CN102454650B - 液压差动式先导开启机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压差动式先导开启机构，为解决现有液压先导开启机构中导阀芯与导阀套间冲击大，易损坏寿命短及振动、噪声大的缺点，本发明先导开启机构在导阀腔内设置差动式导阀，在导阀内侧是与进油口连通的第一容腔，外侧是由节流孔连通第一容腔的第二容腔，导阀芯滑设于导阀座内，其密封锥位于第一容腔内并与一缓冲弹簧连接，第二容腔侧设调压弹簧与导阀座连接，导阀座与导阀芯间的导阀间隙、径向通孔及出油口构成导阀开启的泄漏油道。本发明通过差动式的导阀、倒装的导阀芯、缓冲弹簧、轴向可移动的导阀座与导阀芯以及导阀间隙的阻尼作用降低导阀关闭时冲击力，并使导阀芯始终处于稳定状态，实现该机构冲击小、寿命长、稳定且噪声低的优点。

Description

液压差动式先导开启机构

技术领域

本发明涉及液压***的液压元件，特别是液压***中的先导开启机构。

技术背景

在现有的溢流阀、减压阀等液压控制阀中，常用一种液压先导开启机构来控制控制阀主阀芯复位弹簧腔内的液压，通过降低主阀芯复位弹簧腔内的液压来开启主阀芯。但在现有的液压先导开启装置中，如图1所示，导阀套5是固定不动，导阀芯4通过其顶部的柱状定位针定位于导阀套的阀孔中并与阀孔为间歇配合，这种结构是利用调压弹簧7来平衡导阀芯所受液压油的作用力，因此要求调压弹簧7的刚度非常高。控制阀随着液压***中的压力波动而频繁开启与关闭，导阀芯与导阀座也就频繁地开启与关闭。由于现有的先导开启机构中导阀座时固定不动的，这就导致导阀在开启与关闭时导阀芯4与导阀座5的阀孔尖边之间产生很大的冲击，使得导阀在一定的工作时间内因冲击力造成损坏，降低控制阀使用寿命；并且导阀在开启时，导阀芯在导阀座的阀孔中处于浮动状态，导阀芯4会常常偏离中心，使导阀芯与阀孔相互碰撞，产生振动而产生噪声，甚至产生啸叫现象，增加机器的噪声辐射，难以满足工程机械液压***的要求。因此，这就需要设计出导阀阀芯与先导阀阀套之间冲击小，稳定性好，噪音小，使用寿命长的先导开启机构。

发明内容

本发明的目在于针对现有液压先导开启机构的导阀受冲击大而易损坏、寿命短，以及导阀在开启时导阀芯处于浮动状态易产生振动与啸叫的缺点，而提供一种稳定性好，噪音小，使用寿命长的液压差动式先导开启机构。

本发明的技术方案是这样实现的：构造一种液压差动式先导开启机构，其包括一阀体、与阀体螺接的阀帽，阀体与阀帽内形成导阀腔，导阀腔内滑设置一导阀，导阀的内侧为第一容腔，阀体上设有与第一容腔连通的进油口，导阀外侧设有第二容腔，导阀内设有连通第一容腔与第二容腔的节流孔，导阀包括导阀芯与导阀座，导阀座与导阀腔内壁滑配合，导阀座上设有一轴向贯通导阀座的导阀孔，导阀芯包括头部的导向部、尾部的密封锥、连接导向部和密封锥的连接部，密封锥位于第一容腔内，可与导阀孔的尖边形成密封接触，导向部与所述导阀孔滑配合，连接部与导阀孔之间具有导阀间隙，导阀座上设有连通导阀间隙的径向通孔，阀体上设有连通径向通孔的出油口；第一容腔内设有缓冲弹簧，缓冲弹簧的一端与导阀芯连接，另一端与所述阀体连接，在第二容腔内设使导阀芯向第二容腔方向的移动行程小于导阀座向第二容腔方向的滑动行程的限位装置，在导阀的外侧设有调压弹簧，调压弹簧的一端与导阀座接触连接，另一端与阀帽连接；第一容腔内液体作用于导阀上的轴向面积大于第二腔内液体作用于导阀上的轴向面积。

