螺紋插裝式平衡閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺紋插裝式平衡閥，該平衡閥包括：閥體、閥座、主閥芯、先導(dǎo)閥芯和先導(dǎo)機構(gòu)，所述閥座與所述閥體連接并在兩者上形成有連通的第一通道，所述閥座延伸的一端抵接在先導(dǎo)機構(gòu)上并形成有第二通道，所述主閥芯上設(shè)有節(jié)流槽、第一孔和第二孔，所述主閥芯滑動設(shè)置在閥座內(nèi)將閥座腔體分為H腔、I腔和J腔，所述第二孔的一端與H腔連通，另一端與主閥芯的內(nèi)腔連通，所述第一孔的一端與第二孔連通；所述先導(dǎo)閥芯的一端滑動設(shè)置在主閥芯的內(nèi)腔，其另一端與先導(dǎo)機構(gòu)連接；所述先導(dǎo)閥芯上設(shè)有節(jié)流槽、軸向的先導(dǎo)閥芯腔以及與先導(dǎo)閥芯腔連通的節(jié)流孔。該平衡閥能夠穩(wěn)定控制平衡閥閥芯開度，不受負(fù)載干擾。
【專利說明】
螺紋插裝式平衡閥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及控制閥技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種穩(wěn)定負(fù)載下降時的壓力波動性的螺紋插裝式平衡閥。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代的工程機械、建筑機械等機械設(shè)備中，大量應(yīng)用了起升液壓回路，其中平衡閥是控制起升回路中液壓油缸工作的關(guān)鍵液壓元件，平衡閥性能的優(yōu)劣直接影響著主機的性能?，F(xiàn)有的平衡閥按連接方式分為板式平衡閥和插裝式平衡閥兩種，在起重機伸縮油缸中為了減小安裝空間，提高系統(tǒng)可靠性，普遍采用插裝式平衡閥。如專利號CN 103104565名稱為“平衡閥”的發(fā)明專利中提供了一種插裝式的平衡閥。但這種平衡閥存在多種不足和缺陷:I)此發(fā)明中平衡閥的先導(dǎo)閥芯為一鋼球，在平衡閥小開口控制中，需要非常精密的先導(dǎo)壓力控制才能實現(xiàn)流量的緩慢變化以避免平衡閥的突然開啟沖擊。這在一般液壓系統(tǒng)中是很難實施的。2)平衡閥主閥芯的開啟是由負(fù)載壓力、控制壓力共同決定的，因此負(fù)載壓力的變化會造成主閥芯開口變化，進而引起流量變化，造成主機抖動。3)此平衡閥為整體式結(jié)構(gòu)，在安裝扭矩過大或者插孔加工同軸度誤差大的情況下，閥體的變形會直接傳遞到平衡閥閥芯和控制活塞，造成卡閥，影響使用的可靠性。4)該平衡閥的閥套筒體的直徑一致，安裝時容易造成密封圈破損，從而產(chǎn)生內(nèi)泄漏，給主機安全性造成隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種螺紋插裝式平衡閥，該平衡閥能夠穩(wěn)定控制平衡閥閥芯開啟，不受負(fù)載干擾，使用可靠。
[0004]針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種螺紋插裝式平衡閥，該平衡閥主要包括:閥體、閥座、主閥芯、先導(dǎo)閥芯和先導(dǎo)機構(gòu)，所述閥座與所述閥體連接并在兩者上形成有連通的第一通道，所述閥座延伸的一端抵接在先導(dǎo)機構(gòu)上并形成有第二通道，所述主閥芯上設(shè)有節(jié)流槽、第一孔和第二孔，所述主閥芯滑動設(shè)置在閥座內(nèi)將閥座腔體分為H腔、I腔和J腔，所述第二孔的一端與H腔連通，另一端與主閥芯的內(nèi)腔連通，所述第一孔的一端與第二孔連通;所述先導(dǎo)閥芯的一端滑動設(shè)置在主閥芯的內(nèi)腔，其另一端與先導(dǎo)機構(gòu)連接;所述先導(dǎo)閥芯上設(shè)有節(jié)流槽、軸向的先導(dǎo)閥芯腔以及與先導(dǎo)閥芯腔連通的節(jié)流孔。由于先導(dǎo)閥芯與主閥芯內(nèi)腔連接的平衡結(jié)構(gòu)，使得經(jīng)與第一通道連接的通道口 B以及第二通道連接的通道口 A的油液壓力在先導(dǎo)閥芯上形成平衡，主閥芯的開度不受負(fù)載壓力波動影響，而主要取決于先導(dǎo)機構(gòu)的作用力。
