CN108252975B - 双向二级压力回转缓冲阀 - Google Patents

双向二级压力回转缓冲阀 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种双向二级压力回转缓冲阀，包括：阀体，其上设有油口A、油口B和油口T；主阀芯，其连接在所述阀体内；阀套与所述阀体连接并与所述主阀芯形成有第一控制腔和第二控制腔，所述主阀芯与所述阀套之间设有第一弹性件；缓冲活塞，其上设有梭阀组件以及与所述梭阀组件连通的第一进油通道、第二进油通道和出油通道；第一先导阀芯，其一端抵在第一阀套口上；第二先导阀芯，其一端抵在第二阀套口上；第二弹性件，其抵接在第一先导阀芯与缓冲活塞之间；第三弹性件，其抵接在第二先导阀芯与缓冲活塞之间。该双向二级压力回转缓冲阀冲击小、结构更简单、紧凑，加工更方便、成本更低。

Description

双向二级压力回转缓冲阀
技术领域
本发明涉及阀技术领域，具体涉及一种双向二级压力回转缓冲阀，该回转缓冲阀主要应用在小型起重机、小型挖掘机、高空作业车等其他机械设备的回转机构等。
背景技术
工程机械中为了提高工作效率和整机的机动性，一般都有回转机构。对于汽车起重机，回转机构更是不可缺少。而汽车起重机在回转时的负载惯性较大，起动、制动频繁，工作条件恶劣，因而其液压***要求工作可靠，尤其是回转在起动和制动时，不能有大的压力冲击。
现有技术一般通过设置回转缓冲阀来防止过载。目前市面上中小吨位液压汽车起重机的回转缓冲阀主要有两种方式：一种采用双溢流阀并联在回转马达两端，另一种采用四个单向阀和一个先导式溢流阀组成桥路；在起动、制动过程中让封闭的高压油液通过溢流阀溢出一些，而且使得两个方向都起作用。但以上两种回转缓冲阀都由多个阀件组成，体积较为庞大、且成本较高，不太适合广泛使用在小型起重机上。
另外，现有回转缓冲阀多为一级缓冲，一般冲击压力大、不柔和。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种双向二级压力回转缓冲阀，该双向二级压力回转缓冲阀冲击小，结构更简单、紧凑，加工更方便、成本更低。
为了实现以上发明目的，本发明提出了一种具有以下结构的双向二级压力回转缓冲阀，包括：
阀体，其上设有油口A、油口B和油口T；
主阀芯，其连接在所述阀体内，且其上设有与油口B连通的第一间隙通道以及与油口A连通的第二间隙通道，所述主阀芯为十字形结构，所述主阀芯的下凸部抵接在所述阀体的阀口上隔离油口A与油口B，所述主阀芯的下肩部与阀体之间形成与油口B连通的通道；
阀套，其与所述阀体连接所述主阀芯的上凸部与阀套的凹部配合并形成有第二控制腔，所述主阀芯的上肩部与阀体以及位于阀套的凹部两侧的阀套下凸部形成第一控制腔，第一控制腔与第一间隙通道连通，第二控制腔与第二间隙通道连通；所述第一间隙通道包括设在主阀芯的十字形结构的一侧的第一轴向通孔，该第一轴向通孔的中部设有节流结构；所述第二间隙通道包括设在主阀芯的十字形结构中部的第二轴向通孔，该第二轴向通孔的中部设有节流结构；所述第二轴向通孔的通流面积大于第一轴向通孔的通流面积；所述主阀芯与所述阀套之间设有第一弹性件；所述阀套上还形成有与第一控制腔连通的第一阀套口以及与第二控制腔连通的第二阀套口；以及
缓冲活塞，其上设有梭阀组件以及与所述梭阀组件连通的第一进油通道、第二进油通道和出油通道；
