CN116412185A - 液压系统微量调节装置及包括其的料罐标定系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压系统微量调节装置及包括其的料罐标定系统，所述液压系统微量调节装置包括基座、活塞、阀体、阀芯和手柄，阀体内设有一贯通的内腔，阀芯由阀体的上部安装入内腔，阀芯与内腔螺纹连接，活塞由阀体的下部插入内腔，且活塞与阀芯相抵，阀体的下部安装至基座内，与基座内的油路连通，手柄与阀芯的顶部连接；随着手柄的转动，阀芯能够沿内腔移动，推动活塞沿内腔移动，从而改变基座、阀体和活塞之间的腔体体积。本发明可以实现局部范围内的压力可调，减少了打压的次数，提高了标定效率。其可以快速稳定地达到目标压力值，减少不确定度，并提高标定精度。

Description

液压系统微量调节装置及包括其的料罐标定系统

技术领域

本发明涉及料罐标定系统领域，特别涉及一种液压系统微量调节装置及包括其的料罐标定系统。

背景技术

在现有技术中，大中型料罐称重系统的标定是多年来一直困扰用户的一个难题。众所周知，砝码标定是大家公认的最受计量认可的一种最准确的标定方法，但是在实际应用中，操作难度极大。

然而，现有的很多料罐小到几吨，大到上百吨，料罐上无法找到可以悬挂砝码的位置，并且搬运砝码费时费力。因此，用足够重的纯砝码来标定这些称重系统几乎不可能。在此之后，人们又想到了物料替代，物料转移等方法，这些方法不仅费时费力，成本高昂并且精度不高。

例如，CN208672132U专利中提出了一种新的料罐称重系统标定方法。这种方法可以通过液压标定系统临时装配到料罐上来完成标定工作，其主要由标定模块，标定仪表，手动泵组成。在标定过程中液压力的稳定性对标定精度有很大影响。一般来说，这类方法都是通过液压调节阀或电动液压泵来实现，但是对于料罐液压标定系统来说，使用电动液压泵对整个产品的便利性，成本，电源形式等都有较大的要求，不适合频繁，多地切换的现场应用。

目前，市场上现有的液压调节阀通常直接用于控制液压油的流动速度，通过控制阀体内油路开口的大小来实现控制流速。由于阀体内可调节的零件通过运动对整个液压系统的体积影响很小，以至于在调解时，尤其在高压系统下，无法通过现有的液压阀门实现局部范围的调节。

在油路系统中，默认为液压油是不可压缩的，并且管路的膨胀与收缩是可以忽略的。在称重标定的液压系统中，在油压稳定后，通过现有的阀门仅能通过打开阀门来降低油压，降压速度过快，无法精确控制，也无法通过阀门来增加系统内的压力，必须通过外部液压泵来增加液压油的体积从而来增加压力。

此外，如果通过控制油压系统的内部体积，设计阀体可调节体积与阀体内腔的成一定的比例关系，可实现液压系统局部压力范围内提供可调节压力的功能。

有鉴于此，本申请发明人设计了一种液压系统微量调节装置及包括其的料罐标定系统，以期克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中液压系统的油压无法精确控制，也无法通过阀门来增加系统内的压力等缺陷，提供一种液压系统微量调节装置及包括其的料罐标定系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种液压系统微量调节装置，其特点在于，所述液压系统微量调节装置包括基座、活塞、阀体、阀芯和手柄，所述阀体内设有一贯通的内腔，所述阀芯由所述阀体的上部安装入所述内腔，所述阀芯与所述内腔螺纹连接，所述活塞由所述阀体的下部插入所述内腔，且所述活塞与所述阀芯相抵，所述阀体的下部安装至所述基座内，与所述基座内的油路连通，所述手柄与所述阀芯的顶部连接；

