CN200975530Y - 直动式比例减压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种减压阀，尤其涉及一种直动式比例减压阀。包括阀体、阀芯，阀体内设有可使阀芯移动的阀腔，阀腔由阀芯分隔成两个腔体，分别为M腔和N腔，阀腔的其中一端N端设有比例电磁铁，阀体的外设有进油口P口，出油口A口和泄漏油口T口，阀体内设有分别将阀腔与P口、A口、T口相连通的通道，所述的N腔的面积小于M腔的面积，M腔和N腔之间设有相互连通的通道，A口与M腔、N腔之间也设有相互连通的通道。本实用新型主要是提供一种输出流量大，工作压力大的直动式比例减压阀；解决现有技术所存在的输出流量小，工作压力小的技术问题。

Description

直动式比例减压阀

技术领域

本实用新型涉及一种减压阀，尤其涉及一种直动式比例减压阀。

背景技术

在液压传动及控制中，用于比例压力流量阀，比例流量阀，比例方向流量阀的先导级，多为一些电液比例减压阀，如国内生产的：“压差反馈型锥阀电液比例减压阀(中国专利CN96211363.8)”，专利公开了先导阀芯的端部设有与调节阀座内径相配的圆锥体，且在调节阀座的一端设有调节螺纹体，圆锥体的锥角较佳值为15-40°，且圆柱孔径为1-6mm；需要时在先导阀体的一侧并联一只减压阀，虽然该阀在技术上成熟，但是由于先导阀芯的头部圆锥体与可调阀座常开型的而且全周开口，使得压力油泄漏量大，造成能量损失加大。为了解决这个技术问题，本申请人曾经申请了专利“压差反馈型先导控制滑阀(CN01126635.X)”，专利公开的内容包括先导阀体、滑阀芯和比例电磁铁，在先导阀芯的左侧处设有左侧通道，先导阀阀体还设有下端与主阀的上腔相通的纵向通道，在左侧通道与纵向通道之间设有阻尼通道，阻尼通道内设有阻尼孔，纵向通道的上端与先导阀阀体的右端通道相沟通，先导阀阀体的右下侧设有一端与主阀的泄油腔相沟通，另一端与横向通道相沟通的右下侧通道。这种结构的阀解决了油泄量大，能量损失大的技术问题。但是滑阀芯的两端面积相等，受到电磁铁产生的力的限制，产生压差后，其输出流量是受到一定的限制的，流量相对较小，因此减压阀的工作压力也比较小。

实用新型内容

本实用新型主要是提供一种输出流量大，工作压力大的直动式比例减压阀；解决现有技术所存在的输出流量小，工作压力小的技术问题。

本实用新型同时也提供了一种针对两端面积不等的阀芯的加工调试方便，易于推广应用的直动式比例减压阀；解决了现有技术中存在的阀芯加工调试不便的技术问题。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种直动式比例减压阀，包括阀体、阀芯，阀体内设有可使阀芯移动的阀腔，阀腔由阀芯分隔成两个腔体，分别为M腔和N腔，阀腔的其中一端N端设有比例电磁铁，阀体的外设有进油口P口，出油口A口和泄漏油口T口，阀体内设有分别将阀腔与P口、A口、T口相连通的通道，所述的N腔的面积小于M腔的面积，M腔和N腔之间设有相互连通的通道，A口与M腔、N腔之间也设有相互连通的通道；阀芯(2)对应于P口处设有凹槽(2-1)，构成凹槽的阀芯的轴向端面为节流边(Z-Z)，节流边设在P口和A口之间；在阀体内，阀腔外设有将在T口和A口连通的管道，连通管道上设有阻尼。阀芯在阀腔内运动，阀芯的外径应该与阀腔的内径相配合，由于阀腔两端的直径不同，所以阀芯两端的面积不同了。由于设置的凹槽，在阀芯上形成两个凸肩，对应在P口处的凸肩的环形边为节流边，控制从P口到A口的流量。

由于阀芯的两端M腔、N腔是连通的，压强相同，根据受力平衡：

A_M×P₂＝A_N×P₂+F，即  P₂＝F/(A_M-A_N)