第一先导阀芯，其一端抵在第一阀套口上，另一端插接入第一进油通道内，且其内设有连通第一阀套口与第一进油通道的第一先导通孔；
第二先导阀芯，其一端抵在第二阀套口上，另一端插接入第二进油通道内，且其内设有连通第二阀套口与第二进油通道的第二先导通孔，第一先导阀芯所在的第一先导腔与第二先导阀芯所在的第二先导腔经第一径向通孔连通，第一先导腔经溢流通道与油口T连通；
第二弹性件，其抵接在第一先导阀芯与缓冲活塞之间；
第三弹性件，其抵接在第二先导阀芯与缓冲活塞之间；以及
螺堵，连接在所述缓冲活塞外侧，与缓冲活塞上的出油通道连通并在所述缓冲活塞远离主阀芯的一侧形成第三控制腔；所述缓冲活塞在第三控制腔油液压力的作用下向下压缩第二弹性件和第三弹性件，形成主阀芯在二级压力下的溢流与缓冲。
在本发明中，通过第一间隙通道、第一控制腔、第一先导阀芯来实现从油口B到油口T的溢流。同理，通过第二间隙通道、第二控制腔、第二先导阀芯组件来实现从油口A到油口T的溢流。且在溢流时，主阀芯在压差作用下开启缓冲，从而实现两个方向的缓冲与溢流。同时，通过梭阀组件和先导阀芯上的先导通孔，将油口A或油口B中较高的压力引入第三控制腔，在第三控制腔的作用下下压缓冲活塞，形成第一先导阀芯和第二先导阀芯的二级溢流压力，从而实现两个方向的二级压力溢流与缩小阀口缓冲，减少了缓冲冲击，因而冲击更小。另外，与现有技术相比，可通过一个阀体完成两个方向的过载的二级压力缓冲功能。而且由于本发明中不需要用到多个单向阀与溢流阀的组合结构，而是通过一个阀体就能实现双向的二级压力过载缓冲，结构更简单、紧凑，加工也更方便、成本更低。
在一种实施方案中，所述第一先导阀芯通过第一先导通道连接第一控制腔，所述第二先导阀芯通过第二先导通道连接第二控制腔，所述阀套位于第一先导阀芯的第一阀套口以上部位和位于第二先导阀芯组件的第二阀套口以上部位设有与油口T连通的溢流通道。
在一种实施方案中，所述第一先导通道包括第三轴向通孔，所述第二先导通道包括第一斜向通孔和第四轴向通孔。
在一种实施方案中，所述阀套上形成有两个用于安装第一先导阀芯和第二先导阀芯的三段式阶梯孔，所述第一先导阀芯与第二先导阀芯的头部分别抵接在由三段式阶梯孔下面两孔连接处形成的第一阀套口和第二阀套口上。在一种实施方案中，所述第一先导阀芯与第二先导阀芯均包括依次连接的球状头部、滑块部、第一杆部和第二杆部，其中滑块部的直径最大，第一杆部的直径大于第二杆部的直径，所述球状头部封堵在第一阀套口或第二阀套口上，所述滑块部与三段式阶梯孔的中间孔配合，所述第二杆部与第一进油通道或第二进油通道配合。
在一种实施方案中，当油口A的压力高、油口B的压力低时，且油口A的油液压力大于第三弹性件的作用力时，第二先导阀芯被顶开，油液经第二间隙通道、第二控制腔、第二阀套口流向油口T，主阀芯在压差作用下开启，油口A的油液向油口B缓冲实现一级压力溢流，同时油口A的油液经第二先导阀芯中的第二先导通孔进入第三控制腔向下推动缓冲活塞压缩第三弹性件，油口A的压力逐渐增大到二级溢流压力。
在一种实施方案中，当油口B的压力高、油口A的压力低时，且油口B的油液压力大于第二弹性件的作用力时，第一先导阀芯被顶开，油液经第一间隙通道、第一控制腔、第一阀套口流向油口T，主阀芯在压差作用下开启，油口B的油液向油口A缓冲开启实现一级压力溢流，同时油口B的油液经第一先导阀芯中的第一先导通孔进入第三控制腔向下推动缓冲活塞压缩第二弹性件，油口B的压力逐渐增大到二级溢流压力。
