CN1350125A

CN1350125A - 液压平衡阀

Info

Publication number: CN1350125A
Application number: CN 01139093
Authority: CN
Inventors: 刘富良; 卢永松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2002-05-22
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: CN1170067C

Abstract

一种液压平衡阀,包括主阀、先导阀和控制阀,其中各阀包含有阀体、阀芯和前后二腔,阀芯均通过弹簧与阀体连接,先导阀位于主阀芯内,控制阀与主阀上下连接,控制阀还包括位于其阀体上的二主油口A、B和控制油口X,位于主阀前腔内有一活塞,其有杆腔与无杆腔分别通过位于阀体上的油道c、d与控制油口X相连通;主阀芯后端外侧面轴向设有多条斜槽连通主阀的油口b和主阀的后腔;主阀芯的后端设有一油孔e连通主阀的后腔与先导阀的后腔。本发明的优点在于:不仅加工容易,而且运动灵敏、平稳,还可以手动调节主阀的最大开口度,应用范围较广;再者能量损耗小,效率高;还有当软管破损失压的情况下,能防止负载失速下降,能起到一个液压锁的作用。

Description

液压平衡阀

技术领域

本发明涉及一种阀，尤其涉及用于8吨至50吨各种开式系统液压回路中的液压控制平衡阀。

背景技术

在现代的工程机械、建筑机械等机械设备中，大量应用了液压承重系统，其中平衡阀是这类系统的关键液压元件，其性能的优劣直接影响着整机的性能，而现有的液压平衡阀主要由控制阀与主阀构成，常见的有单级式与先导式二种，单级式主阀与控制阀为并列联接，先导式主阀与控制阀为嵌套联接，但上述二种液压平衡阀在性能上共同存在的缺点是液压承重系统在负载下行时，平衡阀的阀芯开口难以稳定在一个确定的开口大小上，使负载在下降过程中产生低频抖动的现象，造成系统极不稳定，严重影响整机的安全可靠性，为此，一种新的平衡阀被设计出来，如中国专利ZL95236163.9《组合式集成块液压平衡阀》，该专利在原有的主阀与控制阀上方增加一保持阀，组合成一个液压集成块，共同一个阀体，并在液压集成块中巧妙地设置了若干阻尼孔，消除了下降重物过程中的低频抖动，增强了安全性，使行动更加可靠。但该专利存在以上的缺陷是：(1)在重物上升的工况中，流量经主阀的开口度、管道再经保持阀的节流口流出，使重物上升过程中流阻增大，能量损耗严重，效率低；(2)阻尼孔都为定孔，所以流量只能随压力而变化，反应相对较慢；(3)主阀的最大开口度不能人为的调节，影响了它的使用范围；(4)由于该专利设计成一体，很难加工，几乎无法实施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种易加工、灵敏度高、行动平稳、可靠的液压平衡阀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：液压平衡阀包括主阀、先导阀和控制阀，其中各阀包含有阀体、阀芯和前后二腔，阀芯均通过弹簧与阀体连接，先导阀位于主阀芯内，控制阀与主阀上下连接，位于阀体上的二主油口A、B和控制油口X，位于主阀上的油口b与控制阀的后腔相通，主阀芯前腔与阀体上的主油口A相通，主阀芯前端内轴向设有油孔f连通先导阀的前腔与主阀的前腔，其特征在于：

