CN220452356U - 用于比例变量泵供液系统的预压阀组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于比例变量泵供液系统的预压阀组，包括三通阀体，阀座的底端与主泵供液管道末端相连接，三通阀体的侧面支管端部与主油箱回油区管道连接；三通阀体的上端面安装有阀套、阀盖、阀杆和阀芯，阀盖的顶部安装有比例减压阀和油液管接头。本实用新型采用比例减压阀作为先导阀，控制阀芯的开启压力，据主泵工业系统中比例变量泵排量的变化，不断调整阀芯的开启压力，进而控制供液系统的压力，使其时刻保持在比例变量泵吸油口所需吸油压力的范围之内。同时，调节比例减压阀使阀芯的开启压力趋近为零，保证供液泵组的无载荷启动，兼具供液泵源阀组的作用，降低整个供液系统的生产制造成本。

Description

用于比例变量泵供液系统的预压阀组

技术领域

本实用新型涉及液压设备技术领域，具体的说是一种用于比例变量泵供液系统的预压阀组。

背景技术

液压泵作为一套完整液压系统的心脏，承担着为整个液压系统提供稳定流量、压力油液的作用，而作为稳定动力源输出的前提，需要液压泵吸油口油液具有稳定、合适的吸油压力。液压泵吸油压力过低（真空度过大），不仅降低液压泵的工作效率，且易产生气蚀现象，降低油液流动性，增大液压泵的噪音和振动，甚至造成液压泵的损坏；如果液压泵吸油压力过高，会使液压泵壳体内的泄漏油压力增大而影响液压泵的正常工作，甚至击穿轴封导致无法工作。

在普通单泵或者少量液压泵配置的液压系统里，通常采用自吸形式即可满足要求。对于数量较多普通液压泵配置的液压系统里，为了保证液压泵所需的吸油压力，需增设一套或多套供液泵组来为液压泵提供充足的吸油油液，并需在液压泵总吸油管路的末端设置持压阀组，即一个低压溢流阀，提供一定的背压以保证供液压力在合适的范围之内。

对于配置有多台或全部为比例变量泵的液压系统，目前也采用设置供液泵组、供液泵源阀组、持压阀组作为供液系统的形式，但由于比例变量泵的排量根据设备运行动作的要求，经常会发生改变，这会造成比例变量泵泵口吸油压力也在不断变化，而持压阀组作为普通低压溢流阀，无法跟随比例变量泵排量的变化而对供液压力进行及时的调节，当比例变量泵在短时间、较大范围内改变排量时，供液压力由于无法及时调节，会低于或高于比例变量泵所需的吸油压力，影响比例变量泵的正常工作，甚至造成损坏。

同时，为了避免供液泵启动时带压导致电机启动电流超载，还需要在供液管路与液压油箱之间设置一套带旁路泄压的供液泵源阀组，以确保供液泵组无载荷启动。造成工业系统结构复杂，维保成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于比例变量泵供液系统的预压阀组，采用比例减压阀作为先导阀，控制主阀芯的开启压力，设置于比例变量泵总吸油管路的末端，根据比例变量泵排量的变化，不断调整阀芯的开启压力，进而控制供液系统的压力，使其时刻保持在比例变量泵吸油口所需吸油压力的范围之内。同时，可以调节比例减压阀使阀芯的开启压力趋近为零，保证供液泵组的无载荷启动，兼具供液泵源阀组的作用，降低整个供液系统的生产制造成本。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种用于比例变量泵供液系统的预压阀组，包括中空的三通阀体，所述三通阀体的底部固定连接有中空的阀座，阀座的底端安装有下连接法兰组合，下连接法兰组合与主泵供液管道末端相连接，阀座的外表面安装有下腔体压力传感器，三通阀体的侧面支管端部安装有上连接法兰组合，上连接法兰组合与主油箱回油区管道连接；

三通阀体的上端面安装有阀套，阀套的中部开设有轴向的阀盖安装孔，T型的阀盖中下部贯穿阀盖安装孔后伸入三通阀体的上支管内腔中，阀盖的中下部开设有径向的阀杆安装孔，阀杆安装孔内壁与阀杆的上部间隙配合，阀杆外壁与阀杆安装孔内壁之间设置有活塞密封件，阀杆下部位于三通阀体的上支管内腔中，阀杆的底部螺纹连接有圆饼状的阀芯，阀芯的侧壁为锥形；阀套与阀芯之间安装有弹簧；

阀盖的顶部安装有相连接的比例减压阀和油液管接头，比例减压阀的顶端安装有与其相连接的油路块，阀盖的上部开设有与阀杆安装孔相连通的控制油液管道；阀套外壁上安装有控制油液压力传感器；

