CN105805073B - 一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀。它的主阀阀套上设置主阀进油口和主阀出油口，控制盖板上设置先导进油口、先导回油口、先导控制油口和控制腔；主阀阀套与控制盖板密封安装在一起，主阀阀芯置于主阀阀套内并伸入到控制腔中，主阀阀芯与主阀阀套间隙配合且主阀阀套侧壁设有主阀出油口；主阀阀芯始终位于控制腔内的部分的侧面上设有环形凹槽，环形凹槽内设置定向阻尼，定向阻尼包括阻尼座、阻尼片、销子和阻尼弹簧，阻尼片将控制腔分为上、下控制腔，阻尼片的上端面与环形凹槽的第二槽壁接触，阻尼片的侧面与控制腔的内壁面间隙配合。本发明能够减小压力超调，减少压力稳定时间，抑制主阀阀芯的高频振动，应用广泛。

Description

一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀

技术领域

本发明涉及一种插装式溢流阀主阀，特别涉及一种压力高、流量大的插装式溢流阀主阀。

背景技术

溢流阀是液压***中的一种压力控制阀，在液压***中起到定压溢流和安全保护的作用。在一些大型液压设备和液压***中，因其适用压力高、通流能力强，二通插装式溢流阀应用十分广泛，尤其在***中的关键位置，插装式溢流阀的动态性能对于***的压力控制至关重要。而在插装式溢流阀***中，主阀的性能就有着重要的影响。因此，研制动态性能高的插装式溢流阀主阀具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀，它具有主阀阀芯开启和关闭时具有不同的阻尼系数的特性，能够保证主阀阀芯的快速启闭，减少压力超调，抑制主阀阀芯的高频振动，减少压力稳定时间。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案是：本发明具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀包括主阀阀套、主阀阀芯、控制盖板、主阀弹簧、主阀弹簧座和定向阻尼，所述控制盖板设有控制腔，所述控制腔的腔壁上设有先导进油口、先导回油口和先导控制油口，所述主阀阀套的一端为主阀进油口，主阀阀套的另一端与所述控制盖板密封安装在一起，所述主阀阀套套于主阀阀芯外，所述主阀阀芯有部分伸出主阀阀套而位于控制腔内，所述主阀阀芯与主阀阀套间隙配合且所述主阀阀套的侧壁设有主阀出油口；所述主阀弹簧座安装在所述控制腔内，主阀弹簧座设置有孔道，所述先导控制油口与控制腔通过该孔道而连通；所述主阀弹簧的一端与主阀弹簧座安装在一起，所述主阀弹簧的另一端与主阀阀芯安装在一起，所述主阀弹簧座与主阀阀芯之间留有足以使主阀阀芯能够在控制腔内做往复运动的间距；所述主阀阀芯始终位于所述控制腔内的部分的侧面上设有环形凹槽，该环形凹槽内安装有定向阻尼，所述定向阻尼包括阻尼座、阻尼片、销子和阻尼弹簧，所述阻尼座的侧面设有缺口，所述阻尼座的第一端面设有沟槽，所述阻尼座的第二端面安装在主阀阀芯的环形凹槽的第一槽壁上，所述阻尼座设有孔径沿第一端面向第二端面的方向由大到小的台阶式通孔；所述销子呈阶梯轴状，销子的第一轴段的直径小于台阶式通孔的大孔的孔径且大于台阶式通孔的小孔的孔径，销子的第二轴段的直径小于台阶式通孔的小孔的孔径；该台阶式通孔的大孔内置有所述阻尼弹簧，阻尼弹簧的一端与所述第一轴段的内端面接触，阻尼弹簧的另一端与台阶式通孔的大孔的底端面接触；台阶式通孔的小孔内置有所述销子的第二轴段，所述阻尼弹簧套于销子的第二轴段外，所述销子在台阶式通孔内运动时能够压缩阻尼弹簧；所述阻尼片套在主阀阀芯外而将所述控制腔分隔成上控制腔和下控制腔；所述阻尼片的上端面设有凸台，所述阻尼片的下端面为平面，所述销子的第一轴段的外端面压在阻尼片的下端面上，所述阻尼片的所述凸台与所述环形凹槽的第二槽壁接触；所述阻尼片的侧面与所述控制腔的内壁面间隙配合。

