本發(fā)明屬于液壓控制元件與技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種帶零開啟壓力液壓鎖的液壓平衡系統(tǒng)。更準確的說，涉及到一種新型的集成零開啟壓力液壓鎖和液壓平衡功能的新型液壓閥，及基于此種新型液壓元件的單向液壓平衡鎖緊系統(tǒng)。

技術(shù)背景

液壓技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛的一種傳動及控制技術(shù)，具有功率密度高，系統(tǒng)響應(yīng)快等諸多優(yōu)點。而在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)所謂的“負負載”，也就是由負載的作用力來推動液壓油缸(或馬達)的運動。例如，油缸向上將重物升起過程中，油缸在油壓作用下克服負載重力向上運動，負載作用方向與油缸運動方向相反這是正常負載，一般系統(tǒng)均能平穩(wěn)運行。但當(dāng)油缸在負載重力作用下從高處下降時，油缸的運動方向和負載重力的方向相同，此時就會產(chǎn)生負負載。此時，為讓液壓系統(tǒng)平穩(wěn)運行，一般都需要采用平衡閥，在系統(tǒng)中產(chǎn)生一定的背壓，或通過其他節(jié)流調(diào)速形式，使得油缸能夠平穩(wěn)下行。當(dāng)需要精確地控制負負載情況下的液壓系統(tǒng)的位置或速度時，對平衡閥的性能要求就很高，很多情況下很難保證系統(tǒng)控制的準確性和平穩(wěn)性。而且一旦系統(tǒng)中增加了背壓后，即使在沒有負負載出現(xiàn)時，仍然會有節(jié)流，由此產(chǎn)生的節(jié)流損失也較大。

本發(fā)明提出了一種復(fù)合式的平衡閥，旨在解決單作用液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)的負負載情況對液壓系統(tǒng)的影響，并內(nèi)置了零開啟壓力液壓鎖，非常適用單作用油缸在負重情況下的平衡要求。所涉及的液壓平衡系統(tǒng)功能穩(wěn)定可靠，且節(jié)流損失小。本發(fā)明設(shè)計的平衡閥和平衡系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)非常簡單，制作成本很低，可靠性好，對油液溫度和清潔度不敏感，可以有效保證單作用油缸在負負載情況下的平衡和系統(tǒng)安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種新型的帶零開啟壓力液壓鎖的平衡閥，其目標是實現(xiàn)液壓系統(tǒng)在各種負載情況下均能平穩(wěn)運行和可靠的鎖緊。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)特點，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：本發(fā)明提出的平衡閥由閥體，滑閥閥芯，球閥等組成?；谶@種平衡閥，外加一個二位二通截止閥，即可組成單向液壓平衡系統(tǒng)。

所述的閥體內(nèi)開有閥孔和球閥閥座，閥體內(nèi)部有兩條油道溝通閥孔和平衡閥外部。球閥閥座用于和球閥芯配合形成單向鎖緊閥；

所述閥體內(nèi)的兩條油道，在與閥孔內(nèi)壁相交處，分別開有沉割槽；

所述的滑閥閥芯被設(shè)計成由兩個活塞連接而成，閥芯上部活塞中，沿周向均勻開有四個油道，溝通相連的上下兩個油腔；

所述的滑閥閥芯的兩個活塞的下沿之間的距離，和兩個沉割槽下沿之間的距離，是嚴格相等的。在閥芯移動時，構(gòu)成兩個同步的節(jié)流口，這兩個節(jié)流口總是具有完全相同的開度，由機械尺寸保證，不受負載影響；

所述的滑閥閥芯頂端與球閥芯接近，當(dāng)閥芯底部液壓油壓力足夠克服球閥腔內(nèi)的液壓力時，可向上頂起球閥芯，開啟單向閥；

所述的球閥閥芯由閥芯和壓緊彈簧構(gòu)成，無外部作用時，球閥芯被壓緊在閥孔內(nèi)的閥座上，實現(xiàn)單向閥功能；

本發(fā)明的優(yōu)勢是：

1，所設(shè)計的滑閥式平衡閥結(jié)構(gòu)非常簡單，成本低，安裝方式也很方便，對油液清潔度要求也不高；

2，基于這種平衡閥設(shè)計的液壓平衡系統(tǒng)，應(yīng)用非常靈活。即可單獨應(yīng)用于單出桿油缸的單個方向的負負載情況，也可成對使用，用于雙出桿油缸的兩個方向的負負載情況；

3，平衡閥工作穩(wěn)定可靠，依靠機械加工的尺寸來保證節(jié)流閥口的開度同步，來保證進出油缸的流量完全可控，因而幾乎不受外界其他干擾因素的影響；

4，與傳統(tǒng)的基于溢流式的平衡閥相比，本發(fā)明提出的平衡閥在無負負載情況出現(xiàn)時，過流時的壓力損失非常小，因而具有非常高的能量利用效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的滑閥式平衡鎖緊閥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為基于這種平衡鎖緊閥的單作用液壓平衡鎖緊系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式：

