CN103867511A - 流量控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量控制阀，包括阀体，阀体内设有等差溢流阀空腔和节流阀空腔；等差溢流阀空腔内设有等差溢流阀的阀套，阀套内设有等差溢流阀的阀芯Ⅰ，通过在阀芯Ⅰ两侧设的阻尼孔Ⅰ和阻尼孔Ⅱ使压力通道构成了两级阻尼；阀套内腔左端设有调节螺杆；阀套的环形槽Ⅲ上设阻尼孔Ⅳ；在等差溢流阀空腔和节流阀空腔之间设容腔V2和孔Ⅲ；容腔V2内设阻尼孔Ⅲ；阻尼孔Ⅳ和阻尼孔Ⅲ在压力反馈通道构成了两级阻尼；节流阀空腔内设阀芯Ⅱ；阀芯Ⅱ的右端设锥形孔，锥形孔与比例电磁铁的推杆构成节流阀的阀口；阀芯Ⅱ内设与阀口相连的通道，该通道一端与输出油口连接，另外一端与阻尼孔Ⅲ连通；采用以上结构后，该流量控制阀具有良好的可靠性和稳定性。

Description

流量控制阀

技术领域

本发明涉及流体控制领域，尤其是一种流量控制阀。

背景技术

流量控制阀是一种采用高精度先导方式控制流量的多功能阀门，主要是通过在一定压力差下，改变节流口的大小来控制节流口的流量，从而调节执行元件（液压缸或液压马达）的运动速度。

而由于工业化发展迅速，在新近的工业要求中，需要流量控制阀具有更好的稳定性和可靠性；如在稳定性方面：在使用的过程中，要求流量控制阀的流量控制稳定，不允许有流量超调和波动现象，且要求负载压力变化对流量控制无影响等；而在可靠性方面：则需要具有在长时间不工作后，就能一次启动就稳定控制流量等特性。

但是现有技术中的流量控制阀结构一般都比较复杂，且零部件较多，在稳定性和可靠性上难以满足上述要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，且稳定性和可靠性好的流量控制阀。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种流量控制阀，包括阀体，所述阀体内设置有等差溢流阀空腔和节流阀空腔；所述阀体上分别设置有进油孔和回油孔贯穿阀体侧壁与等差溢流阀空腔相连通，所述阀体上还设置有输出油口贯穿阀体侧壁与节流阀空腔相连通；所述等差溢流阀空腔内设置有等差溢流阀阀套，所述等差溢流阀阀套的外侧壁上分别设置有环形槽Ⅰ、环形槽Ⅱ和环形槽Ⅲ；相对应于环形槽Ⅰ和环形槽Ⅱ分别设置有孔Ⅰ和孔Ⅱ贯穿等差溢流阀阀套的外侧壁后与等差溢流阀阀套的内腔相互连通；相对应于环形槽Ⅲ，设置有阻尼孔Ⅳ贯穿等差溢流阀阀套的外侧壁后与等差溢流阀阀套的内腔相互连通；所述等差溢流阀阀套内腔内设置有等差溢流阀阀芯，相对于孔Ⅰ和孔Ⅱ，在等差溢流阀阀芯的外侧壁分别设置有环形槽Ⅳ和环形槽Ⅴ；所述等差溢流阀阀芯内的空腔V1右侧设置有与等差溢流阀阀套内的空腔相互连通的阻尼孔Ⅰ；所述等差溢流阀阀芯内的空腔V1左侧设置有与环形槽Ⅳ相互连通的阻尼孔Ⅱ；所述等差溢流阀阀套内腔的左端设置有调节螺杆，所述调节螺杆与等差溢流阀阀芯的左端面之间设置有弹簧Ⅰ，所述弹簧Ⅰ的一端抵住调节螺杆，所述弹簧Ⅰ的另外一端抵住等差溢流阀阀芯的左端面；相对于环形槽Ⅲ和环形槽Ⅰ，在等差溢流阀空腔和节流阀空腔之间的阀体侧壁上分别设置有容腔V2和孔Ⅲ；所述容腔V2内设置有阻尼孔Ⅲ；所述节流阀空腔内设置有节流阀阀芯，相对于容腔V2和孔Ⅲ，在节流阀阀芯的外侧壁上分别设置有环形槽Ⅵ和环形槽Ⅶ；所述节流阀阀芯的右端设置有锥形孔；所述节流阀空腔的右侧设置有比例电磁铁，所述比例电磁铁上的推杆与所述节流阀阀芯右侧的锥形孔相配合构成节流阀阀口；所述节流阀阀芯内设置有贯穿环形槽Ⅵ的两个端面的孔Ⅳ，所述孔Ⅳ与锥形孔的一端之间设置有至少一个孔Ⅴ，所述锥形孔的另外一端设置有孔Ⅵ，所述孔Ⅵ通过环形槽Ⅶ与孔Ⅲ相互连通；所述环形槽Ⅵ分别与输出油口和阻尼孔Ⅲ相互连通；所述容腔V2的另外一端与环形槽Ⅲ相连通，所述环形槽Ⅲ与弹簧Ⅰ所在的空腔之间通过阻尼孔Ⅳ相互连通。

