專(zhuān)利名稱(chēng)：變差溢流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變差溢流閥，屬于液壓元件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
液壓機(jī)、材料試驗(yàn)機(jī)等壓力機(jī)械的工作循環(huán)通常包括空載和加載兩種工況?？蛰d 工況工作壓力低、流量大；加載工況工作壓力高、流量小。用定量泵、溢流閥、節(jié)流閥組成的 液壓回路可實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，但在加載工況下，液壓泵始終 在恒壓下運(yùn)行，其輸出的高壓油大部分經(jīng)溢流閥返回油箱，能量損失大，發(fā)熱量也大。采用 變量泵代替定量泵能夠避免溢流損失，但泵的價(jià)格較高，且當(dāng)系統(tǒng)工作壓力超過(guò)32MPa時(shí) (材料試驗(yàn)機(jī)多為40MPa)，變量泵的選型也很困難。用定量泵、溢流-節(jié)流閥、安全閥組成 回路，能夠使液壓泵的壓力跟蹤負(fù)載壓力變化，避免液壓泵長(zhǎng)時(shí)間地在恒壓下工作，故比第 一方案能耗要小。但這種基于溢流-節(jié)流閥的回路，泵壓比負(fù)載壓力始終要高出一個(gè)固定 值，因而抬高了泵的最高工作壓力。對(duì)于高壓系統(tǒng)，如果工作壓力太高，會(huì)給設(shè)計(jì)制造帶來(lái) 困難，同時(shí)也不易達(dá)到最佳節(jié)能效果。上述回路其實(shí)都屬于流量調(diào)節(jié)回路，比較適合速度控 制，其流量-壓力特性與液壓機(jī)的工況并非十分吻合，因此，有必要研究改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種變差溢流閥，其性能特點(diǎn)是閥的進(jìn)、出油口間的壓差不是恒定的， 而是隨負(fù)載壓力的增大而減小的。本發(fā)明與節(jié)流閥并聯(lián)，可組成一種新型變差溢流-節(jié)流 閥，其流量_壓力特性與液壓機(jī)的要求基本吻合。用它取代普通溢流_節(jié)流閥，能夠降低 系統(tǒng)高壓段的工作壓力，且能減小能耗。此外，本發(fā)明還兼有安全閥的功能，比使用現(xiàn)有溢 流-節(jié)流閥省掉一個(gè)安全閥。本發(fā)明包括閥芯、閥體和彈簧組件。所述閥芯由兩只外徑不等的閥芯組成，它們裝 在閥孔中，在軸向液壓力和彈簧力的作用下，相鄰端面始終保持接觸，功能上相當(dāng)于一只三 臺(tái)階閥芯，其特征在于兩端臺(tái)肩的直徑不等。所述彈簧組件包括彈簧、彈簧套筒、調(diào)壓螺釘 等。所述閥體還包括絲堵及閥套。其中，絲堵、彈簧套筒與閥體為螺紋連接，用密封圈密封， 閥芯裝入閥體后形成四個(gè)油腔，即進(jìn)油腔P、泄油腔T、閥芯左端的平衡油腔及彈簧腔。閥體 還設(shè)有進(jìn)油口 P、控制油口 A以及出油口 T，其中，進(jìn)油腔P與進(jìn)油腔P溝通，進(jìn)油腔P又與 閥芯左端的平衡油腔溝通，控制油口 A與彈簧腔溝通。平衡油腔與彈簧腔的油壓在閥芯的 兩個(gè)端面上產(chǎn)生軸向靜壓力，該靜壓力與調(diào)壓彈簧力決定了閥芯的軸向平衡位置，即決定 了溢流口的啟閉狀態(tài)。