CN1291163C - 差压式比例压力、流量复合阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种差压式比例压力、流量复合阀，克服了现有产品主阀芯与主阀套之间容易产生液压油泄漏卸压的缺陷。它包括主阀体(1)、比例流量阀(36)和比例流量阀先导阀(16)、比例压力阀(37)和比例压力阀先导阀(26)以及安全阀(30)；所述的压力阀阀套(2)上端部设有外圆周槽(34)，在外圆周槽(34)的对应位置设有内圆周槽(35)，在内圆周槽(35)的径向位置均布有若干个油孔(33)；主阀体中与外圆周槽(34)的对应位置与工作油压P口设连接油路；所述的主阀体(1)内设有由流量阀出口(31)至压力阀阀芯(3)弹簧腔的差压式液压反馈油路。本发明结构紧凑，工作噪音低、震动小，广泛应用于工程液压控制系统中。

Description

差压式比例压力、流量复合阀

技术领域

本发明涉及一种液压传动控制部件，尤其指一种用于液压系统的电液比例压力、流量控制的复合阀。

背景技术

电液比例压力、流量控制的复合阀广泛应用于诸如注塑机、压铸机、挤压机和拉伸机等机械加工设备的液压控制系统中。它既可以对液压系统的压力进行比例调节，也可以对输出流量进行比例控制，以达到调整机械加工设备的执行机构运作速度或位置的功能。2000年1月5日公开了公告号为CN2357170Y的“一种电液比例压力流量复合控制阀”实用新型专利，它可对系统压力进行比例调节，又可对输出流量进行比例控制，提高了电液比例压力流量复合控制阀的稳态压力——流量控制特性。但该产品主阀体左部安装的比例溢流阀主阀芯与主阀套的密封单纯依靠两者之间的公差配合来保证，造成其主弹簧腔内的高压液压油易泄漏卸压，形成阀芯上下压力差，从而使阀芯位置移动，既影响了正常工作，又能效降低。另外，该产品的安全阀单独设于主阀体上，使主阀体的表面油路孔和连接固定螺纹孔增多，主阀体体积增大，成本提高；比例节流阀先导阀芯采用垂直方式安装于节流阀先导阀套中，并由反馈弹簧支承，与反馈弹簧的同心位置还需安装比例节流阀主弹簧，因此该产品的比例节流阀先导阀安装较为费时。为此，人们期盼发明一种压力阀主阀芯与主阀套之间液压油泄漏少、压差反馈效果好、安装简便、溢流噪音小的比例压力、流量复合阀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有背景技术产品主阀芯与主阀套之间容易产生液压油泄漏卸压，形成阀芯上下压力差，从而使阀芯位置移动的缺陷，向社会提供一种抗泄漏性能佳、差压反馈灵敏性好、主阀体尺寸可进一步减小的电液比例压力、流量复合阀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：差压式比例压力、流量复合阀包括主阀体、比例流量阀和比例流量阀先导阀、比例压力阀和比例压力阀先导阀以及安全阀；比例流量阀和比例压力阀分别并联于主阀体的右、左上半部分阀体内，比例流量阀包括流量阀阀套、流量阀阀芯和流量阀弹簧，比例压力阀包括压力阀阀套、压力阀阀芯、阻尼柱塞和压力阀弹簧，所述的压力阀阀套的上端部设有外圆周槽，对外圆周槽的对应位置设有内圆周槽，在内圆周槽的径向位置均布有若干个油孔；主阀体中与外圆周槽的对应位置设有垂直油路g，并经横向油路h、垂直油路a与工作油压P口相连。

