專利名稱：一種液壓平衡閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓裝置用的閥組件，具體來說涉及一種能夠保持負載平穩(wěn)下放 的液壓平衡閥。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的工程機械、建筑機械等機械設(shè)備中，大量應(yīng)用了液壓承重系統(tǒng)，其中平衡 閥是這類系統(tǒng)的關(guān)鍵液壓元件，其性能的優(yōu)劣直接影響著整機的性能。現(xiàn)有的液壓平衡閥 普遍存在這樣一個缺點當(dāng)負載下放時，由于液壓平衡閥的閥芯開口難以穩(wěn)定在一個確定 的開口大小上，使負載產(chǎn)生低頻抖動的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響整機的安全可靠性。為了解決此問題，很多新的平衡閥內(nèi)部都增設(shè)了阻尼孔，以此來消除負載下放時 的低頻抖動，這種方法的缺點在于影響控制閥芯的響應(yīng)時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種運行平穩(wěn)、控制 閥芯的響應(yīng)時間可調(diào)的液壓平衡閥。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種液壓平衡閥，包括主閥和先導(dǎo)閥，所述主閥的主閥閥體上設(shè)有主閥腔、先導(dǎo)閥 腔、連接主閥腔和先導(dǎo)閥腔的小孔、以及與主閥腔相連通的A 口和B 口，主閥腔內(nèi)設(shè)有主閥 芯，主閥芯內(nèi)有先導(dǎo)閥芯，先導(dǎo)閥的控制閥芯安裝在先導(dǎo)閥腔內(nèi)，控制閥芯右端的頂桿穿過 所述小孔后伸入主閥芯內(nèi)與先導(dǎo)閥芯相對，先導(dǎo)閥的先導(dǎo)閥體上有控制口 X，其特征在于， 所述先導(dǎo)閥的先導(dǎo)閥體主孔內(nèi)設(shè)置有推桿座，推桿座上開有徑向小孔，推桿座內(nèi)部開有軸 向孔，該軸向孔內(nèi)放置有第一鋼球，在第一鋼球與推桿座之間有調(diào)壓彈簧，推桿座的右端面 開有軸向小孔，一推桿的一端穿過該軸向小孔后頂在第一鋼球上，另一端插入在控制閥芯 左端面的盲孔內(nèi)，該推桿的直徑略小于所述軸向小孔的直徑；控制閥芯的左端面上還開設(shè) 有孔，該孔連通控制閥芯左、右容腔，孔內(nèi)設(shè)置有壓力單向閥；所述主閥閥體上還開有與先 導(dǎo)閥腔相連通的泄漏油口。進一步，在本發(fā)明中，所述主閥芯呈柱體狀，在主閥芯的中間柱面上圓周均布有左 深右淺的若干軸向楔形槽，在主閥芯右端柱面上從右至左依次開有軸向節(jié)流槽和主閥芯徑 向小孔，主閥芯內(nèi)部設(shè)有先導(dǎo)閥芯容腔，用于放置先導(dǎo)閥芯。進一步，在本發(fā)明中，所述推桿座的中間有一段外壁與主閥閥體主孔內(nèi)壁之間有 間隙，所述先導(dǎo)閥體上還開有通道，通道連通所述間隙與控制閥芯左容腔，所述通道內(nèi)設(shè)置 有第二阻尼器和第三阻尼器。進一步，在本發(fā)明中，所述控制閥芯的左端面為球面。進一步，在本發(fā)明中，所述推桿座螺紋連接在先導(dǎo)閥體主孔內(nèi)。進一步，在本發(fā)明中，在所述主閥芯的彈簧座上開有彈簧座徑向階梯孔，彈簧座徑 向階梯孔連通先導(dǎo)閥芯右容腔和主閥閥體的B 口，該彈簧座徑向階梯孔的階梯上放置有第二鋼球。本發(fā)明的優(yōu)點在于1、由于推桿座與先導(dǎo)閥體之間采用螺紋連接，推桿座在先導(dǎo)閥體內(nèi)的位置可以調(diào) 節(jié)，當(dāng)推桿座順時針旋轉(zhuǎn)時，使得控制閥芯左容腔容積變小，此時加快了控制閥芯的響應(yīng)時 間，反之則減慢了控制閥芯的響應(yīng)時間。