与现有技术相比，本发明的双向二级压力回转缓冲阀的优点在于：
本发明中通过对阀体、主阀芯、阀套和缓冲活塞的结构进行巧妙设置及连接，实现从油口A到油口B以及从油口B到油口A两个方向的二级压力过载缓冲功能。与现有技术相比，减少了一堆阀体连接带来的布置与管路连接的繁琐问题。而且由于只需要一个阀体，结构更紧凑，同时也大大降低了成本。另外由于阀体结构和阀芯形状相对不复杂，加工也方便。能更好地适应于小型起重机、小型挖掘机、高空作业车等其他机械设备的回转机构的工况。
附图说明
下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1显示了本发明的双向二级压力回转缓冲阀的其中一个实施例的结构示意图；
图2显示了本发明的双向二级压力回转缓冲阀的液压原理图。
附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
发明人在发明过程中注意到，现有技术中一般由多个阀件组成回转缓冲阀来防止过载，导致结构体积较为庞大、且成本较高，不太适合广泛使用在小型起重机上。
针对以上不足，本发明的实施例提出了一种双向二级压力回转缓冲阀，下面进行说明。
如图1显示了本发明的双向二级压力回转缓冲阀的其中一种实施例。在该实施例中，本发明的双向二级压力回转缓冲阀主要包括：阀体1、主阀芯2、第一弹性件3、阀套4、缓冲活塞8、第一先导阀芯组件、第二先导阀芯组件和梭阀组件。其中，阀体1上设有油口A、油口B和油口T。油口A设在阀体1的下端，位于轴向方向上，油口B设在阀体1下端的侧面，油口T设在阀体1的中部或上部。主阀芯2连接在阀体1内，主阀芯2上设有与油口B连通的第一间隙通道2.2以及与油口A连通的第二间隙通道2.1。阀套4连接在阀体1的上端且两者固定连接。阀套4与主阀芯2形成有第一控制腔13和第二控制腔14。第一弹性件3抵接在主阀芯2与阀套4之间。第一弹性件3位于第二控制腔14内。第一控制腔13与第一间隙通道2.2连通。第二控制腔14与第二间隙通道2.1连通。梭阀组件15设在缓冲活塞8上，用于控制第一先导阀芯组件和第二先导阀芯组件的开启压力。第一先导阀芯组件位于第一控制腔13与油口T之间。第二先导阀芯组件位于第二控制腔14与油口T之间。
在一个实施例中，第一先导阀芯组件和第二先导阀芯组件均设在缓冲活塞8与阀套4之间。其中，第一先导阀芯组件通过第一先导通道4.3连接第一控制腔13。第二先导阀芯组件通过第二先导通道4.2连接第二控制腔14。
在一个实施例中，如图1所示，第一先导通道4.2呈现为第三轴向通孔，第二先导通道4.3由第一斜向通孔和第四轴向通孔连接构成。
在一个实施例中，如图1所示，阀套4位于第一先导阀芯组件的第一阀套口以上部位和第二先导阀芯组件的第二阀套口以上部位设有与油口T连通的溢流通道4.1。
在一个实施例中，如图1所示，主阀芯2为“十”字形结构。其中，主阀芯2的下凸部抵接在阀体1的阀口上隔离油口A与油口B。主阀芯2的下肩部与阀体1之间形成与油口B连通的通道。主阀芯2的上凸部与阀套4的凹部滑动配合并形成有第二控制腔14。主阀芯2的上肩部与阀体1以及位于阀套4的凹部两侧的缓冲活塞下凸部形成第一控制腔13。