[0005]在本發(fā)明的一個實施例中，所述先導(dǎo)機構(gòu)包括插入體和先導(dǎo)限位部分、先導(dǎo)驅(qū)動部分和堵頭，所述插入體插接在所述閥體延伸的一端與所述閥座之間，所述先導(dǎo)限位部分連接所述閥座與所述插入體并限制所述先導(dǎo)閥芯的位移，所述先導(dǎo)驅(qū)動部分形成在插入體內(nèi)并用于驅(qū)動所述先導(dǎo)閥芯，所述堵頭與插入體連接并在兩者之間形成有先導(dǎo)通道。也就是，先導(dǎo)限位部分與先導(dǎo)驅(qū)動部分兩者共同決定先導(dǎo)閥芯的位移。
[0006]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述插入體與所述閥體形成卡扣浮動連接，所述插入體與所述閥座形成密封連接。現(xiàn)有插裝式平衡閥在安裝扭矩過大或者插孔加工同軸度誤差大的情況下，閥體的變形會直接傳遞到平衡閥閥芯和控制活塞，造成卡閥，影響使用的可靠性。而本發(fā)明中插入體與閥體形成卡扣浮動連接，這樣在大的安裝扭矩或者插裝孔加工同軸度不好的情況下，閥體的變形不會傳遞到主閥芯和活塞上，提高了平衡閥工作的可靠性。
[0007]在本發(fā)明的一個實施例中，所述先導(dǎo)限位部分包括固定部分和活動部分，所述固定部分設(shè)在插入體與閥座之間并與先導(dǎo)閥芯形成活動套接。固定部分不隨先導(dǎo)閥芯運動。固定部分主要起到限位作用。
[0008]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述固定部分包括限位套，所述限位套為T型結(jié)構(gòu)，其T型大端的一面抵接插入體的內(nèi)臺肩，其T型大端的另一面抵接閥座的延伸端。先導(dǎo)閥芯可在限位套內(nèi)來回運動。
[0009]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述活動部分包括限位彈簧和彈簧座，所述彈簧座與所述先導(dǎo)閥芯穿過限位套的一端固定連接，所述限位彈簧的一端抵接在彈簧座上，另一端抵接在限位套的內(nèi)孔臺肩上。先導(dǎo)驅(qū)動部分的作用力需要克服限位彈簧的作用力才能推動先導(dǎo)閥芯運動。另外，在沒有先導(dǎo)驅(qū)動作用力時，先導(dǎo)閥芯在限位彈簧的復(fù)位力作用下回歸原位。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述先導(dǎo)驅(qū)動部分包括設(shè)在插入體與堵頭形成的階梯孔內(nèi)的活塞和先導(dǎo)彈簧，所述先導(dǎo)彈簧一端抵在活塞上，另一端抵在階梯孔的臺肩上;所述活塞一端抵在堵頭上，另一端可伸出階梯孔作用在先導(dǎo)閥芯上。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下:由于本發(fā)明的平衡閥在控制負(fù)載下降過程中主閥芯開口不受負(fù)載壓力變化的影響，而主要取決于先導(dǎo)口的控制壓力，因此，在上升和下降過程中不受負(fù)載壓力突然變化的影響，可以平穩(wěn)地控制閥芯的開啟與開度;先導(dǎo)閥芯和主閥芯開有節(jié)流槽，開啟階段是緩和變化的，不會對主機造成開啟沖擊。另外，閥體與先導(dǎo)機構(gòu)浮動連接，可避免因扭矩過大或插孔加工精度不高而導(dǎo)致的卡閥；先導(dǎo)機構(gòu)外圓直徑呈階梯狀，避免了密封圈割壞產(chǎn)生泄漏的問題。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹。顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1所示為本發(fā)明其中一種平衡閥實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2所示為圖1中的平衡閥的原理示意圖；
[0015]圖3所示是采用本發(fā)明平衡閥的液壓回路的原理示意圖。
[0016]圖中:1、堵頭，2、活塞，3、第一孔，4、阻尼孔，5、先導(dǎo)彈簧，6、彈簧座，7、限位彈簧，
