一種二級(jí)雙彈簧直動(dòng)式溢流閥及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于裝載機(jī)等工程機(jī)械的液壓設(shè)備的 二級(jí)雙彈簧直動(dòng)式溢流閥。
【背景技術(shù)】
[0002] 裝載機(jī)作為工程機(jī)械的主要機(jī)種之一，具有作業(yè)靈活方便，功能強(qiáng)大，品種多樣化 的優(yōu)點(diǎn)，是礦業(yè)開(kāi)采、道路交通、國(guó)防和城市建設(shè)中不可缺少的裝備。液壓系統(tǒng)是裝載機(jī)的 核心系統(tǒng)之一，可實(shí)現(xiàn)對(duì)整機(jī)各種動(dòng)作的控制，并對(duì)裝載機(jī)的實(shí)際工作性能起決定作用。
[0003] 隨著全球工業(yè)的發(fā)展，液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍在不斷擴(kuò)大，裝載機(jī)液壓系統(tǒng) 在不斷向高壓、大流量、大功率化方向發(fā)展的同時(shí)，系統(tǒng)在實(shí)際工作過(guò)程中因外來(lái)干擾出現(xiàn) 動(dòng)態(tài)品質(zhì)穩(wěn)定性的問(wèn)題日益嚴(yán)重，這就需要對(duì)裝載機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析研究。
[0004] 裝載機(jī)運(yùn)行過(guò)程，旁接在主栗出口的溢流閥處于工作狀態(tài)，主要存在有閥芯的振 動(dòng)和噪聲問(wèn)題。裝載機(jī)在鏟掘過(guò)程中溢流閥的工作情況：鏟掘是負(fù)載最大的過(guò)程，剛開(kāi)始， 隨著壓力增大，主閥一開(kāi)，壓力下降，在壓力增加到最大的過(guò)程中，溢流閥都是一開(kāi)一關(guān)地 交替進(jìn)行，直到壓力最大，主閥也全開(kāi)。
[0005] 所以溢流閥的故障很大程度是由于閥芯與閥座的碰撞造成，碰撞會(huì)造成噪音，也 會(huì)導(dǎo)致這一對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位的磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了一種二級(jí)雙彈簧直動(dòng)式溢流閥及其控 制方法，減少閥體和閥座之間的碰撞，延長(zhǎng)溢流閥的使用壽命。
[0007] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是：一種二級(jí)雙彈簧直動(dòng)式溢流閥，包括一閥 體，所述閥體內(nèi)中部沿縱向貫穿設(shè)有一呈階梯狀的容置腔，所述容置腔內(nèi)設(shè)有一與容置腔 配合滑動(dòng)的閥座，所述閥座底面與所述閥體底端開(kāi)口形成進(jìn)油口；所述閥體一側(cè)中部還橫 向開(kāi)設(shè)有一進(jìn)油口，所述進(jìn)油口向內(nèi)延伸至所述閥座一側(cè)面；所述閥座內(nèi)滑動(dòng)套設(shè)有一閥 芯，所述閥芯的上部的寬度小于閥芯中部的寬度，閥芯的下部呈錐形，且所述閥芯的下部與 貫穿閥座底部的錐形孔配合連接，所述錐形孔與所述進(jìn)油口相連通；所述閥座兩側(cè)上下依 次橫向貫穿開(kāi)設(shè)有一第二阻尼孔和一第一阻尼孔，所述第一阻尼孔和第二阻尼孔與所述出 油口相連通；還包括一設(shè)置于閥體頂端開(kāi)口且與閥體螺紋配合連接的調(diào)壓螺釘，所述調(diào)壓 螺釘?shù)臈U部?jī)?nèi)沿縱向設(shè)有一外調(diào)壓彈簧，所述外調(diào)壓彈簧內(nèi)同軸套設(shè)有一內(nèi)調(diào)壓彈簧，所 述外調(diào)壓彈簧的頂端與調(diào)壓螺釘固定連接，并且該外調(diào)壓彈簧的底端到所述閥芯頂端的距 離等于所述第一阻尼孔到第二阻尼孔的距離；所述內(nèi)調(diào)壓彈簧一端與所述閥芯的頂端固定 相連。
[0008] 進(jìn)一步的，所述閥體頂部且位于所述調(diào)壓螺釘與閥芯之間形成一彈簧腔，所述閥 體一側(cè)橫向開(kāi)設(shè)有一回油阻尼孔，所述彈簧腔經(jīng)所述回油阻尼孔與外部的油箱相連通。
