CN201396329Y - 一种液压平衡阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是一种液压平衡阀，包括主阀体和设置在主阀体上的先导阀体；所述主阀体内设有一主孔，在所述主孔的左右两端分别设有主阀体的左腔和右腔，在所述主阀体内还包括一阀套、一控制阀芯、设置在阀套内的一锥阀芯以及设置在锥阀芯内的一先导阀芯；所述控制阀芯设置在主孔左端面上，阀套通过螺纹与主阀体的右端面连接在一起；在左腔的同一面上还设有二级压力溢流调节装置。本实用新型的阀体结构及加工工艺简单，便于装拆与维修，制造成本较低，提高了整体质量和效率，减少了成本和能量损耗，同时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。

Description

一种液压平衡阀

技术领域：

本实用新型涉及的是液压控制技术领域，具体涉及的是一种液压平衡阀。

背景技术：

平衡阀是一种特殊功能的阀门，它具有良好的流量特性，有阀门开启度指示，开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀。利用专用智能仪表，输入阀门型号和开度值，根据测得的压差信号就可直接显示出流经该平衡阀的流量值，只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀，并用专用智能仪表进行一次性调试，就可使各用户的流量达到设定值。平衡阀是在水力工况下，起到动态、静态平衡调节的阀门。如：静态平衡阀，动态平衡阀。静态平衡阀亦称平衡阀、手动平衡阀、数字锁定平衡阀、双位调节阀等，它是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度)，来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到热平衡的作用。动态平衡阀分为动态流量平衡阀，动态压差平衡阀，自力式自身压差控制阀等。平衡阀属于调节阀范畴，它的工作原理是通过改变阀芯与阀座的间隙(即开度)，改变流体流经阀门的流通阻力，达到调节流量的目的。平衡阀相当于一个局部阻力可以改变的节流元件，对不可压缩流体，由流量方程式可得。

而目前，液压平衡阀是一种重要的液压元件，在现代工程机械中特别是起重机械应用广泛。平衡阀具有限速与安全的作用，能使液压机械动作平稳。但现有液压平衡阀在性能上共同存在着如下缺点：

1、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，造成系统不够稳定，严重影响整机的安全可靠性。

2.在重物上升的工况中，流量经平衡阀的开口度、管道再经保持阀的节流口流出，使重物上升过程中液阻增大，能量损耗严重，效率低。

3.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。因此，液压平衡阀有待进一步的改进。

实用新型内容：

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种安全可靠、系统稳定和效率高的平衡阀，其结构及加工工艺简单，便于装拆与维修，制造成本较低，提高了整体质量和降低了成本。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种液压平衡阀，包括主阀体和设置在主阀体上的先导阀体；所述主阀体内设有一主孔，在所述主孔的左右两端分别设有主阀体的左腔和右腔，其特征在于，在所述主阀体内还包括阀套、控制阀芯以及阀套内的锥阀芯和设置在锥阀芯内先导阀芯，所述控制阀芯设置在主孔左端面上，所述阀套通过螺纹与主阀体的右端面连接在一起；

其中，所述主阀体的前表面和后表面分别加工出两斜孔，所述主孔通过一油孔分别与两斜孔相通。

在主阀体底面设有工作油口B，所述工作油口与主孔相通。在主阀体上表面设有两相互贯通的第一泄漏油口。

在主阀体的左腔的同一面设有二级压力溢流调节装置调定到一定值，防止工作油口压力过高超过设定值，通过第一泄漏油口释放压力，保护油缸或液压系统不被损坏。

进一步，所述阀套呈筒体结构，在外侧环绕圆周侧面上设有小孔，用于流量的相互贯通，并且所述的阀套通过螺纹与主阀体的右端面连接在一起。

进一步，所述锥阀芯设有一节流口，所述节流口为圆锥形，可以在其外侧圆锥侧面上制出多个不同角度、不同长度和数量不一的圆弧节流口，实现多种流量。

在主孔的左腔小孔台阶处放置弹簧，分别为左旋与右旋的、相互嵌套且刚度不一的两个弹簧组成。

进一步，在控制阀芯的右表面制出两条以上的径向槽，通过弹簧力和先导阀与阀体的螺钉连接将控制阀芯定位与主孔左端面。

在控制阀芯内还设有一阻尼器(可更换)和一钢球，阻尼器通过螺纹连接在一起。

进一步，所述先导阀体上还安装有比例减压阀，并包括了控制油口、测压口和第二泄漏油口，所述先导阀体通过螺钉与主阀体连接在一起。

所述控制油口上依次设有可更换的一过滤装置和一阻尼器，所述阻尼器通过螺纹连接在控制油口上。

基于上述，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型可以用于各种工程机械、汽车起重机、汽车随车吊、大型或伸缩式叉车、市政机械、林业机械、固定设备等要求具有良好闭锁性，又具有良好的下降平稳性的重物支撑系统中，可以在下降过程中减少冲击，应用范围较广。

