CN113719491B - 一种使用稳定的组合负载控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用稳定的组合负载控制阀，包括有阀体和阀芯，阀体上设置有控制口，阀体上装配有阀套，阀套上径向开设有回油口，阀套内装配有能够轴向移动的阀座，阀座与所述阀套之间设置有复位件，阀座上轴向开设有进油口，阀芯能够轴向移动地装配于阀套内，阀座的前部设置有与所述阀芯相配合的锥形密封口；阀体内固定有限位套，限位套和所述阀套之间设置有导向套，阀套上设置有阀套径向孔，导向套上设置有与所述阀套径向孔相对应的导向套径向孔，阀座的后端面与所述导向套的前端面之间留有间隙。其优点在于：结构合理，零泄漏密封，流量连续可调，能够实现负载的平稳运行。

Description

一种使用稳定的组合负载控制阀

技术领域

本发明涉及控制阀制造技术领域，具体地说是一种使用稳定的组合负载控制阀。

背景技术

用于控制负载运动状态的液压阀，通常称为负载控制阀。常用运动状态包括：上升、下降、回转和任意位置保持。为实现任意位置保持功能，要求负载控制阀本身的内泄漏量必须非常小，要做到名义上的零泄漏，所以通常都采用锥阀结构密封。

在负载运动的启动和停止阶段，都要求平稳性，要缓慢平稳启动和停止，不能有突然冲击。这就要求负载控制阀在开启和关闭阶段也必须平稳，要逐渐开启和关闭，也就是说阀口的过流面积变化要能够从最小接近0到最大连续变化，而不能是突变。

目前市场上在用的负载控制阀均为锥阀结构，在大多数工况下，负载均存在震动和抖动，影响整机的性能。在一些特殊应用工况下，比如高空作业平台，由于平台是载人的，而且处于高空状态，所以平台的运动必须平稳，震动和抖动都会存在一定的安全隐患。锥阀的密封结构可以实现零泄漏密封，但阀口一旦打开，过流面积就相当大，随着阀芯移动，过流面积只会更大，不能实现过流面积从0到最大的连续变化，因此其结构有待进一步改进。

发明内容

本发明之目的是弥补上述之不足，向社会公开结构合理，零泄漏密封，流量连续可调，能够实现负载的平稳运行的一种使用稳定的组合负载控制阀。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种使用稳定的组合负载控制阀，包括有阀体和阀芯，所述的阀体上设置有控制口，所述的阀体上装配有阀套，所述的阀套上径向开设有回油口，所述的阀套内装配有能够轴向移动的阀座，所述的阀座与所述阀套之间设置有复位件，所述的阀座上轴向开设有进油口，所述的阀芯能够轴向移动地装配于阀套内，所述的阀座的前部设置有与所述阀芯相配合的锥形密封口；所述的阀体内固定有限位套，所述的限位套和所述阀套之间设置有导向套，所述的阀套上设置有阀套径向孔，所述的导向套上设置有与所述阀套径向孔相对应的导向套径向孔，所述的阀座的后端面与所述导向套的前端面之间留有间隙。

进一步优化本技术方案的措施是：

作为改进，所述的阀芯的后端设置有挡圈，所述的阀芯内设置有与所述进油口相通的第一通道，所述的第一通道与第二通道相通，所述的第二通道与设置于所述挡圈上的第一阻尼孔相通；所述的阀芯与所述限位套之间设置有第一控制容腔，所述的阀芯与所述导向套之间设置有第二控制容腔，所述的阀芯内设置有连通第一控制容腔和第二控制容腔的第三通道，所述的限位套上设置有与控制口相通的第二阻尼孔，所述的第二控制容腔与所述第二阻尼孔相通。

作为改进，所述的阀体上设置有调压机构，所述的调压机构包括有调压螺钉和与阀芯相抵接的弹簧座，所述的调压螺钉限位装配于阀体内，所述的调压螺钉上螺接有调压螺母，所述的调压螺母与所述弹簧座之间设置有调压弹簧组，所述的调压螺母能够轴向移动但不能转动地装配于阀体内。