随着所述手柄的转动，所述阀芯能够沿所述内腔移动，推动所述活塞沿所述内腔移动，从而改变所述基座、所述阀体和所述活塞之间的腔体体积。

根据本发明的一个实施例，所述基座的上部开设有安装孔，两侧部分别设置有油路，所述油路和所述安装孔连通，所述阀体的下部安装至所述安装孔内。

根据本发明的一个实施例，所述基座、所述阀体和所述活塞之间的腔体体积在所述阀芯旋入最高点时为第一体积，所述基座、所述阀体和所述活塞之间的腔体体积在所述阀芯旋入最低点时为第二体积，所述第一体积为所述第二体积的两倍。

根据本发明的一个实施例，所述阀体的内腔上部设置有螺纹，所述阀芯的中部设置有螺纹，使得所述阀芯与所述内腔的上部螺纹连接；所述内腔下部为通孔，所述活塞安装在所述通孔内。

根据本发明的一个实施例，所述阀芯的底部为圆弧形结构，所述圆弧形结构的半径为所述阀芯的螺纹中心点到所述阀芯底部的距离。

根据本发明的一个实施例，所述阀芯的下部为光杆。

根据本发明的一个实施例，所述阀芯的上部设置有一圆环，用于指示所述阀芯所处的位置。

根据本发明的一个实施例，所述活塞的表面设置有第一凹槽，所述第一凹槽内安装有密封圈和密封圈挡圈。

根据本发明的一个实施例，所述活塞的表面设置有导向槽，所述导向槽内安装有导向环。

根据本发明的一个实施例，所述导向环采用高分子材料制成。

根据本发明的一个实施例，所述活塞的底部设置为细针形结构。

根据本发明的一个实施例，所述阀体、所述基座、所述活塞和所述阀芯均采用镍基合金不锈钢制成。

根据本发明的一个实施例，所述液压系统微量调节装置还包括顶盖，所述顶盖套设在所述阀芯的上部，与所述阀体的上端部连接固定。

本发明还提供了一种料罐标定系统，其特点在于，所述料罐标定系统包括如上所述的液压系统微量调节装置。

本发明的积极进步效果在于：

本发明液压系统微量调节装置及包括其的料罐标定系统，可以实现局部范围内的压力可调，减少了打压的次数，提高了标定效率。其可以快速稳定地达到目标压力值，减少不确定度，并提高标定精度。

在功能上，所述液压系统微量调节装置通过基座，活塞，阀芯与阀体配合实现压力的调节。

在可加工性上，所述液压系统微量调节装置的零件结构简单，加工便利，零件多为圆柱体，通过车加工即可完成大部分零件的加工。

在可服务性上，所述液压系统微量调节装置可以采用高分子密封件进行更换。

在可靠性上，其结构使得活塞均匀受力，杜绝了活塞活动面的损伤。不同材质的不锈钢组合杜绝了阀体与基座，阀芯与阀体发生粘合，提供高疲劳寿命。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明液压系统微量调节装置的分解示意图。

图2为本发明液压系统微量调节装置组装完成后的纵向剖视图。

图3为本发明液压系统微量调节装置中活塞的结构示意图。

图4为本发明液压系统微量调节装置中阀芯的结构示。

图5为本发明液压系统微量调节装置中阀芯的主视图。

图6为本发明液压系统微量调节装置中阀体的立体图。

图7为本发明液压系统微量调节装置中阀体的内部结构示意图。

图8为本发明液压系统微量调节装置中基座的结构示意图。

图9为本发明液压系统微量调节装置中手柄的结构示意图。

图10为本发明液压系统微量调节装置中顶盖的结构示意图。

【附图标记】

基座 10

活塞 20

阀体 30

阀芯 40

手柄 50

内腔 31

顶盖 60

安装孔 11

油路 12

平面 41

紧定螺钉 42

圆环 43

距离 A

第一凹槽 21

密封圈 22

密封圈挡圈 23

导向槽 24

导向环 25

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

如图1至图10所示，本发明公开了一种液压系统微量调节装置，其包括基座10、活塞20、阀体30、阀芯40和手柄50，在阀体30内设有一贯通的内腔31，阀芯40由阀体30的上部安装入内腔31，阀芯40与内腔31螺纹连接。活塞20由阀体30的下部插入内腔31，且活塞20与阀芯40相抵，阀体30的下部安装至基座10内，与基座10内的油路连通，手柄50与阀芯40的顶部连接。随着手柄50的转动，阀芯40能够沿内30腔31移动，推动活塞20沿内腔31移动，从而改变基座10、阀体30和活塞20之间的腔体体积。

