CN201486952U - 一种用于控制液压马达的平衡阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于控制液压马达的平衡阀，其特征在于：包括有阀体、主调压体、单向阀芯、平衡阀芯、控制活塞、调节套、调节杆和梭阀组件，阀体内开有第一纵向通道、第二纵向通道，阀体的侧壁上开有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口；由于阀体内镶嵌有与平衡阀芯关联具备压力选择功能的梭阀组件，故无需额外增加一个梭阀，便可适合用于起升机构中控制液压马达的液压回路中；平衡阀芯和单向阀芯均位于阀体的第一纵向通道内而成一体式结构，故体积紧凑、加工简单；先导级采用可调节的阻尼结构，使得平衡阀的开启时间和阻尼大小，阻尼通道的长短与平衡阀芯开启的时间成正比，故本平衡阀能方便地使双起升回路液压马达达到同步。

Description

一种用于控制液压马达的平衡阀

技术领域

本实用新型涉及一种液压平衡阀，尤其涉及用于起升机构液压回路中液压马达控制的平衡阀。

背景技术

在现代的工程机械、建筑机械等机械设备中，大量应用了起升液压回路，其中平衡阀是控制起升回路中液压马达工作的关键液压元件，平衡阀性能的优劣直接影响着主机的性能。

现有的液压马达控制平衡阀都是在用于液压油缸控制的变幅平衡阀或伸缩平衡阀的基础上进行改造的，虽然在一定程度上提高了同一种产品的使用范围，但因为缺少针对性，所以存在的缺点很多。

如一专利号为ZL01139093.X(公开号为CN1350125A)的中国发明专利《液压平衡阀》披露了这样一种液压平衡阀，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和控制油口，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与控制油口相连通；主阀芯后端外侧面轴向设有多条斜槽连通主阀的油口和主阀的后腔；主阀芯的后端设有一油孔连通主阀的后腔与先导阀的后腔。

前述发明专利中说明该液压平衡阀即可以用于起升回路，也可以用于伸缩和变幅回路，但该专利用于起升液压马达控制中存在的缺点是：1、由于平衡阀与单向阀采用分体结构，造成平衡阀体积庞大；2、主阀芯采用先导控制结构，不具有安全溢流功能，实用时必须在油路上再设置一个溢流阀；3、不具备压力选择功能，用于起升机构液压回路时还要额外附加一个梭阀；4、先导级是固定阻尼，平衡阀开启时间不可调，用于双起升回路时，起升马达同步性很难调节。