8、限位套，9、第一節(jié)流槽，10、先導(dǎo)閥芯，11、閥座，12、主閥芯，13、擋塊，14、第二節(jié)流槽，15、閥體，16、卡扣，17(18)、節(jié)流孔，19、插入體，20、第一通道，21、第二通道，22、第二孔，23、先導(dǎo)閥芯腔，24、階梯孔。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施例作進一步詳細(xì)的說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是所有實施例的窮舉。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都將落入本發(fā)明保護的范圍內(nèi)。
[0018]在本發(fā)明的一個實施例中，給出了一種螺紋插裝式平衡閥，該平衡閥包括:閥體15、閥座11、主閥芯12、先導(dǎo)閥芯10和先導(dǎo)機構(gòu)。其中，閥座11與閥體15通過密封件固定連接，閥體15上設(shè)有通道口 B，并在兩者上形成有連通的第一通道20。閥座11延伸的一端抵接在先導(dǎo)機構(gòu)上并形成有與先導(dǎo)機構(gòu)的通道口 A連通的第二通道21。主閥芯12滑動設(shè)在閥座11內(nèi)，主閥芯12在閥座11內(nèi)將閥座11的內(nèi)腔體分為H腔、I腔和J腔，且主閥芯上開有第二節(jié)流槽14。在一個實施例中，如圖1所示，其中H腔為主閥芯12的大頭端面與閥座11、閥體15形成的腔室，該腔室在圖1中位于右側(cè)。I腔為主閥芯12的凹進面與閥座11位于中部的凹進部分形成的腔室，隨著主閥芯12的移動，I腔連接J腔的第二節(jié)流槽14的通流面積會發(fā)生變化。
[0019]另外，主閥芯12上設(shè)有第一孔3和第二孔22。第二孔22的一端與H腔連通，第二孔22的另一端與主閥芯12的內(nèi)腔連通。第一孔3的一端與第二孔22連通，第一孔3的另一端與I腔連通。先導(dǎo)閥芯10的一端滑動設(shè)置在主閥芯12的內(nèi)腔，其另一端與先導(dǎo)機構(gòu)連接。且先導(dǎo)閥芯10上設(shè)有軸向的先導(dǎo)閥芯腔23以及與先導(dǎo)閥芯腔23連通的節(jié)流孔17、18。在一個優(yōu)選的實施例中，第一孔3為徑向小孔，第二孔22為與軸線方向成15°?20°的斜向通孔。此處所述的斜向通孔一端與主閥芯12的內(nèi)腔連通，且該主閥芯12的內(nèi)腔靠近大頭端面處還設(shè)置有擋塊13進行封堵。優(yōu)選地，第二孔22的直徑至少為第一孔3的直徑的2.5倍，最大可達(dá)5倍。
[0020]在一個實施例中，先導(dǎo)機構(gòu)包括插入體19和先導(dǎo)限位部分、先導(dǎo)驅(qū)動部分和堵頭
I。其中，插入體19通過插接的方式一端卡接或插接在閥體15延伸的一端與閥座11之間。換句話說，先導(dǎo)限位部分連接閥座11與插入體19并限制先導(dǎo)閥芯10的移動位移。先導(dǎo)驅(qū)動部分形成在插入體19內(nèi)并用于驅(qū)動先導(dǎo)閥芯10，插入體19上設(shè)有導(dǎo)流口 X和阻尼孔4，堵頭I與插入體19密封固定連接并在兩者之間形成有與導(dǎo)流口 X及阻尼孔4連通的導(dǎo)流通道。
[0021]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，插入體19與閥體15形成卡扣浮動連接，即插入體19插入端的外表面和閥體15內(nèi)表面通過卡扣16連接，插入體19插入端的內(nèi)表面與閥座11形成密封連接。這種結(jié)構(gòu)使得在大的安裝扭矩作用下或者插入體19加工的同軸度不高的情況下，閥體15的變形不會傳遞至主閥芯12與活塞2，從而避免了因主閥芯12和/或活塞2變形導(dǎo)致的卡閥，提高了平衡閥整體工作的可靠性。
[0022]在一個實施例中，先導(dǎo)限位部分包括固定部分和活動部分。固定部分設(shè)在插入體19與閥座11之間，并與先導(dǎo)閥芯1形成活動套接。
[0023]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，固定部分主要包括限位套8。限位套8為T型空心結(jié)構(gòu)，其T型大端的一面(即左側(cè)面)抵接插入體19的內(nèi)臺肩，其T型大端的另一面(即右側(cè)面)抵接閥座11的延伸端。