2、本实用新型在主阀体内设置了若干阻尼孔，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；再者能量损耗较小，效率高；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，保护油缸或液压系统不被损坏。

3、本实用新型在X控制口设置过滤装置、阻尼器(可更换)，可有效地控制液压油流动量，不会使吊臂在工作中，重物下降时出现抖动现象。

4、本实用新型的阀体结构及加工工艺简单，便于装拆与维修，制造成本较低，有利于提高整体质量和降低成本。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的K向结构示意图。

图3为图1的I局部放大结构示意图。

图4为本实用新型阀套的结构示意图。

图5为图4的E-E剖视图。

图6为图4的F-F剖视图。

图7为本实用新型的流量为100L/min锥阀芯的结构示意图。

图8为图7的E-E剖视图。

图9为图7的F-F剖视图。

图10为本实用新型的流量为300L/min锥阀芯的结构示意图。

图11为本实用新型的先导阀芯的结构示意图。

图12为图11的E-E剖视图。

图13为图11的F-F剖视图。

图14为本实用新型的弹簧座的结构示意图。

图15为本实用新型的机能原理示意图。

图中：1-主阀体；2-台肩；3-沟槽；4-单向阀；5-螺盖；6-螺塞；7-密封圈；8-油孔；9-油孔；10-碟形弹簧；11-油孔；12-弹簧座；13-弹簧；14-密封圈；15-阻尼器；16-阀套；17-径向小孔；18-油孔；19-容腔；20-先导阀芯；21-油孔；22-密封圈；23-容腔；24-容腔；25-台阶；26-节流槽；27-锥阀芯；28-封油面；29-封油面；30-密封圈；31-挡圈；32-台阶；33-右腔；34-右旋弹簧；35-左旋弹簧；36-工艺孔；37-左腔；38-控制阀芯；39-台肩；40-密封圈；41-钢球；42-阻尼器；43-油孔；44-密封圈；45-垫片；46-密封圈；47-锥阀芯；48-弹簧；49-弹簧座；50-密封圈；51-调节套；52-调节杆；53-锁紧螺母；54-保护罩；55-螺塞；56-倒角；57-密封圈；58-盖板；59-比例减压阀；60-先导阀体；61-阻尼器；62-接头；63-过滤网；64-垫圈；65-连接套；66-阻尼器；100-主孔；121-径向孔；161-凹槽；201-螺纹孔；271-圆弧节流口。

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1、图2和图3，本实用新型一种液压平衡阀，其包括主阀体1和通过螺钉连接在主阀体1上的先导阀体60，该主阀体内加工出一主孔100，该主孔100的左右两端分别制出有主阀体的左腔37和右腔33，且在主孔100的左端面处制出台肩39，用于放置密封圈40，压在先导阀体60与主阀体1之间，防止液压油外泄漏。

在主阀体内安装有阀套16、锥阀芯27、先导阀芯20和控制阀芯38。其中，控制阀芯38通过弹簧力和先导阀体60与主阀体1的螺钉连接将控制阀芯38定位于主孔左端面；先导阀芯20安装在锥阀芯27内，该锥阀芯27设置在阀套16内，该阀套16通过螺纹与主阀体1的右端面连接在一起。在主阀体1的前表面和后表面分别还加工出斜孔A1和A油口，在主阀体1上通过机加工出一油孔43，该油孔43连通主阀体1的左腔37和右腔33，同时与两斜孔A1和A油口相通；在主阀体1上表面设有相互贯通的第一泄漏油口L和L1，在主阀体1的底面机加工出工作油口B即B油口，与主阀体1的右腔33相通。在B油口处装有密封圈22，通过密封圈22来防止油液外泄漏。

在主阀体1的右端安装有螺盖5，该螺盖5与主阀体1通过螺纹连接在一起。在主阀体1的右端面处还制出有台肩2限位，台肩2与螺纹交接处有沟槽3，放置密封圈14，并压在螺盖5与主阀体1之间，防止液压油外泄漏。

在本实用新型中，参见图4、图5和图6，阀套16呈筒体结构，在外侧环绕圆周侧面上制出油孔18，用于流量的相互贯通。在靠近主阀体1的左端面外圆处的阀套16上制出凹槽161，用于放置密封圈30和挡圈31(再参见图3)，防止液压油内泄漏。将阀套16的装配密封圈30和挡圈31的一端装入主阀体1的右腔33内，并定位在主孔100的台阶32处，其另一端定位在螺盖5的沉孔内。同时，该阀套16的左孔第一个台阶处为锥阀芯27的封油面28。