作为对本发明所述的一种流量控制阀的改进：所述推杆上分别套装有卡簧，弹簧座和弹簧；所述弹簧的一端抵住弹簧座，另外一端抵住比例电磁铁；在弹簧的预压力作用下，所述卡簧限制弹簧座不能在推杆上向左滑动。

作为对本发明所述的一种流量控制阀的进一步改进：所述等差溢流阀空腔的左侧设置端盖Ⅱ，所述调节螺杆的左端贯穿端盖Ⅱ，所述端盖Ⅱ和调节螺杆之间通过螺纹Ⅱ相互连接；所述节流阀空腔的左侧设置有端盖Ⅰ，所述节流阀阀芯贯穿端盖Ⅰ，所述端盖Ⅰ和节流阀阀芯之间通过螺纹Ⅰ相互连接。

作为对本发明所述的一种流量控制阀的进一步改进：等差溢流阀空腔和等差溢流阀阀套之间设置有环形密封圈Ⅰ；所述节流阀空腔和节流阀阀芯之间设置有环形密封圈Ⅱ。

作为对本发明所述的一种流量控制阀的进一步改进：所述阻尼孔Ⅰ和阻尼孔Ⅲ均为设置在螺栓内的阻尼孔，由内置阻尼孔的螺栓分别与空腔V1和容腔V2进行螺纹连接。

作为对本发明所述的一种流量控制阀的进一步改进：所述的孔Ⅰ可以为圆孔、矩形孔或异形孔。

作为对本发明所述的一种流量控制阀的进一步改进：所述孔Ⅴ的总过流面积不小于节流阀阀口的最大过流面积。

本发明的流量控制阀是一种压力补偿型的流量控制阀，它由等差溢流阀和节流阀组成。而由于采用等差溢流阀与节流阀并联的结构，使节流阀入口压力和某一负载压力的差值能够保持恒定，使得本发明的流量输出仅与压差和节流阀口开度有关。而在等差溢流阀阀芯两端的压力通道和压力反馈通道均采用双级阻尼，使之形成过阻尼，使得本发明的流量控制阀流量控制稳定，不会出现流量超调和波动现象。而采用锥口式喷嘴挡板阀的结构构成的节流阀，使得本发明的工作可靠，具有在长时间不工作后，就能一次启动就稳定控制流量特性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的主要结构示意图；

图2是图1中的A点的放大结构示意图。

具体实施方式

实施例1、图1和图2给出了一种流量控制阀，包括阀体15，阀体15内设置有等差溢流阀空腔和节流阀空腔；阀体15的下端外侧壁上分别设置有进油孔28和回油孔24，进油孔28和回油孔24分别贯穿阀体15侧壁后与等差溢流阀空腔相连通；阀体15的上端外侧壁上设置有输出油口3，输出油口3贯穿阀体15侧壁后与节流阀空腔相连通。

等差溢流阀空腔为左端开口的空腔，等差溢流阀空腔的左端通过固定螺丝Ⅱ固定有端盖Ⅱ36；在等差溢流阀空腔内设置有等差溢流阀的等差溢流阀阀套19，在等差溢流阀阀套19的外侧壁上，从左到右分别设置有环形槽Ⅲ32、环形槽Ⅰ26和环形槽Ⅱ22；相对应于环形槽Ⅰ26和环形槽Ⅱ22，在等差溢流阀阀套19的外侧壁上分别设置有孔Ⅰ29和孔Ⅱ21，孔Ⅰ29和孔Ⅱ21贯穿等差溢流阀阀套19的外侧壁后，分别将环形槽Ⅰ26和环形槽Ⅱ22与等差溢流阀阀套19内的空间（等差溢流阀阀套19的内腔）相互连通。

