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CN102705288B - 防抖式平衡阀、液压缸伸缩控制回路及液压设备 - Google Patents

防抖式平衡阀、液压缸伸缩控制回路及液压设备 Download PDF

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CN102705288B
CN102705288B CN201210203085.4A CN201210203085A CN102705288B CN 102705288 B CN102705288 B CN 102705288B CN 201210203085 A CN201210203085 A CN 201210203085A CN 102705288 B CN102705288 B CN 102705288B
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Abstract

防抖式平衡阀,包括主单向阀(2)和顺序阀阀组,该顺序阀阀组包括顺序阀(3)和缓冲控制阀,所述缓冲控制阀的阀芯(64)能够通过顺序阀(3)输出的液压油的驱动而从常闭位置移动到开启位置,以至少在该开启位置使得该顺序阀(3)的输出端口(10)与第一端口(7)连通,所述缓冲控制阀具有缓冲腔,该缓冲腔经由缓冲节流孔(15)与第一端口(7)连通。此外,本发明还提供一种液压缸伸缩控制回路和液压设备。本发明由于缓冲阻尼孔的缓冲作用使缓冲控制阀的阀芯的开启时间与顺序阀主阀芯的开启时间存在时间差,从而起到缓冲作用,因此可以避开负载变化产生的流量峰值,使得经过平衡阀的流量变化平稳,从而达到相对有效的减振效果。

Description

防抖式平衡阀、液压缸伸缩控制回路及液压设备
技术领域
本发明涉及液压控制阀中的平衡阀,具体地,涉及一种防抖式平衡阀。此外,本发明还涉及一种具有所述防抖式平衡阀的液压缸伸缩控制回路。
背景技术
液压缸应用于多种领域以用于驱动负载进行伸缩运动,典型地,工程机械的工作机构的机械部件广泛采用液压缸进行驱动,在此情形下,工程机械工作机构的机械部件构成液压缸的负载,例如混凝土泵车的折叠臂架、液压起重机的伸缩臂、挖掘机的抓斗等。液压缸的伸缩运动通过液压缸伸缩控制回路进行控制,工程机械中的液压缸在众多工况下需要在竖直状态或倾斜状态下驱动工作机构的机械部件,为此液压缸伸缩控制回路中通常安装平衡阀,其主要作用在于防止负载在下降过程中超速下降,以保证下降过程的平稳。现有技术的平衡阀的液压原理结构相似,基本由外控顺序阀与单向阀并联而成,当然在工程机械上采用的平衡阀由于密封性的要求,一般在密封结构上进行专门的针对性设计,但是液压工作原理是相似的。
现有液压缸伸缩控制回路中采用的平衡阀并不能有效地消除或缓解工作机构抖动,具体地,由于液压缸所驱动的负载(例如工作机构的机械部件)相互之间以及负载与周围部件之间不可避免地会存在摩擦,例如汽车起重机的伸缩吊臂,在伸缩吊臂时吊臂之间不可避免会存在摩擦阻力,并且这种摩擦阻力不停变化,这会使得系统压力忽高忽低,引起液压冲击,从而尤其在缩臂是会导致吊臂剧烈抖动,容易造成系统失稳,难以操控,存在安全隐患。
具体地,例如,图1所示为汽车起重机的伸缩吊臂用的液压缸伸缩控制回路,当液压缸驱动吊臂执行伸臂动作时,换向阀1换向到左位,液压油经第一工作油口A打开单向阀2直接进入到液压缸4的无杆腔,液压缸4的有杆腔内的液压油经第二工作油口B回油,吊臂伸出。当液压缸4驱动吊臂执行缩臂动作时,换向阀1换向到右位,压力油经第二工作油口B进入到液压缸4的有杆腔,同时液压油经控制口X打开顺序阀3,使得液压缸4的无杆腔内的液压油能够经第一工作油口A回油,吊臂缩回。但是,当液压缸4驱动吊臂执行缩臂动作时,由于吊臂之间存在摩擦且阻力不停的变化,这导致液压缸4的负载压力不停的变化,负载压力反应到油压上而使得平衡阀的开启控制压力不停的变化(即控制口X所接收的液控油油压),从而使平衡阀的阀芯开口大小也不停的变化,最终引起液压缸的无杆腔回油流量不停的变化,这会导致吊臂在缩臂时动作时快时慢,产生剧烈的抖动现象。