在一个实施例中，如图1所示，第一间隙通道2.2为设在主阀芯2的十字形结构的一侧的第一轴向通孔，该第一轴向通孔的中部设有节流结构。在一个实施例中，如图1所示，第二间隙通道2.1为设在主阀芯的十字形结构中部的第二轴向通孔，该第二轴向通孔的中部设有节流结构。另外，在一个优选的实施例中，第二轴向通孔的通流面积大于第一轴向通孔的通流面积。因而导致连通油口B的第一间隙通道的通流速度小于连通油口A的第二流通通道的通流速度，设置该结构的好处在于，在油口A压力较大时能起到快速建立控制腔压力、开启溢流和主阀芯2，因而回转机构启动速度较快。在油口B压力较大时能平缓溢流和开启主阀芯2，回转机构转动比较平稳。
在一个实施例中，第一先导阀芯组件主要包括第一先导阀芯5和第二弹性件7。其中，缓冲活塞8通过第二弹性件7、第一连接块6将第一先导阀芯5压接在阀套4的第一阀套口上。第一先导阀芯5的中部设有第一先导通孔5.1，该第一先导通孔5.1连通第一控制腔13与梭阀组件15的其中一个进油口。如图1所示，梭阀组件15设在缓冲活塞8上，缓冲活塞8上还设有第一进油通道8.1和第二进油通道8.2。第一先导阀芯5的下端抵接在阀套4的第一阀套口，第一先导阀芯5的上端插接在阶梯孔状的第一进油通道8.1内。当油口B进油时，油液经第一间隙通道2.2、第一控制腔13、第一先导阀芯5中部的第一先导通孔5.1、阶梯孔状的第一进油通道8.1进入梭阀组件15的其中一个进油口。在一个实施例中，第二先导阀芯组件的结构与第一先导阀芯组件的结构原理相似。第二先导阀芯组件主要包括第二先导阀芯10和第三弹性件12，缓冲活塞8通过第三弹性件12和第二连接块11将第二先导阀芯10压接在阀套4的第二阀套口上，第二先导阀芯10的中部设有第二先导通孔10.1，第二先导通孔10.1连通第二控制腔14与梭阀组件15的另一个进油口。如图1所示，第二先导阀芯10的下端抵接在阀套4的第二阀套口，第二先导阀芯10的上端插接在阶梯孔状的第二进油通道8.2内。当油口A进油时，油液经第二间隙通道2.1、第二控制腔14、第二先导阀芯10中部的第二先导通孔10.1、阶梯孔状的第二进油通道8.2进入梭阀组件15的另一个进油口。
在一个实施例中，本发明的双向二级压力回转缓冲阀还包括螺堵9。该螺堵9与阀套4远离主阀芯2的一端(图1中为上端)连接。螺堵9位于缓冲活塞8的外侧并与缓冲活塞8形成有第三控制腔16，该第三控制腔16与梭阀组件8的出油口通过出油通道8.3连通。因此，在油口A或油口B进油时，梭阀组件8可选择通过第一进油通道8.1或第二进油通道8.2进油形成第三控制腔16的压力，第三控制腔16的压力推动缓冲活塞8向下移动压缩第二弹性件7和第三弹性件12从而控制第一先导阀芯组件和第二先导阀芯组件的开启压力。在一个实施例中，如图1所示，第一先导阀芯5所在的第一先导腔与第二先导阀芯10所在的第二先导腔经第一径向通孔4.4连通。另外，第一先导腔经溢流通道4.1与油口T连通。此处的溢流通道4.1包括第二径向通孔以及一个轴向通孔。阀体1上设有L型的流通通道1.1来连通溢流通道4.1与油口T。
