被動式超壓卸荷閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種被動式超壓卸荷閥，包括閥體以及滑設(shè)于閥體中的閥芯，閥芯沿軸向依次設(shè)有第一液壓驅(qū)動部、第二液壓驅(qū)動部和第三液壓驅(qū)動部，閥體上設(shè)有與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通的第一壓力油腔、與執(zhí)行元件的高壓油路連通的第二壓力油腔以及與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通的第三壓力油腔，第二液壓驅(qū)動部和第三液壓驅(qū)動部的驅(qū)動方向為同向并且與第一液壓驅(qū)動部的驅(qū)動方向相反，第一液壓驅(qū)動部的油壓作用面積大于第二液壓驅(qū)動部的油壓作用面積加上第三液壓驅(qū)動部的油壓作用面積之和，閥芯通過滑動使執(zhí)行元件的高壓油路與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通或斷開。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、動作靈敏、使用安全可靠、控制方便等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】被動式超壓卸荷閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液壓閥，具體涉及一種被動式超壓卸荷閥。

【背景技術(shù)】
[0002] 金屬擠鍛成型技術(shù)是利用金屬塑性成形原理進(jìn)行壓力加工的一種方法，將經(jīng)過預(yù) 處理的金屬坯料放入模具中，然后在金屬坯料上施加壓力使金屬坯料產(chǎn)生變形并充滿模具 型腔，從而獲得所需要的零件。金屬擠鍛成型技術(shù)是一種少切削或無切削加工的先進(jìn)工藝 技術(shù)，有利于提高制品的質(zhì)量，可改善制品內(nèi)部微觀組織和性能，還具有節(jié)約材料、能耗低、 應(yīng)用范圍廣、生產(chǎn)靈活性大、工藝流程簡單和設(shè)備投資少的特點(diǎn)。
[0003] 目前，國內(nèi)外擠鍛成型技術(shù)和擠鍛成型裝備還存在很多技術(shù)問題，制約了該技術(shù) 的發(fā)展。
[0004] 由于金屬坯料塑性變形所需的擠鍛力非常大，液壓系統(tǒng)需要保證提供足夠的能 量，才能滿足擠鍛要求。為達(dá)到擠鍛力要求，擠鍛成型裝備中的液壓系統(tǒng)壓力最高可達(dá)到幾 十甚至上百兆帕，這勢必會增大液壓元件的損耗，對液壓元件動作的可靠性及性能也提出 了更高的要求。然而，現(xiàn)有擠鍛成型設(shè)備中液壓元件可選擇范圍不多，尤其是針對系統(tǒng)泄壓 方面，現(xiàn)有的卸荷閥用在擠鍛成型設(shè)備時還不能完全避免憋壓情況的發(fā)生，一旦出現(xiàn)憋壓， 極有可能導(dǎo)致液壓元器件的損壞，高壓油噴出也容易造成人員傷亡，存在重大安全隱患。且 在現(xiàn)有的擠鍛成型設(shè)備中，都是采用組合式閥組進(jìn)行泄壓，其存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制難度大、 動作不靈敏、容易出現(xiàn)故障等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于 制作、動作靈敏、使用安全可靠、控制方便的被動式超壓卸荷閥。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種被動式超壓卸荷閥，包括閥體以及滑設(shè)于所述閥體中的閥芯，其特征在于：所述閥 芯沿軸向依次設(shè)有第一液壓驅(qū)動部、第二液壓驅(qū)動部和第三液壓驅(qū)動部，所述閥體上設(shè)有 與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通并驅(qū)動第一液壓驅(qū)動部的第一壓力油腔、與執(zhí)行元件的高壓油 