CN104454736A - 一种负载保持阀及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负载保持阀及其工作方法，包括阀体和设置在阀体内的阀座、阻尼阀芯、锥阀芯、长阀芯、先导阀芯和先导活塞；所述阀座、先导阀芯和先导活塞依次连接，所述阻尼阀芯设置在阀座内，所述长阀芯设置在先导阀芯内；所述长阀芯的前端的锥阀芯位于阻尼阀芯内；所述阀体上设置有第一油道、第二油道、第三油道、第四油道、工作油口、Pi进油口和回油口。本发明负载保持阀，在传统油阀的基础上进行了结构改进，通过控制阀泄漏引起的液压缸的自然下降将其下降速度控制在最低极限，能够有效避免动臂沉降量过大的问题，实现了动臂下降较好的控制。本发明负载保持阀设计构思巧妙，结构简单，作用明显，效果显著。

Description

一种负载保持阀及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种负载保持阀及其工作方法，属于液压动力技术领域。

背景技术

在现有的挖掘机技术中，动臂联是靠阀体内的密封及内泄漏控制动臂沉降量，当动臂操纵杆回到中位时，动臂联密封及内泄漏会控制动臂自然下落，使动臂得以保持在原位，但是内泄漏的控制比较难以实现较稳的控制，难免会造成动臂沉降量过大。这种没有第二道防护措施是很难控制好动臂沉降量的，难免会造成动臂沉降量过大。

中国专利文献CN201232784Y公开了一种负载保持阀，该阀包括阀体、活塞、小弹簧座、小弹簧、小活门、阀芯、弹簧座及弹簧构成的主阀，由溢流阀体、溢流弹簧和带有油孔的溢流活门构成的先导溢流阀，由设置在节流阀腔中的单向节流活门和节流弹簧构成的先导节流阀，以及由设置在工作油道中的大弹簧座、大弹簧、大活门以及活门堵头构成的单向安全阀。该阀安装在工作油缸上而不必通过油管与工作油缸连接，主要消除了困油现象消除了油管爆裂造成的事故隐患。但该阀没有解决动臂沉降量过大，控制动臂沉降的问题。

因此，亟需设计一种针对动臂下降的控制阀，使阀体的内泄露得以控制，以达到控制动臂下降的目的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种负载保持阀。

本发明还提供一种上述负载保持阀的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种负载保持阀，包括阀体和设置在阀体内的主阀芯，所述阀体包括腹腔，在所述腹腔内从左至右依次设置阀座、先导阀芯和先导活塞；

所述阀体上设置有工作油口、Pi进油口、回油口、第一油道、第二油道、第三油道和第四油道；

所述阀座与第二油道配合形成密封结构，阻止第二油道内的液压油进入第三油道，当阀座右移时，打开密封结构，使第二油道内的液压油进入第三油道；所述阀座上设置有第一溢流孔，所述第一溢流孔与第二油道相通；所述先导阀芯上设置有第二溢流孔，所述第二溢流孔与第一油道相通；所述先导活塞上设置有第三溢流孔，所述先导活塞的水平中心线上设置有通腔，所述通腔的右端与所述的第三溢流孔相连通；

在所述先导阀芯的中心线上贯穿设置有长阀芯，所述长阀芯的的左端设置锥阀芯，所述锥阀芯位于阀座内，所述锥阀芯与先导阀芯配合形成密封结构阻止阀座内的高压油进入先导阀芯内，当锥阀芯左移时，使阀座内的高压油进入先导阀芯内通过第二溢流孔进入第一油道内；

所述主阀芯上设置有环形槽，当主阀芯右移时，通过环形槽连通第三油道和第四油道。

优选的，所述阀座内设置有阻尼阀芯，所述阻尼阀芯的左端设置进油孔，所述阻尼阀芯的右端设置阻尼弹簧，所述锥阀芯上设置有垫圈，所述锥阀芯的前端贯穿阻尼弹簧后位于阻尼阀芯内部，所述垫圈与阻尼弹簧连接。

优选的，所述先导阀芯上还设置有泄油槽，所述泄油槽与第一油道相通，所述第二溢流孔位于泄油槽内。

优选的，所述先导活塞的外形设置呈阶梯形圆柱体。

优选的，所述阀体上还包括单向阀，所述单向阀设置在第一油道内。此设计的优点在于，单向阀起到单向流通反向截止的作用，其目的是为了使从第二溢流孔流入第一油道内的液压油流向第三油道，防止第一油道内的液压油反向流回。