这种结构不同于常规阀门阀芯与液压油直接接触，本申请将活塞20与阀芯40分成两个部分，这种设计可以避免旋转阀芯40推动活塞20的过程中发生旋转运动，只有直线运动。因此这样可以降低活塞20上密封圈(例如O型圈)与阀体30间的摩擦，从而提高密封件的寿命。

另外，所述液压系统微量调节装置还包括顶盖60，将顶盖60套设在阀芯40的上部，与阀体30的上端部连接固定。

优选地，基座10的上部开设有安装孔11，两侧部分别设置有油路12，油路12和安装孔11连通，阀体30的下部安装至安装孔11内。油路12主要用于连接外部油管，安装孔11与阀体30之间可以选择采用螺纹连接。阀体30外部为六边形设计，可以在安装阀体30到基座10上时方便拧紧，底部为管螺纹与基座10连接，顶部为公制螺纹与顶盖60连接。

基座10、阀体30和活塞20之间的腔体体积在阀芯40旋入最高点时为第一体积，基座10、阀体30和活塞20之间的腔体体积在阀芯40旋入最低点时为第二体积，所述第一体积为所述第二体积的两倍。通过这种体积关系，可以达到在高压情况下一定范围内做到范围的稳定的调节。基座10、阀体30和活塞20这三者间腔体的体积变化大小大于一次液压油泵疏松的液压油体积，这样可以保证所需要的调节范围能大于一次打压，通过与现有液压泵的配合可以达到所有压力点。

由于在液压标定称重装置下，油压压力通常为高压＞50Mpa，油压力会将活塞20顶在阀芯40上，活塞20与阀芯40将承受很高的压力，为了实现一定发力范围内的压力的精确调节，活塞20的上下运动距离会比活塞20的直径大很多。因此本发明通过结构和材料的设计，实现了这种可靠、高寿命的液压系统微量调节装置。

优选地，在阀体30的内腔31上部设置有螺纹(例如细牙螺纹)，阀芯40的中部设置有螺纹(例如细牙螺纹)，使得阀芯40与内腔31的上部螺纹连接，通过与阀芯40配合达到精确控制阀芯40上下移动。内腔31的下部为通孔，表面粗糙度极低，活塞20安装在所述通孔内，活塞20可在此空间内上下滑移。

阀芯40的顶部铣一个平面41，可以通过紧定螺钉42与手柄50固定。在阀芯40的上部优选地设置有一圆环43，用于指示阀芯40所处的位置。在工作状态下，当此圆环43刚好露出顶盖60的时候，此时阀芯40处于中间位置，阀芯40可向上或向下的距离在这时是相同的。

特别地，此处阀芯40的底部优选为圆弧形结构，所述圆弧形结构的半径优选为阀芯40的螺纹中心点到阀芯40底部的距离A。阀芯40的下部优选为光杆。

这样的圆弧形结构可以保证阀芯40与活塞20的接触点保持在20的正中心，可以一直保证力会通过垂直方向传递到活塞20上，降低活塞20在阀芯40旋转时收到的旋转扭矩，从而降低阀芯40运动给活塞20带来的周向力。由于力一直作用于活塞中心点，可降低阀芯40的旋转带来的径向力，周向力和径向力的降低可以避免活塞20易损件的单侧磨损过大。