作为改进，所述的弹簧座与所述阀芯之间设置有钢珠，所述的弹簧座上设置有与钢珠相适配的装配腔，所述的阀芯的后端中心设置有锥形凹腔。

作为改进，所述的阀体内设置有限位腔，所述的调压螺钉限位装配于该限位腔内。

作为改进，所述的调压螺钉上设置有限位卡簧。

作为改进，所述的调压弹簧组包括第一弹簧和第二弹簧，所述的第一弹簧套配于所述第二弹簧外。

作为改进，所述的调压螺钉的伸出端配装有锁紧螺母。

作为改进，所述的阀套和导向套之间设置有径向定位销。

作为改进，所述的阀体外设置有安装螺纹。

本发明与现有技术相比的优点是：

本发明的一种使用稳定的组合负载控制阀，结构合理，其利用阀芯轴向移动，通过遮盖或者打开导向套径向孔实现过流面积的连续性变化，从而实现流量的连续性调节，实现负载的平稳运行，克服了现有产品固有的冲击和震动；阀座上设置有锥形密封口，利用阀芯端部与锥形密封口的配合，实现线密封，保证运行过程中的零泄漏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A部放大图；

图3是图1中B部放大图；

图4是图1中C部放大图。

本发明附图中各附图标记的名称是：

阀体1、控制口1a、安装螺纹11、阀芯2、第一通道2a、第二通道2b、第三通道2c、锥形凹腔2d、挡圈21、第一阻尼孔21a、阀套3、回油口3a、阀套径向孔3b、阀座4、进油口4a、间隙4b、复位件41、锥形密封口42、封堵段43、限位套5、第一控制容腔5a、第二阻尼孔5b、导向套6、第二控制容腔6a、导向套径向孔6b、调压螺钉71、限位卡簧71a、弹簧座72、装配腔72a、调压螺母73、第一弹簧74a、第二弹簧74b、钢珠75、锁紧螺母76、径向定位销8。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明：

如图1至图4所示，一种使用稳定的组合负载控制阀，包括有阀体1和阀芯2，所述的阀体1上设置有控制口1a，所述的阀体1上装配有阀套3，所述的阀套3上径向开设有回油口3a，所述的阀套3内装配有能够轴向移动的阀座4，所述的阀座4与所述阀套3之间设置有复位件41，所述的阀座4上轴向开设有进油口4a，所述的阀芯2能够轴向移动地装配于阀套3内，所述的阀座4的前部设置有与所述阀芯2相配合的锥形密封口42；所述的阀体1内固定有限位套5，所述的限位套5和所述阀套3之间设置有导向套6，所述的阀套3上设置有阀套径向孔3b，所述的导向套6上设置有与所述阀套径向孔3b相对应的导向套径向孔6b，所述的阀座4的后端面与所述导向套6的前端面之间留有间隙4b。

上述的复位件41优选为弹簧。阀内部件之间的接触面均设置有必要的密封结构。控制阀中，控制口1a侧为前端，锁紧螺母76侧为后端。

所述的阀芯2的后端设置有挡圈21，所述的阀芯2内设置有与所述进油口4a相通的第一通道2a，所述的第一通道2a与第二通道2b相通，所述的第二通道2b与设置于所述挡圈21上的第一阻尼孔21a相通；所述的阀芯2与所述限位套5之间设置有第一控制容腔5a，所述的阀芯2与所述导向套6之间设置有第二控制容腔6a，所述的阀芯2内设置有连通第一控制容腔5a和第二控制容腔6a的第三通道2c，所述的限位套5上设置有与控制口1a相通的第二阻尼孔5b，所述的第二控制容腔6a与所述第二阻尼孔5b相通。

所述的阀体1上设置有调压机构，所述的调压机构包括有调压螺钉71和与阀芯2相抵接的弹簧座72，所述的调压螺钉71限位装配于阀体1内，所述的调压螺钉71上螺接有调压螺母73，所述的调压螺母73与所述弹簧座72之间设置有调压弹簧组，所述的调压螺母73能够轴向移动但不能转动地装配于阀体1内。