從而可以控制主閥口的打開速度，有效地控制液壓 油流動量，重物下降時不會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象；增強了安全性，使行動更加可靠。2、主閥閥體內(nèi)設(shè)置了若干阻尼孔，消除了下降重物過程中的低頻抖動，增強了安 全性，使行動更加可靠，且在負載上升過程中，能量損耗較小，效率高。3、當(dāng)軟管破損失壓的情況下，能防止負載失速下降，能起到一個液壓鎖的作用，保 護油缸或液壓系統(tǒng)不被損壞。4、閥體結(jié)構(gòu)及加工工藝簡單，便于裝拆與維修，制造成本較低。本發(fā)明可以用于汽車起重機、汽車隨車吊、大型或伸縮式叉車、市政機械、林業(yè)機 械等工程機械的液壓承重系統(tǒng)中。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發(fā)明
圖1為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的C向局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的主閥閥體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明的主閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖5為圖4的剖面結(jié)構(gòu)示意圖6為圖4中D-D向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖7為流量為200L/min的主閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖8為圖7中E-E向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖9為流量為300L/min的主閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖10為圖9中F-F向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖11為本發(fā)明的控制閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖12為本發(fā)明的推桿座的結(jié)構(gòu)示意圖13為本發(fā)明的原理圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。參看圖1、2，一種平衡閥，由主閥和先導(dǎo)閥組成，先導(dǎo)閥安裝在主閥上。參見圖3，主閥閥體43的前表面和后表面分別加工出斜孔A和Al油口(如圖2所 示)，在主閥閥體底面機加工出B 口，主閥閥體43的右部機加工出階梯式的主閥腔45，三油 口 A、Al、B分別和主閥腔45相通。主閥閥體43的左部機加工出先導(dǎo)閥腔44，用于安裝先 導(dǎo)閥的控制閥芯，先導(dǎo)閥腔與主閥腔之間通過Φ4小孔相連通。在先導(dǎo)閥腔上面設(shè)置有泄 漏油口 L，泄漏油口 L與先導(dǎo)閥腔之間通過控制油泄露通道連通。