进一步具体地说，由于螺纹配合的原因，阀芯40在旋转的过程中无法保证其中轴线一定会在活塞接触面的正中心，阀芯40的轴线是有一点斜的。假设阀芯底部是一个圆锥体，那么在旋转阀芯的时候，圆锥体的尖端会在活塞20的面上画圆圈，这样力就是不是通过活塞正中心传递下去，会有侧向力的产生。因此，本申请中将活塞20的底部接触面设计成圆弧形结构，由于阀体30于阀芯40是螺纹连接，假设连接点是在阀芯40的中心，那么阀芯40就是绕着这个连接点做摆动。本申请中的圆角设计可以保证阀芯40与活塞20的接触点一直在轴线上，由此力可以一直在正中心。

如图1和图3所示，活塞20的表面设置有第一凹槽21，第一凹槽21内安装有密封圈22和密封圈挡圈23。活塞20的表面还设置有导向槽24，在导向槽24内安装有导向环25。活塞20的底部设置为细针形结构，可以确保油路12的左右两边一直都是通路。

导向槽24上安装导向环25后可杜绝活塞20与阀体30发生摩擦，较宽的导向环25设计确保活塞20的轴线与阀体30重合，保证了密封圈22(例如O型圈)均匀受力，避免单侧挤压，提高了O型圈的寿命。

优选地，导向环25可以采用高分子材料制成。阀体30、基座10、活塞20和阀芯40均采用镍基合金不锈钢制成。

在本申请中，所述液压系统微量调节装置优选地采用高强度镍基合金不锈钢作为阀体30、基座10、活塞20和螺杆的材料。高强度不锈钢优异的耐磨和抗咬死特性使得阀体在高压场合下依旧可以取得很长的使用寿命，不锈钢热处理过后的螺杆可以提供高强度屈服强度，也提供了可靠的寿命。导向环25的材料为高分子材料，高硬度与低摩擦系数的特性为活塞提供可靠的支撑，可以避免活塞20与阀体30发生直接接触。

本发明还提供了一种料罐标定系统，其包括如上所述的液压系统微量调节装置。

根据上述结构描述，本发明液压系统微量调节装置的安装过程为：安装密封圈22、密封圈挡圈23和导向环25到活塞20上，将活塞20从底部塞入阀体30，将阀芯40从阀体30顶部塞入阀体30，后将阀体30旋入基座10，安装顶盖60到阀体30上，通过紧定螺钉42安装手柄50到阀芯40上。最后可以将通过基座10的管螺纹直接将快速接头安装到基座10上，再通过快速接头接入液压系统。

工作时，先将该产品安装到液压泵与油缸之间后，先通过旋转本申请所述液压系统微量调节装置的手柄50至阀芯40的圆环43刚好露出顶盖60，再打压到预设压力左右后，等待压力稳定下来后，通过旋转手柄50来达到理想的压力。

如果没有本申请所述液压系统微量调节装置，只能依赖于液压泵来调节压力，一旦超过理想的数值，只能通过完全泄压再次打压来达到理想的数值，在高压情况下很难做到一定压力范围内的线性微调，通常会出现达不到理想压力，一旦打压就超出的问题。在使用本申请所述液压系统微量调节装置之后，可以先将压力加到理想数值左右，即可通过所述液压系统微量调节装置达到理想压力值，避免了多次打压，节省了大量的时间。

本发明液压系统微量调节装置，在等待液压系统内部液体流动趋于平稳后，通过调整该阀门内部腔体的体积，达到在液压油质量不变的条件下改变液压油体积，从而在原有压力的基础上达到一定的局部范围内的压力调整，为称重设备的液压标定方式提供更加精确的控制。在液压料罐称重系统中，当压力大于50bar的情况下，所述液压系统微量调节装置可提供-150kg到250kg的调节范围。

本发明液压系统微量调节装置具有如下诸多优势：

一、压力范围内调节范围大(-150kg到250kg)，通过旋转手柄带动阀芯与活塞上下移动实现压力的线性调节；

二、结构可靠，活塞与阀芯分体设计，阀芯底部圆弧设计，活塞上的导向环设计，保证最脆弱的活塞受力均匀，只有线性运动，避免周向选装，避免活塞与阀体发生刮蹭从而损伤活塞活动面。

