CN202158026U - 平衡阀 - Google Patents

Abstract

一种平衡阀，包括壳体、阀盖、滑阀及主弹簧，滑阀的中段有腰形槽，其上半段的锥形结构和壳体内的隔环组成楔形孔，滑阀中心的阶梯孔内安装有弹簧座和活塞、挡环等组成的活塞组件，弹簧座内有一单向阀结构，将与出油腔与壳体内部的上油腔单向导通。在活塞弹簧和弹簧座上方的主弹簧共同作用下，活塞座和滑阀内的阶梯孔产生一个间距0.2mm-0.35mm的缝隙。当高压油进入控制口后，通过螺塞的阻尼孔进入下油腔，在下油腔和上油腔的油压差及主弹簧的压力下，滑阀和活塞、弹簧座交替匀速上升，将主油路逐渐打开。主油路的开口大小和控制口油压维持一动态平衡，并可对瞬间大流量的油压冲击实现自锁，迅速消除低频振动，防止吊车失控，使吊车运行更加安全。

Description

平衡阀

所属技术领域

本实用新型涉及到一种液压控制元件，尤其涉及到一种吊车的液压系统中使用的平衡阀。

背景技术

在吊车的液压控制系统中，液压马达的正反转回路为对称的结构，平衡阀和单向阀并联安装在吊车的液压马达前。起吊时高压油通过单向阀加载在液压马达上；吊车下落时，平衡阀保证了液压马达的进油、出油口需要达到足以克服悬吊物重力的压力差，以防止失控。

如图8所示，现有的平衡阀，由壳体2’、滑阀7’、弹簧11’、阀盖12’组成，滑阀的中部为一腰形槽，腰形槽的上半段和壳体内的隔环组成楔形孔，滑阀在弹簧11’的压力下，下降到壳体内腔的底部，关闭楔形孔。壳体底部为控制口，在吊车下落时，控制口接入高压油，高压油向上克服弹簧的预紧力，顶起滑阀，使主油路打开，液压马达回油通过平衡阀流回到油槽。

吊车从悬停到下落的瞬间，油压方向的改变会对液压系统和液压马达产生一次瞬间冲击。高压油从控制口进入平衡阀内后，对滑阀产生的瞬间冲击，会使滑阀打开过快，主通路开口突然增大，弹簧的弹性复位会引起滑阀上下抖动，直接影响回油路大小，进而影响到液压马达的扭矩变化，使吊车出现点头和低频振动现象，操作人员对悬吊物的位置控制不准确，存在安全隐患。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种吊车的液压系统中使用的平衡阀，当控制口接入高压油，尤其是受到液压马达反转所产生的油压瞬间冲击时，依然能保持滑阀匀速打开，有效消除低频抖动。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种平衡阀，包括壳体、阀盖和滑阀、主弹簧，壳体上有进油口和出油口，壳体底部为控制口，滑阀中部的腰形槽和壳体中的隔环组成楔形孔，其特征在于：滑阀中心有一阶梯孔，阶梯孔内安装有弹簧座和活塞、挡环、活塞弹簧组成的活塞组件，主弹簧压在弹簧座上，出油口通过出油腔、滑阀上的侧孔、弹簧座上的侧孔、弹簧座内的单向阀，和上油腔相通；活塞弹簧安装于弹簧座和嵌入滑阀阶梯孔内的挡环之间；活塞穿过挡环、活塞弹簧，和弹簧座的底面相接触；当出油口和控制口压力相同时，在主弹簧和活塞弹簧的预紧力共同作用下，弹簧座和滑阀中阶梯孔的内壁形成一条缝隙。

所述主弹簧由直径不同的两根弹簧，同心安装所组成。

所述弹簧座外壁上开有环形凹槽，环形凹槽通过滑阀的侧孔和出油腔相通，并且通过弹簧座侧孔和单向阀相通。

所述活塞底部有一盲孔，盲孔本身与下油腔相通，盲孔的侧壁有一活塞侧孔，盲孔通过该侧孔也和下油腔相通。

所述控制口内安装有螺塞，下油腔通过螺塞上的阻尼孔和控制口相通。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：吊车的液压系统的安全性和可操控性能提高，具体表现在以下两个方面：