當(dāng)溢流閥與節(jié)流閥組成溢流_節(jié)流閥時(shí)，進(jìn)油口 P和控制油口 A將 分別與節(jié)流閥的進(jìn)、出油口連通，出油口 T則與油箱連通。閥體上還設(shè)有油道將彈簧腔與閥 口 A連通。這樣，閥芯兩端的油腔將分別與節(jié)流閥的進(jìn)、出油口連通。采用現(xiàn)有定差溢流閥組成溢流_節(jié)流閥時(shí)，因溢流閥芯兩端的作用面積相等，故 無(wú)論負(fù)載如何變化，溢流閥芯兩端的壓差亦即節(jié)流閥的壓差始終保持為一個(gè)固定的差值， 閥的速度剛度高，因此，這種閥適用于調(diào)速回路。本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)特征在于閥芯兩端的作用面積不等。由受力分析可知，閥芯兩端的壓差是隨小端壓力的增大而減小的。當(dāng)本發(fā)明與節(jié)流閥并聯(lián)構(gòu)成變差溢流-節(jié)流閥時(shí)，節(jié)流閥的壓差也將隨其出口壓力的增大而減小， 若節(jié)流口開(kāi)度保持不變，則閥的流量也將隨著出口壓力的增大而減小，其流量-壓力特性 與液壓機(jī)的工況基本吻合。變差溢流-節(jié)流閥用于壓力控制系統(tǒng)時(shí)，能夠降低系統(tǒng)高壓段 的工作壓力，減輕液壓泵的工作負(fù)荷，降低能耗和發(fā)熱，使系統(tǒng)更好地實(shí)現(xiàn)壓力匹配。此外， 變差溢流-節(jié)流閥還兼有安全閥的功能，當(dāng)負(fù)載壓力上升到接近限定值時(shí)，變差溢流閥芯 兩端的壓差將趨于零，閥芯在彈簧力的作用下打開(kāi)溢流口溢流，系統(tǒng)壓力不再繼續(xù)升高，因 而起到了限壓保護(hù)作用。本發(fā)明的主要特點(diǎn)可概括為1.流量-壓力特性符合液壓機(jī)等設(shè)備的工況特點(diǎn)，用它取代現(xiàn)有溢流-節(jié)流閥，能 使液壓系統(tǒng)更好地實(shí)現(xiàn)壓力匹配，節(jié)能效果好，工作壓力低。2. 一閥兩用，溢流閥兼有安全閥的功能。當(dāng)節(jié)流閥的出口壓力即負(fù)載壓力達(dá)到限 定值時(shí)，閥的進(jìn)、出口壓力相等，油泵輸出的流量經(jīng)溢流閥返回油箱，系統(tǒng)壓力不會(huì)繼續(xù)升
尚ο
圖1為三臺(tái)肩變差溢流閥示意中標(biāo)記1.閥體，2.堵頭，3.閥套，4.閥芯4，5.閥芯5，6.彈簧，7.彈簧套筒， 8.調(diào)壓螺釘，9.導(dǎo)套，10.挺桿圖2為兩臺(tái)肩變差溢流閥示意中標(biāo)記1.閥體，2.閥芯，3.彈簧，4.蓋板
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為一種變差溢流閥，包括閥芯、閥體和彈簧組件。所述閥芯包括閥芯4和 閥芯5，其中閥芯4有兩個(gè)臺(tái)肩，閥芯5只有一個(gè)臺(tái)肩。所述閥體包括閥體1、絲堵2、及閥 套3。閥套3插裝在閥孔中，間隙配合，用彈性密封圈密封。閥體1上設(shè)有安裝閥芯的臺(tái)肩 孔，閥芯4與閥孔為間隙配合，閥芯5與閥套3為間隙配合，配合性質(zhì)必須滿(mǎn)足間隙密封要 求。閥芯裝入閥體后，在液壓力和彈簧力的作用下兩相鄰端面始終保持接觸，相當(dāng)于一個(gè)三 臺(tái)肩閥芯。所述絲堵2、彈簧套筒7與閥體1之間均采用彈性密封圈密封，閥芯裝入閥體后 形成四個(gè)油腔，即進(jìn)油腔P、泄油腔T、閥芯左端的平衡油腔以及彈簧腔。