CN204493329U - 一种比例液压平衡阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种比例液压平衡阀，属于液压控制领域。该装置包括阀体、安装在阀体主阀腔一端的导阀、安装在阀体主阀腔另一端的阀端盖、通过背紧螺母旋装在阀端盖上的调节螺钉；在所述主阀腔内由导阀一端至阀端盖一端依次安装有主阀芯、对中钢球、阀芯弹簧座、弹簧、调节弹簧座，所述调节弹簧座位于弹簧与调节螺钉之间；在所述阀体内设置有单向阀，单向阀的进油口与阀体上的第一油口相通，单向阀的出油口通过主阀芯的台阶槽与阀体上的第二油口相通；导阀阀芯与主阀芯形成的阀腔与阀体上的第一油口相通；主阀芯与调节弹簧座之间形成的阀腔与阀体上的第三油口相通。本实用新型通过压力调节实现比例调节负载的下降速度，下降过程平稳可靠。

Description

一种比例液压平衡阀

技术领域

本实用新型涉及工程机械、矿山机械等液压控制技术领域，尤其是涉及一种比例液压平衡阀。

背景技术

随着工程机械设备的大型化，液压系统的功率级也在快速上升，大功率级执行元件液压马达或液压油缸都要用到液压平衡阀。作为液压系统的关键元件，目前的大通径液压平衡阀，在重载大范围调速时，平衡阀阀芯很难稳定在一定开度的位置上，使负载在下降过程中出现调速不稳，压力冲击大，出现抖动现象，给设备造成很大的安全隐患，使液压系统和液压元件的可靠性降低，寿命下降。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种比例液压平衡阀。本实用新型是通过外部控制信号压力的调节，保证平衡阀能够比例调节负载的下降速度，使下降过程平稳可靠，而在停止状态时能够保压不泄露。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的比例液压平衡阀包括阀体、安装在阀体主阀腔一端的导阀、安装在阀体主阀腔另一端的阀端盖、通过背紧螺母旋装在阀端盖上的调节螺钉；在所述主阀腔内由导阀一端至阀端盖一端依次安装有主阀芯、对中钢球、阀芯弹簧座、弹簧、调节弹簧座，所述调节弹簧座位于弹簧与调节螺钉之间；在所述阀体内设置有单向阀，单向阀的进油口与阀体第一油口相通，单向阀的出油口通过主阀芯的台阶槽与阀体第二油口相通；所述导阀的导阀阀芯与主阀芯形成的阀腔与阀体第一油口相通；主阀芯与调节弹簧座之间形成的阀腔与阀体第三油口相通。

本实用新型沿所述的主阀芯轴向设置有第一台阶、第二台阶、第三台阶、第四台阶、第五台阶，第一台阶端面处加工有锥面，与阀体主阀腔相应位置处配合形成锥密封，第二台阶加工有节流流量槽，与阀体主阀腔相应位置处配合实现比例流量调节，第三台阶为通流流量槽，第四台阶加工有密封槽，第四台阶和第二台阶的面积差为平衡阀自卸荷作用面。

本实用新型中所述导阀内设置有弹簧Ⅰ、单向阀芯、螺纹阀座，单向阀芯开有带有径向阻尼和轴向阻尼，所述的螺纹阀座和阀体第四油口相通，安装在导阀腔内和单向阀芯配合实现双向双阻尼，单向阀芯和弹簧Ⅰ一端抵触使单向阀芯复位和螺纹阀座接触密封，弹簧Ⅰ另一端和导阀孔台阶抵触；所述的单向阀包括单向阀阀体，单向阀阀体内有弹簧Ⅱ、单向阀阀芯，所述的弹簧Ⅱ安装在单向阀阀芯与单向阀阀体之间，使单向阀阀芯与阀体之间形成密封配合。