路連通并驅(qū)動第二液壓驅(qū)動部的第二壓力油腔以及與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通并驅(qū)動第 三液壓驅(qū)動部的第三壓力油腔，所述第二液壓驅(qū)動部和第三液壓驅(qū)動部的驅(qū)動方向為同向 并且與第一液壓驅(qū)動部的驅(qū)動方向相反，所述第一液壓驅(qū)動部的油壓作用面積大于所述第 二液壓驅(qū)動部的油壓作用面積加上所述第三液壓驅(qū)動部的油壓作用面積之和，所述閥芯通 過滑動使所述執(zhí)行元件的高壓油路與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通或斷開。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)： 所述閥芯包括滑設(shè)于所述閥體中的滑桿部，所述滑桿部的一端形成所述第三液壓驅(qū)動 部，所述滑桿部的中部設(shè)置凸臺形成所述第二液壓驅(qū)動部，所述第一液壓驅(qū)動部可拆卸連 接于所述滑桿部的另一端；所述第一壓力油腔和第三壓力油腔分別位于所述閥芯的兩端， 所述第二壓力油腔位于所述閥芯的中部。
[0008] 所述第一液壓驅(qū)動部和所述滑桿部為分體結(jié)構(gòu)，所述第一液壓驅(qū)動部裝設(shè)于所述 第一壓力油腔中并與滑桿部的端部相抵。
[0009] 所述閥體上設(shè)有排油通道，所述排油通道連通所述閥體與滑桿部配合的內(nèi)腔。 [0010] 所述排油通道設(shè)于靠近第一壓力油腔的位置處。
[0011] 所述第三壓力油腔設(shè)有可使所述執(zhí)行元件的高壓油路與液壓系統(tǒng)的低壓油路連 通的通斷口，所述第三液壓驅(qū)動部的端部隨閥芯滑動使所述通斷口開啟或關(guān)閉。
[0012] 所述第三液壓驅(qū)動部的端部與所述通斷口通過圓錐面接觸配合。
[0013] 所述閥體與閥芯之間設(shè)有通過彈性力壓緊閥芯的彈性元件。
[0014] 所述彈性元件為伸縮彈簧。
[0015] 所述閥芯為回轉(zhuǎn)體，所述閥體上與閥芯配合的內(nèi)腔為圓柱腔體。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的被動式超壓卸荷閥，采用三個壓力 油腔與三個液壓驅(qū)動部配合驅(qū)動閥芯滑動來控制卸荷，通過合理設(shè)置各液壓驅(qū)動部的液壓 驅(qū)動面積可控制卸荷的壓力，也即控制執(zhí)行元件的最高工作壓力，既可保證執(zhí)行元件具有 比液壓系統(tǒng)的低壓油路更高的工作壓力，又可在執(zhí)行元件的高壓油路超壓時，通過驅(qū)動閥 芯滑動進(jìn)行卸荷；同時，其卸荷是將高壓油路的高壓油排放到低壓油路中，使高壓油得到重 復(fù)利用，降低了系統(tǒng)供能的要求，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的，也降低了生產(chǎn)成本；其通過液壓 驅(qū)動的機(jī)械式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉動作，不會出現(xiàn)不動作或者動作失誤的情況，保證了工 作的可靠性。該被動式超壓卸荷閥可直接安裝應(yīng)用到需要將高壓油路的高壓油卸荷到低壓 油路的液壓系統(tǒng)中，只需將各壓力油腔直接與液壓系統(tǒng)中的壓力油相連，不需要設(shè)置其他 輔助的液壓元件和電氣元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、動作靈敏、使用安全可靠、控制方便 等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明被動式超壓卸荷閥的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明被動式超壓卸荷閥中閥芯的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖例說明： 1、閥體；11、第一壓力油腔；12、第二壓力油腔；13、第三壓力油腔；14、通斷口；2、閥芯； 21、第一液壓驅(qū)動部；22、第二液壓驅(qū)動部；23、第三液壓驅(qū)動部；3、彈性元件；4、排油通道。