综上所述，现有结构液压平衡阀作为专门用于液压马达控制的平衡阀，其在结构上还需作进一步改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种特别适合用于控制液压马达的平衡阀，其具有结构简单、调节方便、工作稳定性好和马达制动速度快的优点。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于控制液压马达的平衡阀，其特征在于：包括有阀体，阀体内开有纵向贯穿阀体的第一纵向通道，阀体内还开有贯穿阀体下端面的第二纵向通道，第二纵向通道的下端设有螺堵封闭，阀体的侧壁上开有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口，其中，第一油口与第一纵向通道上部和第二纵向通道上部连通，第二油口与第一纵向通道中部连通，第三油口与第二纵向通道中部连通，第四油口与第二纵向通道下部连通，阀体内还设有连通第一纵向通道的下部和第二纵向通道的下部的斜孔；主调压体，螺纹连接在第一纵向通道的上端开口处，主调压体的上部密封，主调压体的外周壁上开有小孔，主调压体外周壁与第一纵向通道内周壁之间有连通第一油口和所述小孔的间隙；单向阀芯，设于第一纵向通道内的中部并位于第一油口和第二油口之间，单向阀芯能相对第一纵向通道上下滑移，该单向阀芯由单向阀芯弹簧顶持以保持轴向上移趋势；平衡阀芯，设于第一纵向通道内的中部位置并能相对第一纵向通道上下滑移，平衡阀芯的上部穿过单向阀芯后，从主调压体的下端开口处插入，平衡阀芯中部的外周壁能与所述单向阀芯的阀口部配合以阻断第一油口和第二油口的连通，平衡阀芯的上端面与主调压体的上部空间形成弹簧腔，该弹簧腔内设有一使平衡阀芯保持轴向下移并封堵单向阀芯阀口的趋势的主弹簧；控制活塞，设于第一纵向通道内能相对第一纵向通道上下滑移，该控制活塞上部具有上凸而与平衡阀芯下端面抵触的推动部，控制活塞上端面与平衡阀芯下端面之间形成第一油腔，平衡阀芯内开有连通弹簧腔和第一油腔的轴向通道；调节套，螺纹连接在第一纵向通道的下端开口处，调节套的下端开口处螺纹连接有调节杆，调节杆上端面与控制活塞下端面之间形成第二油腔，该第二油腔通过平衡阀芯上的通道与弹簧腔连通，调节杆外周的铣削面与调节套内周壁之间形成与第二油腔连通的阻尼通道，调节套的侧壁上开有连通阻尼通道和所述斜孔的孔道，调节杆内开有与第二油腔连通的腔室，调节杆侧壁上开有连通腔室和所述孔道的小孔，腔室内设有由弹簧顶持而保持阻断腔室和小孔之间连通趋势的钢球；梭阀组件，设于第二纵向通道内的中部，梭阀组件中阀球的上下移动能使第三油口选择仅与第四油口连通或仅与第一油口连通。

为使该平衡阀具有更好的安全性，上述平衡阀芯与单向阀芯之间的密封圆直径大于平衡阀芯下端面的直径。这样平衡阀芯受从第二油口流入压力油的压力不平衡，即对平衡阀芯向上的液压油压力大于对平衡阀芯向下的液压油压力，当因为外界原因造成负载增大，超过系统设定的安全压力时，故作用在平衡阀芯上的液压力差便会克服主弹簧的作用，将平衡阀芯向上顶离单向阀芯的阀口，第二油口和第一油口连通，将第二油口过载的压力从第一油口释放掉，直至安全压力，然后重新锁住，即该平衡阀还具有溢流阀作用。

上述主调压体的上部通过调节螺杆密封，该调节螺杆螺纹连接在主调压体的上部开口处，所述的弹簧腔内还设有一弹簧座，该弹簧座与平衡阀芯上端面接触，所述的主弹簧上端与调节螺杆抵触，主弹簧下端与弹簧座抵触。该结构通过转动调节螺钉，调节螺钉相对弹簧腔上下移动，进而调节主弹簧的预紧压力，以达到设定系统的安全压力最大值的作用。

为确保弹簧腔上部的密封性，上述调节螺杆的上端螺纹连接有锁紧螺母，该锁紧螺母与主调压体的上端面之间设有组合垫密封。

为防止外露的调节杆受外力损坏，上述调节杆的下部螺纹连接有一盖帽。

上述平衡阀芯中部的直径小于平衡阀芯两端的直径，且平衡阀芯与单向阀芯的阀口配合的周面为锥面。锥面的设置能在平衡阀芯与单向阀芯的阀口之间形成有效地封堵，而且还可保证在平衡阀芯开启，使流量变化平稳过渡，确保系统工作时重物下降时速度变化平稳无冲击。

为便于组装调节套，上述调节套的外周面具有一环形槽，所述调节套上的孔道与环形槽相通，同时所述的斜孔也与该环形槽连通。由于环形槽的存在，故组装调节套时无需调节到斜孔与调节套上孔道对准位置，只需转动到斜孔与环形槽连通即可。