进一步地，本发明所述主阀阀芯的外壁与主阀阀套的内壁之间设有密封圈而使主阀出油口与所述控制腔之间不连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，其主阀阀芯向主阀弹簧座方向运动时具有小的阻尼系数，保证主阀进油口的快速开启，有效降低主阀进油口处压力超调，减少压力稳定时间；主阀阀芯向主阀进油口方向运动时具有较大的阻尼系数，保证主阀进油口平稳关闭，避免主阀阀芯的高频振动，主阀进油口处压力变化平稳，本发明配合合适的压力控制先导阀可以获得具有良好的动态特性的插装式溢流阀，因此本发明具有重要的应用价值。

附图说明

图1是本发明一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀示意图。

图2是图1中的A部的放大图。

图3是本发明一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀的主阀阀套的结构示意图。

图4是本发明一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀的主阀阀芯的结构示意图。

图5是本发明一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀的阻尼座的结构示意图。

图6是图5的B-B全剖视图。

图7是本发明一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀的阻尼片的结构示意图。

图8是图7的D-D全剖视图。

图9是本发明一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀的销子的结构示意图。

图10是本发明一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀的液压原理图。

1-主阀进油口， 2-主阀出油口， 3-主阀阀套， 4-主阀阀芯， 5-控制盖板， 6-先导进油口， 7-阻尼座， 8-阻尼片， 9-主阀弹簧， 10-主阀弹簧座， 11-先导控制油口， 12-销子， 13-阻尼弹簧， 14-先导回油口， 15-第四密封圈， 16-第三密封圈， 17-第二密封圈， 18-第一密封圈， C1-上控制腔， C2-下控制腔， 30-主阀阀套的凸台， 31-主阀阀套的第一轴肩， 32-主阀阀套的内腔壁面， 33-主阀阀套的外壁面， 40-环形凹槽， 41-环形凹槽的第一槽壁， 42-环形凹槽的第二槽壁，44-主阀阀芯的侧面， 51-控制腔的内壁面，52-控制盖板的腔口端，53-控制盖板的下侧面， 70-台阶式通孔， 71-台阶式通孔的大孔， 72-台阶式通孔的小孔， 73-沟槽， 74-阻尼座的第二端面， 75-阻尼座的第一端面， 76-大孔的底端面，77-阻尼座的缺口， 80-阻尼片的下端面， 81-阻尼片的凸台， 83-阻尼片的侧面， 101-主阀弹簧座的孔道， 120-销子的第一轴段， 121-销子的第二轴段， 122-第一轴段的内端面，123-第一轴段的外端面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

