CN116733803A - 一种液压溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压溢流阀，包括阀体、溢流阀芯、叶轮和风扇；阀体上设有进口和出口；溢流阀芯位于进口和出口之间，并且能够相对于阀体进行往复移动，以控制进口和出口的通断；叶轮位于进口和出口之间，能够由进口流向出口的流体驱动进行转动；风扇与叶轮连接，能够随叶轮的转动进行转动。该液压溢流阀可以由溢流出的流体驱动叶轮进行旋转，再由叶轮带动风扇进行旋转，通过风扇带走该液压溢流阀在工作时产生的热量，降低该液压溢流阀在工作过程中的温度，减少该液压溢流阀中零件在工作过程中的受热形变，提高该液压溢流阀工作精度，提高工作效率，并且提高该液压溢流阀的工作寿命。

Description

一种液压溢流阀

技术领域

本发明属于液压阀技术领域，具体涉及一种液压溢流阀。

背景技术

先导式溢流阀是由先导阀和主阀组成，先导阀是直动溢流阀。先导式溢流阀是利用先导阀的调定压力，控制系统液压油的压力大小。先导式溢流阀具有压力作用在先导阀阀芯前端和主阀阀芯后端的先导液压腔，以及压力作用在主阀阀芯前端的主阀液压腔，主阀液压腔与先导液压腔连通，由于主阀阀芯前后端均具有压力，只有当两者的压力差大于主阀阀芯弹簧弹力时才会打开主阀阀芯无需高强度的弹簧。当先导液压腔压力过大时便会推动先导阀阀芯打开，先导液压腔泄压，此时主阀液压腔与先导液压腔压力差增大便会打开主阀阀芯实现溢流。先导式溢流阀克服了直动式溢流阀只能工作在较低压力下的难题。

目前，先导式溢流阀在液压系统中应用时存在以下问题：

1、溢流阀在工作过程中由于溢流阀口前后压力差值很大，溢流阀口将油液的压力能转化为热能，是液压系统温度上升的重要因素，这不仅会使液压系统整体温度过高，而且会导致溢流阀内金属零件受热膨胀，产生卡死，增加了故障率，减少了溢流阀工作寿命；

2、溢流阀在溢流时会有大量油液经过溢流阀口流入油箱，油液中的油泥杂质也因此大量经过溢流阀口流入油箱，当溢流阀在由开启突然关闭时杂质会卡滞在阀口，使得阀芯在工作过程中关闭不严，溢流阀工作效果变差，严重时甚至会导致溢流阀失效。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种液压溢流阀，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

该液压溢流阀，包括阀体、溢流阀芯、叶轮和风扇；所述阀体上设有进口和出口；所述溢流阀芯位于所述进口和所述出口之间，并且能够相对于所述阀体进行往复移动，以控制所述进口和所述出口的通断；所述叶轮位于所述进口和所述出口之间，能够由所述进口流向所述出口的流体驱动进行转动；所述风扇与所述叶轮连接，能够随所述叶轮的转动进行转动。

优选的，所述叶轮与所述溢流阀芯同轴转动设置，所述叶轮上相邻叶片之间的通道形成所述进口和所述出口之间的流体通道。

优选的，该液压溢流阀还包括转轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮；所述转轴与所述阀体转动连接，所述第一齿轮与所述叶轮同步旋转连接，所述第二齿轮和所述第三齿轮分别与所述转轴同步旋转连接，所述第四齿轮与所述风扇同步旋转连接；所述第一齿轮能够与所述第二齿轮传动连接，所述第三齿轮能够与所述第四齿轮传动连接。

优选的，该液压溢流阀还包括第五齿轮；所述第五齿轮与所述风扇同步旋转连接，所述第三齿轮沿所述转轴的轴向滑动连接，能够分别与所述第四齿轮传动连接以及与所述第五齿轮传动连接；所述第三齿轮与所述第四齿轮的传动比与所述第三齿轮与所述第五齿轮的传动比不同。

优选的，所述第三齿轮与所述第四齿轮的传动比小于所述第三齿轮与所述第五齿轮的传动比。

优选的，该液压溢流阀还包括滑块、滑块弹簧、滑块连杆、离心球和离心连杆；所述滑块同步旋转连接在所述转轴上并且与所述第三齿轮连接，能够带动所述第三齿轮沿所述转轴的轴向往复移动；所述滑块弹簧与所述滑块连接，以驱动所述滑块带动所述第三齿轮移动至与所述第四齿轮形成传动连接；所述离心连杆的一端与所述滑块转动连接，另一端连接所述离心球；所述滑块连杆的一端与所述转轴转动连接，另一端滑动连接在所述离心连杆；所述转轴的转动能够驱动所述离心球进行离心运动，以驱动所述滑块克服所述滑块弹簧带动所述第三齿轮移动至与所述第五齿轮传动连接。