上述的梭阀组件包括阀座、阀套、堵头和阀球，所述的阀座、阀套、堵头自上而下依次嵌设在所述的第二纵向通道内的中部，阀套周壁上开有与第三油口相通的孔，所述的阀球位于阀座和阀套组成的孔道内，阀球的上移能封堵所述孔道的上端开口，并使第四油口和第三油口连通，阀球的下移能封堵所述孔道的下端开口，并使第一油口和第三油口连通。其为梭阀组件的常规结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：1、阀体内镶嵌有与平衡阀芯关联具备压力选择功能的梭阀组件，故无需额外增加一个梭阀，便可适合用于起升机构中控制液压马达的液压回路中；2、平衡阀芯和单向阀芯均位于阀体的第一纵向通道内而成一体式结构，故体积紧凑、加工简单；3、先导级采用可调节的阻尼结构，即调节杆外周的铣削面与调节套内周壁之间形成与第二油腔连通的阻尼通道，通过调节调节杆的旋入深度来调节阻尼通道的长短，可以改变平衡阀的开启时间和阻尼大小，阻尼通道的长短与平衡阀芯开启的时间成正比，故本平衡阀能方便地使双起升回路液压马达达到同步；4、该平衡阀内设多处阻尼环节，提高了平衡阀的稳定性能，减小了抖动。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构剖视图；

图2为本实用新型实施例的液压原理图；

图3为本实用新型实施例在起升机构液压回路中液压马达控制的液压原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1、2所示，为本实用新型的一个优选实施例。

一种用于控制液压马达的平衡阀，包括

阀体1，阀体内开有纵向贯穿阀体的第一纵向通道11，阀体1内还开有贯穿阀体1下端面的第二纵向通道12，第二纵向通道12的上部略微倾斜，第二纵向通道12的下端设有螺堵2封闭，阀体1的侧壁上开有第一油口13、第二油口14、第三油口15、第四油口16，其中，第一油口13与第一纵向通道上部11和第二纵向通道12上部连通，第二油口14与第一纵向通道11中部连通，第三油口15与第二纵向通道12中部连通，第四油口16与第二纵向通道12下部连通，阀体内还设有连通第一纵向通道11的下部和第二纵向通道12的下部的斜孔17。

主调压体3，其内具有轴向贯穿的通道，主调压体3螺纹连接在第一纵向通道11的上端开口处，主调压体3的上部通过调节螺杆24密封，该调节螺杆24螺纹连接在主调压体3的上部开口处，调节螺杆24的上端螺纹连接有锁紧螺母26，该锁紧螺母26与主调压体3的上端面之间设有组合垫27密封，主调压体3的外周壁上开有小孔31，主调压体3外周壁与第一纵向通道11内周壁之间有连通第一油口13和所述小孔31的间隙X，该间隙X起到阻尼作用。

单向阀芯4，设于第一纵向通道44内的中部，并位于第一油口13和第二油口14之间，单向阀芯4能相对第一纵向通道11上下滑移，该单向阀芯4由单向阀芯弹簧41顶持以保持轴向上移趋势。

平衡阀芯5，设于第一纵向通道11内的中部位置，并能相对第一纵向通道11上下滑移，平衡阀芯5内具有轴向贯通的通道51；平衡阀芯5的上部穿过单向阀芯4后，从主调压体3的下端开口处插入；平衡阀芯5上部的外周壁与主调压体3内周壁之间通过密封圈29密封，平衡阀芯5中部的直径小于平衡阀芯5两端的直径，平衡阀芯5中部的外周壁能与所述单向阀芯4的阀口部配合以阻断第一油口13和第二油口14的连通，平衡阀芯与单向阀芯4的阀口配合的周面为锥面，该锥面为阶梯锥面，平衡阀芯5下部的外周壁与第一纵向通道11相应的内周壁之间通过密封圈29密封，平衡阀芯5与单向阀芯4之间的密封圆直径大于平衡阀芯5下端面的直径；平衡阀芯5的上端面与主调压体3的上部空间形成弹簧腔A，该弹簧腔A内设有一使平衡阀芯5保持轴向下移并封堵单向阀芯4阀口的趋势的主弹簧6及一弹簧座25，该弹簧座25与平衡阀芯5上端面接触，主弹簧6上端与调节螺杆24抵触，主弹簧6下端与弹簧座25抵触，主弹簧6对平衡阀芯5的向下压力大于单向阀弹簧41对单向阀芯4向上的弹力。