有鉴于此,需要设计一种新型的平衡阀,以克服现有技术的上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种防抖式平衡阀,该防抖式平衡阀在安装到液压系统中后能够相对有效地缓解液压驱动式工作机构的抖动,从而改善作业平稳性。
进一步地,本发明所要解决的技术问题是提供一种液压缸伸缩控制回路,该液压缸伸缩控制回路能够相对有效地缓解液压驱动式工作机构的抖动,从而显著改善作业平稳性。
此外,本发明还要解决的技术问题是提供一种液压设备,该液压设备的液压缸伸缩控制回路能够相对有效地缓解工作机构的抖动,从而显著改善作业平稳性。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种防抖式平衡阀,包括第一端口、第二端口、以及主单向阀,该主单向阀的正向端口与所述第一端口连通,反向端口与所述第二端口连通,其中,所述主单向阀还并联有顺序阀阀组,该顺序阀阀组包括顺序阀和缓冲控制阀,所述顺序阀的输入端口与所述第二端口连通,输出端口连接于所述缓冲控制阀,并且所述缓冲控制阀的阀芯能够通过所述顺序阀输出的液压油的驱动而从常闭位置移动到开启位置,以至少在该开启位置使得该顺序阀的输出端口与所述第一端口连通,所述缓冲控制阀具有能够在充满液压油时阻滞该缓冲控制阀的阀芯移动的缓冲腔,该缓冲腔经由缓冲节流孔与所述第一端口连通。
优选地,所述缓冲控制阀为背压阀,该背压阀的正向端口与所述顺序阀的输出端口连通,该背压阀的反向端口与所述第一端口连通,并且该背压阀的弹簧腔兼作所述缓冲腔。
可选择地,所述缓冲节流孔由节流阀形成。
优选地,所述缓冲节流孔还并联有充油单向阀,以通过该并联的缓冲节流孔和充油单向阀形成第一单向节流阀,所述充油单向阀的正向端口与所述第一端口连通,反向端口与所述缓冲腔连通。
优选地,所述缓冲控制阀的阀芯处于所述常闭位置时,所述顺序阀的输出端口与所述第一端口通过回油节流孔连通。
更优选地,所述回油节流孔形成在所述缓冲控制阀的阀芯上。
优选地,所述防抖式平衡阀为整体式复合阀,该整体式复合阀具有主阀体,所述第一端口和第二端口为形成在该主阀体上的第一油口和第二油口,所述防抖式平衡阀的各个组成阀门集成安装在或形成在所述主阀体内,并且该防抖式平衡阀的各个组成阀门的相应端口通过形成在所述主阀体内的内部油道或油腔形成。
优选地,所述顺序阀的输出端口由形成在所述主阀体内的连通油腔形成,该连通油腔通过形成所述顺序阀的主阀芯上的阀芯油道以及安装在该主阀芯内的第二单向节流阀与所述顺序阀的弹簧腔连通。
在上述技术方案的基础上,本发明提供一种液压缸伸缩控制回路,包括具有第一工作油口和第二油口的换向阀,所述第一工作油口通过管路经由平衡阀连接于液压缸的无杆腔,所述第二工作油口通过管路连接于该液压缸的有杆腔,其中,所述平衡阀为上述任一技术方案所述的防抖式平衡阀,该防抖式平衡阀的第一端口与所述第一工作油口连通,第二端口与所述液压缸的无杆腔连通,并且该防抖式平衡阀中的顺序阀的液控端口与所述液压缸的有杆腔连通。
此外,本发明还提供一种液压设备,该液压设备包括液压缸,其中,所述液压缸连接有根上述的液压缸伸缩控制回路。
通过上述技术方案,本发明的防抖式平衡阀通过缓冲控制阀(例如背压阀)的阀芯的开口大小随负载压力变化而变化,同时由于缓冲阻尼孔的缓冲作用使缓冲控制阀的阀芯的开启时间与顺序阀主阀芯的开启时间存在一定的时间差,从而起到一定的缓冲作用,因此可以避开负载变化产生的流量峰值,使得经过平衡阀的流量变化平稳,从而达到相对有效的减振效果。本发明可广泛应用于由于负载变化引起系统压力变化的液压缸伸缩控制回路中,从而防止因流量变化剧烈而造成速度失稳、产生抖动现象的场合。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下列附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明,但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中:
图1是安装有现有技术平衡阀的液压缸伸缩控制回路的液压原理图,其中为使得图面简洁省略了换向阀所连接的进油油路和回油油路。
图2是本发明具体实施方式的防抖式平衡阀的液压原理结构。
图3是本发明具体实施方式的防抖式平衡阀的总体外部结构示意图,其中为使得图面简洁省略了一些堵头之类的投影线。
图4是沿图3中的A-A线剖切的剖视结构示意图,其中主要显示了本发明具体实施方式的防抖式平衡阀所包括的顺序阀和主单向阀。
图5是沿图3中的B-B线剖切的剖视结构示意图,其中主要显示了本发明具体实施方式的防抖式平衡阀所包括的背压阀以及缓冲油路单向节流阀。
图6是安装有本发明具体实施方式的防抖式平衡阀的液压缸伸缩控制回路的液压原理图,其中为使得图面简洁省略了换向阀所连接的公知的进油油路和回油油路。
附图标记说明:
1换向阀;                         2主单向阀;
3顺序阀;                         4液压缸;
5第一单向节流阀;                 6背压阀;
7第一端口;                       8第二端口;
9输入端口;                       10输出端口;
11背压阀的正向端口;              12背压阀的反向端口;
13回油节流孔;                    14缓冲腔端口;
15缓冲节流孔;                    16充油单向阀;
17主单向阀的正向端口;            18主单向阀的反向端口
21主单向阀弹簧;                  22主单向阀阀芯;
23主单向阀阀套;                  31控制阀杆;
32主阀芯;                        33第二单向节流阀
34主阀芯弹簧;                    35第二油口;
36第一油口;                      51第一单向节流阀弹簧;
52第一单向阻尼阀阀芯;            53内部缓冲油道
61回油腔;                        62连通油腔;
63主阀体;                      64阀芯;
65背压阀弹簧;                  66外螺纹插装阀套;
67弹簧座;                      68调压螺杆;
69锁紧螺母;                    A第一工作油口;
B第二工作油口;                 X液控端口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
图2所示为安装有根据本发明具体实施方式的防抖式平衡阀的液压缸伸缩控制回路的液压原理图,其中显示了本发明具体实施方式的防抖式平衡阀的液压原理结构。在此需要说明的是,本发明的平衡阀属于液压元件,其本质性的技术构思在于其液压原理结构,而不在于具体的机械实现结构,在相同的液压原理结构的范围内,本领域技术人员可以各种不同的机械结构来实现相同的液压连通关系以及控制关系,例如尽管图3至图5示例性显示了本发明平衡阀的一种具体机械结构,其采用了集成式的整体结构,但是对于本领域技术人员显然地,在图2所示的液压原理图的范围内,其也可以将本发明平衡阀所包括的各个阀门形成为独立阀门,然后通过液压管进行连接,其同样属于本发明的保护范围。