如图7和图10所示，锥阀芯27上的节流口为圆锥形，在其左端圆锥侧面上制出多个不同角度、不同长度数量不一样的圆弧节流口271，实现多种流量。在本实施例中，锥阀芯27可以为流量100L/min锥阀芯(如图7、图8和图9所示)，也可以为流量300L/min锥阀芯(如图10)，随着流量的增加，锥阀芯27上圆弧节流口271数量也随之增加，从而实现不同要求的流量，在其右端的外圆台阶处制出相互贯通的径向小孔17和其右端面外圆制出的轴向节流槽26，该径向小孔17连接容腔19，保持油液的流通(参见图3)。在锥阀芯27的径向小孔17右端制出有台阶，在该台阶处为先导阀芯20的封油面29。

参见11、图12和图13，在先导阀芯20上靠近封油面29的位置制出有油孔21，该油孔21与锥阀芯的容腔23相贯通(参见图3)。在先导阀芯20的右端面攻出螺纹孔201，在螺纹孔放置阻尼器(Bc)15，并通过螺纹与先导阀芯20连接在一起，起到节流的作用。在先导阀芯20右端面上还制出台阶，用作弹簧13一端的弹簧定位，在主阀体1的右端通过螺纹连接有一螺盖5，该螺盖5的中心钻出一油孔8，右端攻出螺纹孔，装配一螺塞6，用于跟B油口沟通，拆掉此螺塞6就可作为B油口的测压口MB，并通过密封圈7来防止液压油外泄漏。

值得一提的是，再参见图3，在主阀体内主孔100的右端还安装有弹簧座12，该弹簧座12的一端定位与螺盖5内，弹簧13的另一端定位在弹簧座12的另一端，并利用弹簧力将弹簧13定位于弹簧座12内。本实施例中，弹簧座12定位在阀套16的沉孔台阶25上，并且阀套16与螺盖5的左端相配合，在螺盖5与弹簧座12之间安装有蝶形弹簧10，蝶形弹簧10压在螺盖5与弹簧座12内。在弹簧座12的左端面制出轴向阶梯孔(如图14所示)，并形成容腔24，使得油液可以经容腔24而自由流动。在弹簧座12右端面外圆加工出一油孔9和另一油孔11相互贯通，起到节流的作用，该油孔9通过油孔11与螺盖5腔相互贯通。此外在弹簧座外圆的另一面制出径向孔121，用于上下腔的沟通，并在径向孔121内装配一单向阀4，单向阀4的一面与弹簧座12的内壁相抵，另一面与螺盖5的内壁相配合。本实施例中，节流孔与单向阀4的组合在B油口起到单向节流的作用。

在主孔100的左腔37小孔台阶放置弹簧35和34，分别为左旋与右旋的、相互嵌套且刚度不一的两个弹簧组成。弹簧35和34的一端定位在小孔台阶处，另一端定位在控制阀芯38的台阶上。在控制阀芯38的右表面制出两条以上的径向槽。该控制阀芯38通过弹簧力和先导阀体60与主阀体1的螺钉连接将控制阀芯38定位与主孔左端面。在控制阀芯38内还设有一阻尼器(By)42和一钢球41，该阻尼器42通过螺纹与控制阀芯38连接在一起，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；再者能量损耗较小，效率高；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，保护油缸或液压系统不被损坏。

更值得注意的是，参见图2，在主阀体1左腔37的同一面设有二次压力溢流调节装置。该二次压力溢流调节装置包括调节套51、调节杆52、安装调节套51内的锥阀芯47以及弹簧48；在调节杆52上即调节套51的左端装有锁紧螺母53和保护罩54，防止人为或外界因素的影响而变动设定好的压力。调节套51通过螺纹与主阀体1连接在一起，内置垫片45、锥阀芯47、弹簧48与弹簧座49。其中，该弹簧48安装在弹簧座49上，弹簧座49上套有密封圈50，调节套51上套有密封圈46，密封圈44压在小孔的台阶和垫片45之间，防止液压油内泄漏。本实用新型通过旋在调节套51上的调节杆52将二级压力溢流调定到一定值，可以防止B油口压力过高，通过此油口释放压力，保护油缸或液压系统不被损坏。此外，在B油口的旁边加工出一工艺孔36，该工艺孔36与主阀体的左腔37和二次压力溢流调节装置的油口相互贯通，保持油液的流量。

