專利名稱：壓力跟蹤閥的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于流體傳動與控制領域，涉及液壓閥，適用于液壓系統(tǒng)中連接有柔 性元件的執(zhí)行器需要剛柔切換的場合，尤其適用于需要無壓力沖擊切換的場合。
技術背景 在工程機械、航空航天、船舶、軍事等應用領域的液壓系統(tǒng)中，經(jīng)常使用彈性元件 如蓄能器等對系統(tǒng)起到緩沖減振的作用，但當執(zhí)行器需要運動時，又常常需要切斷蓄能器 以保證運動過程中不受蓄能器等柔性元件的影響，使執(zhí)行器的運動可控，以保證執(zhí)行器能 夠正常運動，當切斷蓄能器使執(zhí)行器運動后，由于運動過程前后負載的改變，會造成蓄能器 與執(zhí)行器內壓力不同，而常態(tài)工況下又需要接入蓄能器，此時再將蓄能器連通時會出現(xiàn)強 烈的振蕩易引發(fā)事故。傳統(tǒng)方法即在液壓系統(tǒng)中加入壓力傳感器檢測蓄能器與執(zhí)行器內壓 力，檢測壓力值進入控制器通過一定的算法后將計算結果輸出給相應液壓元件進行閉環(huán)控 制，實現(xiàn)柔性元件如蓄能器與執(zhí)行器如液壓缸內壓力相等，再接通實現(xiàn)無沖擊切換，但此種 系統(tǒng)具有幾個缺陷一是結構復雜、造價較高，不僅需要壓力傳感器、控制器，還需要相應的 比例元件對系統(tǒng)進行控制，且需要編制一定的控制算法；二是由于大多應用場合環(huán)境惡劣， 此系統(tǒng)采用電控且元器件較多，可靠性差，容易出現(xiàn)事故。
實用新型內容本實用新型的目的是針對上述缺陷，提供一種結構簡單、性價比高的能夠實現(xiàn)良 好壓力跟蹤性能的壓力跟蹤閥。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采取的技術方案是該壓力跟蹤閥主要包括閥套 和置于閥套內的閥芯、第一阻尼器、第二阻尼器和螺堵，第二阻尼器和螺堵分別在閥套的兩 端與該閥套形成螺紋聯(lián)接；閥芯位于第二阻尼器和螺堵之間并與閥套形成滑動配合，閥芯 內設有盲孔，該盲孔與螺堵相對，第一阻尼器在該盲孔的入口處與閥芯螺紋聯(lián)接使得第一 阻尼器與螺堵之間形成第一控制容腔并在閥芯的盲孔內形成工作容腔；第二阻尼器與閥芯 之間形成第二控制容腔；第一阻尼器設有分別與第一控制容腔和工作容腔連通的第一阻尼 孔，第二阻尼器設有與第二控制容腔連通的第二阻尼孔；閥芯的工作容腔的壁上自第一阻 尼孔至盲孔的底部方向依次設有第一工作油口和第一進油口，閥套的壁上相應地依次設有 第二工作油口和第二進油口，第一工作油口和第二工作油口連通，第一進油口與第二進油 口相鄰。進一步地，本實用新型所述閥芯的工作容腔的壁上設有第一回油口，閥套的壁上 相應地設有第二回油口，第一回油口與第二回油口相鄰，所述第一工作油口位于第一回油 口和第一進油口之間，所述第二工作油口位于第二回油口和第二進油口之間。進一步地，本實用新型所述閥套的內壁上分別沿圓周方向設有相互間隔開的工作 環(huán)形槽和進油環(huán)形槽，所述工作環(huán)形槽與第二工作油口連通，進油環(huán)形槽與第二進油口連