(1)控制阀前腔与主油口A相贯通，控制阀的后腔沿轴向与主油口B相贯通；

(2)位于主阀前腔内有一控制活塞，其有杆腔与无杆腔分别通过位于阀体上的的油孔c、d与控制油口X相连通；

(3)主阀芯后端外侧面轴向设有多条斜槽连通主阀的油口b和主阀的后腔；

(4)主阀芯的后端设有一油孔e连通主阀的后腔与先导阀的后腔。

所述的主阀芯前端外侧面上可以设有多条不同角度、长度的圆弧节流槽。

所述的主阀芯前端内设有与油孔f相贯通的垂直油孔g连通主阀的前腔与先导阀的前腔。

所述的主阀芯前端外侧可以设有一主阀套，在主阀套外再固定有一阀套，阀套的后端设有与其相抵并与主阀体相固定的弹簧套，主阀芯通过主阀芯弹簧与弹簧套相连。

所述的主阀芯后端也可以设有一弹簧座，弹簧座内轴向设有油孔e，位于主阀芯内的弹簧座与先导阀弹簧相抵，位于主阀芯外的弹簧座与主阀芯弹簧的相抵。

所述的先导阀由钢球座、位于钢球座内的钢球及先导阀弹簧组成，钢球座通过先导阀弹簧与主阀芯相连，钢球与主阀芯的内壁相配且钢球的前端与控制活塞的控制活塞杆相正对。

所述主阀芯的后端可以设有与其相对的调节杆，该调节杆固定在弹簧套上并凸出于主阀体之外，位于弹簧套内的调节杆上套有主阀芯弹簧。

所述的主阀体的侧面设有与其相固定的一阀板，与控制油口X相通的油孔d通过位于该阀板内的阻尼孔、与控制活塞的无杆油腔相通。

为了防止阻尼孔被堵，在上述油孔d与阀板内的阻尼孔间还设有一滤芯。

为了控制活塞快速的返回，在所述的阀板内还设有一单向阀，单向阀包含有单向阀芯、弹簧及前、后腔，单向阀芯通过弹簧与阀板连接，单向阀的前腔通过油孔h与控制活塞的无杆腔相连通，单向阀的后腔与阀板内的阻尼孔相通。

与现有技术相比，本发明的优点在于：由于主阀与控制阀、阀板之间采用分离结构，所以该阀加工容易；再者主阀芯后端外侧设有多条斜槽，随着主阀芯的移动，该处节流口的面积随之变化，因而运动更加灵敏、平稳；还有由于在主阀的前端设有调节杆，所以该阀可以手动调节主阀的最大开口度，使它有较广的应用范围；当重物上升，由于流量只通过控制阀，从A口流向B口，所以整个过程流阻小，能量损耗小，效率高。

附图说明

图1是本发明实施例结构剖示示意图；

图2是图1的右视剖示示意图；

图3是主阀芯结构示意图；

图4是图3的右视示意图；

图5是本实施例应用在绞车上的液压原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1和图2，液压平衡阀包括主阀、先导阀、控制阀、阀板8和调节杆1，控制阀用螺栓固定在主阀的上方，先导阀位于主阀内，阀板8用螺栓固定在主阀的右侧，调节杆1位于主阀的左侧并与主阀芯14相正对。其中控制阀包括控制阀体5、控制阀芯7、前后二腔及分别位于其阀体5前面、上面、侧面的二主油口A、B和控制油口X，控制阀芯7通过控制阀弹簧6与控制阀阀体5连接，控制阀的前后腔分别与主油口A、B相贯通；

主阀包含有主阀体4、主阀芯14、前后二腔及主阀体4上端的两油口a和b，油口a和b分别与控制阀的前腔和后腔相连通，油口a又与主阀的前腔相通，主阀芯14后端外侧面轴向设有2条斜槽23连通主阀的油口b和主阀的后腔，主阀芯14前端外侧面上设有8条不同角度、长度的圆弧节流槽24(参见图3和图4)，主阀芯14前端外侧还设有主阀套10，在主阀芯14外还配有阀套15，与阀套15相抵并与主阀体4螺纹连接的弹簧套2，在主阀芯14的后端上卡有一弹簧座16，弹簧座16内轴向设有油孔e，在弹簧套2的左侧螺纹连接有一调节杆1并凸出于主阀阀体4之外，位于弹簧套2内的调节杆1上套有主阀弹簧3，使主阀弹簧3位于弹簧套2与弹簧座16之间，在主阀芯14的前端轴向上设有油孔f，在该油孔的垂直方向上设有一油孔g；