所述的安全阀安装于主阀体左上半部分，安全阀上端连接比例压力阀先导阀。

所述的主阀体内设有由流量阀出口、垂直油路p、阻尼螺钉、安全阀右下端油路b、阻尼套、阻尼孔和压力阀阀芯弹簧腔组成的差压式液压反馈油路。

所述的压力阀阀套设计成内外双层结构。

所述的比例压力阀先导阀内设锥阀芯，所述锥阀芯设有四个棱。

所述的流量阀阀芯的节流孔y可以根据不同的流量规格和流量特性，开设成不同数目、大小和形状的窗口。

本发明产品通过系统油压P口的油压P1随负载油压P2的变化而变化，使得比例流量阀的流量阀阀芯与流量阀阀套之间位置维持不变，流出的油量保持稳定，因而在实际使用中具有功率损耗低、发热量少的优点。比例压力阀主阀芯与主阀套之间设置一环形高压密封带，使得主阀芯弹簧腔内的液压油泄漏大大减少，保证了流量的恒定。安全阀安装于主阀体左上半部分与比例压力阀先导阀之间，较现有技术减少了设置在主阀体表面的油路孔和连接固定螺纹孔，主阀体尺寸得以进一步缩小。本发明设计新颖、结构紧凑，负载恒压性能好，工作噪音低、震动小，可广泛应用于机械加工设备的液压控制系统中。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明压力阀阀套剖视图。

图3是本发明锥阀芯结构示意图。

图4是本发明流量阀阀芯结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明差压式比例压力、流量复合阀包括主阀体1、安装于主阀体1右上半部分的比例流量阀先导阀16、安装于主阀体1左上半部分的安全阀30和比例压力阀先导阀26，比例流量阀36和比例压力阀37分别并联于主阀体1的右、左上半部分阀体内。比例流量阀36包括流量阀阀套6、流量阀阀芯7和流量阀弹簧8。比例流量阀先导阀16包括流量阀先导阀芯15和流量阀先导阀比例电磁铁13。比例压力阀37包括压力阀阀套2、压力阀阀芯3、压力阀弹簧5和阻尼柱塞4，阻尼柱塞4的作用主要是提高压力阀阀芯3工作的稳定性。比例压力阀先导阀26包括锥阀座23、锥阀芯25、锁紧螺母20和压力阀先导阀比例电磁铁28，其中锥阀芯25结构如图3所示，设有四个棱32，具良好的定位导向性。安全阀30安装于主阀体1左上半部分，上接比例压力阀先导阀26，它包括阻尼套17、安全阀阀体18、安全阀阀座19、安全阀锥阀芯21、安全阀弹簧22和调压螺杆24。在安全阀阀体18上设有右下端油路b、左下端油路e、右上端油路t和左下端油路d。安全阀30安装于主阀体1左上半部分与比例压力阀先导阀26之间后，较现有技术减少了设置在主阀体表面的油路孔和连接固定螺纹孔，主阀体尺寸进一步缩小，成本下降。

下面继续结合图1，叙述本发明的工作原理。

本发明主阀体1的P口由液压系统提供工作压力，L口连接油箱，A口连接负载，即机械加工设备执行机构的液压油路。工作时，可以通过调压螺杆24来调整安全阀体18内弹簧套29的位置，使安全阀弹簧22的弹力产生变化，从而可以根据系统最高压力来确定额定工作压力。当负载压力P2高于额定工作压力时，A口液压油经流量阀出口31、垂直油路p、阻尼螺钉10、安全阀30右下端油路b和阻尼套17后，作用于安全阀锥阀芯21上，并克服安全阀弹簧22的弹力，使得安全阀锥阀芯21脱离安全阀阀座19，液压油进入安全阀弹簧22腔，并经安全阀30左下端油路e、主阀体1左端泄油路f流回L口入油箱卸压，使负载P2的压力不会高于额定的工作压力，有效防止系统过载，实现安全保护功能。

如图2所示，本发明的压力阀阀套2的上端部设有外圆周槽34，对外圆周槽34的对应位置设有内圆周槽35，在内圆周槽35的径向位置均布有若干个油孔33，使外圆周槽34与内圆周槽35之间的油路贯通。整个压力阀阀套2壳体设计成内外双层结构，可以有效减轻溢流产生的噪音和震动。结合图1，主阀体1中与外圆周槽34的对应位置有垂直油路g，并经横向油路h、垂直油路a与P口相连。工作时，工作油压P1从垂直油路a、横向油路h、垂直油路g、外圆周槽34、油孔33和内圆周槽35后，作用压力阀阀芯3外壁，形成环形高压密封区，可有效防止压力阀弹簧5腔中的液压油经压力阀阀芯3与压力阀阀套2之间的缝隙而泄漏，使流量阀阀芯7的上下端压差恒定，不因负载变化而使从A口流出的油量改变。