优选的，该液压溢流阀还包括过滤管；所述过滤管位于所述进口和所述溢流阀芯之间，作为流体由所述进口流向所述溢流阀芯的流体通道；所述过滤管能够带动流经的流体进行旋转。

优选的，所述过滤管与所述叶轮连接，所述叶轮能够驱动所述过滤管进行旋转。

优选的，该液压溢流阀还包括第六齿轮和第七齿轮；所述第六齿轮与所述过滤管同步旋转连接，所述第七齿轮与所述转轴同步旋转连接，所述第六齿轮能够与所述第七齿轮传动连接。

优选的，该液压溢流阀还包括先导阀芯、先导弹簧、溢流弹簧，所述阀体还设有第一流道和第二流道，所述溢流阀芯设有阀芯孔；所述溢流弹簧与所述溢流阀芯连接，以驱动所述溢流阀芯相对于所述阀体移动并保持在切断所述进口和所述出口连通的位置，所述阀芯孔的一端与所述进口连通，另一端与所述溢流弹簧所在腔室连通；所述第一流道的一端与所述溢流弹簧所在腔室连通，另一端延伸至所述先导阀芯处；所述第二流道的一端与所述出口连通，另一端延伸至所述先导阀芯处；所述先导弹簧与所述先导阀芯连接，以驱动所述先导阀芯移动并保持在切断所述第一流道和所述第二流道连通的位置。

本发明的液压溢流阀具有以下有益技术效果：

1、在本发明中，通过在进口和出口之间设立叶轮并且将作为散热使用的风扇与叶轮进行连接，这样当该液压溢流阀进行溢流工作时，溢流出的流体在经过叶轮时就可以驱动叶轮进行旋转，再由叶轮带动风扇进行旋转，通过风扇带走该液压溢流阀在工作时产生的热量，降低该液压溢流阀在工作过程中的温度，减少该液压溢流阀中零件在工作过程中的受热形变，提高该液压溢流阀工作精度，提高工作效率，并且提高该液压溢流阀的工作寿命。

2、在本发明中，通过设置由转轴、多个齿轮、离心球、离心连杆等元件组成的转速控制机构，当该液压溢流阀中流体的流量增大时，为防止风扇转速过快而产生损坏，借助转速控制机构改变叶轮与风扇之间的传动路径，从而提高两者之间的传动比，降低风扇的转速，保证了该液压溢流阀在较高流速时风扇以正常速度运行，使该液压溢流阀的散热系统更加智能和安全。

3、在本发明中，利用多个齿轮和转轴进行叶轮与风扇之间的传动连接，就可以借助溢流流体对叶轮形成驱动，提高对流体动能的利用率，使风扇所需的动力均为流体的溢流流动产生，无需额外加入电源，节省了使用成本。

4、在本发明中，通过在溢流阀芯的上游位置设置过滤管，借助过滤管对进入溢流阀内的流体进行离心过滤，使得流体中的杂质附着在过滤管的内壁上，去除流体内存在的杂质，降低该液压溢流阀的故障率。

附图说明

图1为本实施例液压溢流阀的剖面结构示意图；

图2为图1中I处局部放大结构示意图；

图3为本实施例中叶轮进行高速转动时图1中I处局部放大结构示意图；

图4为本实施例中叶轮的三维结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。

结合图1至图4所示，本实施例液压溢流阀，包括阀体1、溢流阀芯2、叶轮3和风扇4。其中，阀体1上设有进口5和出口6，溢流阀芯2位于进口5和出口6之间，并且能够相对于阀体1进行往复移动，以控制进口5和出口6的通断。叶轮3位于进口5和出口6之间，能够由进口5流向出口6的流体驱动而进行转动。风扇4与叶轮3连接，能够随叶轮3的转动进行转动。

在本实施例中，通过在进口和出口之间设立叶轮并且将作为散热使用的风扇与叶轮进行连接，这样当该液压溢流阀进行溢流工作时，溢流出的流体在经过叶轮时就可以驱动叶轮进行旋转，再由叶轮带动风扇进行旋转，通过风扇带走该液压溢流阀在工作时产生的热量，降低该液压溢流阀在工作过程中的温度，减少该液压溢流阀中零件在工作过程中的受热形变，提高该液压溢流阀工作精度，提高工作效率，并且提高该液压溢流阀的工作寿命。