等差溢流阀阀套19内的空间（等差溢流阀阀套19的内腔）内的右侧设置有等差溢流阀阀芯18，相对于孔Ⅰ29和孔Ⅱ21，在等差溢流阀阀芯18的外侧壁分别设置有环形槽Ⅳ30和环形槽Ⅴ20；等差溢流阀阀芯18内设置有右端开口的空腔V1，空腔V1的右端通过螺纹链接设置有带阻尼孔Ⅰ17的阻尼螺栓Ⅰ，通过阻尼孔Ⅰ17贯通空腔V1和等差溢流阀阀套19的内腔；空腔V1的左端设置有阻尼孔Ⅱ25，阻尼孔Ⅱ25贯穿等差溢流阀阀芯18的外侧壁后与环形槽Ⅳ30相连通。

等差溢流阀阀套19内的空间（等差溢流阀阀套19的内腔）内的左侧设置有调节螺杆34，调节螺杆34的调节杆贯穿端盖Ⅱ36，并通过螺纹Ⅱ35与端盖Ⅱ36相互连接，调节螺杆34和等差溢流阀阀芯18的左端面之间设置有弹簧Ⅰ31，弹簧Ⅰ31的一端抵住调节螺杆34的右端面，弹簧Ⅰ31的另外一端抵住等差溢流阀阀芯18的左端面；通过调节螺杆34经螺纹Ⅱ35与端盖Ⅱ36配合（旋转调节螺杆34），就可以调整弹簧31的预压量，从而设定等差溢流阀的溢流压力。

相对于环形槽Ⅲ32和环形槽Ⅰ26，在阀体15内，等差溢流阀空腔相互连通；容腔V2的上端通过螺纹链接设置有带阻尼孔Ⅲ37的阻尼螺栓Ⅱ，通过阻尼孔Ⅲ37，使得容腔V2和节流阀空腔相互连通；通过等差溢流阀阀套19的左侧内壁、等差溢流阀阀芯18的左端面以及调节螺杆34的右端面构成弹簧腔，弹簧腔通过等差溢流阀阀套19上的阻尼孔Ⅳ33连通环形槽Ⅲ32。

节流阀空腔为左、右两端均开口的空腔，在节流阀空腔的左端设置有端盖Ⅰ1，节流阀空腔内设置有节流阀阀芯2，节流阀阀芯2的左端贯穿端盖Ⅰ1，与端盖Ⅰ1之间通过螺纹Ⅰ38进行连接；相对应于阻尼孔Ⅲ37，在节流阀阀芯2的外侧面设置有环形槽Ⅵ4，环形槽Ⅵ4上设置有孔Ⅳ39贯穿节流阀阀芯2，连通环形槽Ⅵ4的两端面；相对应于孔Ⅲ16，在节流阀阀芯2的外侧面还设置有环形槽Ⅶ14，相对应于环形槽Ⅶ14，在节流阀阀芯2内设置有孔Ⅵ13，孔Ⅵ13的一端贯穿节流阀阀芯2的外侧面与环形槽Ⅶ14相连通，而孔Ⅵ13的另外一端贯穿节流阀阀芯2的右端面，并形成圆锥形开口。

在节流阀空腔的右端设置有比例电磁铁12，比例电磁铁12的推杆10与节流阀阀芯2右端面的圆锥形开口相配合形成节流阀阀口6；推杆10上分别套有卡簧7，弹簧座8和弹簧9，弹簧9的一端抵住弹簧座8，弹簧9的另外一端抵住比例电磁铁12；在弹簧9的预压力作用下，卡簧7限制弹簧座8不能在推杆10上向左滑动。推杆10与节流阀阀芯2右端面的圆锥形开口相配合构成节流阀阀口6，通过比例电磁铁12推动推杆10向右侧运动，增大比例电磁铁12的输入电流可以增大比例电磁铁12的力输出，压缩节流阀弹簧9使推杆10可以逐渐的右移，增大节流阀阀口6的开度，从而控制通过节流阀阀口6的流量大小。

节流阀阀芯2内的孔Ⅳ39和节流阀阀口6之间设置有至少一个孔Ⅴ5，而若干个孔Ⅴ5的总过流面积不小于节流阀阀口6的最大过流面积（确保节流阀的过流流量仅与节流阀阀口6的开度有关）；环形槽Ⅵ4还与输出油口3相连通。

