CN107504213B - 一种滑阀结构的比例溢流电磁阀及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种滑阀结构的比例溢流电磁阀及其工作方法，滑阀结构的比例溢流电磁阀，其阀芯头部伸进阀套处堵头的盲孔中，阀芯头部端面与堵头的盲孔之间形成反馈腔，液压反馈力的受力面积为阀芯头部的截面积，最大被控液压的大小由阀芯头部直径决定，而与整个阀芯的直径无关，不会发生两者相冲突的情况。也没有容易影响可靠性或影响性能的结构。

Description

一种滑阀结构的比例溢流电磁阀及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种滑阀结构的比例溢流电磁阀。

背景技术

比例溢流电磁阀的功能是控制液压进油口P的液压，每输入一个固定大小的控制电流能将液压进油口P液压控制在一个固定的值，而要实现这个功能，需使阀芯有固定的面积承受液压进油口P的液压力，从而使阀芯受到一个和液压进油口P液压成正比的液压力的作用，当给比例溢流电磁阀输入固定大小的控制电流时，阀芯受到固定大小的电磁力作用，只有当阀芯所受的电磁力、液压力、弹簧力三者平衡时阀芯才会稳定在某个位置，否则阀芯会移动，改变液压进油口P到液压出油口T的通道截面积，进而调节液压力的大小，直至三个力平衡。

现有溢流阀采用顶芯的结构实现压力反馈，顶芯***主阀芯中，主阀芯可以沿着顶芯滑动，顶芯端面与主阀芯的内腔形成反馈腔，它的缺点在于：由于主阀芯、阀套、顶芯之间要相对运动，所以主阀芯与阀套之间、主阀芯与顶芯之间都会有间隙，在运动的过程中主阀芯会发生偏心对顶芯产生径向力的作用，而顶芯是细长的结构，且只有一段固定其余部分悬空，在径向力的作用下容易发生弯折变形，顶芯与阀套连接的地方容易断裂，而这样的结构在有震动时悬空的端部会晃动，从而加大与主阀芯之间的磨损，影响可靠性。而顶芯如果采用浮动的结构，要靠液压力将顶芯压在阀套底部，当液压力比较小或者电磁力变化比较大时由于顶芯与主阀芯之间的摩擦力可能发生顶芯脱离阀套和主阀芯一起运动的情况，从而影响阀的性能。

现有的另一种溢流阀通过在阀芯上加工通道使A口的液压油到阀套底部，阀套底部和整个阀芯端面之间形成反馈腔，它的缺点在于：液压反馈力的受力面积为阀芯直径最大部分的截面积，而两者的要求容易相冲突，引入液压反馈力的目的是为了通过它与电磁力的平衡实现A口的液压控制，当线圈参数固定时电磁力的最大值一定，最大液压反馈力就一定，而液压反馈力等于液压与受力面积的乘积，当设计的A口最大液压比较高时，液压反馈力的受力面积小，阀芯的直径小，导致阀芯上的流道以及阀套上的孔加工比较困难甚至不能加工，当设计的A口最大液压比较小时，液压反馈力的受力面积大，阀芯的直径大，导致整个阀的尺寸大。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种滑阀结构的比例溢流电磁阀，其阀芯头部伸进阀套处堵头的盲孔中，阀芯头部端面与堵头的盲孔之间形成反馈腔，液压反馈力的受力面积为阀芯头部的截面积，最大被控液压的大小由阀芯头部直径决定，而与整个阀芯的直径无关，不会发生两者相冲突的情况。也没有容易影响可靠性或影响性能的结构。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下具体技术方案：

一种滑阀结构的比例溢流电磁阀，包括比例电磁铁、阀芯、阀套和堵头，所述阀套的一端与比例电磁铁连接，阀套的另一端固定连接所述堵头；阀套内位于比例电磁铁与堵头之间具有一个筒状结构的阀芯孔，所述阀芯设置于所述阀芯孔内并能沿着该阀芯孔的轴向滑动，阀套上沿径向加工有液压进油口P和液压出油口T；

所述阀芯包括第一阀芯段、第二阀芯段、第三阀芯段以及第四阀芯段，其中，第一阀芯段直径和第三阀芯段直径相同，并且第一阀芯段和第三阀芯段的外圆面与阀芯孔的内圆面配合形成密封带；

第二阀芯段的直径小于第一阀芯段和第三阀芯段，第二阀芯段的外圆面与阀芯孔的內圆面之间形成一个液压腔，所述液压腔与液压进油口P相通；

所述堵头上朝向阀芯的一侧加工有一个盲孔，阀芯上的第四阀芯段***所述盲孔与所述盲孔壁面形成压力反馈腔，所述阀芯上加工有使液压进油口P与压力反馈腔相通的连通通道，具体是：在第二阀芯段上沿径向加工有第一连通孔，阀芯靠近所述堵头的端面沿阀芯轴向加工有第二连通孔，两个连通孔相通形成所述连通通道。