更具体说，在单向阀的出油口的工艺口端安装有堵头；所述对中钢球位于主阀芯右端槽内并与阀芯弹簧座相抵触，所述阀芯弹簧座与弹簧Ⅲ左端抵触，所述弹簧Ⅲ右端与调节弹簧座抵触，所述的调节螺钉通过阀端盖和背紧螺母与调节弹簧座抵触。

本实用新型所述的比例液压平衡阀通过旋进或旋出调节螺钉的方式，可以改变弹簧Ⅲ的压缩量，从而实现调节液压平衡阀的卸荷压力，有效保护执行元件，主阀芯会根据阀体第四油口的压力信号变化，成比例地限制从阀体第二油口到阀体第一油口的流量，当阀体第四油口压力信号不变时，主阀芯也能够稳定在对应位置，可以避免锥密封阀产生的扰动和抖动缺陷，可以解决螺纹插装阀大通径的制造瓶颈，以及滑阀平衡阀泄露量大的缺陷，相比现有技术具有结构简单、加工方便、成本低、比例特性好等优点。

本实用新型的有益效果如下：

1、所述的一种比例液压平衡阀，能够按比例调节重载执行元件的运行速度，速度调节范围大，稳定性高，可以有效避免出现下降抖动缺陷；

2、所述的一种比例液压平衡阀，通过调整主阀芯第二台阶和第四台阶直径的大小关系，可以获得带自卸荷功能的比例液压平衡阀或不带自卸荷功能的比例液压平衡阀；

3、所述的一种比例液压平衡阀，通流能力大，可以解决插装平衡阀通流能力瓶颈，负载举升时，压损小、响应快，负载下降平稳，受负载波动影响小，尤其是不带自卸荷功能的比例平衡阀，与负载无关，控制性好；

4、所述的一种比例液压平衡阀，静态锁死时，采用线密封，密封对中性好；

5、所述的一种比例液压平衡阀，具有结构简单、加工方便、成本低、可维修性好等优点。

附图说明

图1是一种比例液压平衡阀结构示意图。

图2是主阀芯的结构图。

图3是一种比例液压平衡阀带自卸荷的系统原理图。

图4是一种比例液压平衡阀不带自卸荷的系统原理图。

序号说明：1、阀体（1），2、弹簧Ⅰ，3、单向阀芯，4、螺纹阀座，5、导阀，6、单向阀阀芯，7、弹簧Ⅱ，8、单向阀，9、堵头，10、主阀芯，10-1、第一台阶，10-2、第二台阶，10-3、第三台阶，10-4、第四台阶，10-5、第五台阶，11、阀芯弹簧座，12、弹簧Ⅲ，13、调节弹簧座，14、阀端盖，15、背紧螺母，16、调节螺钉，17、对中钢球，18、导阀阀芯，V、阀体第一油口，C、阀体第二油口，T、阀体第三油口，X、阀体第四油口，E、液压油缸无杆腔油口，D、液压油缸有杆腔油口，A、P、B、T三位四通换向阀油口。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的比例液压平衡阀包括阀体（1）、安装在阀体（1）主阀腔一端的导阀（5）、安装在阀体（1）主阀腔另一端的阀端盖（14）、通过背紧螺母（15）旋装在阀端盖上的调节螺钉（16）；在所述主阀腔内由导阀（5）一端至阀端盖（14）一端依次安装有主阀芯（10）、对中钢球（17）、阀芯弹簧座（11）、弹簧Ⅲ（12）、调节弹簧座（13），所述调节弹簧座（13）位于弹簧Ⅲ（12）与调节螺钉（16）之间；在所述阀体（1）内设置有单向阀（8），单向阀（8）的进油口与阀体第一油口（V）相通，单向阀（8）的出油口通过主阀芯（10）的台阶槽与阀体第二油口（C）相通；所述导阀（5）的导阀阀芯（18）与主阀芯（10）形成的阀腔与阀体第一油口（V）相通；主阀芯（10）与调节弹簧座（13）之间形成的阀腔与阀体第三油口（T）相通。