下面通過示意圖來說明本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思。

如圖1所示為滑閥式平衡鎖緊閥的結(jié)構(gòu)示意圖。1頂部油口，與油缸相連，2球閥，3閥體，4活塞內(nèi)的內(nèi)部油道，5，上沉割槽，6滑閥閥芯，7，下沉割槽，8底部油口(與液壓系統(tǒng)連接)，9下部活塞，10下部油道，11中間腔，12上部油道，13上部活塞。球閥2的閥芯由壓緊彈簧壓在閥座上，起單向閥的功能。滑閥式閥芯6設(shè)計成由兩段活塞(9與13)連接而成。閥體內(nèi)，在球閥閥座以下，有兩條油道，油道在與閥孔相交處各開有環(huán)形沉割槽。這兩個沉割槽的下邊沿之間的距離，與閥芯上兩個活塞下邊沿之間的距離完全相同?；y芯頂部穿過球閥座，與球閥芯接近。當(dāng)閥芯底部液壓力能夠克服球閥上的液壓力時，球閥將會開啟。

如圖2所示為基于滑閥式平衡鎖緊閥的單作用缸的平衡鎖緊系統(tǒng)示意圖。工作時，通過合適的方法來調(diào)節(jié)進入平衡鎖緊閥的液壓油流量，即可控制油缸的位置或速度。

當(dāng)系統(tǒng)需要推動油缸帶動負載向上運動時，二位二通電磁閥處于下位工作(圖示工作位)，壓力油從平衡鎖緊閥底部油口進入，推動滑閥芯向上運動，并克服球閥芯上的液壓力，推動球閥芯向上開啟。當(dāng)滑閥芯抬起到一定高度時，閥體內(nèi)的上沉割槽5和下沉割槽將7會同時開啟。下沉割槽7與底部油口連通，形成一個環(huán)形節(jié)流口，而上沉割槽5也會與中間腔10連通，形成另一個環(huán)形節(jié)流口。由于下部油道9和上部油道11是相互連通的，而此時二位二通電磁閥又處于截止?fàn)顟B(tài)，因此，壓力油先經(jīng)下沉割槽，再通過下部油道，上部油道，和上沉割槽，進入中間腔，并通過上部活塞中的內(nèi)部油道，經(jīng)過球閥，進入油缸底部，推動油缸上行。此時，兩個節(jié)流口的開度實際上取決于供油流量的大小，過流的壓降很小。

當(dāng)需要在給定位置鎖緊油缸時，只需停止向平衡鎖緊閥的底部油口供油，或?qū)⑵浣踊剜]箱，則球閥芯在壓力作用下將壓緊在閥座上，將液壓缸鎖緊。當(dāng)需要控制油缸在負載作用下向下運動時，二位二通電磁鐵得電，處于上位工作，此時平衡鎖緊閥的下部油道和中間油道均與郵箱連通。此時，在平衡鎖緊閥的底部油口引人一定流量的壓力油，當(dāng)滑閥芯底部的液壓力能克服負載產(chǎn)生的作用在球閥上的壓緊力時，滑閥芯將推動球閥芯開啟，并向上滑動。當(dāng)滑閥芯向上滑動一定距離后，下沉割槽7與底部油口7，上沉割槽5和中間腔，會同時連通，形成兩個開度完全同步的環(huán)形節(jié)流口。此時，由于與這兩個節(jié)流口相通的油道均被接回油箱，因而出口壓力均為零。而底部油口的供油壓力與頂部油口的負載壓力基本相同，從而使得經(jīng)過底部油口、經(jīng)過下沉割槽回到油箱的油量，與油缸底部經(jīng)平衡鎖緊閥上部油口、內(nèi)部油道、中間腔、上部沉割槽回到油箱的油量，總是相等的。無論負載大小，這兩個環(huán)形油口的流量總是相同。因而只需控制平衡鎖緊閥底部油口的進油量，就可以準確地控制油缸底部的出油量，從而準確控制油缸的位置或速度。

在沒有負負載情況出現(xiàn)時，也就是油缸上沒有負載時，此時平衡鎖緊閥底部油口的壓力很低就可以開啟頂部的球閥。底部油口的油壓取決于油缸負載的大小，因此兩個節(jié)流口的過流壓降也取決于油缸負載的大小。顯然，這種平衡鎖緊系統(tǒng)，在沒有出現(xiàn)負負載情況時，壓降很小，能量損失也很小。只有在出現(xiàn)較大的負負載情況時，才會產(chǎn)生較大的壓降損失。而這種壓降損失，一般的液壓平衡系統(tǒng)是很難避免的。

當(dāng)這種滑閥式平衡鎖緊閥成對使用時，即可實現(xiàn)雙向的液壓鎖緊和雙向的液壓平衡功能。

本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。