因此,在以下的描述中,首先参照图2描述本发明基本技术构思范围内的防抖式平衡阀,在此基础上将参照图3至图5示例性地描述本发明防抖式平衡阀的一种具体结构形式。在此需要说明的是,在以下的描述中所使用的术语“端口”是从液压原理的角度所使用的术语,例如单向阀的“正向端口”公知地是指当具有一定压力的液压油从该正向端口进入时能够推开单向阀的阀芯,从该单向阀的“反向端口”输出,而单向阀的“反向端口”则是指单向阀的另一个端口。应当注意的是,在本发明的技术构思范围内,“端口”并不必然指实体结构的“油口”,而是具有广义范围内的液压含义,其既可可以是各个组成阀门为独立阀门的情形下形成在相应阀门阀体上的“油口”,也可以是在例如图3至图5所示的整体式集成阀的情形下通过共用的主阀体中的内部油道或油腔形成,只要其符合能够实现向阀门内进油或从阀门内出油的功能,均属于本发明所述的“端口”。此外,“油口”、“内部油道”等具有实体结构方面的含义。
参见图2所示,图2所示实施方式的防抖式平衡阀,包括用于连通外部油路的第一端口7、第二端口8以及主单向阀2、该主单向阀2的的正向端口17与第一端口7连通,反向端口18与所述第二端口8连通,独特地,主单向阀2还并联有顺序阀阀组,该顺序阀阀组包括顺序阀3(平衡阀中应用的顺序阀为具有液控接口的外控式顺序阀)和背压阀6,具体地,所述顺序阀3的输入端口9与第二端口8连通,背压阀6的正向端口11与所述顺序阀3的输出端口10连通,该背压阀的反向端口12与所述第一端口7连通,并且该背压阀6的弹簧腔经由第一单向节流阀5与第一端口7连通,此处背压阀6的弹簧腔兼作所述缓冲腔。该缓冲腔通过第一单向节流阀5与第一端口7连通。
在该具体实施方式下,参见图2和图6,例如在液压缸伸缩控制回路中,当液压缸伸出时,液压油从换向阀1的第一工作油口A经由第一端口7,推开主单向阀2而进入液压缸4的无杆腔,从而推动液压缸伸出活塞杆,同时液压缸4的有杆腔经由换向阀1的第二工作油口B回油,在此伸出行程中由于液压缸4的有杆腔回油,油压理论值为零,与有杆腔连通的顺序阀3的液控端口X所接收的液压油不能控制顺序阀3开启,另外,在该伸出行程中,第一工作油口A会经由第一端口7、第一单向节流阀5中的充油单向阀16和缓冲节流孔15向背压阀6的弹簧腔内充油。当液压缸4缩回时,第二工作油口B将液压油输送到液压缸4的有杆腔,同时输入的液压油经由顺序阀3的液控端口X启开顺序阀3,顺序阀3的输出端口10输出的液压油顶开背压阀6的阀芯,从而使得背压阀6开启,以实现液压缸4的无杆腔的回油。在此情形下,需要注意的是,由于背压阀6的弹簧腔兼作缓冲腔,其内充满由液压缸伸出行程中充入的液压油,因此顺序阀3的输出端口10输出的液压油在驱动背压阀6的阀芯64移动以开启背压阀时,由于背压阀6的弹簧腔内的液压油需要经由第一单向节流阀5中的缓冲节流孔15缓慢地被压出,因此背压阀6的开启时刻在顺序阀3开启时刻存在一个时间差,相应地,当顺序阀3输出的液压油流量突然增大时,背压阀6的阀芯64的移动仍然会因弹簧腔内的液压油的阻滞作用而相应地滞后,因此当液压缸缩回行程中,当工作机构的机械部件因为不规律变化的摩擦阻力、碰撞等原因而使得外部负载突然增大,从而导致第二工作油口B输入到液压缸4的有杆腔内的液压油的油压增大时,尽管液控端口X会使得顺序阀3的通流开度增大,但背压阀6的阀芯64的移动会由于弹簧腔内的液压油的阻滞而缓慢地移动,从而形成阀芯64增大开度移动的滞后,在背压阀6的阀芯64略有移动时,工作机构的机械部件的摩擦阻力可能又会从高变低,顺序阀3即刻响应而使得输出流量下降,相应地背压阀6可能仅略有移动或基本不移动即刻满足回油的需要。因此,通过本发明的上述防抖平衡阀,能够使得液压缸缩回回油时流量变化较为平稳,基本不会出现突然增大的现象,从而使得液压缸的运动更加平稳,显著地缓解了抖动等现象。
需要注意的是,图2所示的防抖平衡阀仅是本发明的一种具体实施方式,实际上本发明并不局限于图2中显示的具体细节。