优选的，所述阀体还包括第一螺塞，所述第一螺塞设置于先导活塞的右侧用以封堵腹腔。

优选的，所述阀体还包括第二螺塞，所述第二螺塞设置在单向阀一侧。此设计的优点在于，增加设计的第二螺塞方便检修或更换单向阀。

优选的，所述阀体还包括先导阀芯腔，所述先导阀芯腔与所述的腹腔相连通。此设计的优点在于，通过先导阀芯腔将腹腔内多余的液压油排出，防止无用的液压油在腹腔内积聚。

优选的，在所述的先导活塞与先导阀芯之间设置有先导弹簧。

一种负载保持阀的工作方法，包括如下步骤，

(1)当主阀芯左端通先导油时，先导油推动主阀芯右移，此时环形槽连通第三油道和第四油道，同时一部分先导油进入Pi进油口；

(2)进入Pi进油口的先导油推动先导活塞克服先导弹簧的阻力向左移动，先导油通过第三溢流孔进入到先导活塞通腔内形成液压油；

(3)进入先导活塞通腔内的液压油推动长阀芯左移，长阀芯推动锥阀芯使锥阀芯与先导阀芯形成的密封结构打开，同时锥阀芯压缩阻尼弹簧，阀座内的高压油经过先导阀芯腔体通过第二溢流孔进入第一油道，第一油道内的高压油通过单向阀后依次流经第三油道、环形槽和第四油道后通过回油口进入油箱；

(4)阀座内的高压油被释放出来后，阀座外的油压大于阀座内的油压，在阀座内外产生压差，此压差推动阀座右移，打开阀座与第二油道形成的密封结构，使第二油道和第三油道相通。

本发明的有益效果在于：

本发明负载保持阀，在传统油阀的基础上进行了结构改进，通过控制阀泄漏引起的液压缸的自然下降将其下降速度控制在最低极限，能够有效避免动臂沉降量过大的问题，实现了动臂下降较好的控制。本发明负载保持阀设计构思巧妙，结构简单，作用明显，效果显著。

附图说明

图1为本发明负载保持阀中第二油道与第三油道隔绝前的剖视结构示意图；

图2为本发明负载保持阀中第二油道与第三油道相通后的剖视结构示意图；

图3为本发明负载保持阀工作原理示意图；

图4为本发明负载保持阀中阀座的结构示意图；

图5为本发明负载保持阀中先导活塞的结构示意图；

图6为图5中A部分的结构放大图。

其中：1、阀体，2、先导活塞，3、先导阀芯，4、单向阀，5、长阀芯，6、锥阀芯，7、阻尼阀芯，8、阀座，9、阻尼弹簧，10、先导弹簧，11、第一螺塞，12、第二螺塞，13、垫圈，14、主阀芯，15、第一油道，16、第二油道，17、先导阀芯腔，18、泄油槽，19、第一溢流孔，20、第三油道，21、第四油道，22、环形槽，23、Pi进油口，24、第二溢流孔，25、通腔，26、第三溢流孔，27、工作油口，28、回油口。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

本发明提供的一种负载保持阀，包括阀体1和设置在阀体内的主阀芯14，阀体包括腹腔，在所述腹腔内从左至右依次设置阀座8、先导阀芯3和先导活塞2；

在阀体1上设置有工作油口27、Pi进油口23、回油口28、第一油道15、第二油道16、第三油道20和第四油道21；

腹腔与第二油道16和第三油道20都相连通，阀座8的左端与第二油道16的内壁相配合形成锥密封结构，阻止第二油道16内的液压油进入第三油道20，当阀座8右移时，阀座8的左端与第二油道16的内壁相分离，打开密封结构，使第二油道16内的液压油进入第三油道20；阀座8上设置有第一溢流孔19，第一溢流孔19与第二油道16相通，保证第二油道16内的液压油通过第一溢流孔19进入到阀座8内部，在被释放之前阀座8内的液压油进行保压；先导阀芯3上设置有第二溢流孔24，第二溢流孔24与第一油道15相通，保证进入到先导阀芯3内部的高压油能够通过第二溢流孔24进入到第一油道15内；先导活塞2上设置有第三溢流孔26，先导活塞2的水平中心线上设置有一通腔25，通腔的右端与所述的第三溢流孔26相连通；当Pi进油口23未通先导油前，先导活塞2的右端与阀体内壁紧密相邻，当Pi进油口23通入先导油口，先导油推动先导活塞2向左移动，此时先导油通过第三溢流孔26进入到通腔25内并作用于长阀芯5。