以上所述的等差溢流阀空腔和等差溢流阀阀套19之间设置有环形密封圈Ⅰ；节流阀空腔和节流阀阀芯2之间设置有环形密封圈Ⅱ。

具体使用的时候，步骤如下：

1、油箱内的液压油通过高压油由泵27加压后，经进油口28进入环形槽Ⅰ26；

2、环形槽Ⅰ26内的液压油被分成三部分（为了表述清晰，通过环形槽Ⅰ26的三部分液压油分别表述为液压油Ⅰ、液压油Ⅱ和液压油Ⅲ）；

第一路：进入环形槽Ⅰ26的液压油Ⅰ依次经过孔Ⅰ29、环形槽Ⅳ30和阻尼孔Ⅱ25后进入容腔V1，再经阻尼孔Ⅰ17流出等差溢流阀阀芯18，进入等差溢流阀阀套19内腔的右端，并从右到左推动等差溢流阀阀芯18压缩弹簧31，当等差溢流阀阀芯18左移后，带动环形槽Ⅴ20向左移动，直到由环形槽Ⅴ20和孔Ⅰ29相互构成的等差溢流阀阀口23（图1所示）被打开（即此时，环形槽Ⅴ20和孔Ⅰ29通过等差溢流阀阀口23相互连通）；

第二路：等差溢流阀阀口23被打开后，进入环形槽Ⅰ26的液压油Ⅱ通过等差溢流阀口23后，依次经环形槽Ⅴ20、孔Ⅱ21、环形槽Ⅱ22以及回油孔24回油箱；

第三路：进入环形槽Ⅰ26的液压油Ⅲ依次通过孔Ⅲ16、环形槽Ⅶ14、孔Ⅵ13、节流阀阀口6、孔Ⅴ5和孔Ⅳ39后，再进入环形槽Ⅵ4，并分为两路；一路通过输出油口3供给负载；另一路通过阻尼孔Ⅲ37进入容腔V2后，依次通过环形槽Ⅲ32和阻尼孔Ⅳ33进入由等差溢流阀阀套19的左侧内壁、等差溢流阀阀芯18的左端面以及调节螺杆34的右端面构成的弹簧腔内，形成压力反馈回路（从左到右推动等差溢流阀阀芯18）。

以上所述的步骤中，旋转调节螺杆34可以调整弹簧31的预压量，从而设定等差溢流阀的溢流压力；旋转节流阀的节流阀阀芯2可以调控节流阀口6的初始流量。

比例电磁铁12将控制信号输入电流转换为力输出，压缩节流阀弹簧9形成推杆10的位移输出，从而控制节流阀阀口6的开度，达到控制流量控制阀输出流量的目的。

由于控制信号输入电流直接决定节流阀阀口6的开度，因此当负载压力升高时，负载压力信号经输出油口3进入环形槽Ⅵ4后分为两路：

一路经孔Ⅳ39和孔Ⅴ5后，增大节流阀阀口6右侧的压力，使得节流阀阀口6两端的压差减小；

另一路经压力反馈回路（步骤2所述的第三路油路）后使弹簧腔压力增高，从而推动等差溢流阀阀芯18从左向右移，以减小等差溢流阀口23，进而抬高进油口28处的进油压力，此时进油压力信号经第三路油路使被减小的节流阀口6两端压差恢复到初始值，以达到流量控制阀的输出流量与负载压力升高无关的目的。

当负载压力减小时，压力信号经输出油口3进入环形槽Ⅵ4后分为两路：

一路经孔Ⅳ39和孔Ⅴ5后，减小节流阀阀口6右侧的压力，使得节流阀口6两端的压差减小；

另一路经压力反馈回路（步骤2所述的第三路油路）后使弹簧腔的压力减小，在容腔V1内的液压油的压力作用下，等差溢流阀阀芯18将重新从右往左移动，增大等差溢流阀口23，减小进油口28处的进油压力，此时进油压力信号经第三路油路使被减小的节流阀口6两端压差恢复到初始值。

因为孔Ⅰ29的形状会直接影响等差溢流阀口23的面积梯度，所以孔Ⅰ29根据实际使用的状况，可以选择为圆孔、矩形孔或异形孔等。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种流量控制阀，包括阀体（15），所述阀体（15）内设置有等差溢流阀空腔和节流阀空腔；所述阀体（15）上分别设置有进油孔（28）和回油孔（24）贯穿阀体（15）侧壁与等差溢流阀空腔相连通，所述阀体（15）上还设置有输出油口（3）贯穿阀体（15）侧壁与节流阀空腔相连通；其特征是：所述等差溢流阀空腔内设置有等差溢流阀阀套（19），所述等差溢流阀阀套（19）的外侧壁上分别设置有环形槽Ⅰ（26）、环形槽Ⅱ（22）和环形槽Ⅲ（32）；相对应于环形槽Ⅰ（26）和环形槽Ⅱ（22）分别设置有孔Ⅰ（29）和孔Ⅱ（21）贯穿等差溢流阀阀套（19）的外侧壁后与等差溢流阀阀套（19）的内腔相互连通；相对应于环形槽Ⅲ（32），设置有阻尼孔Ⅳ（33）贯穿等差溢流阀阀套（19）的外侧壁后与等差溢流阀阀套（19）的内腔相互连通；