当阀芯的外壁与阀座的内壁相抵触时，阀芯的下表面与阀座的内壁形成下腔体，三通阀体的内壁、阀芯的上表面与阀套的下表面形成上腔体；活塞密封件上部的阀杆安装孔形成控制腔体。

优选的，所述下连接法兰组合和上连接法兰组合的结构相同，均包括通过螺栓相连接的环板式松套钢制管法兰和对焊钢制管法兰，下连接法兰组合中的环板式松套钢制管法兰套装在阀座底端外壁上，上连接法兰组合中的环板式松套钢制管法兰套装在三通阀体的侧支管端部外壁上，三通阀体的侧支管端部焊接有钢制管法兰焊管；对焊钢制管法兰与预压阀组相连接的液压油管道相连接。

优选的，所述阀座和下连接法兰组合中的对焊钢制管法兰连接面中填充有平面密封胶；钢制管法兰焊管与上连接法兰组合中的对焊钢制管法兰连接面中填充有平面密封胶。

优选的，所述阀盖的外壁由上自下为三层台阶状，上台阶层位于阀套的顶部，与阀套通过螺栓连接；中间台阶层和下台阶层位于三通阀体的内腔中，中间台阶层底面与阀芯的上表面之间装卡有弹簧。

优选的，所述阀杆的上部开设有径向均压槽。

优选的，所述阀座的外壁为三级台阶状结构，其下层台阶上表面与下连接法兰组合的环板式松套钢制管法兰的下表面相连接，上侧台阶外表面与三通阀体底部内壁相焊接；阀座的内壁顶部为与阀芯侧壁相适配的锥形。

本实用新型的工作过程为：

大型液压系统的主泵供液系统供液泵输出油液，进入本预压阀组的下腔体，油液压力作用于阀芯的下端面，油液需克服弹簧对阀芯施加的压力和控制腔体内作用于阀杆上端面的控制油液压力，使阀杆带动阀芯向阀盖方向沿竖向轴线移动，油液方可通过下腔体进入上腔体，回到液压油箱回油区，此时供液系统的供液压力就由弹簧的压力和控制油液压力决定，控制油液压力可根据比例减压阀接收到的外部电控信号进行无级调节，从而实现了供液压力的无级调节。当外部电控信号给定供液压力时，比例减压阀开始进行压力调定，安装于阀盖上的控制油液压力传感器可检测比例减压阀的出口压力，即阀杆上端面的控制油液压力，并反馈给比例减压阀，实现控制油液压力的闭环控制，确保供液压力设定的准确性。同时，设置在阀座上的下腔体压力传感器检测下腔体承受的压力，并反馈给比例减压阀，实现供液压力的双闭环控制，进而实现供液压力的自适应型调节。

当比例减压阀压力设定为零时，供液主泵输出的油液仅需要克服弹簧对阀芯施加的压力，即可打开阀芯，实现供液泵无载荷启动，避免供液泵电机启动电流超载。

本实用新型处于无压力油输入状态时，上腔体与下腔体互不相通；控制腔体与上腔体、下腔体始终互不相通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

（1）本实用新型所述预压阀组的阀芯开启压力可根据比例变量泵排量变化造成的压力变化而自动调节，以满足多比例变量泵、全比例变量泵配置时的供液压力要求；

（2）本实用新型中比例减压阀压力可设定为零，此时预压阀组开启压力几乎为零，实现了供液泵的不带压启动，无需再配备旁路泄压的供液泵头阀组；

（3）本实用新型中控制腔体采用外控油液输入的方式，控制油液压力稳定，采用比例减压阀，开启压力连续可调、响应灵敏；

（4）本实用新型中阀芯与阀杆之间为螺纹连接，连接处安装有止动垫圈，阀杆频繁在阀杆安装孔中沿竖向轴线上下往复运动，属于易损零件，仅需定期更换阀杆而无需更换阀芯，可降低维护保养成本；阀杆与阀杆安装孔之间密封采用活塞密封件，抗磨防泄漏性好；阀杆的上部设有径向均压槽，可以使同一圆周上各处的压力油相互沟通，减小油液阻力，避免阀杆与阀杆安装孔卡紧现象；

（5）本实用新型中阀芯与阀座之间为锥面密封，且密封面无间隙，能够完全切断上腔体与下腔体之间的油路，对油液中的杂质污染不敏感，抗污性强；相对于球阀，结构简单，制造难度低；阀座也采用锥面的形式，锥阀阀口处液流的方向突变小，流场分布均匀，不易产生气穴现象，使阀能长久保持稳定工作状态；