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明的被動式超壓卸荷閥，包括閥芯2和閥體1，閥芯2滑 設(shè)于閥體1中，閥芯2為回轉(zhuǎn)體，閥體1上與閥芯2配合的內(nèi)腔為圓柱腔體。閥芯2沿軸向 依次設(shè)有第一液壓驅(qū)動部21、第二液壓驅(qū)動部22和第三液壓驅(qū)動部23,閥體1上設(shè)有第一 壓力油腔11、第二壓力油腔12和第三壓力油腔13,其中，第一壓力油腔11與液壓系統(tǒng)的低 壓油路(例如，從油泵或液壓站輸出的主工作油路）連通，第一壓力油腔11與第一液壓驅(qū)動 部21配合驅(qū)動閥芯2滑動，第二壓力油腔12與執(zhí)行元件的高壓油路(例如，與液壓增壓器 相連的油缸）連通，第二壓力油腔12與第二液壓驅(qū)動部22配合驅(qū)動驅(qū)動閥芯2滑動，第三 壓力油腔13與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通，第三壓力油腔13與第三液壓驅(qū)動部23配合驅(qū)動 第三液壓驅(qū)動部23驅(qū)動閥芯2滑動。第二壓力油腔12和第三壓力油腔13的驅(qū)動方向為 同向，并且與第一壓力油腔11的驅(qū)動方向相反，且第一液壓驅(qū)動部21的液壓驅(qū)動面積大于 第二液壓驅(qū)動部22的液壓驅(qū)動面積加上第三液壓驅(qū)動部23的液壓驅(qū)動面積之和。閥芯2 根據(jù)第一液壓驅(qū)動部21、第二液壓驅(qū)動部22和第三液壓驅(qū)動部23所受的驅(qū)動力情況相應(yīng) 滑動，閥芯2通過滑動使執(zhí)行元件的高壓油路與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通或斷開。上述油 壓作用面積是指各壓力油腔驅(qū)動相應(yīng)液壓驅(qū)動部的實(shí)際驅(qū)動面積。
[0022] 本實(shí)施例中，第三壓力油腔13設(shè)有可使執(zhí)行元件的高壓油路與液壓系統(tǒng)的低壓 油路連通的通斷口 14,第三液壓驅(qū)動部23的端部隨閥芯2滑動使通斷口 14開啟或關(guān)閉。 具體是，通斷口 14位于第三壓力油腔13和第二壓力油腔12之間，第三液壓驅(qū)動部23的端 部和通斷口 14均設(shè)有圓錐面，閥芯2滑動時，可使第三液壓驅(qū)動部23的端部的圓錐面與通 斷口 14的圓錐面貼合形成一個環(huán)形封閉面，將通斷口 14關(guān)閉，或者使第三液壓驅(qū)動部23 的端部遠(yuǎn)離通斷口 14,將通斷口 14開啟。當(dāng)?shù)谝灰簤候?qū)動部21所受的驅(qū)動力大于第二液 壓驅(qū)動部22所受的驅(qū)動力和第三液壓驅(qū)動部23所受的驅(qū)動力之和時，閥芯2向關(guān)閉通斷 口 14的方向滑動，使第三液壓驅(qū)動部23的端面與通斷口 14貼合將通斷口 14關(guān)閉，第二壓 力油腔12和第三壓力油腔13不連通；當(dāng)?shù)谝灰簤候?qū)動部21所受的驅(qū)動力小于第二液壓驅(qū) 動部22所受的驅(qū)動力和第三液壓驅(qū)動部23所受的驅(qū)動力之和時，閥芯2向打開通斷口 14 的方向滑動，第三液壓驅(qū)動部23的端面與通斷口 14脫離，通斷口 14將第二壓力油腔12和 第三壓力油腔13連通，此時，被動式超壓卸荷閥進(jìn)行卸荷，執(zhí)行元件的高壓油路中的高壓 油通過第二壓力油腔12排放到第三壓力油腔13中，也即排放到液壓系統(tǒng)的低壓油路中。
[0023] 本實(shí)施例中，閥體1與閥芯2之間設(shè)有彈性元件3,彈性元件3為伸縮彈簧，該伸 縮彈簧壓設(shè)在第一壓力油腔11的內(nèi)壁和閥芯2之間，在第一壓力油腔11、第二壓力油腔12 和第三壓力油腔13不通入壓力油的情況下，伸縮彈簧彈性壓緊閥芯2,使閥芯2處在關(guān)閉通 斷口 14的位置。
