，所述环形腔的横截面积等于所述第一通孔的横截面积。

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