CN216519747U - 比例阀的阀芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种比例阀的阀芯结构，属于换向阀制造领域；本实用新型可滑动的安装于壳体内，壳体内设置有高压油口和至少一个工作油口，壳体上设置有滑孔，阀芯套设在滑孔内并通过阀芯的径向面密封滑孔；阀芯滑动，以使阀芯的径向端面与滑孔之间具有流道，该流道用于连通高压油口与工作油口；阀芯位于中位时，阀芯与所述滑孔相接触的面为肩台密封面；肩台密封面朝向所述高压油口的一侧设置有直角过渡结构，该直角过渡结构的底部为斜面；直角过渡结构的两侧分别与肩台密封面和轴向端面边缘相邻，以在阀芯滑动时形成流道。本实用新型的比例阀阀芯结构，通过阀芯结构的优化，具有通过流量大，过流压降小，冲击振动小，能量消耗低，且本实用新型的比例阀阀芯结构简单，加工成本低。

Description

比例阀的阀芯结构

技术领域

本实用新型涉及阀门制造技术，尤其涉及一种比例阀的阀芯结构，属于液压设备制造技术领域。

背景技术

换向阀作为控制油路通断和换向的一种液压元件，应用非常普遍。常见的换向阀为滑阀式结构，其阀芯在阀体内滑动，通过切换阀芯换向，使得不同油口之间连通或者关闭。

比例换向阀因其阀芯的开度可随控制指令的变化而变化，故可以通过调节比例换向阀的过流量，实现对执行元件的运动速度连续调节，控制简单方便，控制精度高。

现有技术中的比例换向阀，生产设备一般为了制造某种产品、实现某种工艺而被设计存在，故生产效率和设备精度是衡量生产设备的重要指标；生产设备厂家为了降低产品产出时间，提高产品的产出量，会尽可能的缩短生产设备的每个动作的空行程时间。

例如，注塑机的开合模动作，厂家为了降低开合模油缸的空行程时间，往往会通过直接提高流量或设置差动回路来提高油缸的动作速度，这样会导致注塑机开合模动作冲击振动过大，系统压力过高，生产成本提高，产品质量下降，消耗能量过高。

因此，现有技术中需要一种通过流量大，过流压降小，冲击振动小，能量消耗低，且加工成本低，控制简单，经济性好，可有效降低生产设备的空运动行程时间的阀芯结构。

实用新型内容

本实用新型提供一种新的比例阀的阀芯结构，通过在阀芯的密封端面边缘设计易于加工的减震流道，以解决小行程下液压冲击较大，执行机构寿命较低，工作效率低技术问题。

本实用新型实施例的比例阀的阀芯结构，可滑动的安装于壳体内，所述壳体内设置有高压油口和至少一个工作油口，所述壳体上设置有滑孔，所述阀芯套设在滑孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述滑孔；所述阀芯滑动，以使所述阀芯的轴向端面边缘与所述滑孔之间具有流道，该流道用于连通所述高压油口与所述工作油口；

所述阀芯位于中位时，所述阀芯与所述滑孔相接触的面为肩台密封面；所述肩台密封面朝向所述高压油口的一侧设置有直角过渡结构，该直角过渡结构的底部为斜面；所述直角过渡结构的两侧分别与所述肩台密封面和所述轴向端面边缘相邻，以在所述阀芯滑动时形成所述流道。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述壳体内还设置有一个回油口；所述回油口和所述高压油口分别位于所述工作油口的两侧；

所述壳体上设置有回油孔，所述阀芯套设在回油孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述回油孔；

所述阀芯滑动，以使所述阀芯的轴向端面边缘与所述回油孔之间具有回油流道，该回油流道用于连通所述回油口与所述工作油口；

所述肩台密封面的边缘设置有减震斜面；该减震斜面朝向所述回油口的一侧，且紧邻所述肩台密封面；

所述减震斜面上开设有回油结构；该回油结构的底部斜面的倾斜角度，小于所述减震斜面的倾斜角度；所述回油结构位于所述减震斜面与所述肩台密封面的交接处，以形成所述回油流道。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述肩台密封面的上均设置有多个润滑油槽。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述壳体的两侧分别设置有控制油路，两个所述控制油路的两端分别与所述阀芯的两端相接触。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述壳体内设置有两个控制油腔，两个所述控制油腔分别与所述控制油路相连；所述阀芯的两端分别位于两个所述控制油腔内；所述控制油路通过所述控制油腔驱动所述阀芯滑动；