在主阀芯14内设有一先导阀，先导阀又由钢球座12和位于钢球座12内的钢球11及先导弹簧13组成，先导弹簧13的一端位于弹簧座16上，另一端与钢球座12相抵，钢球11与主阀芯14的内壁相配，上述油孔e连通主阀芯14的后腔与先导阀的后腔，上述油孔f和油孔g连通主阀的前腔和先导阀的前腔；

在主阀的前腔内设有一控制活塞9，控制活塞杆通过主阀芯14前端的油孔f与先导阀内的钢球11相抵，控制活塞9上的有杆腔通过位于阀体上的的油孔c与控制油口X相连通；

在主阀体4的右侧还设有与其螺栓固定的一阀板8，阀板8内设有二阻尼孔18、19，控制活塞9上的无杆腔通过上述阻尼孔18、19及主阀体4上油孔d与控制油口X相连通，本实施例中油孔d与油孔c相贯通后与控制油口X相通，为了防止油孔被堵塞，在油孔d与阀板8内的阻尼孔18间设有一滤芯17；在所述的阀板8内还设有一单向阀20，单向阀20包含有单向阀芯22、弹簧21及前、后腔，单向阀芯22通过弹簧21与阀板8连接，单向阀的前腔通过油孔h与控制活塞9的无杆腔相连通，单向阀后腔与阀板8内的阻尼孔18相通。

图5是本发明应用在绞车上的液压原理图，本阀的主流口B可直接安装在液压马达M的B₁口上，本阀的主油口A用高压软管与三位四通的操纵阀H的油口A1相连接，控制油口X分别与液压马达M的B₂口、本阀内控制活塞9的有杆腔和无杆腔及三位四通的操纵阀H油口B3相连，操纵阀H的另外二油口P和O分别接压力油源和回油箱。

本阀的工作控制过程如下：(1)当正常起升负载G工况时，三位四通操纵阀H打到左边的位置，此时，压力油源通过操纵阀H的油口A1与主油口A相通，而液压马达M的B₂口和控制油口X通过油口B3与回油箱相通，压力油从主油口A进入，克服控制阀内控制阀弹簧6的预紧力，推动控制阀内的控制阀芯7左移，压力油经控制阀芯7与控制阀体5的间隙，从主油口B流入液压马达M，驱动液压绞车J提升负载G，油液经液压马达M的油口B₂流至操纵阀H，回到回油箱，这是正常的起升工况。(2)让负载G静止在半空时，将三位四通操纵阀H打到中间位置，切断压力油进入本阀主油口A的通路，停止向液压马达M供油，在负载G自重作用下，产生负力矩，力图使液压马达M逆向旋转，即使负载G下放方向旋转，此时控制阀内控制阀芯7紧帖控制阀体5上，堵住主油口A与主油口B间的通道，切断液压马达M受负力矩作用产生的逆向油流，阻止液压马达M逆向旋转，阻止负载G自行下降，负载G就停留在半空中。(3)当负载G下放时，将三位四通操纵阀H打到右边的位置，压力油源与控制油口X和液压马达M的油口B₂相通，而本阀的主油口A与回油箱相连通，控制油口X的压力通过油孔c传递至主阀体4内控制活塞9的有杆腔，同时控制油口X的压力通过油孔d、滤芯17、阻尼孔18和19进入主阀体4内控制活塞9的无杆腔中，利用控制活塞9上的面积差克服先导阀内弹簧13的预紧力，控制活塞9杆顶开钢球11，使钢球11与主阀芯14内壁间产生间隙，此时液压马达M油口B₁上的油液流动方向为：经控制阀体5主油口B→控制阀后腔→主阀体4上油口b→主阀芯14后端的2条斜槽23→主阀的后腔→油孔e→先导阀的后腔→钢球11与主阀芯14内壁间的间隙→主阀芯14前端的油孔f、油孔g→主阀的前腔→主阀油口a→控制阀前腔→主油口A，再经操纵阀H流回回油箱，此时若控制油口X处的油压力较小，则控制活塞9推开钢球11后与主阀芯14内壁间的间隙也较小，所以流通的截面积较小，使液压马达M缓慢地逆向旋转，慢速下放负载G，当控制油口X处的控制压力继续上升时，作用在控制活塞9上的推力超过主阀芯弹簧3的预紧力和弹簧内压力对主阀芯14的推力之和时，主阀芯14离开主阀套10的密封面，此时主油口B的油流动方向为二条途径：1)控制阀体5上的主油口B→控制阀后腔→主阀体4上的油口b→主阀芯14后端的2条斜槽23→主阀的后腔→油孔e→先导阀的后腔→钢球9与主阀芯14内壁间的间隙→主阀芯14前端的油孔f、油孔g→主阀的前腔→主阀油口a→控制阀前腔→主油口A，再经操纵阀H流回回油箱。2)控制阀体5上的主油口B→控制阀后腔→主阀体4上由口b→主阀芯14前端外侧面上的8条节流槽24→主阀前腔→主阀体4的上油口a→控制阀后腔→主油口A，再经操纵阀H流回回油箱，此时液压马达M提高逆向转速，加快负载G的下放速度；(4)安全控制过程，当液压马达M转速过快，吸油流量出现超过油泵的排油量时，液压马达M呈油泵机能，压力油源至液压马达M的油口B₂间的管路上出现吸空趋势，控制油口X处的控制压力下降，作用于控制活塞9上的推力减小，主阀芯14右移，由于8条节油槽24具有不同的角度和长度，随着主阀芯14的右移，其截面积趋于减小，即节流面积减小，增加了对负载的抗衡压力，降低液压马达M的转速，使负载G限速下放。