本实用新型沿所述的主阀芯（10）轴向设置有第一台阶（10-1）、第二台阶（10-2）、第三台阶（10-3）、第四台阶（10-4）、第五台阶（10-5），第一台阶端面处加工有锥面，与阀体（1）主阀腔相应位置处配合形成锥密封，第二台阶加工有节流流量槽，与阀体（1）主阀腔相应位置处配合实现比例流量调节，第三台阶为通流流量槽，第四台阶加工有密封槽，第四台阶和第二台阶的面积差为平衡阀自卸荷作用面（参见图2）。带自卸荷功能的液压平衡阀的原理如图3所示；如果主阀芯的第二台阶直径和第四台阶直径相同，不带自卸荷功能，其液压平衡阀的原理如图4所示。

本实用新型中所述导阀（5）内设置有弹簧Ⅰ（2）、单向阀芯（3）、螺纹阀座（4），单向阀芯（3）开有带有径向阻尼和轴向阻尼，所述的螺纹阀座（4）和第四油口（X）相通，安装在导阀（5）腔内和单向阀芯（3）配合实现双向双阻尼，单向阀芯（3）和弹簧Ⅰ（2）一端抵触使单向阀芯（3）复位和螺纹阀座（4）接触密封，弹簧Ⅰ（2）另一端和导阀（5）孔台阶抵触；所述的单向阀（8）包括单向阀阀体，单向阀阀体内有弹簧Ⅱ（7）、单向阀阀芯（6），所述的弹簧Ⅱ（7）安装在单向阀阀芯（6）与单向阀阀体之间，使单向阀阀芯（6）与阀体（1）之间形成密封配合。

更具体说，在单向阀（8）的出油口的工艺口端安装有堵头（9）；所述对中钢球（17）位于主阀芯（10）右端槽内并与阀芯弹簧座（11）相抵触，所述阀芯弹簧座（11）与弹簧（12）左端抵触，所述弹簧Ⅲ（12）右端与调节弹簧座（13）抵触，所述的调节螺钉（16）通过阀端盖（14）和背紧螺母（15）与调节弹簧座（13）抵触。

带自卸荷功能的液压平衡阀的原理如图3所示；如果主阀芯的第二台阶直径和第四台阶直径相同，不带自卸荷功能，其液压平衡阀的原理如图4所示。

本实用新型的工作过程如下：如附图3、图4所示，第一油口（V）和三位四通换向阀油口（B）相连，第二油口（C）和液压油缸无杆腔油口（E）相连，第三油口（T）和液压油箱相连，第四油口（X）和液压油缸有杆腔油口（D）与三位四通换向阀油口（A）相连，负载重物作用在液压油缸活塞杆上。

三位四通换向阀在右位工作时，三位四通换向阀油口（P）和三位四通换向阀油口（A）连通，三位四通换向阀油口（B）和三位四通换向阀油口（T）连通，液压油通过三位四通换向阀油口（P）、三位四通换向阀油口（A），进入第四油口（X）、液压油缸有杆腔油口（D），通过螺纹阀座（4）孔，推动单向阀芯（3）向右移动，液压油通过单向阀芯（3）径向阻尼孔和轴向阻尼孔，推动导阀阀芯（18），当主阀芯（10）左侧推力大于弹簧（12）弹簧力时，主阀芯（10）向右移动，连通第一油口（V）阀腔和第二油口（C）阀腔，此时由于第二油口（C）承受液压油缸支撑重物转化的液压油压力大于第一油口（V）压力，单向阀阀芯（6）被高压液压油推到阀体（1）油道密封面上，单向阀（8）关闭，液压油只能通过主阀芯（10）的节流流量槽进入第一油口（V），然后通过三位四通换向阀油口（B）、三位四通换向阀油口（T）回液压油箱，第四油口（X）处液压油产生的对导阀阀芯（18）的推力与第二油口（C）压力油产生对主阀芯（10）的推力和，等于弹簧（12）弹簧力时，主阀芯（10）出于稳定状态。

