CN204164067U - 一种平衡阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平衡阀，包括：阀体和在阀腔内沿轴向依次设置的平衡阀芯组件、单向阀组件、控制阀芯、先导端头组件；控制阀芯与第三通道中的液压油作用的左接触面的面积大于右接触面的面积；在第五油道中压力油的压力未超过阈值时，在第二弹性元件的作用下，先导端头的左端封闭位于第三油道和第四油道之间的阀腔右端，超过阈值时，锥面先导端头压缩所第二弹性元件并打开密封。本实用新型的平衡阀能够根据油压的大小适时调整先导比，提高能源利用率；当重载时采用小先导比，可以减小压力波动，保持系统下落的平稳性；当轻载时采用大先导比，可以提高工作效率，并可以通过改进先导端头的有效作用面积，能够改变先导比。

Description

一种平衡阀

技术领域

本实用新型涉及液压阀门技术领域，具体涉及一种平衡阀。 

背景技术

平衡阀是工程机械液压承重系统中关键液压元件，其性能优劣直接影响整机性能。诸如随车吊、中小吨位起重机等工程机械因工作效率高而被广泛应用于建筑、码头等场合，但由于负载频繁变化导致液压平衡阀不断开启关闭，造成变幅系统颤振，严重影响了整机系统的安全可靠性。现有平衡阀结构简单，一侧设有弹簧另一侧为先导控制口，在平衡阀开启关闭时先导比保持不变。平衡阀先导控制压力的作用面积与负载作用面积之比始终是恒定的，即先导比恒定。当系统负载发生较大变化时，液压缸有杆腔会发生较大压力波动。有杆腔压力波动导致先导压力不稳定进而导致平衡阀频繁开启关闭，造成系统的颤振，严重时会产生吊桩事故。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种平衡阀，能够根据负载变化来调整先导比。 

一种平衡阀，包括：阀体和在阀腔内沿轴向依次设置的平衡阀芯组件、单向阀组件、控制阀芯、先导端头组件；所述阀腔的两端封闭，所述阀体沿轴向依次设置与所述阀腔贯通的五条油道，其中，第三油道对外封闭，第四油道分别与第三油道和第五油道相贯通；所述平衡阀芯组件包括：弹性元件腔体、第一弹性元件和主阀芯；所述弹性元件腔体封闭所述阀腔的左端和第一油道，所述弹性元件腔体的侧壁上开有与第一油道相通的通孔，所述主阀芯的左、右端分别与设置在所述弹性元件腔 体内腔中的所述第一弹性元件和所述控制阀芯的左端连接；在所述第一弹性元件未压缩的状态下，所述主阀芯封闭此通孔并阻断所第一油道和第二油道之间的连通；所述单向阀组件套设在所述主阀芯上；所述控制阀芯的右端与位于第三油道和第四油道之间的阀腔间隙配合，所述控制阀芯与第三通道中的液压油作用的接触面包括左接触面和右接触面，所述左接触面与液压油作用的轴向面积大于所述右接触面与液压油作用的轴向面积；所述先导端头组件包括：设置在第四油道中的第二弹性元件和先导端头；在第五油道中压力油的压力未超过阈值时，在所述第二弹性元件的作用下，所述先导端头的左端封闭位于所述第三油道和第四油道之间的阀腔右端，在第五油道中压力油的压力超过阈值时，所述先导端头压缩所第二弹性元件并打开密封。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述单向阀组件包括：单向阀套、第三弹性元件和单向阀垫圈；其中，所述单向阀套、所述第三弹性元件和单向阀垫圈依次套接在所述主阀芯上。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述先导端头组件还包括：堵头；所述堵头封闭所述阀腔的右端，所述堵头的左端和所述先导端头的右端分别与所述第二弹性元件连接。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述先导端头的左端面为圆锥面或半球面；所述第二弹性元件为弹簧。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述第一弹性元件为弹簧。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述平衡阀芯组件包括：第一弹簧座和第二弹簧座；所述第一弹簧座设置在所述弹性元件腔体的内腔底部，所述第二弹簧座设置在所述第一弹元件和所述主阀芯之间。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述平衡阀芯组件包括调节螺钉；所述弹性元件腔体的左端设置螺纹通孔，调节螺钉与所述螺纹通孔螺纹连接，并且所述调节螺钉的右端顶在所述第一弹簧座的左端。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述平衡阀芯组件包括螺帽；所述螺帽与所述调节螺钉的左端螺纹连接。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述控制阀芯设置中心节流通孔。 

本实用新型的平衡阀能够根据油压的大小适时调整先导比，提高能源利用率；当重载时采用小先导比，可以减小压力波动，保持系统下落的平稳性；当轻载时采用大先导比，可以提高工作效率；通过改变先导端头的有效作用面积，能够改变先导比，可以降低采用多个平衡阀串并联时的成本，控制阀芯中间开有节流孔，可以起到系统散热效果。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。 

