CN1256522C - 比例方向阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种比例方向阀，克服了现有产品比例电磁铁所需推力大、易漏油的缺陷。它包括先导阀和主阀两个部分；先导阀包括左右比例电磁铁、阀体、设于阀体内的阀芯；主阀包括主阀体和位于其中的阀芯，其特征在于：所述的先导阀阀体内设一横向油道，其两端连接左右比例电磁铁顶杆油腔，该油道中部设有回油孔，进入左右比例电磁铁顶杆油腔的端口均设阻尼螺钉；主阀体的控制油口经阀体内的油道与先导阀阀体中部设的控制油道相通，该油道止路于先导阀阀体两个环形沉割槽，先导阀芯的二个台肩上均设有节流窗口。本发明结构新颖、比例电磁铁所需推力小、密封要求低，有利于提高使用寿命、降低生产成本，可广泛应用于塑机行业及机械加工设备的液压控制***中。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压传动控制部件，尤其指通过控制阀芯的位移而达到控制流量目的的滑阀式比例方向阀。
背景技术
滑阀式比例方向阀一般采用比例电磁铁驱动阀芯，利用比例电磁铁的输入电压或电流大小与阀芯的位移成正比的原理，控制液压油的流量，它被广泛应用于诸如注塑机、压铸机、挤压机和拉伸机等机械加工设备的液压控制***中。现有典型的产品有德国REXROTH公司生产的4WRZ16型先导控制滑阀，此阀能在主阀两端的A、B腔形成不同的压差，从而使主阀芯移动而控制流量，但其加工工艺复杂、难度大导致生产成本上升。为此，本申请人于2002年1月18日向国家知识产权局专利局提交了申请号为021105944的“双向压差反馈型比例先导控制滑阀”发明专利申请，该申请已于2002年10月9日公开，公开号为CN1373311A，向社会提供了一种结构合理，又便于机械加工、无需精密加工设备的液压传动控制部件产品。本申请人是一家专业从事液压传动控制部件的工厂，经过一年多的生产实践以及众多用户的信息反馈，发现该产品也存在不足之处，主要表现为：当高压油泵提供控制油压后，先导阀两端的比例电磁铁顶杆处即形成控制油压压力区，比例电磁铁所承受液压***的最高压力在20MPa以上，导致比例电磁铁中的线圈变形，顶杆断裂。当先导阀阀芯位移时，一端的顶杆及其油腔区油压经节流孔卸压到回油口T，而另一端仍需承受高压油泵提供的控制油压，长时间如此工作，势必要求提高比例电磁铁与先导阀体之间的密封性能，防止漏油而影响工作。为此，人们期盼发明一种比例电磁铁顶杆及其油腔区承受油压低、比例电磁铁所需的工作推力小、阀芯反应灵敏的比例方向阀。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有背景技术产品的比例电磁铁顶杆及其油腔区需长时间承受高压油泵提供的控制油压，导致比例电磁铁变形、易漏油甚至断裂等缺陷，向社会提供一种比例电磁铁与先导阀体之间的密封要求低、比例电磁铁工作推力小、先导阀阀芯反应灵敏的比例方向阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：比例方向阀包括先导阀和主阀两个部分；先导阀包括左右两端的比例电磁铁、先导阀阀体、设于先导阀阀体内的先导阀阀芯；主阀包括主阀体和位于其中的主阀阀芯，主阀体设有控制油口X，并通过主阀体内的油道m与先导阀阀体中部设的控制油道s相通，油道s入先导阀阀芯台肩之间的环形沉割槽，两个台肩上分别设有节流窗口y和z；所述的先导阀阀体内设一横向油道a，油道a的两端连通左右比例电磁铁顶杆油腔A1和B1，在横向油道a进入左右比例电磁铁顶杆油腔A1和B1的端口分别设阻尼螺钉，油道a上开有与控制油回油相通的T孔；油腔A1和B1的下部设有横向油道c和b，分别与通往主阀体的垂直油道d和n贯通。