ο[0007]進一步地，本實用新型所述閥套的內壁上分別沿圓周方向設有相互間隔開的回油 環(huán)形槽、工作環(huán)形槽和進油環(huán)形槽，所述回油環(huán)形槽與第二回油口連通，工作環(huán)形槽與第二 工作油口連通，進油環(huán)形槽與第二進油口連通。進一步地，本實用新型所述螺堵在其與第一阻尼器相對的一端開有第一沉孔，所述第二阻尼器在其與閥芯相對的一端開有第二沉孔。進一步地，本實用新型在所述第二阻尼器的第二阻尼孔內設有調節(jié)裝置，該調節(jié) 裝置與第二阻尼孔形成螺紋配合，所述調節(jié)裝置的內部設有第三阻尼孔。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點是(1)完全采用機液方式控制，易于實現(xiàn)一液壓元件內壓力實時跟蹤另一液壓元件 內壓力，響應頻率高，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，可靠性高。(2)采用的零部件少，節(jié)約安裝空間，性價比高。(3)當接入壓力跟蹤閥工作油口的液壓元件出現(xiàn)反向壓力沖擊時，可有效消除壓 力尖峰實現(xiàn)良好跟蹤性能。(4)調整阻尼器可以調整壓力跟蹤的動態(tài)特性，調節(jié)簡單方便。
圖1為本實用新型第一種實施方式的壓力跟蹤閥的結構剖視示意圖。圖2為本實用新型壓力跟蹤閥的工作原理圖；圖3為本實用新型第二種實施方式的壓力跟蹤閥的結構剖視示意圖。圖4為本實用新型第三種實施方式的壓力跟蹤閥的結構剖視示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型壓力跟蹤閥主要由閥套4和置于閥套4內的閥芯1、第一 阻尼器2、第二阻尼器12和螺堵3，第二阻尼器12和螺堵3分別在閥套4的兩端與該閥套 4形成螺紋聯(lián)接；閥芯1位于第二阻尼器12和螺堵3之間并與閥套4形成滑動配合，閥芯1 為運動部件，可在閥套4內做軸向的往復運動；閥芯1內設有盲孔，該盲孔的入口與螺堵3 相對，第一阻尼器2在該盲孔的入口處與閥芯1螺紋聯(lián)接使得第一阻尼器2與螺堵3之間 形成第一控制容腔23并在閥芯1的盲孔內形成工作容腔13 ；第二阻尼器12與閥芯1之間 形成第二控制容腔20 ；第一阻尼器2設有與第一控制容腔23和工作容腔13連通的第一阻 尼孔28，第二阻尼器12設有與第二控制容腔20連通的第二阻尼孔29 ；閥芯1的工作容腔 13的壁上自第一阻尼孔28至盲孔的底部方向依次設有第一工作油口 31和第一進油口 32， 第一工作油口 31和第一進油口 32貫穿工作容腔13的壁；同樣，在閥套4的壁上相應地依 次設有第二工作油口 26和第二進油口 27，第二工作油口 26和第二進油口 27貫穿閥套4的 壁；第一工作油口 31和第二工作油口 26連通，第一進油口 32與第二進油口 27相鄰。為了 讓壓力跟蹤閥有更好的壓力跟蹤性能，消除接入壓力跟蹤閥工作油口的液壓元件出現(xiàn)的反 向壓力沖擊，可在閥芯1的工作容腔13的壁上設有第一回油口 30，閥套4的壁上相應地設 有第二回油口 25，第一回油口 30與第二回油口 25相鄰，第一工作油口 31位于第一回油口 30和第一進油口 32之間，第二工作油口 26位于第二回油口 25和第二進油口 27之間。由 于閥芯1在閥套4內工作時會出現(xiàn)圓周方向旋轉，為了保證閥芯1上的上述各油口和閥套4上相應的各油口貫通，可以分別沿閥芯1和閥套4上的圓周方向設有多個均勻分布的第一 回油口 30、第一工作油口 31、第一進油口 32、第二回油口 25、第二工作油口 26、第二進油口 27，以保證即使出現(xiàn)閥芯1在閥套4內沿圓周方向旋轉的情況，相應的油口之間也能正常貫 通。而工業(yè)實現(xiàn)中通常是在閥套4的內壁上分別沿圓周方向設有相互間隔開的回油環(huán)形槽 33、工作環(huán)形槽34和進油環(huán)形槽35來實現(xiàn)，其中，回油環(huán)形槽33與第二回油口 25連通，工 作環(huán)形槽34與第二工作油口 26連通，進油環(huán)形槽35與第二進油口 27連通，這樣即使閥芯 1在閥套4內沿圓周方向旋轉也能保證閥芯1和閥套4上相應油口的正常貫通。