图1为根据本实用新型的平衡阀的一个实施例的示意图； 

图2为根据本实用新型的平衡阀的一个实施例的局部放大示意图； 

图3为根据使用本实用新型的平衡阀的一个实施例的控制油路示意图。 

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合图和实施例对本实用新型的技术方案进行多方面的描述。 

下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”等与附图本身的左、右、上、下等方向一致。 

如图1、2所示，本实用新型提出一种平衡阀包括：阀体21在阀腔内沿轴向依次设置的平衡阀芯组件、单向阀组件、控制阀芯、先导端头组件。阀腔的两端封闭。 

阀体21沿轴向依次设置与阀腔贯通的五条油道，分别为第一油道19、第二油道20、第三油道24、第四油道6和第五油道22。其中，第三油道24对外封闭，第四油道6分别与第三油道24和第五油道22相贯通； 

平衡阀芯组件包括：弹性元件腔体13、第一弹性元件17和主阀芯8。弹性元件腔体13封闭阀腔的左端和第一油道19，弹性元件腔体13的侧壁上开有与第一油道19相通的通孔或U型口等，主阀芯8的左、右端分别与设置在弹性元件腔体内腔13中的第一弹性元件17和控制阀芯4的左端连接。在第一弹性元件17未压缩的状态下，主阀芯8上的单向阀座阻断第一油道19和第二油道20之间的连通。平衡阀阀芯8右侧是带有阻尼孔的控制阀芯4。 

单向阀组件套设在主阀芯8上。控制阀芯4的右端与位于第三油道24和第四油道6之间的阀腔间隙配合，控制阀芯4与第三通道中的液压油作用的接触面包括左接触面a和右接触面b，左接触面a与液压油的轴向作用面积大于右接触面b与液压油的轴向作用面积。 

先导端头组件包括：设置在第四油道6中的第二弹性元件2和先导端头3。在第五油道22中压力油的压力未超过阈值时，在第二弹性元件2的作用下，先导端头3的左端封闭位于第三油道24和第四油道6之间的阀腔右端，在第五油道22中压力油的压力超过阈值时，先导端头3压缩所第二弹性元件2并打开密封。 

根据本实用新型的一个实施例，单向阀组件包括：单向阀套11、第三弹性元件10和单向阀垫圈9。单向阀套11、第三弹性元件10和单向阀垫圈9依次套接在主阀芯上。第三弹性元件10可以为弹簧等。主阀芯8左端可以为锥面，锥面上为单向阀套11、第三弹性元件10和单向阀垫圈9。 

根据本实用新型的一个实施例，堵头1封闭阀腔的右端，堵头1的左端和先导堵头3的右端分别与第二弹性元件2连接。先导端头3的左 端面为圆锥面或半球面，第二弹性元件可以为弹簧等。 

根据本实用新型的一个实施例，第一弹性元件17可以为弹簧等。第一弹簧座12设置在弹性元件腔体13的内腔底部，第二弹簧座18设置在第一弹元件17和主阀芯8之间。弹性元件腔体13的左端设置螺纹通孔，调节螺钉15与螺纹通孔螺纹连接，并且调节螺钉15的右端顶在第一弹簧座12的左端。螺帽14、16与调节螺钉15的左端螺纹连接。自左至右依次布置螺帽16和14，螺帽与调整螺钉之间用螺纹密封，螺帽14右侧压实在弹性元件腔体13上。 

先导比是指控制压力的作用面积与负载压力的作用面积之比。平衡阀是由平衡阀芯、单向阀座及先导端头组成的，变幅起升时平衡阀正向开启，此时不受先导压力作用，平衡阀仅起单向阀的作用；变幅下落时平衡阀芯一端受先导压力作用，另一端受弹簧力作用，当先导压力大于弹簧力时平衡阀反向开启，此时平衡阀可以按要求的速度使重物平稳下落。变幅下落过程中，根据负载变化调节平衡阀先导比，重载下落时，采用小先导比可以减小压力波动，轻载下落时采用大先导比起到提高工作效率、节能的效果。 

根据本实用新型的一个实施例，本实用新型的平衡阀可以应用在多种系统中，例如，如图3所示的起重机臂架变幅液压系统，第二油道20的油口和第五油道22的油口分别接变幅油缸无杆腔和有杆腔，第一油道19的油口和第四油道6的油口分别接变幅换向阀。 

变幅下落过程中，液压缸无杆腔中的油液通过第二油道20作用在平衡阀芯8的锥面上，若此时为重载下落，有杆腔压力较小，则先导油经第五油道22作用在控制阀芯4上，由于作用面a的有效面积大于b的有效面积，所以液压力施加向左的力压缩主弹簧17，随着主弹簧17的压缩使平衡阀芯与单向阀座间的密封被打开，来自第二油道20的液压油经平衡阀芯8的锥面、弹性元件腔体13上的通孔口或U型口和第一油道19回油箱。 