所述控制油腔内还设置有与所述阀芯相接触的预紧弹簧。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述阀芯具有密封所述控制油腔的密封导柱，该密封导柱的边缘设置有导流斜面。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述直角过渡结构和所述回油结构均为导油槽，所述导油槽的截面形状为半圆形、U形、三角形或梯形。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述直角过渡结构和所述回油结构均为导油槽，该导油槽为环状结构；该环状结构开设于所述肩台密封面的边缘。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述导油槽的截面形状为三角形时，该三角形的夹角为30-60度；且该三角形的顶点处具有圆弧形过渡。

如上所述的比例阀的阀芯结构，其中，所述阀芯为左右对称结构。

本实用新型的比例阀阀芯结构，通过阀芯结构的优化，具有通过流量大，过流压降小，冲击振动小，能量消耗低；且本实用新型的比例阀阀芯结构简单，加工成本低，控制简单，经济性好，可有效降低生产设备的空运动行程时间，提高生产设备的生产效率，提升了产品的质量，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的比例阀的阀芯结构的中位状态下剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例的比例阀的阀芯结构的右滑状态下剖面结构示意图；

图3为图1中阀芯结构示意图；

图4为本实用新型另一实施例的比例阀的阀芯结构的局部示意图；

图5为本实用新型又一实施例的比例阀的阀芯结构的局部示意图；

图6为本实用新型再一实施例的比例阀的阀芯结构的局部示意图。

具体实施方式

本实用新型所述的比例阀的阀芯结构可以采用以下材料制成，且不限于如下材料，例如：阀芯、液压配套系统、电控装置等常用组件。

图1为本实用新型实施例的比例阀的阀芯结构的中位状态下剖面结构示意图；图2为右滑状态示意图；本实施例结合图3至图6进行说明。

如图1所示，本实用新型实施例的比例阀的阀芯结构，可滑动的安装于壳体1内，所述壳体1内设置有高压油口P和至少一个工作油口(A和B)，所述壳体1上设置有滑孔，所述阀芯2套设在滑孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述滑孔；所述阀芯2滑动，以使所述阀芯2的轴向端面边缘与所述滑孔之间具有流道(图2中右侧箭头流动方向)，该流道用于连通所述高压油口P与所述工作油口。

一般情况下，所述壳体1上设置有两个滑孔，所述阀芯2套设在两个滑孔内；所述阀芯2向左或向右滑动，打开其中一侧所述滑孔，以使所述高压油口与其中一个所述工作油口相连通，进而执行换向动作。

一般情况下，高压油口与液压系统中的液压泵相连，用于通过高压油管释放高压的液压油。

两个工作油口分别与执行元件9的两端相连，以便于通过进出油管进行执行换向动作。

所述阀芯2位于中位时，所述阀芯2与所述滑孔相接触的面为肩台密封面20；所述肩台密封面20朝向所述高压油口P的一侧设置有直角过渡结构21，该直角过渡结构21的底部为斜面；所述直角过渡结构21的两侧分别与所述肩台密封面20和所述轴向端面(该轴向端面朝向高压油口P)边缘相邻，以在所述阀芯2滑动时形成所述流道。

本实用新型的比例阀阀芯2置于壳体1内，壳体1的导引口a或b引入控制油压时，阀芯2在控制油压的作用下可在壳体1的滑孔内左右滑动，阀芯2与壳体1内孔为滑动间隙配合，阀芯2在弹簧3的作用下处于中立位置；在阀芯2上，其工作油口P与油口A的流道为直角过渡结构21，为了降低阀芯2开启或关闭油口P和油口A通道时引起的液压冲击，在其直角过渡结构21的底部设置一个斜面，当阀芯2开启或关闭通道时，斜面可有效降低液压冲击，对执行机构起到减震作用，提高执行机构的使用寿命。