[0024]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，如圖1所示，堵頭1、插入體19、限位套8、閥座11以及閥體15從左向右依次連接形成了本發(fā)明的平衡閥的非活動部分，即相互沒有相對位移。
[0025]在一個實施例中，先導(dǎo)限位部分中的活動部分主要包括限位彈簧7和彈簧座6。彈簧座6與先導(dǎo)閥芯10穿過限位套8的一端固定連接。限位彈簧7的一端抵接在彈簧座6上，另一端抵接在限位套8的內(nèi)孔臺肩上。
[0026]在本發(fā)明的一個實施例中，先導(dǎo)閥芯1的外周面設(shè)有凹進部分，先導(dǎo)閥芯1連接在主閥芯12內(nèi)隨著先導(dǎo)閥芯1的移動形成通流面積能變化的第一節(jié)流槽9 ο該第一節(jié)流槽9可以是三角槽或者U型槽(圖1中示例為U型槽結(jié)構(gòu))。當(dāng)活塞2推動先導(dǎo)閥芯10運動時，在啟動階段流量是緩和增加的，無沖擊，且因為第一節(jié)流槽9長度較長，因此可控性高。
[0027]在一個實施例中，先導(dǎo)驅(qū)動部分主要包括設(shè)在插入體19與堵頭I形成的階梯孔24內(nèi)的活塞2和先導(dǎo)彈簧5。先導(dǎo)彈簧5—端抵在活塞2上，另一端抵在階梯孔24的臺肩上?；钊?的一端抵在堵頭I上，另一端可伸出階梯孔24作用在先導(dǎo)閥芯10上。流體從導(dǎo)流口 X經(jīng)導(dǎo)流通道進入作用活塞2上，克服先導(dǎo)彈簧5的阻力，活塞2的活塞桿穿過階梯孔24推動先導(dǎo)閥芯10移動。此處活塞2的大頭端面上還設(shè)有一個圓臺，有助于在先導(dǎo)閥芯10復(fù)位時，在先導(dǎo)彈簧5的作用下就能實現(xiàn)活塞2的快速歸位，從而提高先導(dǎo)驅(qū)動部分的靈敏度。
[0028]在本發(fā)明的一個實施例中，請參看圖1和圖2。由于B口負(fù)載壓力作用在先導(dǎo)閥芯10上，作用面積相等，方向相反，因而B 口負(fù)載壓力在先導(dǎo)閥芯10上產(chǎn)生的作用力是相互平衡的。A 口的壓力通過節(jié)流孔17、18引入到先導(dǎo)閥芯腔23，先導(dǎo)閥芯10左右兩端作用面積相等，因此A 口壓力作用在先導(dǎo)閥芯上的力是相互平衡的。先導(dǎo)閥芯10只受限位彈簧7的作用力和活塞2的推動力。這樣先導(dǎo)閥芯10的運動距離完全由X 口的壓力與先導(dǎo)彈簧5、限位彈簧7形成的位移相關(guān)，與負(fù)載壓力無關(guān)。另外，主閥芯12的開啟是由先導(dǎo)閥芯10的開啟距離決定(根據(jù)隨動原理):當(dāng)先導(dǎo)閥芯在控制口X的壓力作用下產(chǎn)生一定位移，B口壓力油經(jīng)第一孔3流入平衡閥的主閥芯12的控制腔即H腔，作用在右端大端面上，并由先導(dǎo)閥芯10的節(jié)流槽流入A口。當(dāng)先導(dǎo)閥芯10的位移足夠大，造成B口壓力(作用在主閥芯12和閥座11形成的環(huán)形面積)和主閥芯12右端大面上的壓力差值足夠大時，主閥芯12因為力差向右運動。主閥芯12向右運動的時候，先導(dǎo)閥芯10和主閥芯12形成的節(jié)流面積縮小，作用在主閥芯12上的力達(dá)到新的平衡。在這種原理下，主閥芯12的位移和負(fù)載無關(guān)，只與控制壓力有關(guān)，不會因負(fù)載的波動造成閥芯開口的波動從而引起主機的抖動。
[0029]如圖3示出了本發(fā)明的一種液壓回路圖。該液壓回路主要包括液壓缸、壓力油源、換向閥和平衡閥，該平衡閥采用如以上所述結(jié)構(gòu)的平衡閥。其中的壓力油源出口連接換向閥，換向閥A口連接平衡閥的A口，平衡閥的B 口連接液壓缸的無桿腔，換向閥的B口連接有桿腔和平衡閥的先導(dǎo)口 X。
[0030]在上升階段時，換向閥的壓力油到達(dá)平衡閥的A口，A口的壓力油推動主閥芯12開啟，先導(dǎo)閥芯10此時處于關(guān)閉狀態(tài)，油經(jīng)第二通道21流向第一通道20，經(jīng)B口流向液壓缸的無桿腔。