（6）本实用新型中下连接法兰组合和上连接法兰组合中的环板式松套钢制管法兰在螺栓锁紧前，阀座、钢制管法兰焊管可以与所连接的油液管道相对转动，便于调整安装角度。

本实用新型采用比例减压阀作为先导阀，控制主阀芯的开启压力，设置于比例变量泵总吸油管路的末端，根据比例变量泵排量的变化，不断调整阀芯的开启压力，进而控制供液系统的压力，使其时刻保持在比例变量泵吸油口所需吸油压力的范围之内。同时，可以调节比例减压阀使阀芯的开启压力趋近为零，保证供液泵组的无载荷启动，兼具供液泵源阀组的作用，降低整个供液系统的生产制造成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中本实用新型的剖视图；

图3是图2中阀杆的结构示意图；

图中：1、三通阀体，2、阀座，3、下连接法兰组合，4、上连接法兰组合，5、钢制管法兰焊管，6、下腔体压力传感器，7、阀芯，8、阀杆，9、弹簧，10、阀套，11、阀盖，12、比例减压阀，13、油路块，14、管接头，15、平面密封胶，16、活塞密封件，17、控制油液压力传感器，18、下腔体，19、上腔体，20、控制腔体，21、径向均压槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1、图2所示的一种用于比例变量泵供液系统的预压阀组，包括中空的三通阀体1，三通阀体1的底部固定连接有中空的阀座2，阀座2的底端安装有下连接法兰组合3，下连接法兰组合3与主泵供液管道末端相连接，阀座2的外表面安装有下腔体压力传感器6，三通阀体1的侧面支管端部安装有上连接法兰组合4，上连接法兰组合与主油箱回油区管道连接；

三通阀体1的上端面安装有阀套10，阀套10的中部开设有轴向的阀盖安装孔，T型的阀盖11中下部贯穿阀盖安装孔后伸入三通阀体1的上支管内腔中，阀盖11的中下部开设有径向的阀杆安装孔，阀杆安装孔内壁与阀杆8的上部间隙配合，阀杆8外壁与阀杆安装孔内壁之间设置有活塞密封件16，阀杆8下部位于三通阀体1的上支管内腔中，阀杆8的底部螺纹连接有圆饼状的阀芯7，阀芯7的侧壁为锥形；阀套10与阀芯7之间安装有弹簧9；

阀盖11的顶部安装有相连接的比例减压阀12和油液管接头14，比例减压阀12的顶端安装有与其相连接的油路块13，阀盖11的上部开设有与阀杆安装孔相连通的控制油液管道；阀套10的外壁上安装有控制油液压力传感器17；

当阀芯7的外壁与阀座2的内壁相抵触时，阀芯7的下表面与阀座2的内壁形成下腔体18，三通阀体1的内壁、阀芯7的上表面与阀套10的下表面形成上腔体19；活塞密封件16上部的阀杆安装孔形成控制腔体20。

下连接法兰组合3和上连接法兰组合4的结构相同，均包括通过螺栓相连接的环板式松套钢制管法兰和对焊钢制管法兰，下连接法兰组合3中的环板式松套钢制管法兰套装在阀座2底端外壁上，上连接法兰组合4中的环板式松套钢制管法兰套装在三通阀体1的侧支管端部外壁上，三通阀体1的侧支管端部焊接有钢制管法兰焊管5；对焊钢制管法兰与预压阀组相连接的连接管道相连接。

阀座2和下连接法兰组合3中的对焊钢制管法兰连接面中填充有平面密封胶15；钢制管法兰焊管5与上连接法兰组合4中的对焊钢制管法兰连接面中填充有平面密封胶15。

阀盖11的外壁由上自下为三层台阶状，上台阶层位于阀套10的顶部，与阀套10通过螺栓连接；中间台阶层和下台阶层位于三通阀体1的内腔中，中间台阶层底面与阀芯7的上表面之间装卡有弹簧9。

阀杆8的上部开设有径向均压槽21。

阀座2的外壁为三级台阶状结构，其下层台阶上表面与下连接法兰组合3中的环板式松套钢制管法兰的下表面相连接，上侧台阶外表面与三通阀体1底部内壁相焊接；阀座2的内壁顶部为与阀芯7侧壁相适配的锥形。