本发明液压差动式先导开启机构工作原理如下：第一容腔通过进油口与各类控制阀主阀芯的复位弹簧腔相连通，由于导阀位于第一容腔内的轴向受力面积大于导阀位于第二容腔内的轴向受力面积，当第一容腔内的压力达到开启机构的调定压力时，第一容腔内的液压油以及缓冲弹簧对导阀的作用力大于第二容腔内液压油和调压弹簧对导阀的作用力，使导阀向第二容腔移动(第二容腔的液压油也通过节流孔流向第一容腔)，当导阀芯与限位装置接触时，导阀芯停止移动，导阀座继续向第二容腔的方向移动，此时导阀芯的密封锥与导阀座的阀孔尖边脱离接触，使第一容腔与导阀间隙连通，第一容腔内的液压油通过导阀间隙、径向通孔、出油口流出第一容腔，使第一容腔内的压力迅速降低，从而降低与第一容腔相连通的控制阀主阀芯复位弹簧腔内的压力，使得主阀芯得以开启并动作。随着第一容腔内的压力迅速降低，第二容腔的液压油也通过节流孔流向第一容腔，第二容腔内的压力也随之降低，但由于节流孔的阻尼作用，第二容腔的压力降低速度低于第一容腔内的压力降低速度，当第一容腔内的压力降低到开启机构关闭的调定压力时，第一容腔内的液压油和缓冲弹簧对导阀的轴向作用力小于第二容腔内液压油和调压弹簧对导阀的轴向作用力，导阀座在调压弹簧的作用下向第一容腔方向移动，使导阀座的阀孔尖边与导阀芯的密封锥锥面接触，断开从第一容腔与导阀间隙的油路，使第一容腔的压力提升，从而也提高与第一容腔相连通的控制阀主阀芯复位弹簧腔的压力，使得主阀芯得以动作关闭。本发明通过差动式的导阀、倒装的导阀芯即导阀芯安装在导阀进油的一侧、缓冲弹簧、轴向可移动的导阀座与导阀芯以及导阀间隙的阻尼作用降低导阀关闭时冲击力，并使导阀芯始终处于一稳定状态，以实现该机构冲击小、寿命长、噪声低的优点。

在本发明所述的液压差动式先导开启机构中，作为更进一步的技术改进，限位装置为限位柱，其一端与阀帽固定连接，另一端是用于与导阀芯接触连接的限位端。

在本发明所述的液压差动式先导开启机构中，作为更进一步的技术改进，节流孔设置在所述导阀芯上，所述限位柱的限位端的端面上设端面流入、侧面流出的通油通道，所述通油通道在导阀芯与限位端端面接触连接时与所述节流孔连通。此举是为了使当导阀芯与限位端的端面接触时，节流孔通过通油通道与第二容腔连通,不会因为限位端的端面与导阀芯的接触而阻断其连通。通油油道可采取多种形式，例如在限位端的端面上设置有沉孔，限位端的的侧面设置有贯穿沉孔侧壁的贯穿孔，沉孔在导阀芯与限位端的端面接触连接时与所述导节流孔连通；或者在限位端的端面上设置贯穿整个限位端的端面的油槽，在导阀芯与限位端的端面接触连接时油槽与节流孔连通。

在本发明所述的液压差动式先导开启机构中，作为更进一步的技术改进，阀帽的内侧设有与限位柱套接的内孔，所述限位柱插套于所述内孔内。此举是在使用过程中防止调压阀芯发生偏斜，阀帽与限位柱可紧密配合套接或通过螺纹螺接，限位柱也可以是与阀帽一体结构。调压弹簧与阀帽之间可设有调压垫片。调压垫片用于微调调压弹簧对导阀座的弹力，精确调定导阀开启的压力。另外还可通过在阀帽内设有固定帽，固定帽的中心设限位柱固定孔，与限位柱固定套接，固定帽的外侧面与阀帽的内侧面配合连接。调压弹簧的一端与固定帽接触，调压弹簧将固定帽顶在阀帽内侧的底部。固定帽与定位柱可以是螺纹连接、紧配合固定连接、焊接或为一体结构。调压弹簧与固定帽之间也可设有调压垫片。