液压系统提供工作油压后，油压从P口进入到流量阀阀芯7和压力阀阀芯3的下端，同时经主阀体1的垂直油路a、阻尼孔9、安全阀30右下端油路b、阻尼套17后分为两路：一路经安全阀30右上端油路t、比例压力阀先导阀26右下端油路c，进入锥阀座23右腔；另一路经阻尼孔11进入压力阀阀芯3的弹簧5腔内。当压力阀先导阀比例电磁铁28的初始电流I₀＝0时，比例电磁铁28的顶杆27产生的力F＝0，锥阀座23受液压油的作用而与锥阀芯25处于全开状态，前述到达锥阀座23右腔的压力油经比例压力阀先导阀26左下端油路d、安全阀30左上端油路x进入安全阀30的安全阀弹簧22腔，并从安全阀30左下端油路e、主阀体1左端泄油路f流回L口入油箱，由于这油路的回泄，使经阻尼孔11进入压力阀阀芯3弹簧5腔内的油压下降，压力阀阀芯3的下端压力大于上端弹簧腔内压力，产生压差，压力阀阀芯3开始抵消压力阀弹簧5的弹力上移，压力阀阀芯3打开，压力油由P口经压力阀阀芯3直接至T口卸压。

流量阀先导阀比例电磁铁13的初始电流I₀＝0时，比例电磁铁13的顶杆14产生的力F＝0，来自于P口的压力油经主阀体1上的垂直油路a、横向油路h、向上垂直油路s作用于流量阀先导阀芯15的左腔，经向上垂直油路s的另一路油压经阻尼螺钉12、横向油路k后再次分为上下两路，下路直接进入流量阀弹簧8腔，上路经比例流量阀先导阀16环形油槽L、横向油路m后作用于先导阀芯15的右腔，由于顶杆14不产生电磁力，先导阀芯15上的节流孔r处于关闭状态，流量阀阀芯7的上端弹簧腔和下端压力相等，流量阀阀芯7在流量阀弹簧8的支承下将流量阀关闭，A口没有油流出，整个复合阀处于卸压状态。

当给比例电磁铁28输入一定的电流后，比例电磁铁28的顶杆27产生力并将锥阀芯25顶向锥阀座23，流经比例压力阀先导阀26右下端油路c和左下端油路d的流量减少，卸压量减小，使得经阻尼孔11进入压力阀阀芯3的弹簧腔内油压上升，压力阀阀芯3上端弹簧腔与下端之间的油压差减小，压力阀阀芯3在压力阀弹簧5支承下回复，压力阀阀芯3与压力阀阀套2之间的开度减小，从T口卸压的油量减少，P口的工作油压P1上升。在此过程中，油压P1上升幅度与比例电磁铁28输入的电流成正比。当给比例电磁铁28输入的电流保持为一恒定数值时，P口的工作油压P1也维持在一恒定压力值。因此，可以通过控制比例电磁铁28的输入电流，达到调节液压系统工作压力的功能。

如前所述，流量阀先导阀比例电磁铁13的初始电流I₀＝0时，流量阀阀芯7在流量阀弹簧8的支承下将流量阀关闭，A口没有油流出。当流量阀先导阀比例电磁铁13输入一定的电流I后，顶杆14产生电磁力并将先导阀芯15左推，位于先导阀芯15中心的节流孔r打开一定的开度，流量阀先导阀控制油经下端油路n、主阀体1右端泄油路O流回L口入油箱。由于这油路的回泄，使经阻尼螺钉12、横向油路k后进入流量阀阀芯7的上端弹簧腔的油压下降，流量阀阀芯7的下端压力大于上端弹簧腔内压力，产生压差，流量阀阀芯7开始抵消流量阀弹簧8的弹力上移，流量阀阀芯7打开，液压油经流量阀阀芯7上的节流孔y、流量阀出口31从A口流出。基于同样的原理，流量阀先导阀比例电磁铁13的电流越大，先导阀芯15越往左位移，节流孔r打开越大，流量阀阀芯7的上下端压差越大，流量阀阀芯7开度也大，从A口流出的油量也大。从A口流出的油量大小，也于输入流量阀先导阀比例电磁铁13的电流大小成正比。当输入流量阀先导阀比例电磁铁13的电流保持为一恒定数值时，从A口流出的油量也维持不变。因此，可以通过控制比例电磁铁13的输入电流，控制从A口流出的油量，从而达到调节机械的执行机构运作位置的功能。