本实用新型的工作过程为：

大型液压系统的主泵供液系统供液泵输出油液，进入本预压阀组的下腔体18，油液压力作用于阀芯7的下端面，油液需克服弹簧9对阀芯7施加的压力和控制腔体20内作用于阀杆8上端面的控制油液压力，使阀杆8带动阀芯7向阀盖11方向沿竖向轴线移动，油液方可通过下腔体18进入上腔体19，回到液压油箱回油区，此时供液系统的供液压力就由弹簧的压力和控制油液压力决定，控制油液压力可根据比例减压阀12接收到的外部电控信号进行无级调节，从而实现了供液压力的无级调节。当外部电控信号给定供液压力时，比例减压阀12开始进行压力调定，安装于阀盖11上的控制油液压力传感器17可检测比例减压阀12的出口压力，即阀杆8上端面的控制油液压力，并反馈给比例减压阀12，实现控制油液压力的闭环控制，确保供液压力设定的准确性。同时，设置在阀座2上的下腔体压力传感器6检测下腔体承受的压力，并反馈给比例减压阀12，实现供液压力的双闭环控制，进而实现供液压力的自适应型调节。

当比例减压阀12压力设定为零时，供液主泵输出的油液仅需要克服弹簧9对阀芯7施加的压力，即可打开阀芯7，实现供液泵无载荷启动，避免供液泵电机启动电流超载。

本实用新型处于无压力油输入状态时，上腔体19与下腔体18互不相通；控制腔体20与上腔体19、下腔体18始终互不相通。

以上的仅是本实用新型的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，还可以做出其它等同变形和改进，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于比例变量泵供液系统的预压阀组，包括中空的三通阀体（1），其特征在于：所述三通阀体（1）的底部固定连接有中空的阀座（2），阀座（2）的底端安装有下连接法兰组合（3），下连接法兰组合（3）与主泵供液管道末端相连接，阀座（2）的外表面安装有下腔体压力传感器（6），三通阀体（1）的侧面支管端部安装有上连接法兰组合（4），上连接法兰组合与主油箱回油区管道连接；

三通阀体（1）的上端面安装有阀套（10），阀套（10）的中部开设有轴向的阀盖安装孔，T型的阀盖（11）中下部贯穿阀盖安装孔后伸入三通阀体（1）的上支管内腔中，阀盖（11）的中下部开设有径向的阀杆安装孔，阀杆安装孔内壁与阀杆（8）的上部间隙配合，阀杆（8）外壁与阀杆安装孔内壁之间设置有活塞密封件（16），阀杆（8）下部位于三通阀体（1）的上支管内腔中，阀杆（8）的底部螺纹连接有圆饼状的阀芯（7），阀芯（7）的侧壁为锥形；阀套（10）与阀芯（7）之间安装有弹簧（9）；

阀盖（11）的顶部安装有相连接的比例减压阀（12）和油液管接头（14），比例减压阀（12）的顶端安装有与其相连接的油路块（13），阀盖（11）的上部开设有与阀杆安装孔相连通的控制油液管道；阀套（10）的外壁上安装有控制油液压力传感器（17）；

当阀芯（7）的外壁与阀座（2）的内壁相抵触时，阀芯（7）的下表面与阀座（2）的内壁形成下腔体（18），三通阀体（1）的内壁、阀芯（7）的上表面与阀套（10）的下表面形成上腔体（19）；活塞密封件（16）上部的阀杆安装孔形成控制腔体（20）。

2.根据权利要求1所述的预压阀组，其特征在于：所述下连接法兰组合（3）和上连接法兰组合（4）的结构相同，均包括通过螺栓相连接的环板式松套钢制管法兰和对焊钢制管法兰，下连接法兰组合（3）中的环板式松套钢制管法兰套装在阀座（2）底端外壁上，上连接法兰组合（4）中的环板式松套钢制管法兰套装在三通阀体（1）的侧支管端部外壁上，三通阀体（1）的侧支管端部焊接有钢制管法兰焊管（5）；对焊钢制管法兰与预压阀组相连接的连接管道相连接。

3.根据权利要求2所述的预压阀组，其特征在于：所述阀座（2）和下连接法兰组合（3）中的对焊钢制管法兰连接面中填充有平面密封胶（15）；钢制管法兰焊管（5）与上连接法兰组合（4）中的对焊钢制管法兰连接面中填充有平面密封胶（15）。

4.根据权利要求1或2或3所述的预压阀组，其特征在于：所述阀盖（11）的外壁由上自下为三层台阶状，上台阶层位于阀套（10）的顶部，与阀套（10）通过螺栓连接；中间台阶层和下台阶层位于三通阀体（1）的内腔中，中间台阶层底面与阀芯（7）的上表面之间装卡有弹簧（9）。

5.根据权利要求4所述的预压阀组，其特征在于：所述阀杆（8）的上部开设有径向均压槽（21）。

6.根据权利要求5所述的预压阀组，其特征在于：所述阀座（2）的外壁为三级台阶状结构，其下层台阶上表面与下连接法兰组合（3）中的环板式松套钢制管法兰的下表面相连接，上侧台阶外表面与三通阀体（1）底部内壁相焊接；阀座（2）的内壁顶部为与阀芯（7）侧壁相适配的锥形。