使用本實 用新型壓力跟蹤閥時，將閥套4與閥塊14密封安裝在一起，為此可如圖1所示在閥套4上 分別加裝密封圈5、6、8、10和擋圈7、9、11。通過閥套4與閥塊14的配合，將閥套4上的第 二回油口 25與外界隔開、第二工作油口 26與第二回油口 25和第二進油口 27隔開、第二進 油口 27與第二阻尼孔29隔開。 本實用新型壓力跟蹤閥應用到實際使用的液壓系統(tǒng)中以實現(xiàn)相同壓力的壓力跟 蹤時，其工作原理圖可如圖2所示，此時，閥芯1的兩端端面的面積相同。該液壓系統(tǒng)可實 現(xiàn)常態(tài)時承載重物17并緩解由重物17運動帶來的沖擊，當重物17停止運動且需要頂升重 物17時，控制油缸18按某速度曲線頂升。當油缸18的無桿腔和蓄能器16相連頂升重物 17時，由于重物17在運動過程中因姿態(tài)的變化會導致油缸18所受負載變化，而由于彈性 元件蓄能器16的存在，會跟蹤負載的變化進行充放油，即使通過比例流量閥22精確控制進 入油缸18的流量，由于油缸18所受負載變化引起蓄能器16充放油，會使得油缸18速度無 法控制，此時若切斷蓄能器16消除其影響，即可很容易對油缸18實現(xiàn)精確控制，但當油缸 18運動到位需要再次接入蓄能器16時，由于油缸18所受負載在運動前后的變化，此時油缸 18無桿腔內壓力和蓄能器16內壓力不相等，將蓄能器16接入油缸18時會發(fā)生振蕩，引起 嚴重事故，此時應用壓力跟蹤閥即可很好解決此問題。當電磁換向閥15、19、23處于失電位 且泵源關閉時，蓄能器16接入油缸18起到相應的緩沖減振的作用，當需要頂升重物17使 油缸18運動時，即可將泵源和電磁換向閥15、19、23打開，此時蓄能器16通過電磁換向閥 19與油缸18斷開，此時可以通過對比例流量閥22的控制有效實現(xiàn)對油缸18的控制，當油 缸18運動到位關閉泵源和電磁換向閥15、19、23時，由于壓力跟蹤閥的存在可使蓄能器16 的壓力始終跟蹤油缸18無桿腔內的壓力，此時接入蓄能器16可實現(xiàn)無沖擊切換。壓力跟 蹤閥工作原理如下當泵源與電磁換向閥15、19、23打開時，蓄能器16通過電磁換向閥15 接往閥塊14上的第三工作油口 40，油缸18無桿腔也通過電磁換向閥15接往閥塊14上的 控制油口 43，而蓄能器16與油缸18無桿腔之間的油路通過電磁換向閥19切斷，此時泵源 高壓油通過閥塊14上的第三進油口 42、閥套4上的第二進油口 27、閥芯1上的第一進油口 32進入閥芯1內的工作容腔13，油液再通過閥芯1上的第一工作油口 31、閥套4上的第二 工作油口 26、閥塊14上的第三工作油口 40進入蓄能器16內，而當蓄能器16內壓力高于 油缸18無桿腔內壓力時，由于工作容腔13內油液會通過第一阻尼器2的第一阻尼孔28進 入第一控制容腔23，而油缸18無桿腔內的油液會通過第二阻尼器12上第二阻尼孔29進入 第二控制容腔20，此時由于蓄能器16內的壓力高于油缸18無桿腔內壓力，則第一控制容腔 23的壓力也要高于第二控制容腔20的壓力，在液壓力的作用下閥芯1會向第二阻尼器12 的方向移動，此時即會將閥芯1上的第一工作油口 32與閥套4形成的閥口關小，隨著閥口 的關小，泵源的高壓油進入工作容腔13時，通過該閥口的壓降會增大，導致工作容腔13的壓力降低，進而使得第一控制容腔23的壓力降低，當此壓力降低到與控制容腔24壓力相等 時，閥芯1停止移動，行成動態(tài)平衡，以使蓄能器16內壓力與油缸18無桿腔內壓力相等；當 蓄能器16內壓力低于油缸18無桿腔內壓力時，由于工作容腔13內油液會通過第一阻尼器 2的第一阻尼孔28進入第一控制容腔23，而油缸18無桿腔內的油液會通過第二阻尼器12 