所述的弹簧座72与所述阀芯2之间设置有钢珠75，所述的弹簧座72上设置有与钢珠75相适配的装配腔72a，所述的阀芯2的后端中心设置有锥形凹腔2d。

所述的阀体1内设置有限位腔，所述的调压螺钉71限位装配于该限位腔内。

所述的调压螺钉71上设置有限位卡簧71a。

所述的调压弹簧组包括第一弹簧74a和第二弹簧74b，所述的第一弹簧74a套配于所述第二弹簧74b外。

为实现较好的节流效果，阀芯2的位移比较长，这对调压弹簧的设计要求比较高，主要是长度方向比较长，这会导致控制阀的整体长度比较长，为尽量缩短总长，便于使用、安装和加工，必须设计合适的调压机构。常规的调压机构都是调节件(一般为调节螺钉)旋转的同时伴随轴向移动，从而实现对弹簧的压缩或者释放，这种调节结构长度比较长。本发明中采用的调压结构，调压螺钉71被限位在阀体1的限位腔内，调压螺钉71只旋转而不发生轴向移动，转动调压螺钉71，由于调压螺钉71被限位而不能发生轴向移动，而调压螺母73不随着调压螺钉71发生转动，调压螺钉71的转动驱动调压螺母73轴向移动，进而由调压螺母73压缩调压弹簧组而实现调压的作用。调压螺母73只轴向移动而不转动的实现方式有多种，本实施例中，调压螺母73的外周为四方形结构，阀体1内加工四条导向直槽，调压螺母73四方形结构的四角装配于对应的导向直槽内，由于导向直槽的限制，调压螺母73在阀体1内只能轴向移动而不能转动。设置限位卡簧71a，限制了调压螺母73的最大位移，可以防止调压弹簧被过度压缩，也可以防止调压螺母73从导向直槽中脱落。

所述的调压螺钉71的伸出端配装有锁紧螺母76。利用锁紧螺母76与阀体1端面的配合，在调压后对调压螺钉71进行锁紧，防止调压完成后调压螺钉71发生转动。

所述的阀套3和导向套6之间设置有径向定位销8。

所述的阀体1外设置有安装螺纹11。利用安装螺纹11实现控制阀的螺纹插装，安装空间小，便于集成。

进油口4a和回油口3a之间外部有一段圆柱段，该圆柱段设置有密封件，回油口3a内侧设置有一段外螺纹，该外螺纹用于和安装孔内螺纹连接。

工作原理：

本发明采用螺纹插装式三通结构，即设置有三个工作口，端面为进油口4a(即负载口)，侧面为回油口3a和控制口1a；本负载控制阀的工作原理为：进油口4a接负载，回油口3a接回油，回油口3a还有一个作用，就是作为进油口向负载口(进油口4a)供油，从而为负载提供动力源，控制口1a接控制压力，控制阀芯2的移动，实现进油口4a到回油口3a的油路接通。

阀套3设计有台阶孔，放置阀座4、复位件41和导向套6，阀套3左部外圆设置有阀套径向孔3b，导向套6上设置有与阀套径向孔3b相通的导向套径向孔6b，导向套6内轴向设置有阀芯2。阀芯2的右端面棱边和阀座4内部的锥形密封口42配合，构成锥面密封，密封的作用直径为D1。阀芯2的左段直径为D2，阀芯2中间直径为D3，直径D2和直径D3与限位套5内孔台阶间隙配合，再辅助密封装置实现零泄漏密封。阀座4的外径为D4，各直径的大小关系为：直径D4＞直径D3＞直径D1＞直径D2。

阀芯2上设置有锥形凹腔2d，锥形凹腔2d与钢珠75配合，保证钢珠75居中，再利用钢珠75与弹簧座72上装配腔72a的配合，实现弹簧座72和阀芯2的自动对中，保证弹簧座72和阀芯2的中心轴线位于同一直线上。

本负载控制阀的初始状态，在调压弹簧压缩力作用下，将阀芯2中段的右端压在导向套6的左端，使阀芯2处于右限位上，阀座4在复位件41的作用下，其左端的锥形密封口42与阀芯2的右端面棱边形成线密封，从而实现锥面密封，此时，阀座4左端面和导向套6右端面之间留有间隙。

压力油从进油口4a进入时，通过阀芯2上的第一通道2a、第二通道2b，再经挡圈21上的第一阻尼孔21a进入到调压弹簧容腔内，作用在直径D1和直径D2之间环带面积上，与调压弹簧的压缩力相比较，实现进油口4a的压力调节。

压力油从回油口3a进入时，进入阀座4左端面和导向套6右端面之间的间隙处，作用在直径D1和直径D4之间的环带面积上，克服复位件41向左的预压缩力，推动阀座4向右移动，打开回油口3a与进油口4a之间的通路，打开过程中，开口大小从0开始呈连续性变化。

压力油从控制口1a进入时，经限位套5上的第二阻尼孔5b进入第二控制容腔6a内，压力有作用在直径D3和直径D1之间的环带面积上，克服调压弹簧向右的压缩力，推动阀芯2向左移动，打开阀芯2与阀座4之间形成的锥面密封和导向套6上导向套径向孔6b的遮盖量；调节控制口1a的压力大小，可以调节阀芯2向左的移动量，从而调整打开的过流面积。

