本實(shí)用新型涉及一種壓力控制元件，特別涉及一種比例溢流節(jié)流閥。

背景技術(shù)：

溢流閥是液壓系統(tǒng)中常用的壓力控制元件，可作為調(diào)定系統(tǒng)工作壓力的定壓溢流閥或?qū)ο到y(tǒng)起安全保護(hù)作用的安全閥?，F(xiàn)有市售的國(guó)內(nèi)外比例溢流閥和普通溢流閥產(chǎn)品，采用的結(jié)構(gòu)方案一直是早在1936年美國(guó)學(xué)者Harry.Vickers設(shè)計(jì)的先導(dǎo)式溢流閥，后期有很多專家學(xué)者對(duì)溢流閥進(jìn)行研究，但溢流閥的主級(jí)結(jié)構(gòu)方案基本沒有變化。

節(jié)流閥是依靠改變閥口通流面積的大小來改變液阻，控制通過閥的流量，達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件(液壓缸或液壓馬達(dá))運(yùn)動(dòng)速度的目的?，F(xiàn)有技術(shù)中，溢流閥和節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)中為二個(gè)分別獨(dú)立的壓力控制元件，各自起溢流調(diào)壓功能和節(jié)流調(diào)速功能，還沒有一種可以將溢流和節(jié)流功能集成到一個(gè)閥上的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供了一種比例溢流節(jié)流閥，通過調(diào)控壓差可使閥體在溢流閥與節(jié)流閥結(jié)構(gòu)間互相切換，使閥體的使用更為靈活實(shí)用。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：比例溢流節(jié)流閥，包括主閥體、主閥芯、先導(dǎo)閥、先導(dǎo)閥芯、壓差反饋閥套、第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件，所述閥體具有主閥腔和先導(dǎo)閥腔；

所述主閥體內(nèi)具有主閥腔、主進(jìn)油口和主出油口，所述壓差反饋閥套套裝于所述主閥腔，并將該主閥腔分隔為互不連通的第一容腔和第二容腔；所述先導(dǎo)閥體具有先導(dǎo)閥腔、先導(dǎo)進(jìn)油口和先導(dǎo)出油口；所述壓差反饋閥套可活動(dòng)地套裝于所述主閥腔，并將主閥腔分隔為互相不連通的第一容腔和第二容腔，所述主閥芯可活動(dòng)地套裝于所述第二容腔；所述主閥芯內(nèi)部設(shè)有空腔，該主閥芯的上部具有連通主閥芯內(nèi)外側(cè)的節(jié)流口，該主閥芯的底部設(shè)有上下貫通的過油孔；

所述壓差反饋閥套通過所述第一彈性構(gòu)件與所述第一容腔的內(nèi)壁彈性相抵，該壓差反饋閥套彈性封堵所述節(jié)流口；所述主閥芯通過所述第二彈性構(gòu)件與所述壓差反饋閥套彈性相抵，該主閥芯彈性封堵所述主進(jìn)油口；

所述先導(dǎo)閥體具有先導(dǎo)閥腔、先導(dǎo)進(jìn)油口和先導(dǎo)出油口，所述先導(dǎo)閥腔與所述第一容腔間設(shè)有壓力反饋通孔；所述先導(dǎo)閥芯可活動(dòng)的套接于所述先導(dǎo)閥腔，所述先導(dǎo)閥芯通過改變位置，可改變所述先導(dǎo)閥腔的通流面積。

作為一種優(yōu)選，所述先導(dǎo)閥腔裝接有比例電磁鐵構(gòu)件，該比例電磁鐵構(gòu)件通過一推桿作用與所述先導(dǎo)閥芯，并通過改變輸出力而改變先導(dǎo)閥腔內(nèi)的油壓。

作為一種優(yōu)選，所述主閥腔裝接有位移檢測(cè)控件，所述位移檢測(cè)控件與所述壓差反饋閥套裝接在一起，并測(cè)量該壓差反饋閥套的位置。

作為一種優(yōu)選，所述壓力反饋通孔設(shè)有第一阻尼件。

作為一種優(yōu)選，所述壓力反饋通孔設(shè)有內(nèi)螺紋，且所述先導(dǎo)閥體設(shè)有與所述連通孔位置對(duì)應(yīng)的安裝螺紋孔。