结合图1和图4所示，在本实施例的液压溢流阀中，叶轮3上的叶片7采用斜叶片设计，并且将叶轮3与溢流阀芯2进行同轴转动设置，而叶轮3上相邻叶片7之间的通道形成进口5和出口6之间的流体通道。

此时，在流体由进口流向出口的过程中，就可以对叶轮形成较大的驱动力，提高对流体动能的利用率，使风扇所需的动力均为流体的溢流流动产生，无需额外加入电源，节省了使用成本。

结合图1至图4所示，在本实施例的液压溢流阀中，还包括转轴8、第一齿轮9、第二齿轮10、第三齿轮11和第四齿轮12。其中，转轴8与叶轮3平行设置并且与阀体1转动连接，第一齿轮9与叶轮3同轴同步旋转连接，第二齿轮10和第三齿轮11分别与转轴8同轴同步旋转连接，第四齿轮12与风扇4同轴同步旋转连接。同时，第一齿轮9能够与第二齿轮10传动连接，第三齿轮11能够与第四齿轮12传动连接。此时，通过转轴和多个齿轮组成的传动机构，就可以将叶轮的转动传递至风扇，以实现由叶轮驱动风扇进行转动的目的。

结合图2所示，在本实施例的液压溢流阀中，还设有一个第五齿轮13。其中，第五齿轮13与风扇4同轴同步旋转连接，而第三齿轮11沿转轴8的轴向滑动连接，能够分别与第四齿轮12形成传动连接以及与第五齿轮13形成传动连接。同时，第三齿轮11与第四齿轮12的传动比与第三齿轮11与第五齿轮13的传动比不同。

此时，通过控制第三齿轮沿转轴的轴向进行往复移动，就可以控制第三齿轮与第四齿轮形成传动连接或控制第三齿轮与第五齿轮形成传动连接，从而利用第三齿轮与第四齿轮之间传动比与第三齿轮与第五齿轮之间传动比的差异，实现对风扇转速的控制，从而保持对该液压溢流阀的最佳散热效果。

其中，在本实施例中，将第三齿轮11与第四齿轮12的传动比设计为小于第三齿轮11与第五齿轮13的传动比。这样，溢流阀芯完全开启时，即进口和出口之间溢流流体的流量增大时，通过将第三齿轮切换至与第五齿轮形成传动连接，就可以对风扇形成降速驱动，稳定风扇的转动速度，防止风扇转速过快而产生损坏，保证该液压溢流阀在较高流速时风扇以正常速度运行，使得散热系统更加智能和安全。

具体的，结合图1和图2所示，在本实施例的液压溢流阀中，第一齿轮9和第二齿轮10采用相同尺寸齿轮，并且在两者之间设有第一过渡齿轮14进行传动连接。第三齿轮11和第四齿轮12采用相同尺寸齿轮，并且在两者之间设有第二过渡齿轮15进行传动连接。第五齿轮13则采用较大尺寸的齿轮，并且能够与第三齿轮11直接形成传动连接。

结合图1至图3所示，在本实施例的液压溢流阀中，还包括滑块16、滑块弹簧17、滑块连杆18、离心球19和离心连杆20。其中，滑块16同步旋转连接在转轴8上并且与第三齿轮11形成连接，能够带动第三齿轮11沿转轴8的轴向进行往复移动。滑块弹簧17与滑块16连接，以驱动滑块16带动第三齿轮11移动至与第四齿轮12形成传动连接。离心连杆20的一端与滑块16转动连接，另一端连接离心球19。滑块连杆18的一端与转轴8形成转动连接，另一端则套设滑动连接在离心连杆20上。

此时，转轴的转动就能够通过滑块和离心连杆驱动离心球进行离心运动，在滑块连杆的作用下，就可以驱动滑块克服滑块弹簧带动第三齿轮向图2所示的上方移动，从而将第三齿轮切换至与第五齿轮形成传动连接，实现对风扇的转动控制，稳定风扇的转动速度。

结合图1所示，在本实施例的液压溢流阀中，还设有一个过滤管21。其中，过滤管21位于进口5和溢流阀芯2之间，作为流体由进口5流向溢流阀芯2的流体通道，并且过滤管21作为离心机构能够带动流经的流体进行旋转。