在本发明所述的液压差动式先导开启机构中，作为更进一步的技术改进，导阀座与导阀腔内壁配合的外侧面上设置有第一密封槽，第一密封槽内嵌有第一密封圈。

在本发明所述的液压差动式先导开启机构中，作为更进一步的技术改进，导阀座靠近第二容腔的部分的外侧设置有密封套筒，所述密封套筒的内侧壁与导阀座滑配合，密封套筒的两端分别与阀体与阀帽接触连接。通过设置密封套筒，可以容易满足密封套筒与导阀座的同轴度要求，使导阀座在其中能够顺畅地轴向移动，降低制造要求。

在本发明所述的液压差动式先导开启机构中，作为更进一步的技术改进，导阀座可与限位柱滑配合连接，导阀腔的外侧端面设有一凹腔，凹腔的侧壁与限位柱的侧面滑配合，导阀座与限位柱构成所述第二容腔。限位柱与导阀座相配合的侧面上设置有第二密封槽，所述第二密封槽内嵌有第二密封圈。设置密封圈用于提升它们之间配合的密封性。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明的液压差动式先导开启机构中，导阀芯与导阀座均可在轴向滑动，开启机构关闭时，导阀座向导阀芯移动，导阀芯受缓冲弹簧的作用，可缓冲导阀座与导阀芯接触时的冲击；另外本发明可通过设计使导阀受第二容腔内液压油轴向作用的受力面积略小于先导阀受第一容腔内液压油轴向作用的受力面积，从而可选择刚度较小的调压弹簧，降低先导阀开启关闭时导阀座与导阀芯的冲击；再者，在导阀座向导阀芯移动关闭时，导阀间隙能够起到阻尼作用，进一步降低导阀座与导阀芯之间的冲击。本发明通过可轴向移动的导阀座、导阀芯、缓冲弹簧的缓冲、导阀间隙的阻尼作用等降低导阀座与导阀芯关闭时的冲击力，从而延长导阀的使用寿命。

2、本发明中，导阀芯通过其导向部与阀孔滑配合，使其仅可以在沿先导阀孔轴向滑动，不会产生径向的偏移，另外在导阀开启时，导阀芯的一端受缓冲弹簧的挤压，另一端与限位装置接触，使其处于一种稳定状态，所以不会产生振动甚至啸叫，不会增加机器的噪声辐射。

附图说明

图1是现有先导开启机构的示意图；

图2是本发明第一实施例中液压差动式先导开启机构的结构示意简图；

图3是本发明第一实施例中导阀的结构示意图；

图4是本发明第一实施例中液压差动式先导开启机构开启时的状态示意图；

图5是本发明第二实施例中液压差动式先导开启机构的示意简图；

图6是本发明第三实施例中液压差动式先导开启机构的示意简图。

图中零部件名称及序号：

阀体1、缓冲弹簧2、第一容腔3、导阀芯4、导阀座5、第二容腔6、调压弹簧7、限位柱8、阀帽9、调压垫片10、出油口11、进油口12、节流孔13、密封锥14、连接部15、导阀间隙16、径向通孔17、导向部18、贯穿孔19、限位端端面20、沉孔21、第一密封槽22、第一密封圈23、固定帽24、固定帽内孔25、第二密封槽26、第二密封圈27、内孔28，密封套筒29。