控制活塞7，设于第一纵向通道11内能相对第一纵向通道11上下滑移，控制活塞7的外周面与第一纵向通道11内周面之间通过密封圈29密封，该控制活塞7上部具有上凸而与平衡阀芯5下端面抵触的推动部71，控制活塞7上端面与平衡阀芯5下端面之间形成第一油腔B，该第一油腔B通过前述平衡阀芯上的轴向通道51与弹簧腔A连通。

调节套8，螺纹连接在第一纵向通道11的下端开口处，调节套上部和下部外周面与第一纵向通道11的内周面之间通过密封圈29密封。

调节杆9，螺纹连接在调节套8的下端开口处，并伸入调节杆9内，调节杆9的下部螺纹连接有一盖帽28，调节杆9上端面与控制活塞8下端面之间形成第二油腔C，调节杆9外周的铣削面与调节套8内周壁之间形成与第二油腔C连通的阻尼通道10，调节套8的侧壁上开有连通阻尼通道10和斜孔17的孔道81，而在调节套8的外周面具有一环形槽82，孔道81与该环形槽82相通，同时斜孔17也与该环形槽82连通；调节杆9内开有与第二油腔C连通的腔室91，调节杆9侧壁上开有连通腔室91和所述孔道81的小孔92，腔室91内设有由弹簧18顶持而保持阻断腔室91和小孔92之间连通趋势的钢球19。

梭阀组件，包括有阀座20、阀套21、堵头22和阀球23，其中，阀座20、阀套21和堵头22自上而下依次嵌设在所述的第二纵向通道12内的中部，阀套21周壁上开有与第三油口15相通的孔211，所述的阀球23位于阀座20和阀套21组成的孔道内，阀球23的上移能封堵所述孔道的上端开口，并使第四油口16和第三油口15连通，阀球23的下移能封堵所述孔道的下端开口，并使第一油口13和第三油口15连通。

如图3所示，是本实施例中的平衡阀在起升机构液压回路中液压马达控制的液压原理图，将阀体上的第一油口13与油路中的三位四通换向阀H的油口H2连通，第二油口14与液压马达M连通控制其转动，第三油口15与马达制动器G的控制腔连通，第四油口16一路与三位四通换向阀H的油口H1连通，三位四通换向阀的另外两个油口H3、H4分别接压力油源和回油箱。

本平衡阀的工作过程及原理如下：

1、负载提升过程，即控制液压马达M正转：将三位四通换向阀H打到上位，高压油经由三位四通换向阀的油口H3和油口H2流入阀体的第一油口13，高压油经过第二纵向通道12后作用于梭阀组件的阀球23，阀球23的下移封堵梭阀组件孔道的下端开口，第一油口13和第三油口15连通，第四油口16与第三油口15阻断，高压油经第三油口15后进入马达制动器G的控制腔，马达制动器G打开，使得液压马达M处于能自由回转的状态；随着高压油压力的增加，第一油口13的高压油克服单向阀弹簧41的顶持力，顶开单向阀芯4，第一油口13和第二油口14连通，高压油经过第二油口14后进入液压马达M的控制腔内，液压马达M正转，液压马达M将重物提升。

2、负载提升过程中让重物停止在半空中，即控制液压马达M停止转动：将三位四通换向阀H打到中位，第二油口12的液压油的压力作用在平衡阀芯4的下端面，由于主弹簧6对平衡阀芯5的向下压力大于单向阀弹簧41对单向阀芯4向上的弹力，平衡阀芯5中部的外周壁能与所述单向阀芯4的阀口部紧贴，将液压油截止住，同时，马达制动器G的控制腔的压力油经第一油口13回到回油箱，马达制动器G将液压马达M制动，重物被锁定在半空中。