在一个优选的实施例中，如图1所示，本发明的双向二级压力回转缓冲阀主要包括：阀体1、主阀芯2、第一弹性件3、阀套4、缓冲活塞8、第一先导阀芯5、第二弹性件7、第二先导阀芯10、第三弹性件12、梭阀组件15和螺堵9。其中，阀套4与阀体1连接并与主阀芯2形成有第一控制腔13和第二控制腔14。第一控制腔13与第一间隙通道2.2连通。第二控制腔14与第二间隙通道2.1连通。主阀芯2与阀套4之间设有第一弹性件3。阀套4上形成有与第一控制腔13连通的第一阀套口以及与第二控制腔14连通的第二阀套口。梭阀组件15设在缓冲活塞8，缓冲活塞8上设有与梭阀组件15连通的第一进油通道8.1、第二进油通道8.2以及与第三控制腔16连通的出油通道8.3。第一先导阀芯5的下端抵在第一阀套口上，上端插接入第一进油通道8.1内。且第一先导阀芯5内设有连通第一阀套口与第一进油通道8.1的第一先导通孔5.1。第二先导阀芯10的下端抵在第二阀套口上，上端插接入第二进油通道8.2内。且第二先导阀芯10内设有连通第二阀套口与第二进油通道8.2的第二先导通孔10.1。第二弹性件7抵接在第一先导阀芯5与缓冲活塞8之间。第三弹性件12抵接在第二先导阀芯10与缓冲活塞8之间。螺堵9连接在缓冲活塞8的上端外侧，螺堵9与缓冲活塞8上的出油通道8.3连通并在缓冲活塞8的上端形成第三控制腔16。
在一个实施例中，阀套4上形成有两个分别用于安装第一先导阀芯5和第二先导阀芯7的三段式阶梯孔。第一先导阀芯5与第二先导阀芯7的头部分别抵接在由三段式阶梯孔下面两孔连接处形成的第一阀套口和第二阀套口上。
在一个实施例中，第一先导阀芯5与第二先导阀芯7结构相同，均主要由球状头部、滑块部、第一杆部和第二杆部依次连接构成。其中滑块部的直径最大。第一杆部的直径大于第二杆部的直径，球状头部封堵在第一阀套口或第二阀套口上。滑块部与三段式阶梯孔的中间孔配合，第二杆部与第一进油通道8.1或第二进油通道8.2配合。
在一个实施例中，如图1和图2所示，当油口A的压力高、油口B的压力低时，且油口A的油液压力大于第三弹性件12的作用力时，第二先导阀芯10被顶开，油液经第二间隙通道2.1、第二控制腔14、第二阀套口流向油口T，主阀芯2在压差作用下开启，油口A的油液向油口B缓冲实现一级压力溢流。同时油口A的油液经第二先导阀芯10中的第二先导通孔10.1进入第三控制腔16并向下推动缓冲活塞8下压第三弹性件12，油口A的压力逐渐增大到二级溢流压力。
在一个实施例中，当油口B的压力高、油口A的压力低时，且油口B的油液压力大于第二弹性件7的作用力时，第一先导阀芯5被顶开，油液经第一间隙通道2.2、第一控制腔13、第一阀套口流向油口T，主阀芯2在压差作用下开启，油口B的油液向油口A缓冲实现一级压力溢流。同时油口B的油液经第一先导阀芯5中的第一先导通孔5.1进入第三控制腔16并向下压缓冲活塞8，油口B的压力逐渐增大到二级溢流压力。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双向二级压力回转缓冲阀，其特征在于，包括：
阀体，其上设有油口A、油口B和油口T；
主阀芯，其连接在所述阀体内，且其上设有与油口B连通的第一间隙通道以及与油口A连通的第二间隙通道，所述主阀芯为十字形结构，所述主阀芯的下凸部抵接在所述阀体的阀口上隔离油口A与油口B，所述主阀芯的下肩部与阀体之间形成与油口B连通的通道；
阀套，其与所述阀体连接，所述主阀芯的上凸部与阀套的凹部配合并形成有第二控制腔，所述主阀芯的上肩部与阀体以及位于阀套的凹部两侧的阀套下凸部形成第一控制腔，第一控制腔与第一间隙通道连通，第二控制腔与第二间隙通道连通；所述第一间隙通道包括设在主阀芯的十字形结构的一侧的第一轴向通孔，该第一轴向通孔的中部设有节流结构；所述第二间隙通道包括设在主阀芯的十字形结构中部的第二轴向通孔，该第二轴向通孔的中部设有节流结构；所述第二轴向通孔的通流面积大于第一轴向通孔的通流面积；所述主阀芯与所述阀套之间设有第一弹性件；所述阀套上还形成有与第一控制腔连通的第一阀套口以及与第二控制腔连通的第二阀套口；