所述等差溢流阀阀套（19）内腔内设置有等差溢流阀阀芯（18），相对于孔Ⅰ（29）和孔Ⅱ（21），在等差溢流阀阀芯（18）的外侧壁分别设置有环形槽Ⅳ（30）和环形槽Ⅴ（20）；所述等差溢流阀阀芯（18）内的空腔V1右侧设置有与等差溢流阀阀套（19）内的空腔相互连通的阻尼孔Ⅰ（17）；所述等差溢流阀阀芯（18）内的空腔V1左侧设置有与环形槽Ⅳ（30）相互连通的阻尼孔Ⅱ（25）；所述等差溢流阀阀套（19）内腔的左端设置有调节螺杆（34），所述调节螺杆（34）与等差溢流阀阀芯（18）的左端面之间设置有弹簧Ⅰ（31），所述弹簧Ⅰ（31）的一端抵住调节螺杆（34），所述弹簧Ⅰ（31）的另外一端抵住等差溢流阀阀芯（18）的左端面；

相对于环形槽Ⅲ（32）和环形槽Ⅰ（26），在等差溢流阀空腔和节流阀空腔之间的阀体（15）侧壁上分别设置有容腔V2和孔Ⅲ（16）；所述容腔V2内设置有阻尼孔Ⅲ（37）；所述节流阀空腔内设置有节流阀阀芯（2），相对于容腔V2和孔Ⅲ（16），在节流阀阀芯（2）的外侧壁上分别设置有环形槽Ⅵ（4）和环形槽Ⅶ（14）；所述节流阀阀芯（2）的右端设置有锥形孔；所述节流阀空腔的右侧设置有比例电磁铁（12），所述比例电磁铁（12）上的推杆（10）与所述节流阀阀芯（2）右侧的锥形孔相配合构成节流阀阀口（6）；所述节流阀阀芯（2）内设置有分别贯穿环形槽Ⅵ（4）的两个端面的孔Ⅳ（39），所述孔Ⅳ（39）与锥形孔的一端之间设置有至少一个孔Ⅴ（5），所述锥形孔的另外一端设置有孔Ⅵ（13），所述孔Ⅵ（13）通过环形槽Ⅶ（14）与孔Ⅲ（16）相互连通；

所述环形槽Ⅵ（4）分别与输出油口（3）和阻尼孔Ⅲ（37）相互连通；所述容腔V2的另外一端与环形槽Ⅲ（32）相连通，所述环形槽Ⅲ（32）与弹簧Ⅰ（31）所在的空腔之间通过阻尼孔Ⅳ（33）相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种流量控制阀，其特征是：所述推杆（10）上分别套装有卡簧（7），弹簧座（8）和弹簧（9）；

所述弹簧（9）的一端抵住弹簧座（8），另外一端抵住比例电磁铁（12）；

在弹簧（9）的预压力作用下，所述卡簧（7）限制弹簧座（8）不能在推杆（10）上向左滑动。

3.根据权利要求2所述的一种流量控制阀，其特征是：所述等差溢流阀空腔的左侧设置端盖Ⅱ（36），所述调节螺杆（34）的左端贯穿端盖Ⅱ（36），所述端盖Ⅱ（36）和调节螺杆（34）之间通过螺纹Ⅱ（35）相互连接；

所述节流阀空腔的左侧设置有端盖Ⅰ（1），所述节流阀阀芯（2）贯穿端盖Ⅰ（1），所述端盖Ⅰ（1）和节流阀阀芯（2）之间通过螺纹Ⅰ（38）相互连接。

4.根据权利要求3所述的一种流量控制阀，其特征是：等差溢流阀空腔和等差溢流阀阀套（19）之间设置有环形密封圈Ⅰ；

所述节流阀空腔和节流阀阀芯（2）之间设置有环形密封圈Ⅱ。

5.根据权利要求4所述的一种流量控制阀，其特征是：所述阻尼孔Ⅰ（17）和阻尼孔Ⅲ（37）均为设置在螺栓内的阻尼孔，由内置阻尼孔的螺栓分别与空腔V1和容腔V2进行螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种流量控制阀，其特征是：所述的孔Ⅰ（29）可以为圆孔、矩形孔或异形孔。

7.根据权利要求6所述的一种流量控制阀，其特征是：所述孔Ⅴ（5）的总过流面积不小于节流阀阀口（6）的最大过流面积。

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