具体实施方式

以下结合附图及实施例描述本发明差动式溢流阀。

实施例1：

如图2所示，该液压差动式先导开启机构包括阀体1、与阀体螺接的阀帽9，阀体与阀帽内形成导阀腔，导阀腔内滑设置一导阀，导阀的内侧为第一容腔3，阀体1上设有与第一容腔3连通的进油口12，导阀外侧设有第二容腔6，导阀芯4内设有连通第一容腔3与第二容腔6的节流孔13，如图3所示，导阀包括导阀芯4与导阀座5，导阀座5与导阀腔内壁滑配合，导阀座5上设有一轴向贯通导阀座的导阀孔，导阀芯4包括头部的导向部18、尾部的密封锥14、连接导向部和密封锥的连接部15，密封锥14位于第一容腔3内，导向部18与导阀孔滑配合，连接部15与导阀孔之间具有导阀间隙16，导阀座5上设有连通导阀间隙的径向通孔17，阀体1上设有连通径向通孔17的出油口11；第一容腔3内设有缓冲弹簧2，缓冲弹簧2的一端与导阀芯4连接，另一端与阀体1连接，在第二容腔6内设使导阀芯4向第二容腔6的移动行程小于导阀座5向第二容腔6滑动行程的限位柱8，在导阀的外侧设有调压弹簧7，调压弹簧7的一端与导阀座5接触连接，另一端与阀帽9连接。限位柱8的一端通过螺纹或紧密配合插套在阀帽9的内孔28中，与阀帽9固定连接，限位柱8的另一端设限位端端面20，限位端端面20的端面上设置有沉孔21，限位端端面20的侧面设置有贯穿连通沉孔21侧壁的贯穿孔19，沉孔21在导阀芯4与限位端端面20接触连接时与节流孔13连通。导阀座5位于阀腔内侧的一段的直径大于导阀座5位于阀腔外侧的一段的直径，大直径段与阀体的内壁滑配合，小直径段与阀帽的内壁滑配合，在大、小直径段与阀体、阀帽内壁配合的外侧面上各设有第一密封槽22，密封槽内嵌有第一密封圈23。

本发明液压差动式先导开启机构工作原理如下：第一容腔3通过进油口12与各类控制阀主阀芯的复位弹簧腔相连通，由于导阀位于第一容腔3内的轴向受力面积大于导阀位于第二容腔6内的轴向受力面积，当第一容腔3内的压力达到开启机构的调定压力时，第一容腔3内的液压油以及缓冲弹簧2对导阀的作用力大于第二容腔6内液压油和调压弹簧7对导阀的作用力，使导阀向第二容腔6的方向移动(第二容腔6的液压油也通过节流孔13流向第一容腔)，当导阀芯4与限位柱8接触时，导阀芯4停止移动，导阀座5继续向第二容腔6的方向移动，此时导阀芯4的密封锥14与导阀座5的阀孔尖边脱离接触，如图4所示，使第一容腔3与导阀间隙16连通，第一容腔3内的液压油通过导阀间隙16、径向通孔17、出油口11流出第一容腔3，使第一容腔3内的压力迅速降低，从而降低与第一容腔3相连通的控制阀主阀芯复位弹簧腔内的压力，使得主阀芯得以开启并动作。随着第一容腔3内的压力迅速降低，第二容腔6的液压油也通过节流孔13流向第一容腔3，第二容腔6内的压力也随之降低，但由于节流孔的阻尼作用，第二容腔6的压力降低速度低于第一容腔3内的压力降低速度，当第一容腔内的压力降低到开启机构关闭的调定压力时，第一容腔3内的液压油和缓冲弹簧2对导阀的轴向作用力小于第二容腔6内液压油和调压弹簧7对导阀的轴向作用力，导阀座5在调压弹簧的作用下向第一容腔3方向移动，使导阀座5的阀孔尖边与导阀芯4的密封锥14锥面接触，断开从第一容腔与导阀间隙的油路，使第一容腔的压力提升，从而也提高与第一容腔相连通的控制阀主阀芯复位弹簧腔的压力，使得主阀芯得以动作关闭。

实施例2：

如图5所示，与第一实施例相比，其不同点在于：导阀座5的外侧具有一个圆柱形的凹腔，凹腔的侧壁与限位柱8的侧壁滑配合，导阀座5与限位柱8构成第二容腔6，限位柱8与导阀座5相配合的侧面上设置有第二密封槽26，第二密封槽内嵌有第二密封圈27。阀帽9内设有固定帽24，固定帽的中心设有限位柱固定孔25，限位柱插套在固定孔25中，与固定帽通过紧密配合或螺纹形成固定连接，固定帽24的外侧面与阀帽9的内侧面配合连接，调压弹簧7与固定帽接触连接，并在两者之间设置调压垫片10，调压弹簧7将固定帽推向阀帽内孔底部对固定帽进行固定。本实施例中的液压差动式先导开启机构与第一实施例中的开启机构开启原理及动作相通。