若为轻载下落，有杆腔压力较大则先导油经第五油道22作用在先导堵头3上并压缩第二弹性元件2，使先导堵头3与阀体间的密封被打开，先导油液直接作用在控制阀芯4以及平衡阀芯8右侧圆面上，液压力压缩第 一弹性元件17，使平衡阀锥面与单向阀座间的密封被打开，来自第二油道20的液压油经平衡阀8锥面、弹性元件腔体13上的通孔口或U型口和第一油道19回油箱。工作过程中，第四油路始终由螺纹堵头7堵住。 

本实用新型的平衡阀可以实现下述的技术效果： 

1.先导油液的作用面积与来自无杆腔的油液作用到平衡阀锥面的环形面积之比即为先导比。由F＝P·A，当重载时，无杆腔压力较小先导油液的作用面为(a-b)行成的环形面积，作用力F较小，与平衡阀锥面的环形作用面积之比较小，此时先导压力的波动不会引起平衡阀芯的频繁开启，即减小了重载时变幅下落因压力波动引起的颤振问题。 

当轻载时，无杆腔压力较大先导油液的作用面积为平衡阀右端的圆形面积，作用力大，它与平衡阀锥面行程的环形面积之比大，此时选择大的先导比不仅提高工作效率还可以起到节能的效果。 

2.采用平衡阀集成的结构方式，不仅加工上易于实现，而且降低了有些采用两种不同先导比的平衡阀的成本。 

3.控制阀芯中间开有节流孔，可以对系统起到散热效果。 

本实用新型的平衡阀采用可变先导比的技术方案，能根据负载大小适时调整先导比，提高能源利用率。重载时采用小先导比，可以减小压力波动，保持系统下落的平稳性；轻载时采用大先导比，可以提高工作效率。通过改进先导端头的有效作用面积，进而来改变先导比，可以降低采用多个平衡阀串并联时的成本控制阀芯中间开有节流孔，可以起到系统散热效果。 

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。 

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述 上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。 

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。 

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。 

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (9)

1.一种平衡阀，其特征在于，包括： 

阀体和在阀腔内沿轴向依次设置的平衡阀芯组件、单向阀组件、控制阀芯、先导端头组件；所述阀腔的两端封闭，所述阀体沿轴向依次设置与所述阀腔贯通的五条油道，其中，第三油道对外封闭，第四油道分别与第三油道和第五油道相贯通；所述平衡阀芯组件包括：弹性元件腔体、第一弹性元件和主阀芯；所述弹性元件腔体封闭所述阀腔的左端和第一油道，所述弹性元件腔体的侧壁上开有与第一油道相通的通孔，所述主阀芯的左、右端分别与设置在所述弹性元件腔体内腔中的所述第一弹性元件和所述控制阀芯的左端连接；在所述第一弹性元件未压缩的状态下，所述主阀芯封闭此通孔并阻断所第一油道和第二油道之间的连通；所述单向阀组件套设在所述主阀芯上； 

所述控制阀芯的右端与位于第三油道和第四油道之间的阀腔间隙配合，所述控制阀芯与第三通道中的液压油作用的接触面包括左接触面和右接触面，所述左接触面与液压油作用的轴向面积大于所述右接触面与液压油作用的轴向面积；所述先导端头组件包括：设置在第四油道中的第二弹性元件和先导端头；在第五油道中压力油的压力未超过阈值时，在所述第二弹性元件的作用下，所述先导端头的左端封闭位于所述第三油道和第四油道之间的阀腔右端，在第五油道中压力油的压力超过阈值时，所述先导端头压缩所述第二弹性元件并打开密封。 

2.如权利要求1所述的平衡阀，其特征在于： 

所述单向阀组件包括：单向阀套、第三弹性元件和单向阀垫圈；其中，所述单向阀套、所述第三弹性元件和单向阀垫圈依次套接在所述主阀芯上。 

3.如权利要求1所述的平衡阀，其特征在于： 

所述先导端头组件还包括：堵头；所述堵头封闭所述阀腔的右端， 所述堵头的左端和所述先导端头的右端分别与所述第二弹性元件连接。 

4.如权利要求3所述的平衡阀，其特征在于： 

所述先导端头的左端面为圆锥面或半球面； 

所述第二弹性元件为弹簧。 

5.如权利要求1所述的平衡阀，其特征在于： 

所述第一弹性元件为弹簧。 

6.如权利要求5所述的平衡阀，其特征在于： 

所述平衡阀芯组件包括：第一弹簧座和第二弹簧座； 

所述第一弹簧座设置在所述弹性元件腔体的内腔底部，所述第二弹簧座设置在所述第一弹元件和所述主阀芯之间。 

7.如权利要求6所述的平衡阀，其特征在于： 

所述平衡阀芯组件包括调节螺钉； 

所述弹性元件腔体的左端设置螺纹通孔，调节螺钉与所述螺纹通孔螺纹连接，并且所述调节螺钉的右端顶在所述第一弹簧座的左端。 

8.如权利要求7所述的平衡阀，其特征在于： 

所述平衡阀芯组件包括螺帽； 

所述螺帽与所述调节螺钉的左端螺纹连接。 

9.如权利要求1所述的平衡阀，其特征在于： 

所述控制阀芯设置中心节流通孔。