导向套6右端面是阀座4向左移动的限制位，导向套6上的导向套径向孔6b与阀套3上阀套径向孔3b一一对应而构成通路，当阀芯2轴向移动时，通过遮盖或者打开导向套径向孔6b实现过流面积的连续变化。阀套3和导向套6之间通过径向定位销8限制两者的相对转动，保证对应的径向孔的通路畅通。

本发明的控制阀，只需要改变导向套6上导向套径向孔6b的直径大小或者位置，就可以改变过流面积的变化梯度，实现不同的节流效果，能够更好匹配实际使用工况。

本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (9)

1.一种使用稳定的组合负载控制阀，包括有阀体(1)和阀芯(2)，所述的阀体(1)上设置有控制口(1a)，其特征是：所述的阀体(1)上装配有阀套(3)，所述的阀套(3)上径向开设有回油口(3a)，所述的阀套(3)内装配有能够轴向移动的阀座(4)，所述的阀座(4)与所述阀套(3)之间设置有复位件(41)，所述的阀座(4)上轴向开设有进油口(4a)，所述的阀芯(2)能够轴向移动地装配于阀套(3)内，所述的阀座(4)的前部设置有与所述阀芯(2)相配合的锥形密封口(42)；所述的阀体(1)内固定有限位套(5)，所述的限位套(5)和所述阀套(3)之间设置有导向套(6)，所述的阀套(3)上设置有阀套径向孔(3b)，所述的导向套(6)上设置有与所述阀套径向孔(3b)相对应的导向套径向孔(6b)，所述的阀座(4)的后端面与所述导向套(6)的前端面之间留有间隙(4b)；

所述的阀芯(2)的后端设置有挡圈(21)，所述的阀芯(2)内设置有与所述进油口(4a)相通的第一通道(2a)，所述的第一通道(2a)与第二通道(2b)相通，所述的第二通道(2b)与设置于所述挡圈(21)上的第一阻尼孔(21a)相通；所述的阀芯(2)与所述限位套(5)之间设置有第一控制容腔(5a)，所述的阀芯(2)与所述导向套(6)之间设置有第二控制容腔(6a)，所述的阀芯(2)内设置有连通第一控制容腔(5a)和第二控制容腔(6a)的第三通道(2c)，所述的限位套(5)上设置有与控制口(1a)相通的第二阻尼孔(5b)，所述的第二控制容腔(6a)与所述第二阻尼孔(5b)相通。

2.根据权利要求1所述的一种使用稳定的组合负载控制阀，其特征是：所述的阀体(1)上设置有调压机构，所述的调压机构包括有调压螺钉(71)和与阀芯(2)相抵接的弹簧座(72)，所述的调压螺钉(71)限位装配于阀体(1)内，所述的调压螺钉(71)上螺接有调压螺母(73)，所述的调压螺母(73)与所述弹簧座(72)之间设置有调压弹簧组，所述的调压螺母(73)能够轴向移动但不能转动地装配于阀体(1)内。

3.根据权利要求2所述的一种使用稳定的组合负载控制阀，其特征是：所述的弹簧座(72)与所述阀芯(2)之间设置有钢珠(75)，所述的弹簧座(72)上设置有与钢珠(75)相适配的装配腔(72a)，所述的阀芯(2)的后端中心设置有锥形凹腔(2d)。

4.根据权利要求3所述的一种使用稳定的组合负载控制阀，其特征是：所述的阀体(1)内设置有限位腔，所述的调压螺钉(71)限位装配于该限位腔内。

5.根据权利要求4所述的一种使用稳定的组合负载控制阀，其特征是：所述的调压螺钉(71)上设置有限位卡簧(71a)。

6.根据权利要求5所述的一种使用稳定的组合负载控制阀，其特征是：所述的调压弹簧组包括第一弹簧(74a)和第二弹簧(74b)，所述的第一弹簧(74a)套配于所述第二弹簧(74b)外。

7.根据权利要求6所述的一种使用稳定的组合负载控制阀，其特征是：所述的调压螺钉(71)的伸出端配装有锁紧螺母(76)。

8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的一种使用稳定的组合负载控制阀，其特征是：所述的阀套(3)和导向套(6)之间设置有径向定位销(8)。

9.根据权利要求8所述的一种使用稳定的组合负载控制阀，其特征是：所述的阀体(1)外设置有安装螺纹(11)。