如图1-图10所示，本发明具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀包括主阀阀套3、主阀阀芯4、控制盖板5、主阀弹簧9、主阀弹簧座10和定向阻尼。其中，如图1所示，控制盖板5设有控制腔，该控制腔的腔壁上设有先导进油口6、先导回油口14和先导控制油口11。主阀阀套3的一端为主阀进油口1，主阀阀套3的另外一端设有第一轴肩31；控制盖板5的腔口端52与主阀阀套3在第一轴肩31处安装在一起，并且在主阀阀套3与控制腔的内壁面51之间设置第三密封圈16，使得主阀阀套3与控制盖板5之间的安装采取密封方式，从而使控制盖板5的控制腔与主阀阀套3的内腔连成一个整体；主阀阀芯4置于主阀阀套3的内腔并有部分伸出主阀阀套3，该伸出的部分位于控制腔内；主阀阀套3的侧壁沿周向均布有多个主阀出油口2；主阀阀套3的内腔壁面32与主阀阀芯4的侧面44间隙配合，并且，在主阀出油口2和控制腔之间设置第二密封圈17，使主阀出油口2与控制腔之间不连通。主阀弹簧座10安装在控制盖板5的控制腔内，主阀弹簧座10设置孔道101，使得控制盖板5上设置的先导控制油口11与控制盖板5的控制腔通过该孔道101而连通，主阀弹簧座10与主阀阀芯4之间留有足以使主阀阀芯4能够在控制腔内做往复运动的间距；主阀弹簧9的一端与主阀弹簧座10安装在一起，主阀弹簧9的另一端与主阀阀芯4安装在一起，主阀弹簧9具有在主阀进油口1、主阀回油口2和先导控制油口11均无压力油状态下能够保持主阀进油口1关闭的预压缩量。如图1、图2和图4所示，主阀阀芯4始终位于控制盖板5的控制腔内的部分的侧面上设有环形凹槽40，该环形凹槽40内安装有定向阻尼。如图2、图6、图8和图9所示，定向阻尼包括阻尼座7、阻尼片8、销子12和阻尼弹簧13。如图2、图7、图8和图10所示，阻尼片8的上端面设有凸台81，阻尼片8的下端面80为平面；阻尼片8套在主阀阀芯4外；阻尼片8将控制腔分隔成上控制腔C1和下控制腔C2，阻尼片8的侧面83与控制腔的内壁面51间隙配合，该配合间隙即为第一阻尼R1。在本发明工作时，由于主阀阀芯4和阻尼片8的运动，阻尼片8的凸台81与环形凹槽40的第二槽壁42（即环形凹槽40的另一个侧壁）的位置关系可能处于两种状态：一是阻尼片的凸台81与环形凹槽40的第二槽壁分离形成缝隙（即第二阻尼R2），此状态称为第二阻尼R2打开；二是阻尼片8的凸台与环形凹槽40的第二槽壁42接触，称为第二阻尼R2关闭。如图2、图5和图6所示，阻尼座7侧面设有缺口77，该缺口77使得阻尼座7能够套于主阀阀芯4外；阻尼座7的第一端面75设有沟槽73，阻尼座7的第二端面74安装在主阀阀芯4的环形凹槽40的第一槽壁41（即环形凹槽40的其中一个侧壁）上，阻尼座7设有孔径沿第一端面75向第二端面74的方向由大到小的台阶式通孔70。如图2、图5、图6和图9所示，销子12呈阶梯轴状，销子12的第一轴段120的直径小于台阶式通孔70的大孔71的孔径且大于台阶式通孔70的小孔72的孔径，销子12的第二轴段121的直径小于台阶式通孔70的小孔72的孔径；该台阶式通孔70的大孔71内置有阻尼弹簧13，阻尼弹簧13的一端与销子12的第一轴段120的内端面122接触，阻尼弹簧13的另一端与台阶式通孔70的大孔71的底端面76接触；台阶式通孔70的小孔72内置有销子12的第二轴段121，阻尼弹簧13套于销子12的第二轴段121外，销子12在台阶式通孔70内运动时能够压缩阻尼弹簧13，阻尼弹簧13具有一定的预压缩量，使得销子12的第一轴段120的外端面123压在阻尼片8的下端面80上，并且在上控制腔C1和下控制腔C2压力相同时下第二阻尼R2关闭。如图1和图3所示，控制盖板5的下侧面53设置第四密封圈15，主阀阀套3的外壁面33上设置第一密封圈18，第一密封圈18处于主阀进油口1与主阀出油口2之间的位置。

在本发明中，定向阻尼将控制腔划分为上控制腔C1和下控制腔C2；当主阀阀芯4向主阀弹簧座10方向运动时，下控制腔C2压力降低，作用在阻尼片8上的不平衡力通过销子12压缩阻尼弹簧13，使得第二阻尼R2打开，此时上控制腔C1和下控制腔C2之间通过第一阻尼R1和第二阻尼R2连通，并且第一阻尼R1和第二阻尼R2为并联；当主阀阀芯4向主阀进油口1方向运动时，下控制腔C2油液受到压缩，压力升高，使得第二阻尼R2关闭，此时上控制腔C1和下控制腔C2之间只通过第一阻尼R1连通。因此，本发明具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀的主阀阀芯4向主阀弹簧座10和主阀进油口1两个方向运动时具有不同的阻尼系数。

本发明具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀工作过程如下：在先导控制油口11和主阀进油口1及主阀出油口2均未接入压力油时，阻尼片8的凸台81在阻尼弹簧13的预压缩力作用下与环形凹槽40的第二槽壁42接触，第二阻尼R2关闭，上控制腔C1和下控制腔C2通过第一阻尼R1连通，上控制腔C1和下控制腔C2的压力相等，主阀阀芯4在主阀弹簧9的预压缩力作用下使得主阀进油口1处于安全可靠关闭状态，这也是本发明具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀的默认状态。预设压力由外部先导压力控制阀通过先导控制油口11及其主阀弹簧座10上的孔道101给定，该预设压力应保证本发明的所有零件不被损坏；当主阀进油口1处压力大于预设压力时，作用在主阀阀芯4的不平衡力使其向主阀弹簧座10方向运动；此时由于主阀阀芯4的运动，下控制腔C2压力减小，作用在阻尼片8两侧的不平衡力使其向主阀进油口1方向运动并推动销子12压缩阻尼弹簧13，第二阻尼R2打开，上控制腔C1压力油通过第一阻尼R1和第二阻尼R2进入下控制腔C2，为主阀阀芯4的运动提供低阻尼，当主阀阀芯4重新回到受力平衡状态时，主阀进油口1处压力稳定在预设压力，此时上控制腔C1与下控制腔C2压力相同，阻尼弹簧13的预压缩力使第二阻尼R2关闭。在此过程中，由于主阀阀芯4运动过程中的低阻尼，使得主阀进油口1快速开启，该处压力超调小，压力稳定时间短。当主阀进油口1处压力小于预设压力时，主阀阀芯4上的不平衡力使其向主阀进油口1方向运动，下控制腔C2油液被压缩，压力升高，使得第二阻尼R2保持关闭状态，下控制腔C2油液通过第一阻尼R1流入上控制腔C1，为主阀阀芯4的运动提供高阻尼，当主阀阀芯4重新回到受力平衡状态时，主阀进油口1处压力稳定在预设压力，此时上控制腔C1与下控制腔C2压力相同，阻尼弹簧13的预压缩力使第二阻尼R2保持关闭。在此过程中，由于主阀阀芯4运动过程中的高阻尼，使得主阀进油口1平稳关闭，避免主阀阀芯4的高频振动，使主阀进油口1处压力变化平稳。