所述閥體1還設(shè)有 進(jìn)油口 P、控制油口 A以及出油口 T。其中進(jìn)油口 P通進(jìn)油腔P，進(jìn)油腔P又與閥芯左端的 平衡油腔溝通，控制油口 A與彈簧腔溝通，出油口 T與油箱連通。平衡油腔與彈簧腔中的壓 力油在閥芯的兩個(gè)端面上產(chǎn)生軸向靜壓力，其合力與調(diào)壓彈簧力決定了閥芯的軸向平衡位 置，即決定了溢流口的啟閉狀態(tài)。溢流口位于進(jìn)油腔P和泄油腔T之間。所述彈簧組件包 括彈簧6、彈簧套筒7、調(diào)壓螺釘8、導(dǎo)套9及挺桿10。通過(guò)調(diào)壓螺釘8可調(diào)節(jié)彈簧6的壓縮 量。
本發(fā)明可與節(jié)流閥并聯(lián)組成變差溢流_節(jié)流閥，此時(shí)，P、A、T三個(gè)油口分別與節(jié)流 閥的進(jìn)、出油口及油箱連通。在工作狀態(tài)下，閥芯左端平衡油腔的油壓等于P 口的油壓，即 等于油泵的油壓，彈簧腔的油壓等于節(jié)流閥出口油壓即負(fù)載壓力，因此，溢流閥的啟閉狀態(tài) 取決于油泵壓力、負(fù)載壓力以及彈簧力。因?yàn)殚y芯左端的軸向作用面積大于右端的面積，由受力分析可知，閥芯兩端的壓差是隨小端壓力即負(fù)載壓力的增大而減小的，故節(jié)流閥的壓 差也將隨負(fù)載壓力的增大而減小。若節(jié)流口開(kāi)度保持不變，則閥的流量將隨著負(fù)載壓力的 增大而減小。溢流閥的初始開(kāi)啟壓差可由調(diào)整螺釘11調(diào)節(jié)，實(shí)際工作壓差隨負(fù)載壓力的增 大而減小，當(dāng)負(fù)載壓力達(dá)到最高限定值時(shí)，溢流口全開(kāi)，油泵輸出的壓力油全部返回油箱， 泵壓不會(huì)繼續(xù)升高。溢流閥所限定的最高壓力由閥芯兩端的面積比及初始?jí)翰顩Q定。其中， 閥芯兩端的面積比是根據(jù)溢流閥的額定壓力在設(shè)計(jì)階段確定的，初始開(kāi)啟壓差則是在使用 時(shí)根據(jù)具體情況，通過(guò)調(diào)壓彈簧11調(diào)節(jié)的。若將本發(fā)明的控制油口 A與進(jìn)油口 P連通，出油口 T通油箱，則該閥也可以作為直 動(dòng)式溢流閥使用。本發(fā)明也可以采用圖2所示的兩臺(tái)肩錐閥結(jié)構(gòu)，包括閥體1、閥芯2和彈簧3。其 中，閥體1上設(shè)有兩臺(tái)肩閥孔，還設(shè)有進(jìn)油口 P、控制油口 A和出油口 T。閥芯2為兩臺(tái)肩錐 閥結(jié)構(gòu)，閥芯兩端面的有效作用面積不等，其小端承受來(lái)自進(jìn)油口 P的壓力，大端承受受來(lái) 自控制油口 A的壓力。溢流口位于進(jìn)油口 P和出油口 T之間，靠閥芯錐面密封，溢流口的啟 閉狀態(tài)取決于閥芯兩端面上的液壓力和彈簧力的平衡情況。因閥芯兩端面的面積不等，故 進(jìn)油口 P和控制油口 A之間的壓差是隨A 口壓力的增大而減小的。