作為一種優(yōu)選，所述先導(dǎo)進(jìn)油口設(shè)有第二阻尼件。

作為一種優(yōu)選，所述壓差反饋閥套包括圓形頂壁和回轉(zhuǎn)形周壁，當(dāng)所述壓差反饋閥套的圓形頂壁與所述主閥芯相抵時(shí)，所述回轉(zhuǎn)形周壁封堵所述主閥芯的節(jié)流口；所述主閥芯與所述壓差反饋閥套的間距增大時(shí)，所述節(jié)流口的通流面積增大。

作為一種優(yōu)選，所述先導(dǎo)閥芯的前端為錐形，先導(dǎo)閥腔具有圓形節(jié)流口，當(dāng)所述先導(dǎo)閥芯的錐形前端可活動(dòng)地配合于該圓形節(jié)流口，并隨著先導(dǎo)閥芯位置的移動(dòng)，而改變?cè)搱A形節(jié)流口的通流面積。

所述節(jié)流口形狀可以是直角凸肩式、針閥式、偏心式、軸向縫隙式、周向縫隙式、矩形、梯形、三角形或U形。

所述先導(dǎo)閥可以是滑閥式先導(dǎo)級(jí)、錐閥式先導(dǎo)級(jí)或噴嘴擋板式先導(dǎo)級(jí)。

作為一種優(yōu)選，所述第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件均為彈性彈簧。

總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的技術(shù)方案具有以下有益效果：

(1)本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)溢流和節(jié)流功能一體化，正向流動(dòng)實(shí)現(xiàn)溢流閥功能，反向流動(dòng)實(shí)現(xiàn)節(jié)流閥功能，使溢流閥和節(jié)流閥的功能進(jìn)行組合，改變了一直延續(xù)使用的溢流閥和節(jié)流閥結(jié)構(gòu)，將溢流和節(jié)流功能一體化，主級(jí)采用了主閥芯-壓差反饋閥套-主閥套的單閥芯雙閥套的結(jié)構(gòu)方案。通過壓差反饋閥套所受的工作壓差(主進(jìn)油口和主出油口間的壓差)變化來實(shí)現(xiàn)溢流模式和節(jié)流模式的自動(dòng)切換。

當(dāng)進(jìn)出油口壓差在一定閾值時(shí)，主進(jìn)油口壓力大于主出油口，此時(shí)主閥芯打開，節(jié)流口關(guān)閉，壓差反饋閥套緊壓在主閥芯上，本實(shí)用新型工作在溢流模式下；當(dāng)進(jìn)出油口的壓差超過一定的閾值時(shí)，主進(jìn)油口壓力小于主出油口，本實(shí)用新型工作在節(jié)流模式下，此時(shí)主閥芯關(guān)閉，壓差反饋閥套相對(duì)于主閥芯向上移動(dòng)，油液反向流動(dòng)，節(jié)流閥口打開，工作在節(jié)流模式。通過壓差自動(dòng)切換工作模式比手動(dòng)、電氣、機(jī)械等控制方式更加智能。

(2)本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)比例調(diào)節(jié)溢流模式和節(jié)流模式的切換閾值，通過比例電磁鐵構(gòu)件，可控制所述先導(dǎo)閥腔內(nèi)的油壓，先導(dǎo)閥腔的油壓通過油壓反饋通道傳輸至所述第一容腔，即第一容腔與第二容腔間的油壓差發(fā)生的改變，則所述壓差反饋閥套受到的壓力發(fā)生改變，溢流模式和節(jié)流模式間的切換閾值發(fā)生改變。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本實(shí)用新型的比例溢流節(jié)流閥不局限于實(shí)施例。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的壓差反饋閥套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的主閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的主閥體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型的主閥的動(dòng)作示意圖一；