缓冲活塞，其上设有梭阀组件以及与所述梭阀组件连通的第一进油通道、第二进油通道和出油通道；
第一先导阀芯，其一端抵在第一阀套口上，另一端插接入第一进油通道内，且其内设有连通第一阀套口与第一进油通道的第一先导通孔；
第二先导阀芯，其一端抵在第二阀套口上，另一端插接入第二进油通道内，且其内设有连通第二阀套口与第二进油通道的第二先导通孔，第一先导阀芯所在的第一先导腔与第二先导阀芯所在的第二先导腔经第一径向通孔连通，第一先导腔经溢流通道与油口T连通；
第二弹性件，其抵接在第一先导阀芯与缓冲活塞之间；
第三弹性件，其抵接在第二先导阀芯与缓冲活塞之间；以及
螺堵，连接在所述缓冲活塞外侧，与缓冲活塞上的出油通道连通并在所述缓冲活塞远离主阀芯的一侧形成第三控制腔；所述缓冲活塞在第三控制腔油液压力的作用下向下压缩第二弹性件和第三弹性件，形成主阀芯在二级压力下的溢流与缓冲。
2.根据权利要求1所述的双向二级压力回转缓冲阀，其特征在于，所述第一先导阀芯通过第一先导通道连接第一控制腔，所述第二先导阀芯通过第二先导通道连接第二控制腔，所述阀套位于第一先导阀芯的第一阀套口以上部位和位于第二先导阀芯的第二阀套口以上部位设有与油口T连通的溢流通道。
3.根据权利要求2所述的双向二级压力回转缓冲阀，其特征在于，所述第一先导通道包括第三轴向通孔，所述第二先导通道包括第一斜向通孔和第四轴向通孔。
4.根据权利要求1所述的双向二级压力回转缓冲阀，其特征在于，所述阀套上形成有两个用于安装第一先导阀芯和第二先导阀芯的三段式阶梯孔，所述第一先导阀芯与第二先导阀芯的头部分别抵接在由三段式阶梯孔下面两孔连接处形成的第一阀套口和第二阀套口上。
5.根据权利要求4所述的双向二级压力回转缓冲阀，其特征在于，所述第一先导阀芯与第二先导阀芯均包括依次连接的球状头部、滑块部、第一杆部和第二杆部，其中滑块部的直径最大，第一杆部的直径大于第二杆部的直径，所述球状头部封堵在第一阀套口或第二阀套口上，所述滑块部与三段式阶梯孔的中间孔配合，所述第二杆部与第一进油通道或第二进油通道配合。
6.根据权利要求1所述的双向二级压力回转缓冲阀，其特征在于，当油口A的压力高、油口B的压力低时，且油口A的油液压力大于第三弹性件的作用力时，第二先导阀芯被顶开，油液经第二间隙通道、第二控制腔、第二阀套口流向油口T，主阀芯在压差作用下开启，油口A的油液向油口B缓冲实现一级压力溢流，同时油口A的油液经第二先导阀芯中的第二先导通孔进入第三控制腔向下推动缓冲活塞压缩第三弹性件，油口A的压力逐渐增大到二级溢流压力。
7.根据权利要求1所述的双向二级压力回转缓冲阀，其特征在于，当油口B的压力高、油口A的压力低时，且油口B的油液压力大于第二弹性件的作用力时，第一先导阀芯被顶开，油液经第一间隙通道、第一控制腔、第一阀套口流向油口T，主阀芯在压差作用下开启，油口B的油液向油口A缓冲开启实现一级压力溢流，同时油口B的油液经第一先导阀芯中的第一先导通孔进入第三控制腔向下推动缓冲活塞压缩第二弹性件，油口B的压力逐渐增大到二级溢流压力。
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