所述阀套上位于阀芯孔的后端依次设有两个直径不相等的圆柱孔，分别是第一圆柱孔和第二圆柱孔，所述第一圆柱孔内间隙配合连接所述堵头，所述第二圆柱内固定连接有一环形压块。

所述环形压块和阀套的第二圆柱孔之间采用螺纹连接或过盈配合。

本发明还公开了一种基于所述滑阀结构的比例溢流电磁阀的工作方法，当电磁阀不通电时，液压进油口P的液压油进入压力反馈腔，对阀芯产生一个远离堵头的液压力，使阀芯向远离堵头的方向移动，阀芯与液压出油口T之间出现越来越大的开口量，液压油从液压出油口T流出，液压进油口P的液压下降，同时阀芯的移动压迫弹簧使弹簧力变大；

当液压力等于弹簧力时阀芯处于平衡状态，阀芯不再移动，液压进油口P的液压将固定在一个比较小的值，控制电流输入比例电磁铁线圈，比例电磁铁的阀芯推杆输出电磁推力，使阀芯向靠近堵头的方向移动，阀芯与液压出油口T之间的开口量变小，液压出油口T的液压油流量变小，液压进油口P的液压上升，同时弹簧力变小；

当液压力等于弹簧力及电磁力的合力时阀芯处于平衡状态，阀芯不再移动，液压进油口P的液压不再上升，电磁力越大阀芯稳定时的液压进油口P液压越大，直至液压出油口T完全被密封住。

本发明的有益效果是：

本发明一种滑阀结构的比例溢流电磁阀，阀芯头部伸进阀套处堵头的盲孔中，阀芯头部端面与堵头的盲孔之间形成反馈腔，液压反馈力的受力面积为阀芯头部的截面积，最大被控液压的大小由阀芯头部直径决定，而与整个阀芯的直径无关，不会发生两者相冲突的情况。

另外，采用先满足阀芯与阀套之间，阀芯与堵头的盲孔之间的配合要求再用环形压块固定堵头的装配方式，减少了偏磨，提高了电磁阀的可靠性。

附图说明

图1为本发明比例溢流电磁阀的结构示意图；

其中，1为比例电磁铁；2为弹簧座；3为衔铁套；4为线圈骨架；5为外壳；6为线圈；7为静铁芯；8为法兰；9为阀套；10为出油口T；11为阀芯；12为进油口P；13为反馈腔；14为堵头；15为接插件；16为弹簧座轴承；17为弹簧；18为衔铁推杆；19为阀芯推杆；20为静铁芯轴承；21为液压腔；22为第一连通孔；23为第二连通孔；24为第一阀芯段；25为第二阀芯段；26为第三阀芯段；27为第四阀芯段；28为环形压块。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明一种滑阀结构的比例溢流阀作进一步详细说明。

如图1所示，一种滑阀结构的比例溢流阀，包括比例电磁铁1、阀芯11、阀套9、堵头14和环形压块28。电磁阀采用滑阀的结构，阀芯11能在阀套9内沿阀套轴向运动，堵头14固定在阀套9的一端，阀套9沿径向加工有液压进油口P12和液压出油口T10，液压油沿液压进油口P12进入电磁阀内，阀芯11根据直径分成第一阀芯段24、第二阀芯段25、第三阀芯段26以及第四阀芯段27，其中，第一阀芯段24直径和第三阀芯段26直径相同，并且第一阀芯段24和第三阀芯段26的外圆面与阀芯孔的内圆面配合形成密封带；

第二阀芯段25的直径小于第一阀芯段24和第三阀芯段26，第二阀芯段25的外圆面与阀芯孔的內圆面之间形成一个液压腔，所述液压腔与液压进油口P相通；

阀芯11运动时通过第一阀芯段24与液压出油口T10的相对位置能控制液压进油口P12和液压出油口T10之间通道的开关及开度的大小，第二阀芯段25外圆面及两侧的阀芯端面与阀套9的內圆面之间形成一个液压腔21，液压腔21与液压进油口P12相通，第二阀芯段25沿径向加工有第一连通孔22，第四阀芯段27的端面沿轴向加工有一个第二连通孔23，第二连通孔23与第一连通孔孔22相通，堵头14上加工有一个盲孔，第四阀芯段27***盲孔内能在盲孔内沿阀套轴向运动，第四阀芯段27的端面与盲孔壁面形成压力反馈腔13，液压腔21与压力反馈腔13通过第一连通孔22和第二连通孔23相连。

液压腔21内的液压油会对阀芯11产生沿阀套轴两个方向的两个液压力，由于第一阀芯段24、第三阀芯段26的直径相同，两个液压力的大小相同，方向相反，相互抵消，压力反馈腔13内的液压油会对阀芯11产生一个远离堵头14方向的液压力，该力为阀芯11所受液压力的合力，阀芯11液压力的受力面积为第四阀芯段27沿径向的截面积，最大被控液压的大小由阀芯头部直径决定，而与整个阀芯的直径无关，不会发生两者相冲突的情况。