圖6是本實(shí)用新型的主閥的動(dòng)作示意圖二；

圖7是本實(shí)用新型的先導(dǎo)閥的動(dòng)作示意圖一；

圖8是本實(shí)用新型的先導(dǎo)閥的動(dòng)作示意圖二。

其中：1-主閥體，11-第一容腔，12第二容腔，13-主進(jìn)油口,14-主出油口；

2-先導(dǎo)閥體，21-先導(dǎo)進(jìn)油口，22-先導(dǎo)出油口，23-壓力反饋通孔，24-安裝螺紋孔，25-第一阻尼器，26-第二阻尼器，27-先導(dǎo)閥套，271-先導(dǎo)閥套進(jìn)油口，272-先導(dǎo)閥套出油口；

3-主閥芯，31-過油孔，32-節(jié)流口；

4-先導(dǎo)閥芯，41-錐形端部；

5-壓差反饋閥套；

6-第一彈性構(gòu)件；

7-第二彈性構(gòu)件；

8-位移傳感器；

9-比例電磁鐵構(gòu)件。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)例圖僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

參見圖1至圖4所示，本實(shí)用新型的比例溢流節(jié)流閥，包括主閥體、主閥芯3、先導(dǎo)閥、先導(dǎo)閥芯4、壓差反饋閥套5、第一彈性構(gòu)件6和第二彈性構(gòu)件7，所述閥體具有主閥腔和先導(dǎo)閥腔。

所述主閥體內(nèi)具有主閥腔、主進(jìn)油口13和主出油口14，所述壓差反饋閥套5套裝于所述主閥腔，并將該主閥腔分隔為互不連通的第一容腔11和第二容腔12；所述先導(dǎo)閥體2具有先導(dǎo)閥腔、先導(dǎo)進(jìn)油口21和先導(dǎo)出油口22；所述壓差反饋閥套5可活動(dòng)地套裝于所述主閥腔，并將主閥腔分隔為互相不連通的第一容腔11和第二容腔12，所述主閥芯3可活動(dòng)地套裝于所述第二容腔12；所述主閥芯3內(nèi)部設(shè)有空腔，該主閥芯3的上部具有連通主閥芯3內(nèi)外側(cè)的節(jié)流口32，該主閥芯3的底部設(shè)有上下貫通的過油孔31；所述壓差反饋閥套5通過所述第一彈性構(gòu)件6與所述第一容腔11的內(nèi)壁彈性相抵，該壓差反饋閥套5彈性封堵所述節(jié)流口32；所述主閥芯3通過所述第二彈性構(gòu)件7與所述壓差反饋閥套5彈性相抵，該主閥芯3彈性封堵所述主進(jìn)油口13。

所述先導(dǎo)閥體2具有先導(dǎo)閥腔、先導(dǎo)進(jìn)油口21和先導(dǎo)出油口22，所述先導(dǎo)閥腔與所述第一容腔11間設(shè)有壓力反饋通孔23；所述先導(dǎo)閥芯4可活動(dòng)的套接于所述先導(dǎo)閥腔，所述先導(dǎo)閥芯4通過改變位置，可改變所述先導(dǎo)閥腔的通流面積，進(jìn)而改變先導(dǎo)閥腔內(nèi)的油壓。

所述先導(dǎo)閥腔裝接有比例電磁鐵9構(gòu)件，該比例電磁鐵構(gòu)件9通過一推桿作用于所述先導(dǎo)閥芯4，并通過改變輸出力而改變先導(dǎo)閥腔內(nèi)的油壓。

所述主閥腔裝接有位移檢測(cè)控件，所述位移檢測(cè)控件與所述壓差反饋閥套5裝接在一起，并測(cè)量該壓差反饋閥套5的位置。

所述壓力反饋通孔23設(shè)有第一阻尼件。

所述先導(dǎo)進(jìn)油口21設(shè)有第二阻尼件。

所述壓力反饋通孔23設(shè)有內(nèi)螺紋，且所述先導(dǎo)閥體2設(shè)有與所述連通孔位置對(duì)應(yīng)的安裝螺紋孔24。

所述壓差反饋閥套5包括圓形頂壁和回轉(zhuǎn)形周壁，當(dāng)所述壓差反饋閥套5的圓形頂壁與所述主閥芯3相抵時(shí)，所述回轉(zhuǎn)形周壁封堵所述主閥芯3的節(jié)流口32；所述主閥芯3與所述壓差反饋閥套5的間距增大時(shí)，所述節(jié)流口32的通流面積增大。

