專利名稱：直動式液壓螺紋插裝平衡閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓傳動系統(tǒng)的平衡閥，特別是一種直動式液壓螺紋插裝平衡閥。
背景技術(shù)：
液壓平衡閥可以說是集單向功能、液控節(jié)流功能、溢流功能于一身，它對改善工程機械使用性能起著不可忽視的作用，同時對工程機械整機性能也有著重要的影響。例如液 壓起重機的起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)及伸縮機構(gòu)在帶載下降時，若無平衡閥，機構(gòu)就會在負(fù)載的作用下產(chǎn)生超速下降、無法控制，出現(xiàn)危險現(xiàn)象等。同樣，在全液壓行走系統(tǒng)中，在下坡中也會產(chǎn)生超速下滑的危險，因此也需要使用平衡閥。液壓平衡閥的工作原理如附圖1所示( I)單向功能，液壓油從壓力口 B —壓力口 A，它允許液壓油以很小的壓降通過，進入液壓執(zhí)行器，例如缸或馬達；(2)液控節(jié)流功能，液壓油從壓力口 A —壓力口 B，通過控制壓力口 C的壓力來控制節(jié)流閥的開啟量，從而使得負(fù)載的速度平穩(wěn)；(3)溢流功能，在壓力口 C無控制壓力，但負(fù)載壓力口 A的壓力超過設(shè)定壓力時，溢流閥功能開啟，液壓油從壓力口 A —壓力口 B，以避免液壓執(zhí)行器由于超壓而損壞。附圖2所示為現(xiàn)有液壓平衡閥的結(jié)構(gòu)原理圖。閥套I上開設(shè)壓力口 A、壓力口 B、壓力口 C，d4為壓力口 C的直徑、dl為主閥芯2流通直徑，其中，壓力口 B與壓力口 C的開設(shè)位置在dl的同側(cè)，壓力口 A的開設(shè)位置相對于壓力口 B和壓力口 C在dl的另一側(cè)，d3為單向閥芯3流通直徑，壓力口 B與壓力口 C的密封帶直徑為d2。實現(xiàn)單向功能時，液壓油從壓力口 B —壓力口 A，由于d3為單向閥芯3流通直徑，此時dl與d3為同一處直徑，因此dl與d3相等。實現(xiàn)溢流功能時，在壓力口 C無控制壓力，主閥芯2開啟采用正向進油，液壓油從壓力口 A—壓力口 B，壓力口 A處壓力PaX Ji (dl)2/4=FSA，F(xiàn)SA表示克服平衡閥彈簧4所需的彈簧力，此時平衡閥彈簧4剛度F’ = AFsa/AHsa=APaX π (dl)2/ (4XAHsa)，其中AFsa表示平衡閥實現(xiàn)溢流功能時，初始壓力狀態(tài)與額定壓力狀態(tài)下，平衡閥彈簧壓力的變化量；Λ Hsa表示平衡閥實現(xiàn)溢流功能時，初始壓力狀態(tài)與額定壓力狀態(tài)下，平衡閥彈簧高度壓縮的變化值。所以平衡閥彈簧剛度F’與(dl)2成正比。但dl為主閥芯流通直徑，為保證平衡閥的額定流量，故要求平衡閥彈簧剛度F’及平衡閥彈簧初始預(yù)壓力Fsa很大，因此，存在著控制彈簧壓力偏高，調(diào)壓精度、工作平穩(wěn)性、安全性較差，彈簧設(shè)計復(fù)雜等問題，有的平衡閥彈簧采用了多根，彈簧剛度過大，難以設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種彈簧力易控制、調(diào)壓精度高、工作平穩(wěn)性好的直動式液壓螺紋插裝平衡閥。
技術(shù)方案一種直動式液壓螺紋插裝平衡閥，包括閥套、主閥芯、單向閥芯、平衡閥彈簧，所述閥套上開設(shè)壓力口 A、壓力口 B、壓力口 C，d4為壓力口 C的直徑、dl為所述主閥芯流通直徑，所述壓力口 A與所述壓力口 C的開設(shè)位置在dl的同側(cè)，所述壓力口 B的開設(shè)位置相對于所述壓力口 A和所述壓力口 C在dl的另一側(cè)，d3為所述單向閥芯流通直徑，所述壓力口 A與所述壓力口 C的密封帶直徑為d2。所述dl大于或等于或小于所述d3，dl與d3在閥套上為不同處直徑，可根據(jù)實際情況確定大小。當(dāng)壓力口 B處壓力PbX (d3) 2/4=Fsb, Fsb表示克服單向閥芯的彈簧所需的彈簧力，平衡閥實現(xiàn)單向功能，液壓油從壓力口 B —壓力口 A。此時，壓力口 B處壓力Pb通過主閥芯節(jié)流孔到達彈簧腔，由于d4 > dl，使主閥芯不能被打開。當(dāng)壓力口 C處壓力PcX [(d4)2- (d3)2]/4=Fsc，F(xiàn)sc表示克服平衡閥彈簧所需