为了确保本发明的比例电磁铁13电流恒定时，从A口流出的油量不受负载压力P2的变化而变化，在主阀体1上增设了差压式液压反馈油路，包括主阀体1上的流量阀出口31、与流量阀出口31相连的垂直油路p和阻尼螺钉10。从比例流量阀出口31流到A口的油中，分一路经前述的垂直油路p、阻尼螺钉10后，再经安全阀30右下端油路b、阻尼套17、阻尼孔11进入压力阀阀芯3的弹簧腔内。因此，当负载压力P2瞬间上升时，压力阀阀芯3的弹簧腔内压力也随之上升，压力阀阀芯3向下位移，压力阀阀芯3开度减小，从T口卸压的油量减少，P口的工作油压P1上升，与P2的上升相抵消，使流经比例流量阀阀芯7节流孔y的油压差ΔP＝P1-P2保持不变，故经A口流出的流量维持不变。同样原理，当负载压力P2瞬间下降时，压力阀阀芯3的弹簧腔内压力也随之下降，压力阀阀芯3向上位移，压力阀阀芯3开度增大，从T口卸压的油量增加，P口的工作油压P1下降，与P2的下降相抵消，流经比例流量阀阀芯7节流孔y的油压差ΔP＝P1-P2保持不变，故经A口流出的流量也维持不变。

如图4所示，流量阀阀芯7的节流孔y可以根据不同的流量规格和流量特性，开设成不同数目、大小和形状的窗口。

Claims (6)

1、一种差压式比例压力、流量复合阀，包括主阀体(1)、比例流量阀(36)和比例流量阀先导阀(16)、比例压力阀(37)和比例压力阀先导阀(26)以及安全阀(30)；比例流量阀(36)和比例压力阀(37)分别并联于主阀体(1)的右上半部分、左上半部分阀体内，比例流量阀(36)包括流量阀阀套(6)、流量阀阀芯(7)和流量阀弹簧(8)，比例压力阀(37)包括压力阀阀套(2)、压力阀阀芯(3)、阻尼柱塞(4)和压力阀弹簧(5)，其特征在于：所述的压力阀阀套(2)的上端部设有外圆周槽(34)，在外圆周槽(34)的对应位置设有内圆周槽(35)，在内圆周槽(35)的径向位置均布有若干个油孔(33)；主阀体(1)中与外圆周槽(34)的对应位置设有垂直油路g，并经横向油路h、垂直油路a与工作油压P口相连。

2、如权利要求1所述的差压式比例压力、流量复合阀，其特征在于：所述的安全阀(30)安装于主阀体(1)左上半部分，安全阀(30)上端连接比例压力阀先导阀(26)。

3、如权利要求2所述的差压式比例压力、流量复合阀，其特征在于：所述的主阀体(1)内设有由流量阀出口(31)、垂直油路p、阻尼螺钉(10)、安全阀(30)右下端油路b、阻尼套(17)、阻尼孔(11)和压力阀阀芯(3)弹簧腔组成的差压式液压反馈油路。

4、如权利要求1至3任一权利要求所述的差压式比例压力、流量复合阀，其特征在于：所述的压力阀阀套(2)设计成内外双层结构。

5、如权利要求4所述的差压式比例压力、流量复合阀，其特征在于：所述的比例压力阀先导阀(26)内设锥阀芯(25)，所述锥阀芯(25)设有四个棱(32)。

6、如权利要求5所述的差压式比例压力、流量复合阀，其特征在于：所述的流量阀阀芯(7)的节流孔y可以根据不同的流量规格和流量特性，开设成不同数目、大小和形状的窗口。

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