三位四通换向阀在左位工作时，三位四通换向阀油口（P）和三位四通换向阀油口（B）连通，三位四通换向阀油口（A）和三位四通换向阀油口（T）连通，液压油通过三位四通换向阀油口（P）、三位四通换向阀油口（B），进入第一油口（V）推动单向阀阀芯（6），当推动单向阀阀芯（6）向上的力大于液压油缸支撑重物对单向阀阀芯（6）施加向下的力时，单向阀阀芯（6）向上移动，单向阀（8）开启，连通第一油口（V）阀腔和第二油口（C）阀腔，液压油通过液压油缸无杆腔油口（E）进入推动液压油缸活塞杆伸出，液压油缸有杆腔油口（D）和三位四通换向阀油口（T）相同回油，推动重物上升。

本实用新型的市场前景：

目前，随着工程机械大型化的快速发展，如：大功率卷扬、支重油缸等核心执行部件也得到了快速提升，为了适应多工况需求，设备或产品需要具备快速高效施工和精细作业模式（或功能），对卷扬或油缸相配套的平衡阀也提出现相应的要求，目前的平衡阀在通流能力和调速稳定性方面存在很多缺陷，本实用新型能够有效解决此类问题。

Claims (4)

1.一种比例液压平衡阀，其特征在于：所述的比例液压平衡阀包括阀体（1）、安装在阀体（1）主阀腔一端的导阀（5）、安装在阀体（1）主阀腔另一端的阀端盖（14）、通过背紧螺母（15）旋装在阀端盖上的调节螺钉（16）；在所述主阀腔内由导阀（5）一端至阀端盖（14）一端依次安装有主阀芯（10）、对中钢球（17）、阀芯弹簧座（11）、弹簧Ⅲ（12）、调节弹簧座（13），所述调节弹簧座（13）位于弹簧Ⅲ（12）与调节螺钉（16）之间；在所述阀体（1）内设置有单向阀（8），单向阀（8）的进油口与阀体第一油口（V）相通，单向阀（8）的出油口通过主阀芯（10）的台阶槽与阀体（1）第二油口（C）相通；所述导阀（5）的导阀阀芯（18）与主阀芯（10）形成的阀腔与阀体第一油口（V）相通；主阀芯（10）与调节弹簧座（13）之间形成的阀腔与阀体第三油口（T）相通。

2.根据权利要求1所述的比例液压平衡阀，其特征在于：沿主阀芯（10）轴向设置有第一台阶（10-1）、第二台阶（10-2）、第三台阶（10-3）、第四台阶（10-4）、第五台阶（10-5），第一台阶端面处加工有锥面，与阀体（1）主阀腔相应位置处配合形成锥密封，第二台阶加工有节流流量槽，与阀体（1）主阀腔相应位置处配合实现比例流量调节，第三台阶为通流流量槽，第四台阶加工有密封槽，第四台阶和第二台阶的面积差为平衡阀自卸荷作用面。

3.根据权利要求1所述的比例液压平衡阀，其特征在于：所述导阀（5）内设置有弹簧Ⅰ（2）、单向阀芯（3）、螺纹阀座（4），单向阀芯（3）开有带有径向阻尼和轴向阻尼，所述的螺纹阀座（4）和阀体第四油口（X）相通，安装在导阀（5）腔内和单向阀芯（3）配合实现双向双阻尼，单向阀芯（3）和弹簧Ⅰ（2）一端抵触使单向阀芯（3）复位和螺纹阀座（4）接触密封，弹簧Ⅰ（2）另一端和导阀（5）孔台阶抵触。

4.根据权利要求1所述的比例液压平衡阀，其特征在于：所述的单向阀（8）包括单向阀阀体，单向阀阀体内有弹簧Ⅱ（7）、单向阀阀芯（6），所述的弹簧Ⅱ（7）安装在单向阀阀芯（6）与单向阀阀体之间，使单向阀阀芯（6）与阀体（1）之间形成密封配合。