所述先導(dǎo)閥芯4的前端為錐形，與所述先導(dǎo)閥套進(jìn)油口271形成錐面配合，并隨著先導(dǎo)閥芯4位置的移動(dòng)，而改變油液的通流面積。

所述節(jié)流口32形狀可以是直角凸肩式、針閥式、偏心式、軸向縫隙式、周向縫隙式、矩形、梯形、三角形或U形。

所述先導(dǎo)閥可以是滑閥式先導(dǎo)級(jí)、錐閥式先導(dǎo)級(jí)或噴嘴擋板式先導(dǎo)級(jí)。

所述第一彈性構(gòu)件6和第二彈性構(gòu)件7均為彈性彈簧。

以下結(jié)合附圖5至8說明本實(shí)用新型的工作原理：

液壓油沿先導(dǎo)進(jìn)油口21進(jìn)入先導(dǎo)閥腔后，克服比例電磁鐵9的推力，打開先導(dǎo)閥芯4，由先導(dǎo)出油口22流出，并流回油箱。所述先導(dǎo)閥體2內(nèi)套裝有先導(dǎo)閥套27，先導(dǎo)閥套27具有貫穿的柱形腔體，該柱形腔體的底側(cè)構(gòu)成先導(dǎo)閥套27進(jìn)油口271，該柱形腔體的右側(cè)開設(shè)有貫通的先導(dǎo)閥套出油口272。所述先導(dǎo)閥體2的錐形端部與所述先導(dǎo)閥套進(jìn)油口271活動(dòng)配合，并通過比例電磁鐵9進(jìn)行調(diào)節(jié)位置。當(dāng)先導(dǎo)閥芯4向上移動(dòng)時(shí)，油液流動(dòng)并在第二阻尼器26上產(chǎn)生壓降，導(dǎo)致先導(dǎo)閥腔內(nèi)的油壓下降。先導(dǎo)閥腔內(nèi)的油壓通過壓力反饋通道傳導(dǎo)至主閥腔體內(nèi)的第一容腔11，壓力反饋通道設(shè)置有第一阻尼器25，其作為動(dòng)態(tài)阻尼，可增加主閥芯3和壓差反饋閥套5位置瞬態(tài)變化時(shí)閥的穩(wěn)定性，減少?zèng)_擊。

所述主閥體的主進(jìn)油口13與系統(tǒng)油路相連接，所述主出油口14與回油箱或一定的壓力單元相連接。所述主閥芯3所受到的壓力為，主進(jìn)油口13與主出油口14間的壓差所產(chǎn)生的壓力與彈簧力。所述壓差反饋閥套5所受到的壓力為，第一容腔11與主進(jìn)油口13間的壓差所產(chǎn)生的壓力與彈簧力。

壓差反饋閥套5受力分析，假設(shè)受力方向向上為正，則壓差反饋閥套5受到的合力為：

F_反饋閥套＝p₁A₁+p₂A₂+F_s1-p₃(A₁+A₂)-F_s2

其中，p₁為主進(jìn)油口的油壓，p₂為主出油口的油壓，p₃為第一容腔11的油壓；A₁為所述壓差反饋閥套5與主閥芯3內(nèi)腔相對(duì)部分的面積，A₂為所述壓差反饋閥套5與主閥芯3外側(cè)相對(duì)部分的面積，A₁+A₂即為壓差反饋閥套5的上表面面積；F_s1為第一彈性構(gòu)件對(duì)壓差反饋閥套5的彈性力，F(xiàn)_s2為第二彈性構(gòu)件對(duì)壓差反饋閥套5的彈性力。

則壓差反饋閥套5處于平衡位置時(shí)，滿足F_反饋閥套＝0，且由于p₃+p_c＝p₁(p_C為p₁與p₃之間的差值常數(shù)，由第二阻尼器26所決定)，故平衡位置的受力表達(dá)式可簡(jiǎn)化為：