三、精度可靠，阀芯上螺纹使用细牙螺纹，可以做到压力的微量调整；

四、寿命可靠，材料使用高耐磨与高强度不锈钢，防腐性能优异，不需要额外的维护。不同材质的不锈钢组合杜绝了阀体与基座，阀芯与阀体发生粘合，提供高疲劳寿命。

综上所述，本发明液压系统微量调节装置及包括其的料罐标定系统，可以实现局部范围内的压力可调，减少了打压的次数，提高了标定效率。其可以快速稳定地达到目标压力值，减少不确定度，并提高标定精度。

在功能上，所述液压系统微量调节装置通过基座，活塞，阀芯与阀体配合实现压力的调节。

在可加工性上，所述液压系统微量调节装置的零件结构简单，加工便利，零件多为圆柱体，通过车加工即可完成大部分零件的加工。

在可服务性上，所述液压系统微量调节装置可以采用高分子密封件进行更换。

在可靠性上，其结构使得活塞均匀受力，杜绝了活塞活动面的损伤。不同材质的不锈钢组合杜绝了阀体与基座，阀芯与阀体发生粘合，提供高疲劳寿命。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种液压系统微量调节装置，其特征在于，所述液压系统微量调节装置包括基座、活塞、阀体、阀芯和手柄，所述阀体内设有一贯通的内腔，所述阀芯由所述阀体的上部安装入所述内腔，所述阀芯与所述内腔螺纹连接，所述活塞由所述阀体的下部插入所述内腔，且所述活塞与所述阀芯相抵，所述阀体的下部安装至所述基座内，与所述基座内的油路连通，所述手柄与所述阀芯的顶部连接；

随着所述手柄的转动，所述阀芯能够沿所述内腔移动，推动所述活塞沿所述内腔移动，从而改变所述基座、所述阀体和所述活塞之间的腔体体积。

2.如权利要求1所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述基座的上部开设有安装孔，两侧部分别设置有油路，所述油路和所述安装孔连通，所述阀体的下部安装至所述安装孔内。

3.如权利要求2所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述基座、所述阀体和所述活塞之间的腔体体积在所述阀芯旋入最高点时为第一体积，所述基座、所述阀体和所述活塞之间的腔体体积在所述阀芯旋入最低点时为第二体积，所述第一体积为所述第二体积的两倍。

4.如权利要求1所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述阀体的内腔上部设置有螺纹，所述阀芯的中部设置有螺纹，使得所述阀芯与所述内腔的上部螺纹连接；所述内腔下部为通孔，所述活塞安装在所述通孔内。

5.如权利要求4所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述阀芯的底部为圆弧形结构，所述圆弧形结构的半径为所述阀芯的螺纹中心点到所述阀芯底部的距离。

6.如权利要求5所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述阀芯的下部为光杆。

7.如权利要求6所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述阀芯的上部设置有一圆环，用于指示所述阀芯所处的位置。

8.如权利要求1所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述活塞的表面设置有第一凹槽，所述第一凹槽内安装有密封圈和密封圈挡圈。

9.如权利要求1所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述活塞的表面设置有导向槽，所述导向槽内安装有导向环。

10.如权利要求9所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述导向环采用高分子材料制成。

11.如权利要求1所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述活塞的底部设置为细针形结构。

12.如权利要求1所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述阀体、所述基座、所述活塞和所述阀芯均采用镍基合金不锈钢制成。

13.如权利要求1所述的液压系统微量调节装置，其特征在于，所述液压系统微量调节装置还包括顶盖，所述顶盖套设在所述阀芯的上部，与所述阀体的上端部连接固定。

14.一种料罐标定系统，其特征在于，所述料罐标定系统包括如权利要求1-13任意一项所述的液压系统微量调节装置。

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