Claims (2)

1.一种具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀，包括主阀阀套（3）、主阀阀芯（4）、控制盖板（5）、主阀弹簧（9）、主阀弹簧座（10），所述控制盖板（5）设有控制腔，所述主阀阀套（3）的一端为主阀进油口（1），主阀阀套（3）的另一端与所述控制盖板（5）密封安装在一起，所述主阀阀套（3）套于主阀阀芯（4）外，所述主阀阀芯（4）与主阀阀套（3）间隙配合且所述主阀阀套（3）的侧壁设有主阀出油口（2）；其特征是：所述控制腔的腔壁上设有先导进油口（6）、先导回油口（14）和先导控制油口（11），所述主阀阀芯（4）有部分伸出主阀阀套（3）而位于控制腔内，所述主阀弹簧座（10）安装在所述控制腔内，主阀弹簧座（10）设置有孔道（101），所述先导控制油口（11）与控制腔通过该孔道（101）而连通；所述主阀弹簧（9）的一端与主阀弹簧座（10）安装在一起，所述主阀弹簧（9）的另一端与主阀阀芯（4）安装在一起，所述主阀弹簧座（10）与主阀阀芯（4）之间留有足以使主阀阀芯（4）能够在控制腔内做往复运动的间距；所述主阀阀芯（4）始终位于所述控制腔内的部分的侧面上设有环形凹槽（40），该环形凹槽（40）内安装有定向阻尼，所述定向阻尼包括阻尼座（7）、阻尼片（8）、销子（12）和阻尼弹簧（13），所述阻尼座（7）的侧面设有缺口（77），所述阻尼座（7）的第一端面（75）设有沟槽（73），所述阻尼座（7）的第二端面（74）安装在主阀阀芯（4）的环形凹槽（40）的第一槽壁（41）上，所述阻尼座（7）设有孔径沿第一端面（75）向第二端面（74）的方向由大到小的台阶式通孔（70）；所述销子（12）呈阶梯轴状，销子（12）的第一轴段（120）的直径小于台阶式通孔（70）的大孔（71）的孔径且大于台阶式通孔（70）的小孔（72）的孔径，销子（12）的第二轴段（121）的直径小于台阶式通孔（70）的小孔（72）的孔径；该台阶式通孔（70）的大孔（71）内置有所述阻尼弹簧（13），阻尼弹簧（13）的一端与所述第一轴段（120）的内端面（122）接触，阻尼弹簧（13）的另一端与台阶式通孔（70）的大孔（71）的底端面（76）接触；台阶式通孔（70）的小孔（72）内置有所述销子（12）的第二轴段（121），所述阻尼弹簧（13）套于销子（12）的第二轴段（121）外，所述销子（12）在台阶式通孔（70）内运动时能够压缩阻尼弹簧（13）；所述阻尼片（8）套在主阀阀芯（4）外而将所述控制腔分隔成上控制腔（C1）和下控制腔（C2）；所述阻尼片（8）的上端面设有凸台（81），所述阻尼片（8）的下端面（80）为平面，所述销子（12）的第一轴段（120）的外端面（123）压在阻尼片（8）的下端面（80）上，所述阻尼片（8）的所述凸台（81）与所述环形凹槽（40）的第二槽壁（42）接触；所述阻尼片（8）的侧面（83）与所述控制腔的内壁面（51）间隙配合。

2.根据权利要求1所述的具有定向阻尼的插装式溢流阀主阀，其特征是：所述主阀阀芯（4）的外壁与主阀阀套（3）的内壁之间设有密封圈而使主阀出油口（2）与所述控制腔之间不连通。