例如,在图2所示的具体实施方式中,顺序阀3与背压阀6串接,并使得背压阀6的弹簧腔兼作缓冲腔,但显然这种是实现通断缓冲功能的缓冲控制阀并不局限于采用背压阀,具体的阀门结构形式存在多种形式的变型,例如可以设计一种缓冲控制阀,该缓冲控制阀除了能够实现背压阀6的常规的单向通断功能之外,可以形成有独立的缓冲腔等。另外,背压阀6的正向端口11一般兼作控制端口,缓冲控制阀显然并需限于此,其可以形成独立的液控端口以引入顺序阀3输出的液压油,以控制该缓冲控制阀的阀芯移动。因此,本发明的顺序阀3串接的阀门并不限于利用常规的背压阀,而是可以进行各种结构变型,只要该缓冲控制阀的阀芯能够通过所述顺序阀3输出的液压油的驱动而从常闭位置移动到开启位置,以至少在该开启位置使得该顺序阀3的输出端口10与第一端口7连通,所述缓冲控制阀具有能够在充满液压油时阻滞该缓冲控制阀的阀芯移动的缓冲腔即可。
再如,在图2所示的具体实施方式中,缓冲腔经由第一单向节流阀5与第一端口7连通,单向节流阀为公知阀门,其由单向阀和节流孔并联而成,具体地,第一单向节流阀5包括并联的充油单向阀16和缓冲节流孔15(即充油用单向阀和缓冲用节流孔),其中充油单向阀16的正向端口与第一端口7连通,反向端口与作为缓冲腔的弹簧腔连通。但是在此需要注意的是,缓冲腔与第一端口7之间并不是必须采用第一单向节流阀5,采用第一单向节流阀5的目的在于能够通过第一单向节流阀5中的充油单向阀16向缓冲腔内快速地充油。作为可选择的一种最精简的实施方式,缓冲腔5可以仅通过缓冲节流孔15与第一端口7连通,在此情形下通过缓冲节流孔15仍然是可以向缓冲腔内充油,并通过缓冲节流孔15的节流作用在缓冲控制阀的阀芯(例如背压阀6的阀芯64)从常闭位置朝向开启位置移动的过程中形成阻滞作用,当然在此情形下,由于缓冲节流孔的通流口径相对较小,向缓冲腔内的充油速度会相对慢,缓冲腔在缓冲控制阀的阀芯(例如背压阀6的阀芯64)移动减小开度时因产生负压而吸油的速度也相对较缓,因此,在负载变化比较频繁的情形下使得缓冲控制阀的阀芯形成“缓开快关”功能,优选地采用上述第一单向节流阀5,当然也可以采用其它公知方式向缓冲腔内补油。但是尽管如此,这种仅采用缓冲节流孔15的变型方式已经能够基本实现本发明目的,因此同样属于本发明的保护范围,在此情形下,缓冲节流孔15可以通过多种结构形式实现,例如可以采用节流阀以通过节流阀内的节流孔形成缓冲节流孔。
优选地,所述缓冲控制阀的阀芯(例如背压阀6的阀芯64)处于截止位置时,顺序阀3的输出端口10与第一端口7通过回油节流孔13连通。这主要是在缓冲控制阀(例如背压阀6)开启之前通过回油节流孔13预先小流量连通顺序阀3的输出端口10与第一端口7,这样在缓冲控制阀开启后而形成相对较大流量的连通时避免冲击。更优选地,所述回油节流孔13形成在所述缓冲控制阀的阀芯上,这样能够使得结构实现上更精简。
正如上文所述,在本发明防抖式平衡阀上述技术构思范围内,所述防抖式平衡阀可以通过各种具体的机械结构实现,优选地,参见图3至图5所示,所述防抖式平衡阀可以为整体式复合阀,该整体式复合阀具有主阀体63,所述第一端口7和第二端口8为形成在该主阀体63上的第一油口36和第二油口35,所述防抖式平衡阀的各个组成阀门集成安装在或形成在主阀体63内,并且该防抖式平衡阀的各个组成阀门的相应端口通过形成在所述主阀体63内的内部油道或油腔形成。例如,上述主单向阀2、顺序阀3、缓冲控制阀(例如背压阀6)、第一单向节流阀5等均可以集成安装或形成在主阀体63内,并且所述主单向阀、顺序阀3和缓冲控制阀等阀门的各个端口通过形成在主阀体63内的内部油道或油腔形成。当然,在本发明的技术构思范围内,也可以将防抖式平衡阀的各个组成阀门形成为独立的阀门,并通过管路连接为上述液压连通关系或控制关系,其同样属于本发明的保护范围。
以下以图3至图6为例描述本发明的防抖式平衡阀为整体式复合阀的一种具体实现形式,其中缓冲控制阀采用背压阀6.。为便于描述和理解,主要以汽车起重机的伸缩吊臂所采用的液压缸伸缩控制回路为例进行描述,在描述过程中将同时说明相关的具体结构和动作过程。
具体地,参见图3所示,该整体式集成形式的防抖式平衡阀主要是平衡阀的基础上加装了一个背压阀及单向阻尼阀,该种改进可以有效地防止汽车起重机在缩臂时产生抖动的现象。