[0009] 進(jìn)一步的，所述調(diào)壓螺釘與所述閥座頂端經(jīng)螺紋配合密封連接，且所述調(diào)壓螺釘 的桿部的底端中部開(kāi)設(shè)有向上的第一凹槽，所述外調(diào)壓彈簧的一端與所述第一凹槽的頂端 固定連接。
[0010] 進(jìn)一步的，所述閥芯的頂端開(kāi)設(shè)有向下的一第二凹槽，所述內(nèi)調(diào)壓彈簧一端與所 述第二凹槽底端固定連接，并且所述第一凹槽的寬度大于所述閥芯頂部的寬度且小于閥芯 中部的寬度。
[0011] 進(jìn)一步的，所述進(jìn)油口和出油口與外部的進(jìn)油管和出油管相連通。
[0012] 進(jìn)一步的，所述閥體的下部的錐角為92°，所述錐形孔開(kāi)口向上且與閥體下部錐 面配合密封連接，所述錐形孔的錐角為86°。
[0013] 進(jìn)一步的，所述閥體和閥座兩側(cè)之間的間隙為0. 12~0. 35mm。
[0014] 進(jìn)一步的，所述第一阻尼孔的直徑小于所述第二阻尼孔的直徑。
[0015] 本發(fā)明還提供一種如上述所述的二級(jí)雙彈簧直動(dòng)式溢流閥的控制方法，包括以下 步驟： 步驟S1:設(shè)定進(jìn)油口內(nèi)的液壓油進(jìn)油壓力為P，P筆0 ;出油口的出油壓力為Pt，Pt 2 0;閥座的開(kāi)啟壓力為Pkl，閥芯的開(kāi)啟壓力為Pk2,其中Pkl，Pk2為常量，且Pkl_: Pk2; 步驟S2 :溢流閥開(kāi)始工作，液壓油通過(guò)進(jìn)油口溢流閥，P逐漸升高大于Pkl，閥座開(kāi)始向 上移動(dòng)，此時(shí)閥芯在所述閥座的帶動(dòng)下同步向上移動(dòng)，內(nèi)調(diào)壓彈簧開(kāi)始向上壓縮； 步驟S3 :P繼續(xù)升高至大于Pk2,閥芯相對(duì)于閥座向上移動(dòng)，閥芯開(kāi)啟，液壓油經(jīng)第一阻 尼孔向出油口回油，部分液壓油經(jīng)第一阻尼孔回流至彈簧腔中經(jīng)回油阻尼孔回油，此時(shí)溢 流閥內(nèi)的壓力為P1，P1 >Pk2,達(dá)到一級(jí)平衡狀態(tài)，并且P=P1 ; 步驟S4 :P繼續(xù)升高至大于P1，閥芯相對(duì)于閥座繼續(xù)向上移動(dòng)； 步驟S5:閥座上升至調(diào)壓螺釘?shù)酌婧笸Ｖ挂苿?dòng)，閥芯繼續(xù)上升，此時(shí)內(nèi)調(diào)壓彈簧和外 調(diào)壓彈簧均被壓縮，液壓油經(jīng)第一阻尼孔和第二阻尼孔回油至出油口；此時(shí)溢流閥內(nèi)的壓 力為P2，P2 >P1，達(dá)到二級(jí)平衡狀態(tài)，并且P=P2 ; 步驟S6:液壓油經(jīng)第一阻尼孔、第二阻尼孔繼續(xù)回油，Pt逐漸增大，P逐漸減??； 步驟S7 :P減小至小于Pk2,此時(shí)閥芯開(kāi)始回位，經(jīng)所述內(nèi)調(diào)壓彈簧和外調(diào)壓彈簧的同 時(shí)作用下，所述閥芯回位至第二阻尼孔的位置處，第二阻尼孔停止回油； 步驟S8 :所述第一阻尼孔和回油阻尼孔繼續(xù)回油，P逐漸減小至Pkl，此時(shí)閥座開(kāi)始回 位，經(jīng)所述內(nèi)調(diào)壓彈簧作用下，所述閥座帶動(dòng)閥芯回到溢流閥開(kāi)始工作的位置處。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果： (1)通過(guò)在閥座兩側(cè)從上至下依次設(shè)置第二阻尼孔和第一阻尼孔，通過(guò)所述第一阻尼 孔和第二阻尼孔9，，使得閥體內(nèi)壓力有一個(gè)過(guò)渡階段，可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)壓力的調(diào)節(jié)，更好的調(diào) 節(jié)閥體內(nèi)部壓力的控制。
[0017] (2)在閥體頂部位于外調(diào)壓彈簧和閥芯之間的空隙處設(shè)置有一回油阻尼孔，使溢 流閥更穩(wěn)定。