本实施例中，所述壳体1内还设置有一个回油口T；所述回油口T和所述高压油口P分别位于所述工作油口(A或B)的两侧；

所述壳体1上设置有回油孔，所述阀芯2套设在回油孔内并通过所述阀芯2的径向面密封所述回油孔；

所述阀芯2滑动，以使所述阀芯2的轴向端面边缘与所述回油孔之间具有回油流道22(图2中左侧箭头流动方向)，该回油流道用于连通所述回油口与所述工作油口；

所述肩台密封面20的边缘设置有减震斜面221；该减震斜面221朝向所述回油口的一侧，且紧邻所述肩台密封面20；即减震斜面221和直角过渡结构21分别位于肩台密封面20的两侧。

所述减震斜面221上开设有回油结构222；该回油结构222的底部斜面的倾斜角度，小于所述减震斜面221的倾斜角度；所述回油结构222位于所述减震斜面221与所述肩台密封面20的交接处，以形成所述回油流道22。

一般来讲，总共两组回油流道22和直角过渡结构21，分别用来打开P-A，P-B，A-T，B-T，不仅用于工作油口的开启，也用于开启工作油口与回油口T之间的油路。

本实施例的比例阀的阀芯结构，其中，所述肩台密封面20的上均设置有多个润滑油槽。由于润滑油槽的大部分与滑孔的密封面对应，所以阀芯受到了油压的悬浮支撑作用，降低了阀芯运动的摩擦力，降低了阀芯的液压卡紧力，所以当换向阀长时间处于中立位置需要换向时能正常换向。

本实施例的比例阀的阀芯结构，其中，所述壳体1的两侧分别设置有控制油路(a和b)，两个所述控制油路的两端分别与所述阀芯2的两端相接触。

进一步的，所述壳体1内设置有两个控制油腔30，两个所述控制油腔30分别与所述控制油路相连；所述阀芯2的两端分别位于两个所述控制油腔30内；所述控制油路通过所述控制油腔30驱动所述阀芯2滑动；

所述控制油腔30内还设置有与所述阀芯2相接触的预紧弹簧3。

工作油口B与油口T的回油流道22上设置减震斜面221，且回油结构222的底部斜面的倾斜角度，小于所述减震斜面221的倾斜角度；当阀芯2开启油口B和油口T通道时，回油结构222过流面积小，通过流量较小；减震斜面221过流面积大，可通过较大的流量

当成比例的给定壳体1的导引孔a较小的控制油压时，阀芯2克服弹簧5的弹簧力往右成比例运动，此时直角过渡结构21打开油口P与油口A通道，回油流道22打开油口B与油口T通道，驱动油缸带动负载往左启动；由于直角过渡结构21底部设置斜面；回油结构222斜面角度小，过流面积小，故油缸带动负载启动时冲击振动小。

当继续成比例的给定壳体1的导引孔a较大的控制油压时，阀芯2克服弹簧3的弹簧力往右成比例的继续运动，由于采用直角过渡结构，与开关阀设计类似，其过流面积大，同等压降下，可通过较大的流量；减震斜面221，斜面角度大，过流面积大，同等压降下，可通过较大的流量，油缸驱动负载可实现快速运动。

当成比例的降低壳体1的导引孔a的控制油压时，阀芯2在弹簧3的作用下往左成比例往回运动，油缸速度逐渐降低，当阀芯2的直角过渡结构21和回油结构222运动到油口快要关闭的区域时，油缸从快速运动可平稳的减速制动至指定位置，减速制动冲击振动小。

当导引孔b给定成比例的控制油压时，运动原理同之。

所以合理控制导引孔a或b的控制油压时，可实现油缸快速运动的同时获得较低的压降，降低能耗；同时油缸启动、制动减震效果好，提高执行机构的寿命，提升设备的生产质量。

当比例阀驱动的油缸为单出杆油缸时，由于单出杆油缸伸出和缩回时流量不一样，为了保证油口A与油口T的压降和油口B与油口T的压降接近，其阀芯两边的斜面可设置成不同的角度，例如，左侧减震斜面221可以小于右侧的减震斜面221，其上设置的回油结构222的底部斜面角度两侧也可以不同。