1、吊车下降时所产生的低频抖动，主要是平衡阀开启时速度过快，引起的涌流效应，和平衡阀内的主弹簧受冲击后自身振动，引起主流路开口变化所产生。本实用新型利用了上油腔、主弹簧的弹力和下油腔之间的压力差来控制主油路打开和关闭，使滑阀和活塞、弹簧座交替匀速上升，快速下降，进而实现对平衡阀主油路的开闭控制；控制口内的阻尼孔能限制进入下油腔的高压油的流速，当下油腔压力变化过快，会导致缝隙72闭合，将上油腔封闭实现自锁，因此可以迅速吸收并消除低频振动，解决了滑阀受到瞬间大压力冲击，滑阀上升过快，而使主油路打开速度过快，主弹簧反复振动所产生涌流的问题。

2、若吊车失控，发生悬吊物突然下坠时，液压马达被绞臂带动而急速反转，液压马达的出油口和进油口产生压力差，会使平衡阀的进油口、出油口压力大于控制口压力，一部分高压油会经过与出油口相通的弹簧座通孔81，推开单向阀9，使上油腔21迅速充油，压迫滑阀、弹簧座等向下滑动，此时控制口低压，下油腔内的油会从阻尼孔1-1流出。滑阀7迅速下降，切断主油路，阻止液压马达继续反转，使吊车自行恢复稳定。

附图说明

图1是平衡阀完全关闭状态的剖视图

图2是图1中E区域的放大图(缝隙打开状态)

图3是图2中G区域的放大图

图4是滑阀的楔形孔即将打开时的临界状态的剖视图

图5是平衡阀打开状态的剖视图

图6是图1中F区域的放大图(完全关闭状态)

图7是图4中H区域的放大图(临界状态)

图8是现有技术的平衡阀结构

具体实施方式

如图1所示，平衡阀壳体2的侧壁上分别为进油口a口和出油口b口，从a油口到b油口之间的油路，称为主油路；壳体2的底部为控制口c口。壳体2的中心有阶梯形的盲孔，盲孔从上向下依次为上油腔21、出油腔22、隔环23、进油腔24和下油腔25。其中进油腔24与a口相通，出油腔22与b口相通，隔环23将进油腔和出油腔分隔开。如图6所示，隔环上有一凹槽26。下油腔25和壳体底部的控制口c口相通，c口的入口处安装有螺塞1，螺塞中心为阻尼孔1-1。

滑阀7安装在壳体2内，滑阀上下两部分分别与上油腔、下油腔的内壁过渡配合，滑阀中间部分向内收缩形成腰形槽，腰形槽中间偏上的锥形结构和壳体上的隔环23配合，形成上小下大的楔形孔74，如图6所示。滑阀的中央为一阶梯孔，阶梯孔内装有由活塞3、挡环4、活塞垫片5、活塞弹簧6、弹簧座8、弹簧座垫片10和主弹簧11组成的活塞组件。滑阀的侧壁上有一侧孔71，使出油腔21和滑阀7的内部相通。

活塞3安装于滑阀7内阶梯孔的下半段。活塞的底端开有一盲孔32，盲孔32本身与下油腔25相通。活塞的侧壁上有一侧孔31，其作用是当活塞下落至下油腔底部，盲孔的出口被堵住时，仍能保持盲孔32内部和下油腔25相通。

结合图2、图3所示，弹簧座8安装在滑阀7内阶梯孔的中部。弹簧座中间有一通孔81。通孔81的上段为一单向阀9。弹簧座的侧孔82使通孔81和弹簧座外壁上的凹槽83相通，再通过滑阀上的侧孔71和出油腔22相通。通孔81的底部也通过侧孔84和滑阀腔73相通。

安装时，先将挡环4嵌入滑阀7内部的阶梯孔内，再依次装入垫片5和活塞弹簧6、弹簧座8，弹簧座8的台阶落入滑阀阶梯孔内的圆凹槽25内，弹簧座上套入垫片10，将活塞3穿过挡环4、伸入活塞弹簧6中；将滑阀装入壳体内，再装入由主弹簧11，用阀盖12封闭上油腔，最后将c口内旋入螺塞1，完成装配。

所述主弹簧11由两根同心安装的，直径不同的弹簧构成，双弹簧的结构可以使弹簧座8上方的压力分布更均匀，防止弹簧座在上下滑动的过程中发生侧偏。

安装好的平衡阀，如图3所示，在主弹簧11和活塞弹簧6的预紧力共同作用下，使弹簧座和滑阀的阶梯孔产生一条缝隙72，该缝隙纵向间距δ在0.2mm到0.35mm之间。

当吊车起吊时，平衡阀的出油口b通入高压油，控制口c口通入低压油。在主弹簧的压力下，滑阀、弹簧座、活塞下行，滑阀和壳体隔环之间的楔形孔74被关闭，高压油从b口→出油腔22→滑阀上的侧孔71→弹簧座外壁上的凹槽83→弹簧座侧孔82→通孔81→弹簧座内的单向阀9→上油腔21。滑阀和活塞降至下油腔的底部，主油路被滑阀7完全切断。液压系统中的油路只能通过和平衡阀并联的单向阀实现导通。