上的第二阻尼孔29進入第二控制容腔20，此時由于蓄能器16內的壓力低于油缸18無桿 腔內壓力，則第一控制容腔23的壓力也要低于第二控制容腔20的壓力，在液壓力的作用下 閥芯1會向螺堵3的方向移動，此時即會將閥芯1上的第一工作油口 32與閥套4形成閥口 開大，隨著閥口的開大，泵源的高壓油進入工作容腔13時，通過該閥口的壓降會減小，導致 工作容腔13的壓力升高，進而使得第一控制容腔23的壓力升高，當此壓力升高到與控制容 腔24壓力相等時，閥芯1停止移動，行成動態(tài)平衡，以使蓄能器16內壓力與油缸18無桿腔 內壓力相等；當蓄能器16或者接入閥塊14上第三工作油口 40的其它元器件出現(xiàn)壓力尖峰 時，會使得閥塊14上的第三工作油口 40的壓力突然升高，進而使得工作容腔13的壓力突 然升高，此時為了也能使蓄能器16內的壓力很好的跟蹤油缸18無桿腔內壓力，在壓力跟蹤 閥的閥芯1和閥套4上分別設置了第一回油口 30和第二回油口 25，當出現(xiàn)壓力尖峰時，工 作容腔13內突然升高的高壓油會通過第一阻尼器2內的第一阻尼孔28進入第一控制容腔 23，此時第一控制容腔23出現(xiàn)高壓，閥芯1兩端出現(xiàn)很大壓差，液壓力推動閥芯1快速向第 二阻尼器12方向移動，使得閥芯1上的第一回油口 30和閥套4上的第二回油口 25相通， 再通過閥塊14上的第三回油口 41回到油箱，使工作容腔13內的壓力迅速卸載，消除壓力 尖峰，提高壓力跟蹤性能。 為了保證壓力跟蹤閥能正常工作，設置閥芯1和閥套4上各油口的相對位置如下 當閥芯1運動到最靠近螺堵3的位置時，閥芯1上的第一回油口 30與閥套4上的第二回油 口 25不相通，閥芯1上的第一進油口 32與閥套4上的第二進油口 27相通；當閥芯1運動 到最靠近第二阻尼器12的位置時，閥芯1上的第一回油口 30與閥套4上的第二回油口 25 相通，閥芯1上的第一進油口 32與閥套上的第二進油口 27不相通。螺堵3的與第一阻尼 器2相對的一端開有第一沉孔36，第二阻尼器12的與閥芯1相對的一端開有第二沉孔37， 這樣可以保證閥芯1在閥套4內運動到極限位置時第一控制容腔23和第二控制容腔20依 然存在。本實用新型壓力跟蹤閥的另一種結構如圖3所示。它與圖1結構的不同在于在第 二阻尼器12的內部安裝了一個調節(jié)裝置38，第二阻尼器12的第二阻尼孔29與調節(jié)裝置 38之間通過螺紋配合，調節(jié)裝置38為一個內部設有第三阻尼孔39的外螺紋連接件，例如螺 釘、螺柱等。根據(jù)實際工況所需壓力跟蹤快慢的要求，只要通過更換調節(jié)裝置38就可方便 地滿足壓力跟蹤快慢的需求，并且勿需更換整個第二阻尼器12。很多情況下工業(yè)現(xiàn)場的壓 力跟蹤快慢都需要來回反復試驗確定，本實用新型通過更換調節(jié)裝置38可以簡化調試過 程，具有顯著提高作業(yè)效率、易于維護的優(yōu)點。本實用新型如果要實現(xiàn)不同壓力的壓力跟蹤，則可以通過使閥芯1的兩端端面面 積不同來實現(xiàn)。例如，可以將壓力跟蹤閥的結構改為如圖4所示，將閥芯1的一端做成階梯 狀以形成凸肩44使閥芯1該端的端面面積是另一端的若干倍，第一控制容腔23和第二控 制容腔20的壓力比即可以根據(jù)閥芯1的兩端的端面面積比算得，此時若在液壓系統(tǒng)中使用 時，即可以實現(xiàn)不同壓力的壓力跟蹤。