实施例3：

如图6所示，与第一实施例相比，其不同点在于，导阀座5的小直径段外侧设置有密封套筒29，密封套筒29的内侧壁与导阀座5的小直径段外侧壁滑配合，密封套筒29的两端分别与阀体1和阀帽9接触，受阀帽9的挤压而进行轴向定位。本实施例通过设置密封套筒29，在加工制造过程中，密封套筒29与导阀座5的同轴度要求容易得到满足，可以降低加工制造的难度。

Claims (10)

1.一种液压差动式先导开启机构，包括一阀体(1)、与阀体螺接的阀帽(9)，所述阀体与阀帽内形成导阀腔，导阀腔内滑设置一导阀，其特征在于，所述导阀的内侧为第一容腔(3)，阀体(1)上设有与第一容腔(3)连通的进油口(12)，导阀外侧设有第二容腔(6)，导阀内设有连通第一容腔(3)与第二容腔(6)的节流孔(13)，所述导阀包括导阀芯(4)与导阀座(5)，所述导阀座(5)与导阀腔内壁滑配合，导阀座(5)上设有一轴向贯通导阀座的导阀孔，所述导阀芯(4)包括头部的导向部(18)、尾部的密封锥(14)、连接导向部和密封锥的连接部(15)，所述密封锥(14)位于第一容腔(3)内，可与导阀孔的尖边形成密封接触，所述导向部(18)与所述导阀孔滑配合，所述连接部(15)与导阀孔之间具有导阀间隙(16)，导阀座(5)上设有连通导阀间隙的径向通孔(17)，阀体(1)上设有连通径向通孔(17)的出油口(11)；所述第一容腔(3)内设有缓冲弹簧(2)，所述缓冲弹簧的一端与所述导阀芯(4)连接，另一端与所述阀体(1)连接，在第二容腔(6)内设使导阀芯(4)向第二容腔(6)方向的移动行程小于导阀座(5)向第二容腔(6)方向的滑动行程的限位装置，在导阀的外侧设有调压弹簧(7)，所述调压弹簧的一端与导阀座(5)接触连接，另一端与阀帽(9)连接；所述第一容腔(3)内液体作用于导阀上的轴向面积大于第二容腔内(6)液体作用于导阀上的轴向面积。

2.根据权利要求1所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述限位装置为限位柱(8)，其一端与阀帽(9)固定连接，另一端是用于与导阀芯(4)接触连接的限位端。

3.根据权利要求2所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述节流孔(13)设置在所述导阀芯(4)上，所述限位柱(8)的限位端的端面（20）上设置有从端面流入、侧面流出的通油通道，所述通油通道在导阀芯(4)与限位端的端面(20)接触连接时与所述节流孔(13)连通。

4.根据权利要求2所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述阀帽(9)的内侧设有与限位柱(8)套接的内孔(28)，所述限位柱插套于所述内孔(28)内。

5.根据权利要求2所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述阀帽(9)内设有固定帽(24)，所述固定帽的中心设有限位柱固定孔(25)，限位柱插套在固定孔(25)中，所述固定帽(24)的外侧面与所述阀帽(9)的内侧面配合连接。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述导阀座(5)与限位柱(8)的一端滑配合连接，导阀座(5)与限位柱(8)构成所述第二容腔。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述导阀座(5)与导阀腔内壁配合的外侧面上设置有第一密封槽(22)，所述第一密封槽内嵌有第一密封圈(23)。

8.根据权利要求6所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述限位柱(8)与导阀座(5)相配合的侧面上设置有第二密封槽(26)，所述第二密封槽内嵌有第二密封圈(27)。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述调压弹簧(7)与所述阀帽(9)之间设有调压垫片(10)。

10.根据权利要求2至5中任一项所述的液压差动式先导开启机构，其特征在于，所述导阀座靠近第二容腔(6)的节段的外侧设置有密封套筒(29)，所述密封套筒(29)的内侧壁与导阀座(5)滑配合，密封套筒(29)的两端分别与阀体(1)与阀帽(9)接触连接。