3、当因为外界原因造成负载增大，超过系统设定的安全压力时，由于平衡阀芯5与单向阀芯4之间的密封圆直径大于平衡阀芯5下端面的直径，造成平衡阀芯5受力不平衡，故作用在平衡阀芯5的液压力差便会克服主弹簧6的作用，将平衡阀芯5向上顶离单向阀芯4的阀口部，第一油口13和第二油口14连通，将第二油口14过载的压力经第一油口13释放掉，直至安全压力，然后重新锁住。

4、负载缓慢下降，即控制液压马达M反转：三位四通换向阀H打到下位，高压油经由三位四通换向阀H的油口H3和油口H1进入阀体的第四油口16，高压油的一路作用于梭阀组件的阀球23，阀球23的上移封堵梭阀组件孔道的上端开口，第一油口13和第三油口15阻断，第四油口16与第三油口15连通，高压油经第三油口15后进入马达制动器G的控制腔，马达制动器G打开，使得液压马达M处于能自由回转的状态；同时，高压油的另一路经由斜孔17进入调节套8侧壁上的孔道81，然后经由阻尼通道10进入第二油腔C，推动控制活塞7顶住平衡阀芯5的下端面克服主弹簧6向上移动，平衡阀芯5向上顶离单向阀芯4的阀口部，第一油口13和第二油口14连通，液压马达M的控制腔内的压力油经由第二油口14和第一油口13后回流至回油箱，在这过程中由于液压油经由多处阻尼作用，故平衡阀芯5缓慢开启，液压马达M缓慢地反向转动，重物缓慢下降，同时，第一油腔B的压力油经由平衡阀芯5上的通道51进入弹簧腔A，弹簧腔A的压力油再经由主调压体3上的小孔31及间隙X后，经由第一油口13后回流至回油箱。

通过调节调节杆9的旋入深度可以调节阻尼通道10的长短，使得平衡阀芯5的开启时间和阻尼大小，阻尼通道的长短与平衡阀开启的时间成正比，故本平衡阀能方便地使双起升回路液压马达达到同步。

5、负载下降过程中让重物停止在半空中，即控制液压马达M停止转动：将三位四通换向阀H打到中位，第二油腔C的液压油克服弹簧18顶开钢球19，使腔室91和调节杆9侧壁上的小孔92连通，再经由调节套8侧壁上的孔道81和斜孔17进入第四油口16后快速回流到回油箱，主弹簧6推动平衡阀芯5回位，第一油口13和第二油口14被阻断，同时，马达制动器G的控制腔的压力油经第四油口16回到回油箱，马达制动器G将液压马达M制动，重物被锁定在半空中。

Claims (8)

1.一种用于控制液压马达的平衡阀，其特征在于：包括有

阀体(1)，阀体内开有纵向贯穿阀体的第一纵向通道(11)，阀体内还开有贯穿阀体下端面的第二纵向通道(12)，第二纵向通道的下端设有螺堵(2)封闭，阀体的侧壁上开有第一油口(13)、第二油口(14)、第三油口(15)、第四油口(16)，其中，第一油口(13)与第一纵向通道上部(11)和第二纵向通道(12)上部连通，第二油口(14)与第一纵向通道(11)中部连通，第三油口(15)与第二纵向通道(12)中部连通，第四油口(16)与第二纵向通道(12)下部连通，阀体内还设有连通第一纵向通道(11)的下部和第二纵向通道(12)的下部的斜孔(17)；

主调压体(3)，螺纹连接在第一纵向通道(11)的上端开口处，主调压体(3)的上部密封，主调压体(3)的外周壁上开有小孔(31)，主调压体(3)外周壁与第一纵向通道(11)内周壁之间有连通第一油口(13)和所述小孔(31)的间隙(X)；

单向阀芯(4)，设于第一纵向通道(44)内的中部并位于第一油口(13)和第二油口(14)之间，单向阀芯(4)能相对第一纵向通道(11)上下滑移，该单向阀芯(4)由单向阀芯弹簧(41)顶持以保持轴向上移趋势；