其中：A_M为阀芯M端的面积；

A_N为阀芯N端的面积；

F为比例电磁铁的推力，一般在80-100N；

P₂为M、N端的压强，即A口的压强。

根据公式不难看出，当阀芯两端存在面积差时，输出的压强会变大。

P腔的压力油为P₁，压力油从P腔进入，经过减压节流边Z-Z，到达负载腔A腔，并且压力从P₁减到P₂，与此同时，负载腔A腔的油通过阀芯上设置的控制油通道至阀芯M、N两端，油压同为P₂。比例电磁铁设置在N端，提供的推力为F。比例阀在工作时，阀芯两端形成动态平衡，只要改变了比例电磁铁推力F，即可改变负载腔A腔压力P₂，并且成比例线性变化。

当A腔压力高于设置压力时，阀芯向N端移动，减压节流边开口减小，A腔压力降低，直达到设置压力。当A腔压力低于设置压力时，阀芯移动方向相反。

A腔与T腔之间设置有固定阻尼R，使A腔油液保持流动，但是这个流动是很小的，当A口没有流量输出时，可始终维持减压状态。

节流边可以是全周开口形式的，也可以是非全周开口形式，P口和A口的连通可以是通过形成节流边的凹槽完成，也可以在阀芯内开设通道，将两口连通。作为优选，阀芯上的凹槽为全周开口的环形凹槽，凹槽的宽度与P口到A口之间的距离相等。采用全周开口形式，加工方便而且流量较大。P口和A口之间如果通过管道流通，可能会造成阻力过大，而使得能量损失比较大，同时也存在使用的不便，采用通道连通对通道的出口位置要求比较严格，不方便装配调试，所以通过凹槽将P口和A口连通，形成一个连通腔，加工使用调试都很方便，而且能量损失也比较小。

作为优选，在M腔和N腔之间的阀体上设有三个环形凹槽，凹槽分别与P口、A口和T口相对应，形成P腔、A腔和T腔。圆柱状的阀腔，方便阀芯的运动。阀芯置于阀腔内后，将阀腔分隔为M腔和N腔。在阀体上的阀腔范围内开设凹槽，凹槽的位置分别与P口、A口T口对应，形成P腔、A腔和T腔。由此，当阀芯置入阀腔内后，阀腔被阀芯由左至右分隔成5个腔体，分别是M腔、P腔、A腔、T腔和N腔。

作为优选，所述的阀芯的M端抵接有弹簧的一端，弹簧的另一端抵接在M腔的腔壁上。M端的弹簧抵接在阀芯的一端，由于阀芯的M端一直有个力，使得阀芯的另一端一直抵接在比例电磁铁上。

将M腔和N腔连通的通道可以是在阀芯内，也可以通过阀芯外的通道连通，当然，通道可以是水平设置，也可以是倾斜设置，或者以其它公众所熟知的方式设置。作为优选，所述的M腔与N腔连通的通道分为两段，两段通道沿阀芯轴向水平设置，M腔与A腔通过其中一条水平通道连通，A腔与N腔通过另一条水平通道连通，两段通道连接处设有一竖直通道；水平设置的通道在阀芯的N端处连接有另一竖直通道。两段水平通道相接处的竖直通道始终处于常开状态，将工作腔A腔与M腔和N腔连通。在N腔设置的竖直通道是为了将压力油输入到N腔，将M腔与N腔连通，N端处的竖直通道也可以是倾斜的，或者呈“人”字形等等。

作为更优选，比例电磁铁抵接在阀芯的N端。阀腔内仅设有阀芯，阀芯的长度小于阀腔的长度，比例电磁铁直接抵接在阀芯上，这样结构相对简单。

为了适应阀芯与阀腔的配合，作为优选，阀芯由T腔至电磁铁之间呈阶梯状，阀芯的直径递减，N端的通道出口设有第一级阶梯，T腔处设有第二级阶梯。T腔处的台阶过渡，使得此处的直径与阀腔M端的直径相同，N端通道出口为将A腔与N腔连通的通道，在出口处设置台阶过渡，是为了使得压力油可以在N腔与A腔间自由流动。

作为另一优选，所述的将M腔与N腔连通的通道分为两段，其中连通M腔和A腔的通道沿阀芯轴向水平设置，连通A腔和N腔的通道水平设置在阀体内，两段水平通道相接处设一竖直通道，此通道为将A腔与M腔、N腔相连通的通道。