再次參見圖1，主閥閥體43的主閥腔內(nèi)有閥套26，閥套26呈筒體結(jié)構(gòu)，在其圓周 側(cè)面上制出閥套小孔40，在閥套26的左端外圓處制出凹槽，用于放置密封圈和擋圈，防止 液壓油內(nèi)泄漏。閥套26的右邊是帶有臺肩的螺蓋34，螺蓋34與主閥腔螺紋連接，螺蓋34 的臺肩與螺紋交接處有溝槽，用于放置密封圈，防止液壓油外泄漏。在螺蓋34的中心鉆出 一油孔，右端攻出螺紋孔，可以裝配螺塞35，拆掉此螺塞35，螺紋孔就可作為B 口的測壓口 MB。螺蓋34內(nèi)嵌有帶鋼絲擋圈的彈簧座32，螺蓋34與彈簧座32之間有蝶形彈簧。在 彈簧座32的左端制出軸向階梯孔，用于放置彈簧，在彈簧座32的右端開有彈簧座通道33， 該彈簧座通道33與彈簧座徑向容腔38 (彈簧座外壁與螺蓋內(nèi)壁之間的間隙)相互貫通，起 到節(jié)流的作用。此外彈簧座32在圓周側(cè)面上制出彈簧座徑向階梯孔，彈簧座徑向階梯孔連 通先導(dǎo)閥芯右容腔31和主閥閥體的B 口，該彈簧座徑向階梯孔的階梯上放置有第二鋼球 36。彈簧座32的左端外徑與閥套26右端臺階孔相配合，且彈簧座32左端面壓在閥套26 右端的沉孔臺階上。彈簧座32的軸向階梯孔內(nèi)放置有先主閥彈簧37，主閥彈簧37的另一 端頂在先導(dǎo)閥芯25的右端。閥套26內(nèi)安裝有主閥芯24，參見圖4、5、6，主閥芯24大體呈柱體狀，表面設(shè)有與 閥套相配合的環(huán)狀臺階構(gòu)成第一密封面42。在主閥芯24的中間柱面上圓周均布有左深右 淺的六條軸向楔形槽46，在主閥芯右端柱面上從右至左依次開有軸向節(jié)流槽30和主閥芯 徑向小孔29。主閥芯24內(nèi)開有先導(dǎo)閥芯容腔，用于放置先導(dǎo)閥芯。圖4為流量為100L/ min的主閥芯，當(dāng)然，上述楔形槽的角度、長度和數(shù)量可以根據(jù)實際流量的大小進行改變，如 圖7、8所示，該主閥芯的流量為200L/min，圖9、10所示為流量為300L/min的主閥芯。主閥芯24內(nèi)部裝有先導(dǎo)閥芯25，先導(dǎo)閥芯25大體為階梯圓柱形，表面設(shè)有與主閥 芯相配合的錐面構(gòu)成第二密封面27，先導(dǎo)閥芯25的右端圓柱內(nèi)開有先導(dǎo)閥芯軸向內(nèi)孔39， 先導(dǎo)閥芯25上還開有先導(dǎo)閥芯徑向小孔28，先導(dǎo)閥芯徑向小孔28連通先導(dǎo)閥芯軸向內(nèi)孔 39和先導(dǎo)閥芯左容腔41，先導(dǎo)閥芯25的左端圓柱伸入到先導(dǎo)閥芯容腔底部中心的通孔，并 與控制閥芯21的頂桿相對。先導(dǎo)閥的先導(dǎo)閥體17與主閥閥體43之間通過螺栓連接，先導(dǎo)閥的控制閥芯21安 裝在先導(dǎo)閥腔44內(nèi)。先導(dǎo)閥體17內(nèi)部開有軸向的先導(dǎo)閥體主孔，在先導(dǎo)閥體上開有徑向 螺紋孔，該徑向螺紋孔內(nèi)螺紋連接一連接套13，連接套13的上部裝有接頭15構(gòu)成控制口 X，以便于與液壓馬達的控制口連接。在連接套的下部裝有第一阻尼器12，接頭15與連接套 13之間設(shè)置有過濾網(wǎng)14，可以過濾油液中的雜質(zhì)。先導(dǎo)閥體主孔內(nèi)螺紋連接一柱形的推桿座9，參見圖12，推桿座9左端伸出先導(dǎo)閥 體17外，且其外部套有鎖緊螺母8和螺帽10。推桿座9的中間有一段外壁與主閥閥體主孔 內(nèi)壁之間有間隙18，在這一段外壁上開有徑向小孔4，在推桿座內(nèi)部開有軸向孔19，該軸向 孔19內(nèi)放置有第一鋼球5，在第一鋼球5與推桿座9之間有調(diào)壓彈簧11，推桿座9的右端 面開有軸向小孔48，一推桿20的一端穿過該軸向小孔48后頂在第一鋼球5上，另一端插入 在控制閥芯21左端面的盲孔內(nèi)，該推桿20的直徑略小于上述軸向小孔48的直徑。先導(dǎo)閥體17上還開有通道6，通道6連通間隙18 (推桿座與主閥閥體主孔內(nèi)壁之 間有間隙)與控制閥芯左容腔16，該通道6內(nèi)設(shè)置有第二阻尼器7和第三阻尼器3?？刂崎y芯21設(shè)置在主閥閥體的先導(dǎo)閥腔44內(nèi)，參見圖11，控制閥芯21呈階梯軸狀，其最大級圓周外壁與先導(dǎo)閥腔的內(nèi)壁配合。在先導(dǎo)閥腔44內(nèi)放置先導(dǎo)閥彈簧22，先導(dǎo) 閥彈簧22的一端定位在先導(dǎo)閥腔的臺階處，另一端定位在控制閥芯21的臺階上?？