当负载G下降到地面时，将三位四通操纵阀H打到中间位置，切断压力油进入液压马达M的油口B₂和控制油口X的通路，停止向液压马达M供油，此时控制油口X没有压力，主阀和先导阀内的弹簧由于回复力作用，使钢球11与主阀芯14内壁相紧贴，主阀芯14与主阀套10的间隙趋与关闭，此时控制活塞9右移，控制活塞9无杆腔内的油经油孔h、单向阀20、阻尼18、滤芯17、油孔c、控制油口X经操纵阀H返回回油箱。

本阀除了上述功能以外，还有在正常起升负载工况时，由于主油口A经常承受高压，高压软管因冲击或老化而破损时，控制阀体5内的控制阀芯7因主油口A瞬间失压，在主油口B的压力的作用下，控制阀芯7会自动迅速关闭，切断本阀内部主油口B到主油口A的油路，阻止负载G失速下降，起到液压锁的作用。再者，由于主阀的左侧设有一调节杆1，可以人为地调节主阀芯14的最大开口度，即当所吊负载较轻时，旋转调节杆1，使调节杆1与弹簧座16间的距离较近，主阀芯14打开的节流面积较小，流过的流量足以提升负载；反之，当所吊负载较重时，使调节杆1与弹簧座16间的距离较远，主阀芯14打开的节流面积较大，使流过的流量足够大而能提升负载，这样既可以减少能耗，而且可以使本发明既应用于液压汽车起重机的起升、变幅、伸缩机构的液压回路系统中，同样可以使本发明应用于货船液压起货绞车、液压甲板起重机渔船液压捕捞机械、工程船舶液压绞车上，应用范围较广。