$p_1-p_2=\frac{p_c(A_1+A_2)+F_{s1}-F_{s2}}{A_2}$

等式右邊為一個(gè)常量。

1)當(dāng)主進(jìn)油口13壓力p₁與主出油口14壓力p₂的壓差滿足：

時(shí)，在一定閾值里，壓差反饋閥套5受力向下，節(jié)流口32保持關(guān)閉，工作在溢流模式。比例電磁鐵9可調(diào)控主進(jìn)油口的油壓p₁，進(jìn)而改變溢流壓力。

2)當(dāng)主進(jìn)油口13壓力p₁與主出油口14壓力p₂的壓差滿足：

時(shí)，在一定閾值里，壓差反饋閥套5向上移動(dòng)，打開節(jié)流口32，工作在節(jié)流模式。比例電磁鐵9可調(diào)控主進(jìn)油口的油壓p₁，進(jìn)而控制壓差反饋閥套5位置，調(diào)節(jié)節(jié)流口32開度大小。

以下，將本實(shí)用新型的工作過程分為節(jié)流模式和溢流模式進(jìn)行說明。

溢流模式：

比例電磁鐵9產(chǎn)生一定的推力作用在先導(dǎo)閥芯4一端；當(dāng)壓力油作用在先導(dǎo)閥芯4另一端的液壓力小于比例電磁鐵9的推力時(shí)，先導(dǎo)閥芯4不能打開；第一阻尼器25和第二阻尼器26沒有油液通過；壓差反饋閥套5與所述主閥芯3相互扣合在一起，節(jié)流口32關(guān)閉；因主進(jìn)油口13與主出油口14間的壓差不足，溢流口也關(guān)閉(主出油口14未出油)。

隨著油壓升高，當(dāng)主出油口14與主進(jìn)油口13的壓差達(dá)到一定閾值時(shí)，壓力油克服比例電磁鐵9的推力，先導(dǎo)閥芯4打開，壓力油通過先導(dǎo)閥芯4和先導(dǎo)閥套27之間的容腔進(jìn)入先導(dǎo)回油口22；先導(dǎo)油液經(jīng)過第二阻尼器26產(chǎn)生壓降，造成先導(dǎo)容腔壓力降低；壓差反饋閥套5上腔與先導(dǎo)容腔通過第一阻尼器25相通，故壓差反饋閥套5上腔壓力也降低。此況下，壓差反饋閥套5在其上下腔壓差和彈簧力作用下，與所述主閥芯3相互扣合在一起，節(jié)流口32仍然關(guān)閉。壓差反饋閥套5、第二彈性構(gòu)件7和主閥芯3整體上移，溢流口打開,實(shí)現(xiàn)溢流(油液從主出油口14流出).通過調(diào)節(jié)比例電磁鐵9的電磁力，調(diào)控先導(dǎo)容腔壓力，可改變主進(jìn)油口13壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)回路中的壓力比例調(diào)節(jié)。

節(jié)流模式：

當(dāng)主出油口14與主進(jìn)油口13的壓差在一定閾值時(shí)，本實(shí)用新型工作在節(jié)流模式。此時(shí)，先導(dǎo)油液克服比例電磁鐵9推力，使先導(dǎo)閥芯4打開，先導(dǎo)油液流經(jīng)第二阻尼器26產(chǎn)生壓降，先導(dǎo)容腔壓力降低，進(jìn)而改變反饋閥套5上腔壓力；主閥芯3在液壓力和彈簧力作用下處于下端關(guān)閉溢流口；壓差反饋閥套5在主進(jìn)油口13、主出油口14壓差及第一彈性構(gòu)件6、第二彈性構(gòu)件7共同作用下脫離主閥芯3向上移動(dòng)打開節(jié)流口32，液體從主出油口14通過節(jié)流口32進(jìn)入主閥芯3內(nèi)腔，然后經(jīng)過油孔31從主進(jìn)油口13流到主油路內(nèi)實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速等功能。通過調(diào)節(jié)比例電磁鐵9的電磁力，調(diào)控先導(dǎo)容腔壓力，控制節(jié)流口32開度,實(shí)現(xiàn)比例節(jié)流功能。由位移傳感器8檢測(cè)壓差反饋閥套5位移量并反饋至比例放大器的輸入端，從而保證閥穩(wěn)態(tài)精度，工作在節(jié)流模式。

上述實(shí)施例僅用來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的比例溢流節(jié)流閥，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都在要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。