当吊车悬停时，平衡阀的出油口b口为低压，而液压马达受悬吊物的重力作用，产生反转趋势，使平衡阀的进油口a口为高压。由于控制口c口仍为低压，在主弹簧11的作用下，主油路仍然滑阀被切断。

当吊车下落时，平衡阀的控制口c口为高压，出油口b口为低压，进油口a口为高压。高压油从c口经过螺塞上的阻尼孔1-1进入下油腔内，并通过活塞侧壁上的侧孔31进入盲孔32内，同时对滑阀7的底部和活塞3的底部产生向上的推力，由于活塞受弹簧座、主弹簧向下的压力，而滑阀不受到主弹簧的压力，致使滑阀比弹簧座和活塞先向上滑动0.2mm-0.35mm，使弹簧座和滑阀阶梯孔之间的缝隙72迅速被封闭。由于此时弹簧座内的单向阀也被关闭，上油腔通向出油口的所有通路均被封闭。

高压油从阻尼孔1-1继续进入下油腔25内，直至下油腔压力大于上油腔油压和主弹簧弹力的合力，将活塞和弹簧座向上顶起，重新打开缝隙72。上油腔内的油迅速从缝隙72流出，经过弹簧座外壁的凹槽83、滑阀上的侧孔71流向出油口。

上油腔的油压降低后，又会使滑阀在上下油腔内的压力差作用下上升，再次关闭缝隙72。

因此，滑阀7和活塞3、弹簧座8会以0.2-0.35mm的距离为行程交替匀速上升，并使滑阀7通过如图4的临界状态，最终如图5所示将楔形孔完全打开，主油路导通。液压马达的回油通过平衡阀实现回流，液压马达反转，悬吊物开始下降。

因为主弹簧的压力与弹簧收缩的距离成正比，当c口高压等于b口油压和主弹簧的弹力之和时，滑阀达到动态平衡而停止.由于楔形孔74的上小下大，滑阀停止的位置直接影响主油路的开口宽度，因此当控制口的油压越大，液压马达的排量也越大，平衡阀主油路的开口也越大，起到了平衡压力的作用。

结合图6、图7所示，平衡阀从完全关闭到临界状态，滑阀需要向上移动一段距离，控制口c口和平衡阀出口b口需要有一定的压力差，来克服主弹簧的弹力，因此平衡阀的存在，使吊车下降时液压马达两端需要保持一定的压力差，低于该压力差时，主油路仍然关闭，可防止因悬吊物的重力作用造成吊车自行下降。

Claims (5)

1.一种平衡阀，包括壳体(2)、阀盖(13)、滑阀(7)和主弹簧(11)，壳体上有进油口a 口和出油口b 口，壳体底部为控制口e 口，滑阀中部的腰形槽和壳体中的隔环(24)组成楔形孔(74)，其特征在于：滑阀(7)中心有一阶梯孔，阶梯孔内安装有弹簧座(8)和活塞(5)、挡环(4)、活塞弹簧(6)组成的活塞组件，主弹簧(11)压在弹簧座上，出油口b 口通过出油腔(22)、滑阀上的侧孔(71)、弹簧座上的侧孔(82)、弹簧座内的单向阀(9)，和上油腔(21)相通；活塞弹簧(6)安装于弹簧座(8)和嵌入滑阀阶梯孔内的挡环(4)之间；活塞(3)穿过挡环、活塞弹簧，和弹簧座(8)的底面相接触；当出油口和控制口压力相同时，在主弹簧和活塞弹簧的预紧力共同作用下，弹簧座和滑阀中阶梯孔的内壁形成一条缝隙(72)。

2.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述主弹簧(11)由直径不同的两根弹簧，同心安装所组成。

3.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述弹簧座(8)外壁上开有一环形凹槽(83)，环形凹槽通过滑阀的侧孔(71)和出油腔(22)相通，并且通过弹簧座侧孔(82)和单向阀(9)相通。

4.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述活塞(3)底部有一盲孔(32)，盲孔本身与下油腔(25)相通，盲孔的侧壁有一活塞侧孔(31)，盲孔通过活塞侧孔(31)也和下油腔(25)相通。

5.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述控制口c 口内安装有螺塞(1)，下油腔(25)通过螺塞上的阻尼孔(1-1)和控制口c 口相通。 

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