作为更优选，阀芯的N端抵接有柱塞的一端，柱塞的另一端抵接在比例电磁铁上。在阀芯的一端设置柱塞，柱塞用以替代阀芯的一部分，可以看作是阀芯的一个延长，将其设置在阀芯的N端，并与N腔配合。阀芯的外圆周表面直径与M腔直径相同，柱塞的外圆周表面的直径与N腔直径相同。由于阀腔两端的面积不同，若采用同一个阀芯，加工相对比较困难，进行调试时也很不方便。对不同截面的阀腔采用不同的阀芯，方便配合安装调试。

作为优选，所述的M腔的面积与N腔的面积差小于1cm²。根据前面所述的计算公式A_M×P₂＝A_N×P₂+F，即  P₂＝F/(A_M-A_N)。当面积差小于1cm²是，其输出压强可以达到20Mpa。

因此，本实用新型具有以下优点：1.由于阀腔两端的内径的不同，使得输出工作流量大，可以达到60lit/min以上，减压阀的工作压力可以达到20Mpa以上，与原有的工作流量仅为2lit/min，工作压力2Mpa相比，具有显著的提高；2.阀芯的加工方便，装配调试方便；3、应用范围广。

附图说明：

图1是本实用新型的直动式比例减压阀结构示意图。

图2是本实用新型一种直动式比例减压阀结构示意图

具体实施事例：

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如附图1所示，直动式比例减压阀，包括阀体1、阀芯2，阀体1内设有可以让阀芯2来回移动的阀腔3，所述的阀腔为圆柱状，阀腔3两端为M端和N端，M端的直径大于N端的直径，两端的面积差为0.8cm²。阀腔3的长度大于阀芯2的长度，阀芯2置于阀腔内后，在M端和N端分别形成两个腔体，M腔3-1和N腔3-5，在M腔3-1内设有与阀芯2抵接的弹簧4。阀体1外设有进油口P口，出油口A口和泄漏油口T口，阀体1内设有分别将阀腔3与P口、A口、T口相连通的通道，在阀体1上的M端与N端之间设有三个环形凹槽，凹槽分别与P口、A口和T口相对应，形成P腔3-2、A腔3-3和T腔3-4。因此，阀芯2装入阀腔3内后，阀腔3被阀芯分隔为五个腔体，由左至右分别为M腔3-1、P腔3-2、A腔3-3、T腔3-4和N腔3-5。

阀芯2在P腔3-2和A腔3-3之间设有环形凹槽2-1，凹槽2-1将P口和A口连通，形成一个环形的连通腔体，在P腔和A腔之间设有控制边Z-Z。

在阀体1内，阀腔3外设有将在T口和A口连通的管道5，连通管道5上设有阻尼R。

阀芯2内设有将M端和N端连通的通道，所述的通道是由两段沿阀芯轴向水平设置的通道6-1、6-2和两段相互平行的竖直通道7、8构成。两段水平通道6-1、6-2在A腔3-3处相接，相接处设有一竖直通道7，将A腔3-3与M腔3-1和N腔3-5连通，在阀芯2的N端设有另一竖直通道8，便于压力油的流动。阀芯2为一个整体，在阀芯2的N端抵接有比例电磁阀9。在阀芯2从T腔至比例电磁铁9之间的一段呈阶梯状，阀芯2的直径递减，N端的竖直通道8出口设有第一级阶梯，T腔处设有第二级阶梯。阀芯2在T腔处直径与N腔的直径相同，在竖直通道8出口处的直径小于N腔的直径，从而可以使得压力油顺畅流动。

实施例2：

如图2所示，直动式比例减压阀，包括阀体1、阀芯2，阀体1内设有可以让阀芯2来回移动的阀腔3，所述的阀腔3为圆柱状，阀腔3两端为M端和N端，M端的直径大于N端的直径，两端的面积差为0.5cm²。阀腔3的长度大于阀芯2的长度，阀芯2置于阀腔3内后，在M端和N端分别形成两个腔体，M腔3-1和N腔3-5，在M腔3-1内设有与阀芯2抵接的弹簧4。在阀体1上的M端与N端之间设有三个环形凹槽，凹槽分别与P口、A口和T口相对应，形成P腔3-2、A腔3-3和T腔3-4。M腔和N腔是通过连通通道相连通，连通通道分为两段，其中一段6-1沿阀芯2的轴向方向水平设置，另一段6-2设置在阀芯2外的阀体1上，水平布置。两段相接处设有一竖直通道7，竖直通道7的开口设置在A腔3-3的上方，使得M腔3-1、N腔3-5的压强与A腔3-3的压强相同。