本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均 落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種變差溢流閥，其特征在于包括閥體、閥芯和彈簧組件，如圖1；所述閥芯為三臺(tái)肩結(jié)構(gòu)，其特征在于兩端臺(tái)肩的直徑不等；所述彈簧組件包括彈簧(6)、彈簧套筒(7)、調(diào)壓螺釘(8)等；所述閥體包括閥體(1)、絲堵(2)及閥套(3)；其中，絲堵(2)、彈簧套筒(7)與閥體(1)為螺紋連接，用密封圈密封；閥芯與閥體形成四個(gè)油腔，即進(jìn)油腔P、泄油腔T、閥芯左端的平衡油腔以及彈簧腔；閥體(1)還設(shè)有進(jìn)油口P、控制油口A(yíng)以及出油口T，其中，閥口P與進(jìn)油腔P溝通，進(jìn)油腔P又與閥芯左端的平衡油腔溝通，控制油口A(yíng)與彈簧腔溝通；平衡油腔與彈簧腔的壓力油分別在閥芯的兩個(gè)端面產(chǎn)生軸向靜壓力，其合力與調(diào)壓彈簧力決定了閥芯的軸向平衡位置，即決定了溢流口的啟閉狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述溢流閥，其特征在于所述閥芯包括閥芯(4)和閥芯(5)，兩只 閥芯外徑不等，其中一只與閥孔，另一只與閥套(3)均按間隙密封要求配合；閥套(3)與閥 孔之間采用密封圈密封；閥芯(4)和閥芯(5)裝入閥孔后相當(dāng)于一只三臺(tái)階閥芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述溢流閥，其特征在于將進(jìn)油口P與和控制口 A連通，出油口 T 和油箱連通，則該閥將成為直動(dòng)式溢流閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述溢流閥，其特征在于也可以采用兩臺(tái)肩結(jié)構(gòu)，如圖2所示；包 括閥體(1)、閥芯⑵和彈簧⑶；其中，閥體⑴上設(shè)有兩臺(tái)肩閥孔，還設(shè)有進(jìn)油口 P、控制 油口 A和出油口 T ；閥芯(2)為兩臺(tái)肩錐閥，其兩端面的有效作用面積不等，小端承受進(jìn)油 口 P的壓力，大端承受控制油口 A的壓力。溢流口位于進(jìn)油口 P和出油口 T之間，靠閥芯錐 面密封，溢流口的啟閉狀態(tài)取決于閥芯兩端液壓力和彈簧力的平衡情況，因閥芯兩端面的 面積不等，故進(jìn)油口 P和控制油口 A之間的壓差將隨A 口壓力的增大而減小。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種變差溢流閥，屬于液壓元件技術(shù)領(lǐng)域。它包括閥體、閥芯和彈簧組件。閥芯由閥芯(4)和閥芯(5)組成，三臺(tái)肩結(jié)構(gòu)，其特征是兩端臺(tái)肩的直徑不等。閥的進(jìn)油口P通過(guò)進(jìn)油腔P與閥芯左端的平衡腔溝通，控制油口A(yíng)與彈簧腔溝通。平衡腔與彈簧腔在閥芯兩端產(chǎn)生的靜壓力與彈簧力決定閥的啟閉狀態(tài)。將進(jìn)油口P、控制油口A(yíng)分別與節(jié)流閥的進(jìn)、出油口連接，可組成一種新型溢流-節(jié)流閥，其特點(diǎn)是節(jié)流閥兩端的壓差隨負(fù)載壓力的升高而降低，這種流量-壓力特性與液壓機(jī)的工況基本吻合。用它取代現(xiàn)有溢流-節(jié)流閥，能夠降低系統(tǒng)高壓段的工作壓力，更好地實(shí)現(xiàn)壓力匹配。
文檔編號(hào)F16K17/06GK101839359SQ200910234258
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者呂云嵩 申請(qǐng)人:南京工程學(xué)院