堵头14和阀套9内壁之间有一定的间隙，位置可以在阀套9内沿阀套9径向微调，装配时先将阀芯11装入阀套9，再将堵头14装入阀套9，将第四阀芯段27***堵头14的盲孔中使两者良好配合，再将环形压块28装入阀套9，将堵头14压在阀套9的限位台阶上，从而保证阀芯11与阀套9之间，阀芯11与堵头14的盲孔之间的同心，减少偏磨，提高电磁阀的可靠性，环形压块28和阀套9之间采用螺纹连接或过盈配合。

本发明一种滑阀结构的比例溢流阀的工作过程是：

当电磁阀不通电时，液压进油口P12的液压油进入压力反馈腔13，对阀芯11产生一个远离堵头14的液压力，使阀芯11向远离堵头14的方向移动，阀芯11与液压出油口T10之间出现越来越大的开口量，液压油从液压出油口T10流出，液压进油口P12的液压下降，同时阀芯11的移动压迫弹簧17使弹簧力变大，当液压力等于弹簧力时阀芯11处于平衡状态，阀芯11不再移动，液压进油口P12的液压将固定在一个比较小的值。控制电流输入比例电磁铁1线圈6，比例电磁铁1的阀芯推杆19输出电磁推力，使阀芯11向靠近堵头14的方向移动，阀芯11与液压出油口T10之间的开口量变小，液压出油口T10的液压油流量变小，液压进油口P12的液压上升，同时弹簧力变小，当液压力等于弹簧力及电磁力的合力时阀芯11处于平衡状态，阀芯11不再移动，液压进油口P12的液压不再上升，电磁力越大阀芯11稳定时的液压进油口P12液压越大，直至液压出油口T10完全被密封住。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种滑阀结构的比例溢流电磁阀，包括比例电磁铁、阀芯、阀套和堵头，所述阀套的一端与比例电磁铁连接，阀套的另一端固定连接所述堵头；阀套内位于比例电磁铁与堵头之间具有一个筒状结构的阀芯孔，所述阀芯设置于所述阀芯孔内并能沿着该阀芯孔的轴向滑动，电磁阀外壳底部设有弹簧座，阀芯背离堵头的一端通过弹簧与所述弹簧座传力连接，阀套上沿径向加工有液压进油口P和液压出油口T；

其特征在于：所述阀芯包括第一阀芯段、第二阀芯段、第三阀芯段以及第四阀芯段，其中，第一阀芯段直径和第三阀芯段直径相同，并且第一阀芯段和第三阀芯段的外圆面与阀芯孔的内圆面配合形成密封带；

第二阀芯段的直径小于第一阀芯段和第三阀芯段，第二阀芯段的外圆面与阀芯孔的內圆面之间形成一个液压腔，所述液压腔与液压进油口P相通；

所述堵头上朝向阀芯的一侧加工有一个盲孔，阀芯上的第四阀芯段***所述盲孔与所述盲孔壁面形成压力反馈腔，所述阀芯上加工有使液压进油口P与压力反馈腔相通的连通通道，具体是：在第二阀芯段上沿径向加工有第一连通孔，阀芯靠近所述堵头的端面沿阀芯轴向加工有第二连通孔，两个连通孔相通形成所述连通通道。

2.根据权利要求书1所述滑阀结构的比例溢流电磁阀，其特征在于：所述阀套上位于阀芯孔的后端依次设有两个直径不相等的圆柱孔，分别是第一圆柱孔和第二圆柱孔，所述第一圆柱孔内间隙配合连接所述堵头，所述第二圆柱内固定连接有一环形压块。

3.根据权利要求书2所述滑阀结构的比例溢流电磁阀，其特征在于：所述环形压块和阀套的第二圆柱孔之间采用螺纹连接或过盈配合。

4.一种基于权利要求1所述滑阀结构的比例溢流电磁阀的工作方法，其特征在于：

当电磁阀不通电时，液压进油口P的液压油进入压力反馈腔，对阀芯产生一个远离堵头的液压力，使阀芯向远离堵头的方向移动，阀芯与液压出油口T之间出现越来越大的开口量，液压油从液压出油口T流出，液压进油口P的液压下降，同时阀芯的移动压迫弹簧使弹簧力变大；

当液压力等于弹簧力时阀芯处于平衡状态，阀芯不再移动，液压进油口P的液压将固定在一个比较小的值，控制电流输入比例电磁铁线圈，比例电磁铁的阀芯推杆输出电磁推力，使阀芯向靠近堵头的方向移动，阀芯与液压出油口T之间的开口量变小，液压出油口T的液压油流量变小，液压进油口P的液压上升，同时弹簧力变小；

当液压力等于弹簧力及电磁力的合力时阀芯处于平衡状态，阀芯不再移动，液压进油口P的液压不再上升，电磁力越大阀芯稳定时的液压进油口P液压越大，直至液压出油口T完全被密封住。