所述的主阀阀芯一端连接有螺杆，螺杆两端各设弹簧座，两个弹簧座之间装有弹簧。
所述的螺杆与主阀阀芯之间采用螺纹连接方式相连。
所述的主阀阀芯的轴向开有节流孔。
本发明比例方向阀产品，将现有技术产品的控制油油路，先经固定阻尼节流—入比例电磁铁顶杆油腔——再经先导阀芯可变节流窗口回油箱，改进成先经先导阀芯可变节流——入比例电磁铁顶杆油腔——再经固定阻尼节流回油箱。对控制油油路这样改进以后，当先导阀两端的比例电磁铁输入电流为零时，先导阀芯处于居中位置，高压控制油止路于阀芯的台阶槽及阀的左右两端，使比例方向阀左右两端均未有压差产生，先导阀芯及主阀芯均处于中间位置，当向先导阀一端的比例电磁铁输入一定的电流时，另一端则产生压降，输入端又直回油T口，避免了现有产品的比例电磁铁顶杆油腔内长时间处于高压状态的缺陷，大大改善了比例电磁铁与先导阀体的密封环境，降低了密封要求，有利于提高使用寿命、降低生产成本。本发明设计结构新颖、比例电磁铁所需的工作推力小、工作噪音低、震动小，可广泛应用于橡塑机械及机械加工设备的液压控制***中。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明先导阀阀芯放大结构示意图。
图3是本发明主阀阀芯放大结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明比例方向阀产品包括先导阀9和主阀14两个部分。先导阀9包括左右两端的比例电磁铁1和6、先导阀阀体4、设于先导阀阀体4内的先导阀阀芯3。先导阀阀体4内设一横向油道a，油道a上设有与控制油回油相通的T孔。在横向油道a进入左右比例电磁铁顶杆油腔A1和B1的端口分别设阻尼螺钉2和5。在先导阀阀芯3下方的横向位置，分别从左右比例电磁铁顶杆油腔A1和B1引出两油道c和b，在油道c和b的横向孔端分别设垂直油道d和n。
主阀14包括主阀体7和位于其中的主阀阀芯8，主阀阀芯8左端连接有一螺杆13，螺杆两端设有弹簧座12和11，两个弹簧座12和11之间装有弹簧10，前述的螺杆13与主阀阀芯8之间采用螺纹连接方式相连。主阀体7的底面右侧设控制油口X，并通过主阀体7内的油道m与先导阀阀体4中部设的控制油道s相通。在主阀体7底面的X油口左侧，依次设W、P、V和U四个油口，这四个油口可与所需的液压工作部件油口相连，以控制液压件运作。
下面结合图1和图2，叙述本发明的工作原理。
本发明的高压控制油从主阀体7底面的X油口进入，经前述的油道m和先导阀阀体4的垂直油道s，进入先导阀阀体4与先导阀芯3所组成的环形沉割槽33。当先导阀两端的比例电磁铁1或6输入电流为零时，如图1所示，高压控制油由环形沉割槽经先导阀芯3与先导阀体4之间间隙充满先导阀与主阀的左右两腔，左右比例电磁铁顶杆油腔A1和B1由于分别设有阻尼螺钉2和5，并经油道a出T口回控制油路，因此油腔A1和B1均未产生压力，先导阀芯3处于如图1所示的居中位置，如需先导阀阀芯3产生位移，任意一端的比例电磁铁只需很小的推力即可。由于油腔A1和B1均未产生压力，压力相等，油腔A1经先导阀阀体4油道c和d、主阀体7上垂直油道e、横向油道f和斜向油道g入主阀阀芯8左油腔A；油腔B1经先导阀阀体4油道b和n、主阀体7上横向油道L和斜向油道k入主阀阀芯8右油腔B；故油腔A和油腔B压力也相等，主阀阀芯8不产生位移，W、P、V和U四路油道均不通。