本发明的保护范围不受上述实施例的结构的限制，即使对实施例的结构作些变动，如主阀芯14后端外侧面轴向斜槽23改为3条或4条等，主阀芯14内的先导阀改为锥面，再比如控制阀上的油口位置变换或控制阀、主阀、阀板8及调节杆1间的位置变换，这样的方案仍属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种液压平衡阀，包括主阀、先导阀和控制阀，其中各阀包含有阀体、阀芯和前后二腔，阀芯均通过弹簧与阀体连接，先导阀位于主阀芯(14)内，控制阀与主阀上下连接，位于阀体上的二主油口(A)、(B)和控制油口(X)，位于主阀上的油口(b)与控制阀的后腔相通，主阀芯(14)前腔与阀体上的主油口(A)相通，主阀芯(14)前端内轴向设有油孔(f)连通先导阀的前腔与主阀的前腔，其特征在于：

(1)、控制阀前腔与主油口(A)相贯通，控制阀的后腔沿轴向与主油口(B)相贯通；

(2)、位于主阀前腔内有一控制活塞(9)，其有杆腔与无杆腔分别通过位于阀体上的的油孔(c)、(d)与控制油口(X)相连通；

(3)、主阀芯(14)后端外侧面轴向设有多条斜槽(23)连通主阀的油口(b)和主阀的后腔；

(4)、主阀芯(14)的后端设有一油孔(e)连通主阀的后腔与先导阀的后腔。

2.根据权利要求1所述的液压平衡阀，其特征在于所述的主阀芯(14)前端外侧面上设有多条不同角度、长度的圆弧节流槽(24)。

3.根据权利要求1所述的液压平衡阀，其特征在于所述的主阀芯(14)前端内设有与油孔(f)相贯通的垂直油孔(g)连通主阀的前腔与先导阀的前腔。

4.根据权利要求1所述的液压平衡阀，其特征在于所述的主阀芯(14)前端外侧设有一主阀套(10)，在主阀套(10)外再固定有一阀套(15)，阀套(15)的后端设有与其相抵并与主阀体(4)相固定的弹簧套(2)，主阀芯(14)通过主阀芯弹簧(3)与弹簧套(2)相连。

5.根据权利要求1所述的液压平衡阀，其特征在于所述的主阀芯(14)后端设有一弹簧座(16)，弹簧座(16)内轴向设有上述油孔(e)，位于主阀芯(14)内的弹簧座(16)与先导阀弹簧(13)相抵，位于主阀芯(14)外的弹簧座(16)与主阀芯弹簧(3)的相抵。

6.根据权利要求1所述的液压平衡阀，其特征在于所述的先导阀由钢球座(12)、位于钢球座(12)内的钢球(11)及先导阀弹簧(13)组成，钢球座(12)通过先导阀弹簧(13)与主阀芯(14)相连，钢球(11)与主阀芯(14)的内壁相配且钢球(11)的前端与位于油孔(f)内的控制活塞(9)的活塞杆相正对。

7.根据权利要求1至6的任一所述的液压平衡阀，其特征在于所述主阀芯(14)的后端设有与其相对的调节杆(1)，该调节杆(1)固定在弹簧套(2)上并凸出于主阀体(4)之外，位于弹簧套(2)内的调节杆(1)上套有主阀芯弹簧(3)。

8.根据权利要求1至6任一所述的液压平衡阀，其特征在于所述的主阀体(4)的侧面设有与其相固定的一阀板(8)，与控制油口(X)相通的油口(d)通过位于该阀板(8)内的阻尼孔(18)、(19)与控制活塞(9)的无杆油腔相通。

9.根据权利要求8所述的液压平衡阀，其特征在于所述油孔(d)与阀板(8)内的阻尼孔(18)间还设有一滤芯(17)。

10.根据权利要求8所述的液压平衡阀，其特征在于所述的阀板(8)内还设有一单向阀(20)，单向阀(20)包含有单向阀芯(22)、弹簧(21)及前、后腔，单向阀芯(22)通过弹簧(21)与阀板(8)连接，单向阀(20)的前腔通过油孔(h)与控制活塞(9)的无杆腔相连通，单向阀(20)的后腔与阀板(8)内的阻尼孔(18)相通。