[0024] 本實(shí)施例中，閥芯2包括滑設(shè)于閥體1中的滑桿部，滑桿部的一端形成第三液壓驅(qū) 動部23,滑桿部的中部設(shè)置環(huán)形凸臺形成第二液壓驅(qū)動部22,第一液壓驅(qū)動部21和滑桿部 為分體結(jié)構(gòu)，第一液壓驅(qū)動部21裝設(shè)于第一壓力油腔11中，第一液壓驅(qū)動部21直接與滑 桿部的另一端相抵。第一壓力油腔11和第三壓力油腔13分別位于閥芯2的兩端，第二壓 力油腔12位于閥芯2的中部。
[0025] 本實(shí)施例中，閥體1上還設(shè)有排油通道4,排油通道4連通閥體1與滑桿部配合的 內(nèi)腔，且排油通道4設(shè)于靠近第一壓力油腔11的位置處。該排油通道4可將從第二壓力油 腔12滲向第一壓力油腔11的高壓油排出，進(jìn)行卸壓，避免影響第一壓力油腔11內(nèi)的壓力， 保證了工作的可靠性和準(zhǔn)確性。
[0026] 本發(fā)明被動式超壓卸荷閥的工作原理： 使第一壓力油腔11和第三壓力油腔13與液壓系統(tǒng)的壓力油路(低壓油路）相連，第二 壓力油腔12與執(zhí)行元件的工作油路(高壓油路）連接。如圖2所示，第一液壓驅(qū)動部21的 油壓作用面積為Si，第二液壓驅(qū)動部22的油壓作用面積為（S 2 - S3)，第三液壓驅(qū)動部23的 油壓作用面積為S3。假設(shè)系統(tǒng)壓力油路的油壓為Pi，執(zhí)行元件的工作油壓為P 2，不考慮第三 液壓驅(qū)動部23與凸臺的貼合面積以及彈性元件3的彈性壓緊力。
[0027] 被動式超壓卸荷閥的關(guān)閥力為PA，開閥力為P2 (S2 - S3) + PiS3，要使閥芯2打 開，就須使Pji < P2 (S2 - S3)+ Ρ#3，由于第一液壓驅(qū)動部21的油壓作用面積大于第二液 壓驅(qū)動部22的油壓作用面積加上第三液壓驅(qū)動部23的油壓作用面積之和，也即Si > (S2 - S3)+ S3,因此，只有在己> Pi的情況下才能使PA < P2 (S2 - S3)+ PA。這樣，被動式超 壓卸荷閥可使執(zhí)行元件具有比系統(tǒng)壓力油路的油壓更高的工作油壓，當(dāng)執(zhí)行元件的工作油 壓P 2達(dá)到足夠高，使Pji < P2 (S2 - S3)+ Ρ#3時，才會驅(qū)動閥芯2打開進(jìn)行卸荷。執(zhí)行元 件背壓的大小由SpS2、S 3的大小決定，但在設(shè)計制作時，可只改變Si的大小，這也是將閥芯 2的第一液壓驅(qū)動部21制成分離的滑動件的目的，便于制作具有不同背壓的被動式超壓卸 荷閥。
[0028] 本發(fā)明的被動式超壓卸荷閥，采用三個壓力油腔與三個液壓驅(qū)動部配合驅(qū)動閥芯 2滑動來控制卸荷，通過合理設(shè)置各液壓驅(qū)動部的液壓驅(qū)動面積可控制卸荷的壓力，也即控 制執(zhí)行元件的最高工作壓力，既可保證執(zhí)行元件具有比液壓系統(tǒng)的低壓油路更高的工作壓 力，又可在執(zhí)行元件的高壓油路超壓時，通過驅(qū)動閥芯2滑動進(jìn)行卸荷；同時，其卸荷是將 高壓油路的高壓油排放到低壓油路中，使高壓油得到重復(fù)利用，降低了系統(tǒng)供能的要求，達(dá) 到了節(jié)能環(huán)保的目的，也降低了生產(chǎn)成本；其通過液壓驅(qū)動的機(jī)械式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉 動作，不會出現(xiàn)不動作或者動作失誤的情況，保證了工作的可靠性。該被動式超壓卸荷閥可 直接安裝應(yīng)用到需要將高壓油路的高壓油卸荷到低壓油路的液壓系統(tǒng)中，只需將各壓力油 腔直接與液壓系統(tǒng)中的壓力油相連，不需要設(shè)置其他輔助的液壓元件和電氣元件，具有結(jié) 構(gòu)簡單、易于制作、動作靈敏、使用安全可靠、控制方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0029] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施 例。