本实施例的比例阀的阀芯结构，其中，所述阀芯2具有密封所述控制油腔30的密封导柱，该密封导柱的边缘设置有导流斜面23。

导流斜面23对油缸排出的液压油具有导流作用，可降低回油阻力，从而降低整阀压降。

本实施例的比例阀的阀芯结构，如图4到图6，所述直角过渡结构21和所述回油结构222均为导油槽，所述导油槽的截面形状为半圆形、U形、三角形或梯形。

优选的，所述导油槽的截面形状为三角形时，该三角形的夹角为30-60度；且该三角形的顶点处具有圆弧形过渡。

另外一种情况，如图3所示，所述直角过渡结构21和所述回油结构222均为导油槽，该导油槽为环状结构；该环状结构开设于所述肩台密封面20的边缘，呈环状设置于阀芯的径向面的边缘。

本实施例的比例阀的阀芯结构，其中，所述阀芯为左右对称结构。

另外，本实用新型的比例阀的阀芯结构制作成本不高，结构设计紧凑，构造巧妙，适用于耐冲击、短行程大流量过载的应用场合，适用于各种类型的液压系统的开启或换向动作的实施。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体的作用和结构，并配合本实用新型各个实施例所述的结构。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种比例阀的阀芯结构，可滑动的安装于壳体内，所述壳体内设置有高压油口和至少一个工作油口，其特征在于，所述壳体上设置有滑孔，所述阀芯套设在滑孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述滑孔；所述阀芯滑动，以使所述阀芯的轴向端面边缘与所述滑孔之间具有流道，该流道用于连通所述高压油口与所述工作油口；

所述阀芯位于中位时，所述阀芯与所述滑孔相接触的面为肩台密封面；所述肩台密封面朝向所述高压油口的一侧设置有直角过渡结构，该直角过渡结构的底部为斜面；所述直角过渡结构的两侧分别与所述肩台密封面和所述轴向端面边缘相邻，以在所述阀芯滑动时形成所述流道；

所述壳体内还设置有一个回油口；所述回油口和所述高压油口分别位于所述工作油口的两侧；

所述壳体上设置有回油孔，所述阀芯套设在回油孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述回油孔；

所述阀芯滑动，以使所述阀芯的轴向端面边缘与所述回油孔之间具有回油流道，该回油流道用于连通所述回油口与所述工作油口；

所述肩台密封面的边缘设置有减震斜面；该减震斜面朝向所述回油口的一侧，且紧邻所述肩台密封面；

所述减震斜面上开设有回油结构；该回油结构的底部斜面的倾斜角度，小于所述减震斜面的倾斜角度；所述回油结构位于所述减震斜面与所述肩台密封面的交接处，以形成所述回油流道；

所述肩台密封面的上均设置有多个润滑油槽。

2.根据权利要求1所述的比例阀的阀芯结构，其特征在于，所述壳体的两侧分别设置有控制油路，两个所述控制油路的两端分别与所述阀芯的两端相接触。

3.根据权利要求2所述的比例阀的阀芯结构，其特征在于，所述壳体内设置有两个控制油腔，两个所述控制油腔分别与所述控制油路相连；所述阀芯的两端分别位于两个所述控制油腔内；所述控制油路通过所述控制油腔驱动所述阀芯滑动；

所述控制油腔内还设置有与所述阀芯相接触的预紧弹簧。

4.根据权利要求3所述的比例阀的阀芯结构，其特征在于，所述阀芯具有密封所述控制油腔的密封导柱，该密封导柱的边缘设置有导流斜面。

5.根据权利要求1所述的比例阀的阀芯结构，其特征在于，所述直角过渡结构和所述回油结构均为导油槽，所述导油槽的截面形状为半圆形、U形、三角形或梯形。

6.根据权利要求1所述的比例阀的阀芯结构，其特征在于，所述直角过渡结构和所述回油结构均为导油槽，该导油槽为环状结构；该环状结构开设于所述肩台密封面的边缘。

7.根据权利要求5所述的比例阀的阀芯结构，其特征在于，所述导油槽的截面形状为三角形时，该三角形的夹角为30-60度；且该三角形的顶点处具有圆弧形过渡。

8.根据权利要求1所述的比例阀的阀芯结构，其特征在于，所述阀芯为左右对称结构。

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