先导阀芯3中心线上开有一贯穿先导阀芯的通孔，长阀芯5设置于通孔内并与通孔形成小间隙配合，长阀芯的的左端设置锥阀芯6，锥阀芯位于阀座内，锥阀芯6用来封堵通孔的左端开口使锥阀芯6与先导阀芯3配合形成密封结构阻止阀座8内的高压油进入先导阀芯3内，当锥阀芯6左移时，锥阀芯6不在封堵通孔的左端开口，此时密封结构被打开，使阀座8内的高压油进入先导阀芯3内通过第二溢流孔24进入第一油道内；

其中，主阀芯上设置有环形槽22，当主阀芯14右移时，通过环形槽22连通第三油道20和第四油道21。

先导活塞2的外形设置呈阶梯形圆柱体，两侧圆柱体的直径相同且小于中间圆柱体的直径，先导活塞的右端面与阀体的内壁紧密相邻，此时流入Pi进油口23的先导油能够与右侧圆柱体的外表面相接触，通过先导油作用于中间圆柱体的台肩处推动先导活塞2向左移动，此时先导活塞与阀体内壁形成间隙，先导油就可通过第三溢流孔26进入到通腔内。

阀体1上还包括单向阀4，单向阀4设置在第一油道15内。单向阀4起到单向流通反向截止的作用，其目的是为了使从第二溢流孔24流入第一油道内的液压油流向第三油道，防止第一油道内的液压油反向流回。

阀体1还包括第一螺塞11和第二螺塞12，第一螺塞11设置于先导活塞2的右侧用以封堵腹腔。第二螺塞12设置在单向阀4一侧。增加设计的第一螺塞11方便更换腹腔内的部件或清理腹腔，第二螺塞12方便检修或更换单向阀或清理第一油道。

阀体还包括先导阀芯腔17，先导阀芯腔17与所述的腹腔相连通，将先导阀芯腔17设置在Pi进油口23和第二螺塞12之间，通过先导阀芯腔将腹腔内多余的液压油排出，防止无用的液压油在腹腔内积聚。

另外，在所述的先导活塞2与先导阀芯3之间安装设置先导弹簧10，先导活塞2与先导阀芯3不接触留给先导弹簧10做弹性空间和先导活塞2做移动空间，通过先导弹簧10进行连接，先导活塞2向左移动时压缩先导弹簧10，当Pi进油口不通先导油时，先导活塞借助先导弹簧的弹性力向右移动恢复到原来的位置。

实施例2：

本发明提供的一种负载保持阀，结构如实施例1所述，其不同之处在于，阀座8内设置有阻尼阀芯7，阻尼阀芯7的左端设置进油孔，阻尼阀芯7的右端设置阻尼弹簧9，锥阀芯6上设置有垫圈13，锥阀芯的前端贯穿阻尼弹簧9后位于阻尼阀芯7内部，垫圈13与阻尼弹簧9连接。当长阀芯5推动锥阀芯6向左移动时，垫圈13推动阻尼弹簧9压缩，同时锥阀芯6与先导阀芯3形成的密封结构被打开，此时阀座8内的高压油进入先导阀芯内部。当Pi进油口不通先导油时，锥阀芯借助阻尼弹簧的弹性恢复力向右移动，锥阀芯回到原位保持锥阀芯与先导阀芯的密封结构。

实施例3：

本发明提供的一种负载保持阀，结构如实施例1所述，其不同之处在于，先导阀芯上还设置有泄油槽18，泄油槽18与第一油道15相通，第二溢流孔24位于泄油槽18内。泄油槽有两方面的作用，一是泄油槽开口直径较大与第一油道相通时有较大的通量，方便从溢流孔出来的液压油全部进入到第一油道；二是泄油槽能够积聚储存一部分液压油，减少腹腔内多余的液压油从先导阀芯腔流出。

实施例4：

一种负载保持阀的工作方法，包括如下步骤，

(1)当主阀芯14左端通先导油时，先导油推动主阀芯14右移，此时环形槽22右移连通第三油道20和第四油道21，同时一部分先导油输送到Pi进油口23；

(2)输送到Pi进油口23的先导油推动先导活塞2克服先导弹簧10的阻力向左移动，先导油通过第三溢流孔26进入到先导活塞2通腔内形成液压油；

(3)进入先导活塞2通腔内的液压油推动长阀芯5左移，长阀芯5推动锥阀芯6使锥阀芯6与先导阀芯3形成的密封结构打开，同时锥阀芯6压缩阻尼弹簧9，阀座8内的高压油经过先导阀芯3内部通过第二溢流孔24进入第一油道15，第一油道15内的高压油通过单向阀4后依次流经第三油道20、环形槽22和第四油道21后通过回油口28进入油箱；