此时，通过在溢流阀芯的上游位置作为离心机构的过滤管，利用过滤管对进入溢流阀内的流体进行离心过滤，使得流体中的杂质附着在过滤管的内壁上，去除流体内存在的杂质，从而降低该液压溢流阀的故障率。

结合图1所示，在本实施例的液压溢流阀中，过滤管21与叶轮3连接，叶轮3能够驱动过滤管21进行旋转。这样，就可以通过叶轮由溢流流体驱动过滤管的转动，而无需额外加入电源，节省使用成本。

具体的，在本实施例的液压溢流阀中，还设有第六齿轮22和第七齿轮23。第六齿轮22与过滤管21同轴同步旋转连接，第七齿轮23与转轴8同轴同步旋转连接，而第六齿轮22则能够与第七齿轮23形成传动连接。其中，在本实施例中，将第六齿轮和第七齿轮设计为相同尺寸的齿轮，当然也可以根据使用和设计要求，将第六齿轮和第七齿轮设计为不同尺寸的齿轮。

结合图1所示，在本实施例的液压溢流阀中，还包括先导阀芯24、先导弹簧25、溢流弹簧26，阀体1还设有第一流道27和第二流道28，溢流阀芯2设有阀芯孔29。其中，溢流弹簧26与溢流阀芯2连接，以驱动溢流阀芯2相对于阀体1移动并保持在图1所示位置而切断进口5和出口6的连通，阀芯孔29的一端与进口5连通，另一端延伸至与溢流弹簧所在腔室30连通。第一流道27的一端与溢流弹簧所在腔室30连通，另一端延伸至先导阀芯24处。第二流道28的一端与出口6连通，另一端延伸至先导阀芯24处。先导弹簧25与先导阀芯24连接，以驱动先导阀芯24移动并保持在图1所示位置而切断第一流道27和第二流道28的连通。

此时，通过控制先导阀芯的启闭就可以控制溢流阀芯的启闭，进而控制该液压溢流阀中进口和出口的连通关系，实现对该液压溢流阀的溢流控制。

结合图1至图4所示，本实施例液压溢流阀的工作过程如下：

当该液压溢流阀工作时，流体通过进口5进入过滤管21内，在溢流弹簧26的作用下，溢流阀芯2保持在图1所示的关闭位置，即切断进口5和出口6之间的连通关系，流体则通过阀芯孔29进入溢流弹簧所在腔室30中并且穿过第一流道27作用在先导阀芯24上，而在流体介质压力较低时，先导阀芯24在先导弹簧25的作用下保持在图1所示的关闭位置，即切断第一流道27和第二流道28之间的连通关系，使该液压溢流阀保持关闭状态。

当经过进口5进入过滤管21的流体压力逐渐上升，并且溢流弹簧所在腔室30内的流体压力升高至能够驱动先导阀芯24克服先导弹簧25的作用力而开启时，溢流弹簧所在腔室30内的流体通过第一流道27和第二流道28流至出口6处。由于溢流弹簧所在腔室30内流体的流道，使溢流弹簧所在腔室30内的流体压力下降，从而在阀芯孔29的两端形成压力差，使过滤管21内的流体推动溢流阀芯2克服溢流弹簧26向图1所示的上方移动而开启，使进口5处的流体穿过叶轮3流向出口6。在流体流经叶轮3的叶片7过程中，形成对叶轮3的转动驱动，使叶轮3开始旋转，通过第一齿轮9和第二齿轮10的传动连接，驱动转轴8进行转动，转轴8带动第三齿轮11进行转动，第三齿轮11此时位于图2所示位置而与第四齿轮12保持传动连接，从而驱动第四齿轮12进行转动，而第四齿轮12则带动风扇4进行转动，由风扇4形成对该液压溢流阀的散热。与此同时，转轴8同时带动第七齿轮23进行转动，第七齿轮23通过第六齿轮22驱动过滤管21进行旋转，使过滤管21带动其内部的流体一同旋转，将流体内的杂质通过离心力分离至过滤管21的管壁上，形成对流体的过滤清洁操作。

当流体流量增大时，流体驱动叶轮3的转速增加，转轴8的转速同步增加，而离心球19的旋转速度同样随之增加，由于离心力增大，离心球19带动离心连杆20向外侧张开，由于离心连杆20通过滑动连杆18与转轴8的连接，使离心球19带动离心连杆20向外张开的过程中，离心连杆20带动滑块16克服滑块弹簧17向上移动，将第三齿轮11由图2所示位置移动至图3所示位置，使第三齿轮11切换至与第五齿轮13的传动连接，从而控制风扇4的转动速度，使风扇4保持稳定转动，保持对该液压溢流阀的正常散热处理。