平衡阀芯(5)，设于第一纵向通道(11)内的中部位置并能相对第一纵向通道(11)上下滑移，平衡阀芯(5)的上部穿过单向阀芯(4)后，从主调压体(3)的下端开口处插入，平衡阀芯(5)中部的外周壁能与所述单向阀芯(4)的阀口部配合以阻断第一油口(13)和第二油口(14)的连通，平衡阀芯(5)的上端面与主调压体(3)的上部空间形成弹簧腔(A)，该弹簧腔(A)内设有一使平衡阀芯(5)保持轴向下移并封堵单向阀芯(4)阀口的趋势的主弹簧(6)；

控制活塞(7)，设于第一纵向通道(11)内能相对第一纵向通道(11)上下滑移，该控制活塞上部具有上凸而与平衡阀芯(5)下端面抵触的推动部(71)，控制活塞(7)上端面与平衡阀芯(5)下端面之间形成第一油腔(B)，平衡阀芯(5)内开有连通所述弹簧腔(A)和第一油腔(B)的轴向通道(51)；

调节套(8)，螺纹连接在第一纵向通道(11)的下端开口处，调节套(8)的下端开口处螺纹连接有调节杆(9)，调节杆(9)上端面与控制活塞(8)下端面之间形成第二油腔(C)，调节杆(9)外周的铣削面与调节套(8)内周壁之间形成与第二油腔(C)连通的阻尼通道(10)，调节套(8)的侧壁上开有连通阻尼通道(10)和所述斜孔(17)的孔道(81)，调节杆(9)内开有与第二油腔(C)连通的腔室(91)，调节杆(9)侧壁上开有连通腔室(91)和所述孔道(81)的小孔(92)，腔室(91)内设有由弹簧(18)顶持而保持阻断腔室(91)和小孔(92)之间连通趋势的钢球(19)；

梭阀组件，设于第二纵向通道(12)内的中部，梭阀组件中阀球(23)的上下移动能使第三油口(15)选择仅与第四油口(16)连通或仅与第一油口(13)连通。

2.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述平衡阀芯(5)与单向阀芯(4)之间的密封圆直径大于平衡阀芯(5)下端面的直径。

3.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述主调压体(3)的上部通过调节螺杆(24)密封，该调节螺杆(24)螺纹连接在主调压体(3)的上部开口处，所述的弹簧腔(A)内还设有一弹簧座(25)，该弹簧座(25)与平衡阀芯(5)上端面接触，所述的主弹簧(6)上端与调节螺杆(24)抵触，主弹簧(6)下端与弹簧座(25)抵触。

4.根据权利要求3所述的平衡阀，其特征在于：所述调节螺杆(24)的上端螺纹连接有锁紧螺母(26)，该锁紧螺母(26)与主调压体(3)的上端面之间设有组合垫(27)密封。

5.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述调节杆(9)的下部螺纹连接有一盖帽(28)。

6.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述平衡阀芯(5)中部的直径小于平衡阀芯(5)两端的直径，且平衡阀芯与单向阀芯(4)的阀口配合的周面为锥面(52)。

7.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述调节套(8)的外周面具有一环形槽(82)，所述调节套上的孔道(81)与环形槽(82)相通，同时所述的斜孔(17)也与该环形槽(82)连通。

8.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述的梭阀组件包括阀座(20)、阀套(21)、堵头(22)和阀球(23)，所述的阀座(20)、阀套(21)、堵头(22)自上而下依次嵌设在所述的第二纵向通道(12)内的中部，阀套(21)周壁上开有与第三油口(15)相通的孔(211)，所述的阀球(23)位于阀座(20)和阀套(21)组成的孔道内，阀球(23)的上移能封堵所述孔道的上端开口，并使第四油口(16)和第三油口(15)连通，阀球(23)的下移能封堵所述孔道的下端开口，并使第一油口(13)和第三油口(15)连通。

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