当位于左侧的先导阀比例电磁铁1输入电流，而位于右侧的先导阀比例电磁铁6仍然为零时，电磁力将先导阀阀芯3向右推动而产生位移，位于阀芯3的台肩32上的节流窗口z逐渐打开，控制油经油道s、节流窗口z后分两路，一路经油道b入右比例电磁铁顶杆油腔B1，出阻尼螺钉5流回至油箱；由于控制油在流动中产生阻尼，建立起向左的液压力与电磁推力相平衡，另一路经先导阀阀体4油道n、主阀体7上横向油道L和斜向油道k入主阀阀芯8右油腔B。由于油腔B1和B之间由油道连通，故两油腔的油压相同。随着节流窗口z开度的增大，通过节流窗口z的流量增大，阻尼孔5的压差增加，油腔B1处的油压开始上升。同时，油腔B1的油压产生的对先导阀阀芯3右端面的推力也同步上升，直至与比例电磁铁1的推力相同，达到平衡状态，先导阀阀芯3保持在固定位置，不再位移。其比例电磁铁1输入电流的大小与油腔B1和B的油压上升幅度成正比。
接前段所述，控制油经节流孔z流出而使主阀阀芯8右油腔B油压上升。但由于先导阀阀芯3向右移时，其台肩31上的节流窗口y仍处于关闭，所以左比例电磁铁顶杆油腔A1和主阀阀芯8左油腔A均未产生油压，主阀阀芯8两端产生油压差ΔPBA，右油腔B油压克服弹簧10的弹力后使主阀阀芯8左移，油道P和V、W和U逐渐导通，流量上升，且该流量与输入位于左侧的先导阀比例电磁铁1的电流大小成正比。
同样的原理，当位于右侧的先导阀比例电磁铁6输入电流，而位于左侧的先导阀比例电磁铁1仍然为零时，电磁力将先导阀阀芯3向左推动而产生位移，位于阀芯3台肩31上的节流窗口y逐渐打开，控制油经油道s、节流窗口y后分两路，一路经油道c入左比例电磁铁顶杆油腔A1，出阻尼螺钉2流回至油箱；另一路经先导阀阀体4油道d、主阀体7上垂直油道e、横向油道f和斜向油道g入主阀阀芯8左油腔A。由于油腔A1和A之间油道相通，故两油腔的油压相同。随着节流窗口y开度的增大，阻尼孔2的压差逐渐增大，油腔A1的油压开始上升。同时，油腔A1处的油压产生的对先导阀阀芯3左端面的推力也同步上升，直至与比例电磁铁6的推力相同，达到平衡状态，先导阀阀芯3保持在固定位置，不再位移。其比例电磁铁6输入电流的大小与油腔A1和A的油压上升幅度成正比。
接前段所述，控制油经节流窗口y流出而使主阀阀芯8左油腔A油压上升。但由于先导阀阀芯3向左移时，其台肩32上的节流孔z仍处于关闭，所以右比例电磁铁顶杆油腔B1和主阀阀芯8右油腔B均未产生油压，主阀阀芯8两端产生油压差ΔPAB，左油腔A油压使主阀阀芯8右移，油道U和V、P和W逐渐导通，流量上升，且该流量与输入位于右侧的先导阀比例电磁铁6的电流大小成正比。
如图3所示，为了获得不同的线性流量，主阀阀芯8的节流孔81、82、83和84可根据不同的工作参数，加工成半圆形、三角形或矩形。
Claims (4)
1、一种比例方向阀，包括先导阀(9)和主阀(14)两个部分；先导阀(9)包括左右两端的比例电磁铁(1)和(6)、先导阀阀体(4)、设于先导阀阀体(4)内的先导阀阀芯(3)；主阀(14)包括主阀体(7)和位于其中的主阀阀芯(8)，主阀体(7)设有控制油口X，并通过主阀体(7)内的油道m与先导阀阀体(4)中部设的控制油道s相通，油道s入先导阀阀芯(3)台肩(31)和(32)之间的环形沉割槽(33)，台肩(31)和(32)上分别设有节流窗口y和z，其特征在于：所述的先导阀阀体(4)内设一横向油道a，油道a的两端连通左右比例电磁铁顶杆油腔A1和B1，在横向油道a进入左右比例电磁铁顶杆油腔A1和B1的端口分别设阻尼螺钉(2)和(5)，油道a上开有与控制油回油相通的T孔；油腔A1和B1的下部设有横向油道c和b，分别与通往主阀体(7)的垂直油道d和n贯通。
2、如权利要求1所述的比例方向阀，其特征在于：所述的主阀阀芯(8)一端连接有螺杆(13)，螺杆(13)两端设有弹簧座(12)和(11)，两个弹簧座(12)和(11)之间装有弹簧(10)。
3、如权利要求2所述的比例方向阀，其特征在于：所述的螺杆(13)与主阀阀芯(8)之间采用螺纹连接方式相连。
4、如权利要求1、2或3所述的比例方向阀，其特征在于：所述的主阀阀芯(8)上开有节流孔。
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