另外，在本实用新型中，参见图1，先导阀体60包括控制油口X、测压口MX和泄漏油口L2。在先导阀体60的左端面上制出台阶孔，用于安装比例减压阀59。在其左端面制出倒角56，用于放置密封圈57，该密封圈57压在比例减压阀59的端盖58与先导阀体60之间，用于防止液压油外泄漏。在比列减压阀59与先到阀体之间还安装有盖板58，该盖板58通过螺钉与先导阀体60连接在一起。在先导阀体60的右端通过螺纹连接有一阻尼器(B1)66，通过阻尼器66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。在先导阀体60的上端面制出有X控制油口，靠近X控制油口位置装配一连接套6，该连接套65与先导阀体60之间设有一垫圈64，通过垫圈64来防止液压油外泄漏。在连接套65的内孔装一可更换的过滤装置即过滤网3，通过过滤网3可以过滤油液中的杂质。接头62通过螺纹与连接套65连接在一起。在连接套65的下端还安装有一可更换的阻尼器61，并通过螺纹与连接套65相连接，本实用新型通过安装过滤网3和阻尼器(Bx)61可有效地控制液压油流动量，不会使吊臂在工作中，重物下降时出现抖动现象。

参见图15，进一步，本实用新型通过一下实施例来详细阐述本实用新型的工作过程：

油口A→B  压降(举升)

油液从油口A流入B油口，直接打开锥阀芯27进入B油口腔，而锥阀芯27的容腔24的油液，则通过锥阀芯27上的节流槽26和打开单向阀4同时进入B油口腔，目的是为了消除锥阀芯27后腔产生的背压，加快打开锥阀芯27的打开速度。当锥阀芯27靠到弹簧座12时，此时油口A通过B油口的油液是此阀的最大流量。如果压力突然下降，由于锥阀芯27的容腔24通着负载压力，锥阀芯27立即关闭。

油口B→A压降(下降，阀口全开)

油液流动从B油口到油口A，使阀口全开。

控制油口X进油，油液经过过滤网63，通过阻尼器61进入比例减压阀59的P腔。当比例电磁铁得到电流，而电流不断增大，压力也随之上升，上升到一定压力时，推动控制阀芯38缓慢的向右移动，使先导阀芯20升离锥阀芯27。而B油口进入的油液通过锥阀芯27上的径向小孔17及节流槽26进入容腔24中，油液再经过先导阀芯20上可更换的阻尼器15、油孔21经过节流口流入油口A。随着先导阀芯20继续往右移，当先导阀芯20将锥阀芯27上的径向小孔17关闭时，这时锥阀芯27的容腔24中的压力下降，压差至足够小时。这时，进入B油口的油液靠锥阀芯27上的环形面积使得锥阀芯27向右移动，即油液B油口进入油口A，阀口全开，直至达到全流量。

将二级压力溢流调定装置调节到一定值是为了防止B油口压力过高超过设定值，通过泄油口L释放压力，保护油缸或液压系统不被损坏。

基于上述，本实用新型可以用于各种工程机械、汽车起重机、汽车随车吊、大型或伸缩式叉车、市政机械、林业机械、固定设备等要求具有良好闭锁性，又具有良好的下降平稳性的重物支撑系统中，可以在下降过程中减少冲击，应用范围较广；同时在主阀体内设置了若干阻尼孔，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；再者能量损耗较小，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，保护油缸或液压系统不被损坏。另外，在X控制口设置了可更换的过滤装置、阻尼器，可有效地控制液压油流动量，不会使吊臂在工作中，重物下降时出现抖动现象。阀体结构及加工工艺简单，便于装拆与维修，制造成本较低，有利于提高整体质量和降低成本。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1、一种液压平衡阀，包括主阀体和设置在主阀体上的先导阀体；所述主阀体内设有一主孔，在所述主孔的左右两端分别设有主阀体的左腔和右腔，

其特征在于，在所述主阀体内还包括一阀套、一控制阀芯、设置在阀套内的一锥阀芯以及设置在锥阀芯内的一先导阀芯；所述控制阀芯设置在主孔左端面上，所述阀套通过螺纹与主阀体的右端面连接在一起；

所述主阀体的前表面和后表面分别设有两斜孔，所述主孔通过一油孔分别与两斜孔相通，所述主阀体底面设有一工作油口，所述工作油口与主孔相通，在所述左腔的同一面上还设有二级压力溢流调节装置。

2、根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述阀套呈筒体结构，在所述阀套外侧环绕圆周侧面上还设有相互贯通的小孔。

3、根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述锥阀芯设有一圆锥形的节流口，在所述节流口外侧圆锥侧面上设有不同角度、不同长度的复数个圆弧节流口。

4、根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述控制阀芯的右表面上设有径向槽。

5、根据权利要求4所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述径向槽至少设有2条。

6、根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，在所述主阀体上表面还设有两个相互贯通的第一泄漏油口。

7、根据权利要求1所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述先导阀体设有一控制油口、一测压口和第二泄漏油口。

8、根据权利要求7所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述先导阀体上还安装有比例减压阀。

9、根据权利要求8所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述控制油口上还设有一可拆卸的阻尼器，所述阻尼器通过螺纹连接在控制油口上。

10、根据权利要求9所述的一种液压平衡阀，其特征在于，所述控制油口上设有一可拆卸的过滤装置，所述过滤装置设置所述阻尼器的上方。

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