Claims (10)

1.一种液压溢流阀，其特征在于，包括阀体、溢流阀芯、叶轮和风扇；所述阀体上设有进口和出口；所述溢流阀芯位于所述进口和所述出口之间，并且能够相对于所述阀体进行往复移动，以控制所述进口和所述出口的通断；所述叶轮位于所述进口和所述出口之间，能够由所述进口流向所述出口的流体驱动进行转动；所述风扇与所述叶轮连接，能够随所述叶轮的转动进行转动。

2.根据权利要求1所述的液压溢流阀，其特征在于，所述叶轮与所述溢流阀芯同轴转动设置，所述叶轮上相邻叶片之间的通道形成所述进口和所述出口之间的流体通道。

3.根据权利要求2所述的液压溢流阀，其特征在于，该液压溢流阀还包括转轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮；所述转轴与所述阀体转动连接，所述第一齿轮与所述叶轮同步旋转连接，所述第二齿轮和所述第三齿轮分别与所述转轴同步旋转连接，所述第四齿轮与所述风扇同步旋转连接；所述第一齿轮能够与所述第二齿轮传动连接，所述第三齿轮能够与所述第四齿轮传动连接。

4.根据权利要求3所述的液压溢流阀，其特征在于，该液压溢流阀还包括第五齿轮；所述第五齿轮与所述风扇同步旋转连接，所述第三齿轮沿所述转轴的轴向滑动连接，能够分别与所述第四齿轮传动连接以及与所述第五齿轮传动连接；所述第三齿轮与所述第四齿轮的传动比与所述第三齿轮与所述第五齿轮的传动比不同。

5.根据权利要求4所述的液压溢流阀，其特征在于，所述第三齿轮与所述第四齿轮的传动比小于所述第三齿轮与所述第五齿轮的传动比。

6.根据权利要求5所述的液压溢流阀，其特征在于，该液压溢流阀还包括滑块、滑块弹簧、滑块连杆、离心球和离心连杆；所述滑块同步旋转连接在所述转轴上并且与所述第三齿轮连接，能够带动所述第三齿轮沿所述转轴的轴向往复移动；所述滑块弹簧与所述滑块连接，以驱动所述滑块带动所述第三齿轮移动至与所述第四齿轮形成传动连接；所述离心连杆的一端与所述滑块转动连接，另一端连接所述离心球；所述滑块连杆的一端与所述转轴转动连接，另一端滑动连接在所述离心连杆；所述转轴的转动能够驱动所述离心球进行离心运动，以驱动所述滑块克服所述滑块弹簧带动所述第三齿轮移动至与所述第五齿轮传动连接。

7.根据权利要求3所述的液压溢流阀，其特征在于，该液压溢流阀还包括过滤管；所述过滤管位于所述进口和所述溢流阀芯之间，作为流体由所述进口流向所述溢流阀芯的流体通道；所述过滤管能够带动流经的流体进行旋转。

8.根据权利要求7所述的液压溢流阀，其特征在于，所述过滤管与所述叶轮连接，所述叶轮能够驱动所述过滤管进行旋转。

9.根据权利要求8所述的液压溢流阀，其特征在于，该液压溢流阀还包括第六齿轮和第七齿轮；所述第六齿轮与所述过滤管同步旋转连接，所述第七齿轮与所述转轴同步旋转连接，所述第六齿轮能够与所述第七齿轮传动连接。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的液压溢流阀，其特征在于，该液压溢流阀还包括先导阀芯、先导弹簧、溢流弹簧，所述阀体还设有第一流道和第二流道，所述溢流阀芯设有阀芯孔；所述溢流弹簧与所述溢流阀芯连接，以驱动所述溢流阀芯相对于所述阀体移动并保持在切断所述进口和所述出口连通的位置，所述阀芯孔的一端与所述进口连通，另一端与溢流弹簧所在腔室连通；

所述第一流道的一端与溢流弹簧所在腔室连通，另一端延伸至所述先导阀芯处；

所述第二流道的一端与所述出口连通，另一端延伸至所述先导阀芯处；所述先导弹簧与所述先导阀芯连接，以驱动所述先导阀芯移动并保持在切断所述第一流道和所述第二流道连通的位置。