對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思前提下所得到的改進(jìn)和變 換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種被動式超壓卸荷閥，包括閥體（1)以及滑設(shè)于所述閥體（1)中的閥芯（2)，其 特征在于：所述閥芯（2)沿軸向依次設(shè)有第一液壓驅(qū)動部（21)、第二液壓驅(qū)動部（22)和第 三液壓驅(qū)動部（23)，所述閥體（1)上設(shè)有與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通并驅(qū)動第一液壓驅(qū)動 部（21)的第一壓力油腔（11)、與執(zhí)行元件的高壓油路連通并驅(qū)動第二液壓驅(qū)動部（22)的 第二壓力油腔（12)以及與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通并驅(qū)動第三液壓驅(qū)動部（23)的第三壓 力油腔（13)，所述第二液壓驅(qū)動部（22)和第三液壓驅(qū)動部（23)的驅(qū)動方向為同向并且與 第一液壓驅(qū)動部（21)的驅(qū)動方向相反，所述第一液壓驅(qū)動部（21)的油壓作用面積大于所 述第二液壓驅(qū)動部（22)的油壓作用面積加上所述第三液壓驅(qū)動部（23)的油壓作用面積之 和，所述閥芯（2)通過滑動使所述執(zhí)行元件的高壓油路與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通或斷開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述閥芯（2)包括滑設(shè)于 所述閥體（1)中的滑桿部，所述滑桿部的一端形成所述第三液壓驅(qū)動部（23)，所述滑桿部 的中部設(shè)置凸臺形成所述第二液壓驅(qū)動部（22)，所述第一液壓驅(qū)動部（21)可拆卸連接于 所述滑桿部的另一端；所述第一壓力油腔（11)和第三壓力油腔（13)分別位于所述閥芯（2) 的兩端，所述第二壓力油腔（12)位于所述閥芯（2)的中部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述第一液壓驅(qū)動部（21) 和所述滑桿部為分體結(jié)構(gòu)，所述第一液壓驅(qū)動部（21)裝設(shè)于所述第一壓力油腔（11)中并 與滑桿部的端部相抵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述閥體（1)上設(shè)有排油 通道（4)，所述排油通道（4)連通所述閥體（1)與滑桿部配合的內(nèi)腔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述排油通道（4)設(shè)于靠 近第一壓力油腔（11)的位置處。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述第三 壓力油腔（13)設(shè)有可使所述執(zhí)行元件的高壓油路與液壓系統(tǒng)的低壓油路連通的通斷口 (14)，所述第三液壓驅(qū)動部（23)的端部隨閥芯（2)滑動使所述通斷口（14)開啟或關(guān)閉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述第三液壓驅(qū)動部（23) 的端部與所述通斷口（ 14)通過圓錐面接觸配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述閥體（1)與閥芯（2)之 間設(shè)有通過彈性力壓緊閥芯（2 )的彈性元件（3 )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述彈性元件（3)為伸縮 彈黃。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的被動式超壓卸荷閥，其特征在于：所述閥芯 (2)為回轉(zhuǎn)體，所述閥體（1)上與閥芯（2)配合的內(nèi)腔為圓柱腔體。
【文檔編號】F15B13/02GK104088845SQ201410349375
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】龍西新, 文仲敏 申請人:株洲市文佳實(shí)業(yè)有限公司