的彈簧力，主閥芯開啟，液壓油從壓力口 A —壓力口 B，壓力口 C處壓力Pc用來控制節(jié)流閥的開啟量，使得負(fù)載速度平穩(wěn)。實現(xiàn)溢流功能時，在壓力口 C無控制壓力，主閥芯開啟為反向進油，壓力口 A處壓力 PaX [(d2)2- (dl)2]/4=FSA，此時平衡閥彈簧剛度 F’ = AFsa/AHsa= APaX [(d2)2- (dl)2]/ (4X厶^)，所以平衡閥彈簧剛度？’與(d2)2- (dl)2成正比，而只需要控制[(d2)2- (dl)2] <(dl)2，因此，既可以保證主閥芯通流面積(dl)2/4滿足額定流量要求，又可以獲得較好的平衡閥彈簧剛度F’及平衡閥彈簧初始預(yù)壓力Fsa，彈簧設(shè)計簡單，調(diào)壓精度好，工作平穩(wěn)。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是平衡閥彈簧在實現(xiàn)溢流功能時，所需的初始預(yù)壓力小，彈簧剛度小，因此彈簧設(shè)計簡單，僅需采用一根彈簧即能滿足需求，平衡閥主閥芯的開啟比大，調(diào)壓精度好，運動平穩(wěn)。


圖1為液壓平衡閥的工作原理圖；圖2為現(xiàn)有液壓平衡閥的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為本發(fā)明液壓平衡閥結(jié)構(gòu)原理圖初始位置示意圖；圖4為本發(fā)明液壓平衡閥結(jié)構(gòu)原理圖單向閥芯開啟實現(xiàn)單向功能的位置示意圖；圖5為本發(fā)明液壓平衡閥結(jié)構(gòu)原理圖主閥芯開啟實現(xiàn)液控節(jié)流功能的位置示意圖；圖6為本發(fā)明液壓平衡閥結(jié)構(gòu)原理圖主閥芯開啟實現(xiàn)溢流功能的位置示意圖；圖7為帶有本發(fā)明液壓平衡閥的回轉(zhuǎn)馬達正常工作時的結(jié)構(gòu)原理圖；圖8為帶有本發(fā)明液壓平衡閥的回轉(zhuǎn)馬達制動或超速時的結(jié)構(gòu)原理圖；上述各圖中連續(xù)箭頭指向表示液壓油流向。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
如附圖3所示，一種直動式液壓螺紋插裝平衡閥，主要包括閥套1、主閥芯2、單向閥芯3、平衡閥彈簧4、調(diào)節(jié)螺釘5、鎖緊螺母6、螺塞7、密封彈簧座8、彈簧座9、鋼球10、單向閥彈簧11。閥套I上開設(shè)壓力口 A、壓力口 B、壓力口 C，d4為壓力口 C的直徑、dl為主閥芯2流通直徑，壓力口 A與壓力口 C的開設(shè)位置在dl的同側(cè)，壓力口 B的開設(shè)位置相對于壓力口 A和壓力口 C在dl的另一側(cè)，d3為單向閥芯3流通直徑。壓力口 A與壓力口 C外部通過密封圈12進行密封，內(nèi)部通過密封帶配合，該密封帶直徑為d2，壓力口 A與壓力口 B通過閥套上平面d以及主閥芯法爾線進行密封，平衡閥彈簧4的彈簧腔通過密封圈14和密封圈15進行密封，并由主閥芯阻尼孔13與壓力口 B連通。調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘5旋入長度來控制平衡閥彈簧4初始壓縮量，以調(diào)節(jié)主閥芯2的開啟壓力及額定壓力；鎖緊螺母6將調(diào)節(jié)螺釘5鎖緊；施加在主閥芯2上的彈簧力通過鋼球10傳遞，保證了對中精度。
如附圖4所示，當(dāng)壓力口 B處壓力PbX Ji (d3)2/4=FSB，F(xiàn)SB表示克服單向閥芯3的單向閥彈簧11所需的彈簧力，平衡閥實現(xiàn)單向功能，液壓油從壓力口 B —壓力口 A。此時，壓力口 B處壓力Pb通過主閥芯2節(jié)流孔到達平衡閥彈簧4的彈簧腔，由于d4 > dl，使主閥芯2不能被打開。如附圖5所示，當(dāng)壓力口 C處壓力PcX [(d4)2- (d3)2]/4=Fsc，F(xiàn)sc表示克服平衡閥彈簧4所需的彈簧力，主閥芯2開啟，液壓油從壓力口 A —壓力口 B，壓力口 C處壓力Pc用來控制節(jié)流閥的開啟量，使得負(fù)載速度平穩(wěn)。