[0018] (3)采用雙彈簧，即外調(diào)壓彈簧和內(nèi)調(diào)壓彈簧與閥座配合的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)閥芯先 快后慢進(jìn)行回位，可以在很大程度上解決閥芯與閥座、閥座與閥體之間的碰撞的問(wèn)題，降低 溢流閥的故障率。而且雙彈簧預(yù)壓縮量極小，防止了彈簧的疲勞破壞，提高了彈簧的使用壽 命。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的溢流閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的溢流閥液壓油的進(jìn)油路徑。
[0022] 圖中：1-進(jìn)油口；2-閥體；3-閥座；4-閥芯；5-調(diào)壓螺釘；6-外調(diào)壓彈簧；7-內(nèi) 調(diào)壓彈簧；8-回油阻尼孔；9-第二阻尼孔；10-第一阻尼孔；11-出油口；12-彈簧腔；13-錐 形孔。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024] 如圖1-2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種二級(jí)雙彈簧直動(dòng)式溢流閥，包括一閥體2， 所述閥體2內(nèi)中部沿縱向貫穿設(shè)有一呈階梯狀的容置腔，所述容置腔內(nèi)設(shè)有一與容置腔配 合滑動(dòng)的閥座3,所述閥座3底面與所述閥體2底端開(kāi)口形成進(jìn)油口 1;所述閥體2-側(cè)中 部還橫向開(kāi)設(shè)有一進(jìn)油口 1，所述進(jìn)油口 1向內(nèi)延伸至所述閥座3 -側(cè)面；所述閥座3內(nèi)滑 動(dòng)套設(shè)有一閥芯4,所述閥芯4的上部的寬度小于閥芯4中部的寬度，閥芯4的下部呈錐形， 且所述閥芯4的下部與貫穿閥座3底部的錐形孔13配合連接，所述錐形孔13與所述進(jìn)油 口 1相連通；所述閥座3兩側(cè)上下依次橫向貫穿開(kāi)設(shè)有一第二阻尼孔9和一第一阻尼孔10， 所述第一阻尼孔10和第二阻尼孔9與所述出油口 11相連通；還包括一設(shè)置于閥體2頂端 開(kāi)口且與閥體2螺紋配合連接的調(diào)壓螺釘5,所述調(diào)壓螺釘5的桿部?jī)?nèi)沿縱向設(shè)有一外調(diào)壓 彈簧6,所述外調(diào)壓彈簧6內(nèi)同軸套設(shè)有一內(nèi)調(diào)壓彈簧7,所述外調(diào)壓彈簧6的頂端與調(diào)壓 螺釘5固定連接，并且該外調(diào)壓彈簧6的底端到所述閥芯4頂端的距離等于所述第一阻尼 孔10到第二阻尼孔9的距離；所述內(nèi)調(diào)壓彈簧7 -端與所述閥芯4的頂端固定相連。
[0025] 在本實(shí)施例中，所述閥體2頂部且位于所述調(diào)壓螺釘5與閥芯4之間形成一彈簧 腔12,所述閥體2 -側(cè)橫向開(kāi)設(shè)有一回油阻尼孔8,所述彈簧腔12經(jīng)所述回油阻尼孔8與 外部的油箱相連通。
[0026] 在本實(shí)施例中，所述調(diào)壓螺釘5與所述閥座3頂端經(jīng)螺紋配合密封連接，且所述調(diào) 壓螺釘5的桿部的底端中部開(kāi)設(shè)有向上的第一凹槽，所述外調(diào)壓彈簧6的一端與所述第一 凹槽的頂端固定連接。
[0027] 在本實(shí)施例中，所述閥芯4的頂端開(kāi)設(shè)有向下的一第二凹槽，所述內(nèi)調(diào)壓彈簧7 - 端與所述第二凹槽底端固定連接，并且所述第一凹槽的寬度大于所述閥芯4頂部的寬度且 小于閥芯4中部的寬度。
[0028] 在本實(shí)施例中，所述進(jìn)油口1和出油口11與外部的進(jìn)油管和出油管相連通。
[0029]在本實(shí)施例中，所述閥體2的下部的錐角為92°，所述錐形孔13開(kāi)口向上且與閥 體2下部錐面配合密封連接，所述錐形孔13的錐角為86°。
[0030] 在本實(shí)施例中，所述閥體2和閥座3兩側(cè)之間的間隙為0.12~0.35_。
[0031] 在本實(shí)施例中，所述第一阻尼孔10的直徑小于所述第二阻尼孔9的直徑。
[0032] 本發(fā)明還提供一種如上述所述的二級(jí)雙彈簧直動(dòng)式溢流閥的控制方法，包括以下 步驟： 步驟S1:設(shè)定進(jìn)油口 1內(nèi)的液壓油進(jìn)油壓力為P，P S; 0;出油口 11的出油壓力為Pt， Pt筆0 ;閥座3的開(kāi)啟壓力為Pkl，閥芯4的開(kāi)啟壓力為Pk2,其中P