刂崎y 芯21前端有一段直徑較細的頂桿，該頂桿穿過Φ4小孔后伸入主閥芯內(nèi)與上述先導(dǎo)閥芯25 相對?？刂崎y芯21的左端面并不是平面而是一個向內(nèi)凹的球面。控制閥芯的左端面中間開有一盲孔，推桿20插入在該盲孔中?？刂崎y芯的左端面 上還開設(shè)有孔47，該孔47連通控制閥芯左、右容腔(16、23)，孔47內(nèi)放置有第四阻尼器2 和第三鋼球1構(gòu)成壓力單向閥。當(dāng)控制閥芯左、右容腔(16、23)產(chǎn)生壓差，使控制閥芯21緩慢的向右移動，此時 第一鋼球5也隨著移動，直至頂在推桿座9最右端的臺階處。此時第一鋼球5起單向關(guān)閉 狀態(tài)，此時控制口 X進入的油液只有通過第二阻尼器7、第三阻尼器3進入控制閥芯左容腔 21，直至使控制閥芯21推至先導(dǎo)閥腔44的內(nèi)孔端面。需要指出的是，由于推桿座與先導(dǎo)閥體之間采用螺紋連接，推桿座在先導(dǎo)閥體內(nèi) 的位置可以調(diào)節(jié)，當(dāng)推桿座順時針旋轉(zhuǎn)時，使得控制閥芯左容腔容積變小，此時加快了控制 閥芯的響應(yīng)時間，反之則減慢了控制閥芯的響應(yīng)時間。從而可以控制主閥口的打開速度，有 效地控制液壓油流動量，重物下降時不會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象；增強了安全性，使行動更加可靠。本平衡閥的工作過程如下(1)起升負載(A — B)壓力油從A 口進入后，隨著壓力的增大，壓力油克服主閥彈簧37的預(yù)緊力，向右推 動主閥芯24，然后壓力油從主閥芯的楔形槽46中直接進入B腔；而先導(dǎo)閥芯右容腔31的 油液，一部分通過主閥芯上的軸向節(jié)流槽30進入B腔，另一部分在壓力作用下，推開第二鋼 球36，通過彈簧座徑向容腔38流入B腔，這樣就消除了主閥芯24的背壓，加快了打開主閥 芯24的打開速度，當(dāng)主閥芯24靠到彈簧座32時，此時A通過B流量達到最大。整個過程 中，先導(dǎo)閥不起作用。如果與A 口連接的高壓軟管突然破裂，造成A 口瞬間失壓，此時由于先導(dǎo)閥芯右容 腔31通著負載壓力，主閥芯24立即關(guān)閉，保護油缸或液壓系統(tǒng)不被損壞。(2)負載下放(B — A)控制口 X進油，油液經(jīng)過過濾網(wǎng)14、第一阻尼器12，再通過推桿座的徑向小孔4、 推桿座的軸向小孔48與推桿20之間的間隙進入控制閥芯左容腔16，部分油液通過第四阻 尼器2推開第三鋼球1流入控制閥芯右容腔23，然后再通過控制油泄漏通道從泄漏油口 L 口流出，使控制閥芯21的左、右容腔之間產(chǎn)生壓差。隨著壓力的增大，壓力油克服先導(dǎo)閥彈 簧22和主閥彈簧37的預(yù)緊力，向右推動控制閥芯21，使先導(dǎo)閥芯25升離主閥芯24，此時 主閥芯24與先導(dǎo)閥芯25之間的第二密封面27打開；B 口進入的油液通過主閥芯徑向小孔 29或者主閥芯的軸向節(jié)流槽30進入先導(dǎo)閥芯右容腔31，油液再經(jīng)過先導(dǎo)閥芯軸向內(nèi)孔39、 先導(dǎo)閥芯徑向小孔28、第二密封面流入A 口。隨著先導(dǎo)閥芯25繼續(xù)往右移，當(dāng)先導(dǎo)閥芯25 將主閥芯徑向小孔29關(guān)閉后，先導(dǎo)閥芯右容腔31的壓力逐漸下降，隨著壓力的下降，已經(jīng) 流入的A腔的油液迫使主閥芯24整體向右移動，此時B 口進入的油液從主閥芯上的楔形槽 46進入A 口，閥口全開，直至主閥芯24移動至最右端，B進入A的流量達到最大。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和 改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