權利要求一種壓力跟蹤閥，其特征在于它包括閥套(4)和置于閥套(4)內的閥芯(1)、第一阻尼器(2)、第二阻尼器(12)和螺堵(3)，第二阻尼器(12)和螺堵(3)分別在閥套(4)的兩端與該閥套(4)形成螺紋聯(lián)接；閥芯(1)位于第二阻尼器(12)和螺堵(3)之間并與閥套(4)形成滑動配合，閥芯(1)內設有盲孔，該盲孔與螺堵(3)相對，第一阻尼器(2)在該盲孔的入口處與閥芯(1)螺紋聯(lián)接使得第一阻尼器(2)與螺堵(3)之間形成第一控制容腔(23)并在閥芯(1)的盲孔內形成工作容腔(13)；第二阻尼器(12)與閥芯(1)之間形成第二控制容腔(20)；第一阻尼器(2)設有分別與第一控制容腔(23)和工作容腔(13)連通的第一阻尼孔(28)，第二阻尼器(12)設有與第二控制容腔(20)連通的第二阻尼孔(29)；閥芯(1)的工作容腔(13)的壁上自第一阻尼孔(28)至盲孔的底部方向依次設有第一工作油口(31)和第一進油口(32)，閥套(4)的壁上相應地依次設有第二工作油口(26)和第二進油口(27)，第一工作油口(31)和第二工作油口(26)連通，第一進油口(32)與第二進油口(27)相鄰。
2.根據(jù)權利要求1所述的壓力跟蹤閥，其特征在于所述閥芯(1)的工作容腔(13)的 壁上設有第一回油口(30)，閥套(4)的壁上相應地設有第二回油口(25)，第一回油口(30) 與第二回油口(25)相鄰，所述第一工作油口(31)位于第一回油口(30)和第一進油口(32) 之間，所述第二工作油口(26)位于第二回油口(25)和第二進油口(27)之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的壓力跟蹤閥，其特征在于所述閥套(4)的內壁上分別沿圓 周方向設有相互間隔開的工作環(huán)形槽(34)和進油環(huán)形槽(35)，所述工作環(huán)形槽(34)與第 二工作油口(26)連通，進油環(huán)形槽(35)與第二進油口(27)連通。
4.根據(jù)權利要求2所述的壓力跟蹤閥，其特征在于所述閥套(4)的內壁上分別沿圓 周方向設有相互間隔開的回油環(huán)形槽(33)、工作環(huán)形槽(34)和進油環(huán)形槽(35)，所述回油 環(huán)形槽(33)與第二回油口(25)連通，工作環(huán)形槽(34)與第二工作油口(26)連通，進油環(huán) 形槽(35)與第二進油口(27)連通。
5.根據(jù)權利要求1所述的壓力跟蹤閥，其特征在于所述螺堵(3)在其與第一阻尼器 (2)相對的一端開有第一沉孔(36)，所述第二阻尼器(12)在其與閥芯(1)相對的一端開有 第二沉孔(37)。
6.根據(jù)權利要求1所述的壓力跟蹤閥，其特征在于在所述第二阻尼器(12)的第二阻 尼孔(29)內設有調節(jié)裝置(38)，該調節(jié)裝置(38)與第二阻尼孔(29)形成螺紋配合，所述 調節(jié)裝置(38)的內部設有第三阻尼孔(39)。
專利摘要本實用新型公開了一種壓力跟蹤閥，在閥套內，第二阻尼器和螺堵分別在閥套的兩端與該閥套形成螺紋聯(lián)接，閥芯位于第二阻尼器和螺堵之間并與閥套滑動配合；閥芯內有與螺堵相對的盲孔，第一阻尼器在盲孔的入口處與閥芯螺紋聯(lián)接使得第一阻尼器與螺堵之間形成第一控制容腔并在閥芯的盲孔內形成工作容腔；第二阻尼器與閥芯之間形成第二控制容腔；第一阻尼器的第一阻尼孔與第一控制容腔和工作容腔連通，第二阻尼器的第二阻尼孔與第二控制容腔連通；閥芯的工作容腔的壁上自第一阻尼孔至盲孔的底部方向依次有第一工作油口和第一進油口，閥套的壁上相應地依次有第二工作油口和第二進油口，第一工作油口和第二工作油口連通，第一進油口與第二進油口相鄰。
文檔編號F15B13/02GK201610872SQ20092029468
公開日2010年10月20日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權日2009年12月22日
發(fā)明者杜恒, 魏建華 申請人:浙江大學