(4)阀座8内的高压油被释放出来后，阀座8外的油压大于阀座内的油压，在阀座8内外产生压差，此压差推动阀座8右移，打开阀座8与第二油道16形成的密封结构，使第二油道16和第三油道20相通。

通过此方法，在阀体内增加由阀座、先导阀芯、先导活塞、长阀芯、锥阀芯组成的一整套机构，由阀座与第二油道内壁配合形成密封结构，控制第二油道内的液压油进入到第三油道的流量和时机，有效控制了阀的内泄露避免使动臂沉降量过大，使动臂很好地保持在原位。

Claims (10)

1.一种负载保持阀，包括阀体和设置在阀体内的主阀芯，其特征在于，所述阀体包括腹腔，在所述腹腔内从左至右依次设置阀座、先导阀芯和先导活塞；

所述阀体上设置有工作油口、Pi进油口、回油口、第一油道、第二油道、第三油道和第四油道；

所述阀座与第二油道配合形成密封结构，阻止第二油道内的液压油进入第三油道，当阀座右移时，打开密封结构，使第二油道内的液压油进入第三油道；所述阀座上设置有第一溢流孔，所述第一溢流孔与第二油道相通；所述先导阀芯上设置有第二溢流孔，所述第二溢流孔与第一油道相通；所述先导活塞上设置有第三溢流孔，所述先导活塞的水平中心线上设置有通腔，所述通腔的右端与所述的第三溢流孔相连通；

在所述的先导阀芯的中心线上贯穿设置有长阀芯，所述长阀芯的的左端设置锥阀芯，所述锥阀芯位于阀座内，所述锥阀芯与先导阀芯配合形成密封结构阻止阀座内的高压油进入先导阀芯内，当锥阀芯左移时，使阀座内的高压油进入先导阀芯内通过第二溢流孔进入第一油道内；

所述主阀芯上设置有环形槽，当主阀芯右移时，通过环形槽连通第三油道和第四油道。

2.如权利要求1所述的负载保持阀，其特征在于，所述阀座内设置有阻尼阀芯，所述阻尼阀芯的左端设置进油孔，所述阻尼阀芯的右端设置阻尼弹簧，所述锥阀芯上设置有垫圈，所述锥阀芯的前端贯穿阻尼弹簧后位于阻尼阀芯内部，所述垫圈与阻尼弹簧连接。

3.如权利要求1或2所述的负载保持阀，其特征在于，所述先导阀芯上还设置有泄油槽，所述泄油槽与第一油道相通，所述第二溢流孔位于泄油槽内。

4.如权利要求1或2所述的负载保持阀，其特征在于，所述先导活塞的外形设置呈阶梯形圆柱体。

5.如权利要求1或2所述的负载保持阀，其特征在于，所述阀体上还包括单向阀，所述单向阀设置在第一油道内。

6.如权利要求1或2所述的负载保持阀，其特征在于，所述阀体还包括第一螺塞，所述第一螺塞设置于先导活塞的右侧用以封堵腹腔。

7.如权利要求5所述的负载保持阀，其特征在于，所述阀体还包括第二螺塞，所述第二螺塞设置在单向阀一侧。

8.如权利要求1所述的负载保持阀，其特征在于，所述阀体还包括先导阀芯腔，所述先导阀芯腔与所述的腹腔相连通。

9.如权利要求1所述的负载保持阀，其特征在于，在所述的先导活塞与先导阀芯之间设置有先导弹簧。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的负载保持阀的工作方法，包括如下步骤，

(1)当主阀芯左端通先导油时，先导油推动主阀芯右移，此时环形槽连通第三油道和第四油道，同时一部分先导油进入Pi进油口；

(2)进入Pi进油口的先导油推动先导活塞克服先导弹簧的阻力向左移动，先导油通过第三溢流孔进入到先导活塞通腔内形成液压油；

(3)进入先导活塞通腔内的液压油推动长阀芯左移，长阀芯推动锥阀芯使锥阀芯与先导阀芯形成的密封结构打开，同时锥阀芯压缩阻尼弹簧，阀座内的高压油经过先导阀芯腔体通过第二溢流孔进入第一油道，第一油道内的高压油通过单向阀后依次流经第三油道、环形槽和第四油道后通过回油口进入油箱；

(4)阀座内的高压油被释放出来后，阀座外的油压大于阀座内的油压，在阀座内外产生压差，此压差推动阀座右移，打开阀座与第二油道形成的密封结构，使第二油道和第三油道相通。