[0031]在下降階段時，先導(dǎo)X口的壓力油推動活塞2右移，使先導(dǎo)閥芯10產(chǎn)生向右的位移，液壓缸由靜止緩慢下降;X 口壓力持續(xù)增加，先導(dǎo)閥芯1的開口繼續(xù)增大，液壓缸下降速度增加;X 口壓力繼續(xù)增加，當(dāng)先導(dǎo)閥芯10的位移增加到一定階段，此時主閥芯12開啟，主閥芯12上開有第二節(jié)流槽14，速度平緩增加，由X口壓力可控制主閥芯12的開口，從而控制液壓缸下降的速度快慢。
[0032]在停止過程中，X口壓力降低，先導(dǎo)閥芯10與主閥芯12之間形成的節(jié)流面積減小，主閥芯12右端壓力增加，主閥芯12左移；當(dāng)X口壓力降為O，限位彈簧7復(fù)位將先導(dǎo)閥芯10拉到左端與主閥芯12貼合，主閥芯12在B 口壓力的作用下，也向左運動從而實現(xiàn)關(guān)閉。
[0033]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。另外可以理解的是，只要不存在結(jié)構(gòu)上的沖突，各實施例中的特征均可相互結(jié)合起來，所形成的組合式特征仍屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
【主權(quán)項】
1.一種螺紋插裝式平衡閥，其特征在于，該平衡閥包括:閥體、閥座、主閥芯、先導(dǎo)閥芯和先導(dǎo)機構(gòu)，所述閥座與所述閥體連接并在兩者上形成有連通的第一通道，所述閥座延伸的一端抵接在先導(dǎo)機構(gòu)上并形成有第二通道，所述主閥芯上設(shè)有節(jié)流槽、第一孔和第二孔，所述主閥芯滑動設(shè)置在閥座內(nèi)將閥座腔體分為H腔、I腔和J腔，所述第二孔的一端與H腔連通，另一端與主閥芯的內(nèi)腔連通，所述第一孔的一端與第二孔連通;所述先導(dǎo)閥芯的一端滑動設(shè)置在主閥芯的內(nèi)腔，其另一端與先導(dǎo)機構(gòu)連接;所述先導(dǎo)閥芯上設(shè)有節(jié)流槽、軸向的先導(dǎo)閥芯腔以及與先導(dǎo)閥芯腔連通的節(jié)流孔;所述閥體和先導(dǎo)機構(gòu)之間通過卡扣浮動連接；所述先導(dǎo)機構(gòu)的外圓直徑從與閥體連接處向遠(yuǎn)離的一端呈逐級減小的階梯狀。2.如權(quán)利要求1所述的螺紋插裝式平衡閥，其特征在于，所述先導(dǎo)機構(gòu)包括插入體和先導(dǎo)限位部分、先導(dǎo)驅(qū)動部分和堵頭，所述插入體插接在所述閥體延伸的一端與所述閥座之間，所述先導(dǎo)限位部分連接所述閥座與所述插入體并限制所述先導(dǎo)閥芯的位移，所述先導(dǎo)驅(qū)動部分形成在插入體內(nèi)并用于驅(qū)動所述先導(dǎo)閥芯，所述堵頭與插入體連接并在兩者之間形成有先導(dǎo)通道。3.如權(quán)利要求2所述的螺紋插裝式平衡閥，其特征在于，所述先導(dǎo)限位部分包括固定部分和活動部分，所述固定部分設(shè)在插入體與閥座之間并與先導(dǎo)閥芯形成活動套接。4.如權(quán)利要求3所述的螺紋插裝式平衡閥，其特征在于，所述固定部分包括限位套，所述限位套為T型結(jié)構(gòu)，其T型大端的一面抵接插入體的內(nèi)臺肩，其T型大端的另一面抵接閥座的延伸端。5.如權(quán)利要求4所述的螺紋插裝式平衡閥，其特征在于，所述活動部分包括限位彈簧和彈簧座，所述彈簧座與所述先導(dǎo)閥芯穿過限位套的一端固定連接，所述限位彈簧的一端抵接在彈簧座上，另一端抵接在限位套的內(nèi)孔臺肩上。6.如權(quán)利要求2至5中任一項所述的螺紋插裝式平衡閥，其特征在于，所述先導(dǎo)驅(qū)動部分包括設(shè)在插入體與堵頭形成的階梯孔內(nèi)的活塞和先導(dǎo)彈簧，所述先導(dǎo)彈簧一端抵在活塞上，另一端抵在階梯孔的臺肩上;所述活塞一端抵在堵頭上，另一端可伸出階梯孔作用在先導(dǎo)閥芯上。7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的螺紋插裝式平衡閥，其特征在于，第一孔為徑向孔，第二孔22為與軸線方向成15°?20°的斜向通孔且其一端與主閥芯的內(nèi)腔連通，第二孔的直徑為第一孔的直徑的2.5?4倍。
【文檔編號】F15B13/02GK105952703SQ201610536480
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】陳艷艷
【申請人】寧波文澤機電技術(shù)開發(fā)有限公司