如附圖6所示，實現(xiàn)溢流功能時，在壓力口 C無控制壓力，主閥芯2開啟為反向進油，壓力口 A處壓力PaX π [(d2)2- (dl)2]/4=FSA，此時平衡閥彈簧4剛度F，= AFsa/Λ Hsa= Λ PaX π [(d2)2- (dl)2]/ (4X Λ HSA)，所以平衡閥彈簧 4 剛度 F，與(d2)2- (dl)2成正比，而只需要控制[(d2)2- (dl)2] <(dl)2，因此，既可以保證主閥芯2通流面積n (dl)2/4滿足額定流量要求，又可以獲得較好的平衡閥彈簧4剛度F’及平衡閥彈簧4初始預(yù)壓力Fsa，彈簧設(shè)計簡單，調(diào)壓精度好，工作平穩(wěn)。下面以帶有本發(fā)明液壓平衡閥的回轉(zhuǎn)馬達為例，介紹本發(fā)明液壓平衡閥在回轉(zhuǎn)馬達上的應(yīng)用。如附圖7所示，當(dāng)平衡閥16的壓力口 Ba進高壓油，平衡閥16實現(xiàn)單向功能，液壓油從壓力口 Ba—壓力口 Aa，經(jīng)回轉(zhuǎn)馬達18 —平衡閥17的壓力口 Ab ;由于平衡閥16的壓力口 Ba的高壓油與平衡閥17的壓力口 Cb連通，平衡閥17的主閥芯20開啟，實現(xiàn)液控節(jié)流功能，液壓油經(jīng)平衡閥17的壓力口 Ab —壓力口 Bb，實現(xiàn)壓力口 Ba進油、壓力口 Bb出油的回路。如附圖8所示，以平衡閥16的壓力口 Ba進高壓油為前提，回轉(zhuǎn)馬達18實現(xiàn)制動或超速(回轉(zhuǎn)馬達的實際轉(zhuǎn)速超過液壓泵供油量相應(yīng)轉(zhuǎn)速時稱為超速)時，壓力口 Ba變?yōu)榱銐骸Ｓ捎谄胶忾y16的壓力口 Ba和平衡閥17的壓力口 Cb連通，也變?yōu)榱銐?，故平衡閥16的單向閥芯19與平衡閥17的主閥芯20均在彈簧力作用下關(guān)閉。但由于回轉(zhuǎn)馬達18在慣性作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)馬達18的油口 E壓力繼續(xù)增大，E與Ab連通，即壓力口 Ab壓力繼續(xù)增大，當(dāng)此壓力克服平衡閥17的平衡閥彈簧21的彈簧力時，平衡閥17的主閥芯20重新被打開，平衡閥17的壓力口 Ab和壓力口 Bb連通，液壓油由壓力口 Ab向壓力口 Bb泄壓，即油口 E泄壓，平衡閥17實現(xiàn)溢流功能，避免液壓執(zhí)行器由于超壓而損壞。
權(quán)利要求
1.一種直動式液壓螺紋插裝平衡閥，包括閥套(I)、主閥芯(2)、單向閥芯(3)、平衡閥彈簧(4)，所述閥套(I)上開設(shè)壓力口 A、壓力口 B、壓力口 C，d4為壓力口 C的直徑、dl為所述主閥芯(2)流通直徑，其特征在于所述壓力口 A與所述壓力口 C的開設(shè)位置在dl的同側(cè)，所述壓力口 B的開設(shè)位置相對于所述壓力口 A和所述壓力口 C在dl的另一側(cè)，d3為所述單向閥芯(3)流通直徑，所述壓力口 A與所述壓力口 C的密封帶直徑為d2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直動式液壓螺紋插裝平衡閥，其特征在于所述dl大于或等于或小于所述d3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直動式液壓螺紋插裝平衡閥，包括閥套、主閥芯、單向閥芯、平衡閥彈簧，所述閥套上開設(shè)壓力口A、壓力口B、壓力口C，d4為壓力口C的直徑、d1為所述主閥芯流通直徑，所述壓力口A與所述壓力口C的開設(shè)位置在d1的同側(cè)，所述壓力口B的開設(shè)位置相對于所述壓力口A和所述壓力口C在d1的另一側(cè)，d3為所述單向閥芯流通直徑，所述壓力口A與所述壓力口C的密封帶直徑為d2。本發(fā)明的優(yōu)點是平衡閥彈簧在實現(xiàn)溢流功能時，所需的初始預(yù)壓力小，彈簧剛度小，因此彈簧設(shè)計簡單，僅需采用一根彈簧即能滿足需求，平衡閥主閥芯的開啟比大，調(diào)壓精度好，運動平穩(wěn)。
文檔編號F15B13/02GK102996556SQ201210512778
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者于剛, 孫燕 申請人:懷特(中國)驅(qū)動產(chǎn)品有限公司