權(quán)利要求
一種液壓平衡閥，包括主閥和先導(dǎo)閥，所述主閥的主閥閥體上設(shè)有主閥腔、先導(dǎo)閥腔、連接主閥腔和先導(dǎo)閥腔的小孔、以及與主閥腔相連通的A口和B口，主閥腔內(nèi)設(shè)有主閥芯，主閥芯內(nèi)有先導(dǎo)閥芯，先導(dǎo)閥的控制閥芯安裝在先導(dǎo)閥腔內(nèi)，控制閥芯右端的頂桿穿過所述小孔后伸入主閥芯內(nèi)與先導(dǎo)閥芯相對，先導(dǎo)閥的先導(dǎo)閥體上有控制口X，其特征在于，所述先導(dǎo)閥的先導(dǎo)閥體主孔內(nèi)設(shè)置有推桿座，推桿座上開有徑向小孔，推桿座內(nèi)部開有軸向孔，該軸向孔內(nèi)放置有第一鋼球，在第一鋼球與推桿座之間有調(diào)壓彈簧，推桿座的右端面開有軸向小孔，一推桿的一端穿過該軸向小孔后頂在第一鋼球上，另一端插入在控制閥芯左端面的盲孔內(nèi)，該推桿的直徑略小于所述軸向小孔的直徑；控制閥芯的左端面上還開設(shè)有孔，該孔連通控制閥芯左、右容腔，孔內(nèi)設(shè)置有壓力單向閥；所述主閥閥體上還開有與先導(dǎo)閥腔相連通的泄漏油口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓平衡閥，其特征在于，所述主閥芯呈柱體狀，在主閥 芯的中間柱面上圓周均布有左深右淺的若干軸向楔形槽，在主閥芯右端柱面上從右至左依 次開有軸向節(jié)流槽和主閥芯徑向小孔，主閥芯內(nèi)部設(shè)有先導(dǎo)閥芯容腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓平衡閥，其特征在于，所述推桿座的中間有一段外 壁與主閥閥體主孔內(nèi)壁之間有間隙，所述先導(dǎo)閥體上還開有通道，通道連通所述間隙與控 制閥芯左容腔，所述通道內(nèi)設(shè)置有第二阻尼器和第三阻尼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓平衡閥，其特征在于，所述控制閥芯的左端面為球
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓平衡閥，其特征在于，所述推桿座螺紋連接在先導(dǎo) 閥體主孔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓平衡閥，其特征在于，在所述主閥芯的彈簧座上開 有彈簧座徑向階梯孔，彈簧座徑向階梯孔連通先導(dǎo)閥芯右容腔和主閥閥體的B 口，該彈簧 座徑向階梯孔的階梯上放置有第二鋼球。
全文摘要
一種液壓平衡閥，包括主閥和先導(dǎo)閥，先導(dǎo)閥的先導(dǎo)閥體主孔內(nèi)設(shè)置有推桿座，推桿座上開有徑向小孔，推桿座內(nèi)部開有軸向孔，該軸向孔內(nèi)放置有第一鋼球，在第一鋼球與推桿座之間有調(diào)壓彈簧，推桿座的右端面開有軸向小孔，一推桿的一端穿過該軸向小孔后頂在第一鋼球上，另一端插入在控制閥芯左端面的盲孔內(nèi)；控制閥芯安裝在主閥閥體內(nèi)，控制閥芯右端的頂桿伸入主閥芯內(nèi)與先導(dǎo)閥芯相對。本發(fā)明的優(yōu)點在于可以調(diào)節(jié)控制閥芯的響應(yīng)時間，從而可以改變主閥口的打開速度，有效地控制液壓油流動量，不會使吊臂在工作中，重物下降時出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。
文檔編號F15B13/02GK101893010SQ20091005168
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者劉峰偉, 張堅, 朱劍根, 沈至偉, 米根祥, 袁才富, 陳長信 申請人:上海立新液壓有限公司