N腔3-5内设有柱塞10，柱塞10也为圆柱状，柱塞10的一端与阀芯2在T腔3-4处相接，柱塞10的另一端抵接比例电磁铁9上。阀芯2的外圆周直径与M腔3-1的内径相同，柱塞10的直径与N腔3-5的内径相同。其余与实施例1同。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型构思作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但都不会偏离本实用新型的构思或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种直动式比例减压阀，包括阀体(1)、阀芯(2)，阀体(1)内设有可使阀芯(2)移动的阀腔(3)，阀腔(3)由阀芯(2)分隔成两个腔体，分别为M腔(3-1)和N腔(3-5)，阀腔(3)的其中一端N端设有比例电磁铁(9)，阀体(1)的外设有进油口P口，出油口A口和泄漏油口T口，阀体内设有分别将阀腔与P口、A口、T口相连通的通道，其特征在于：所述的N腔(3-5)的面积小于M腔(3-1)的面积，M腔(3-1)和N腔(3-5)之间设有相互连通的通道，A口与M腔(3-1)、N腔(3-5)之间也设有相互连通的通道；阀芯(2)对应于P口处设有凹槽(2-1)，构成凹槽的阀芯的轴向端面为节流边(Z-Z)，节流边设在P口和A口之间；在阀体内，阀腔外设有将在T口和A口连通的管道(5)，连通管道(5)上设有阻尼。

2.根据权利要求1所述的直动式比例减压阀，其特征在于：阀芯(2)上的凹槽(2-1)为全周开口的环形凹槽，凹槽(2-1)的宽度与P口到A口之间的距离相等。

3.根据权利要求2所述的直动式比例减压阀，其特征在于：在M腔(3-1)和N腔(3-5)之间的阀体上设有三个环形凹槽，凹槽分别与P口、A口和T口相对应，形成P腔(3-2)、A腔(3-3)和T腔(3-4)。

4.根据权利要求3所述的直动式比例减压阀，其特征在于：所述的阀芯(2)的M端抵接有弹簧(4)的一端，弹簧(4)的另一端抵接在M腔(3-1)的腔壁上。

5.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的直动式比例减压阀，其特征在于：所述的M腔(3-1)与N腔(3-5)连通的通道(6)分为两段，两段通道沿阀芯轴向水平设置，M腔与A腔通过其中一条水平通道(6-1)连通，A腔与N腔通过另一条水平通道(6-2)连通，两段通道(6-1、6-2)连接处设有一竖直通道(7)；水平设置的通道在阀芯的N端处连接有另一竖直通道(8)。

6.根据权利要求5所述的直动式比例减压阀，其特征在于：比例电磁铁(9)抵接在阀芯(2)的N端，阀芯(2)由T腔至电磁铁之间呈阶梯状，阀芯(2)的直径递减，在N端的竖直通道(8)出口设有第一级阶梯，在T腔(3-4)处设有第二级阶梯。

7.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的直动式比例减压阀，其特征在于：所述的将M腔(3-1)与N腔(3-5)连通的通道分为两段，其中连通M腔和A腔的通道(6-1)沿阀芯(2)轴向水平设置，连通A腔和N腔的通道(6-2)水平设置在阀体(1)内，两段水平通道相接处设一竖直通道(7)，此通道为将A腔(3-3)与M腔(3-1)、N腔(3-5)相连通的通道。

8.根据权利要求7所述的直动式比例减压阀，其特征在于：阀芯(2)的N端抵接有柱塞(10)的一端，柱塞(10)的另一端抵接在比例电磁铁(9)上。

9.根据权利要求8所述的直动式比例减压阀，其特征在于：阀芯(2)的外圆周表面直径与M腔(3-1)直径相同，柱塞(10)的外圆周表面的直径与N腔(3-5)直径相同。

10.根据权利要求1或2所述的直动式比例减压阀，其特征在于：所述的M腔(3-1)的面积与N腔(3-5)的面积差小于1cm²。