具体地,参见图4至图6,当伸缩吊臂执行伸臂动作时,换向阀1换向到左位,第一工作油口A的液压油经第一油口36进油,克服主单向阀2的弹簧力直接打开主单向阀芯2,经第二油口35进入到液压缸4的无杆腔,液压缸4的有杆腔的液压油经第二工作油口B回油,伸缩吊臂伸臂。当伸缩吊臂执行缩臂动作时,换向阀1换向到右位,第二工作油口B的液压油通过管路向液压缸4的有杆腔进油,同时液压油经液控端口X,推动顺序阀3的控制阀杆31,并通过该控制阀杆31驱动顺序阀3的主阀芯32移动,从而打开主阀芯32,此时液压缸4的无杆腔的液压油经第二油口35经由顺序阀3进入到连通油腔62(该连通油腔62作为顺序阀3的输出端口10和背压阀6的正向端口),推动背压阀6的阀芯64,从而进入与第一油口36连通的回油腔61,最后经第一油口36和第一工作油口A回油。
参见图3和图4,更详细地,当伸缩吊臂执行缩臂动作的时候,液压油经由顺序阀3进入到连通油腔62时,背压阀6的阀芯64可以形成有回油节流孔13,从而在背压阀6开启之前通过该回油节流孔13使连通油腔62与回油腔61预先小流量连通,防止背压阀6突然打开时吊臂产生剧烈抖动。
如上所述,当伸缩吊臂执行缩臂动作时,换向阀1换向到右位,第二工作油口B的液压油经由管路进入液压缸4的有杆腔,同时液压油经顺序阀3的液控端口X,推动控制阀杆31打开主阀芯32,此时液压缸4的无杆腔的液压油经第二油口35经由顺序阀3进入到连通油腔62,推动背压阀6的阀芯64,再进入到回油腔61,最后经第一油口36和第一工作油口A回到油箱。当伸缩吊臂的摩擦阻力增大时,系统工作压力会突然升高,液控端口X的压力也随之升高,主阀芯32在控制阀杆31的推动下开口增大(但此时通过平衡阀的流量主要取决于与顺序阀3串接的背压阀6),进入连通油腔62的液压油的流量增大,导致背压阀的阀芯64承受的压力升高,迫使阀芯64后退压缩背压阀弹簧65,以使得阀芯64具有增大通流开口的趋势,而背压阀的弹簧腔通过和单向阻尼阀5与回油腔61相通,因此在阀芯64移动时,弹簧腔的油液经内部缓冲油道53和单向阻尼阀芯5的缓冲节流孔15回油,由于缓冲节流孔15的节流效果使阀芯64的开口缓慢增大,同时阀芯64的移动所受到的阻滞压力经由连通油腔64内的液压油反作用于控制阀杆31上,从而一定程度上抵消控制阀杆31的驱动力,从而使主阀芯32所承受的控制阀杆31的推动力减小,使得主阀芯32移动而相对减小开度,从而使得经过主阀芯32的流量也减小。在此需要理解的是,在图4所示的具体结构中,顺序阀3的输出端口10由形成在所述主阀体63内的连通油腔62形成(该连通油腔62同时构成图2所示的背压阀6的正向端口),该连通油腔62通过形成顺序阀3的主阀芯32上的阀芯油道以及安装在该主阀芯32内的第二单向节流阀33与所述顺序阀3的弹簧腔连通。这种结构既可以使得顺序阀3的弹簧腔内的积存的液压油在控制阀杆31推动主阀芯32移动时通过第二单向节流阀33流动到连通油腔62而排出,从而不会影响到主阀芯32的移动,又能够在连通油腔62内的油压较大时将液压油经由第二单向节流阀33流动到顺序阀3的弹簧腔,这样可以平衡主阀芯32两端的压力,使得连通油腔62的油压能够有效地抵消控制阀杆31的驱动力,使得主阀芯32能够在顺序阀3的主阀芯弹簧34的作用下减小开度。
当摩擦阻力减小时,系统工作压力减小,液控端口X的压力也会随之减小,主阀芯32开口也减小(此时通过平衡阀的流量主要取决于顺序阀3),进入连通油腔62的流量减少,阀芯64承受的压力下降,阀芯64在背压阀弹簧65的弹簧力压力作用下前移,阀芯64所形成的通流开口的开度相应地减小。
因此,本发明的防抖平衡阀在伸缩吊臂摩擦阻力增大时,通过背压阀6的阀芯64缓慢打开,对负载变化形成一定的滞后,而当伸缩吊臂摩擦阻力减小时,通过顺序阀3的迅速相应,并且背压阀6的阀芯64也随之趋向于常闭位置移动以与顺序阀3的输出流量相适应,并便于在顺序阀3下一次流量突然增大时形成阻滞,因此通过本发明的平衡阀的液压油的流量变化较为平稳,基本不会产生因流量突然增大而产生的冲击现象,从而达到了防抖的效果。
另外,在图4和图5中,所显示的一些零部件,例如用于形成主单向阀2的主单向阀弹簧21、主单向阀阀芯22和主单向阀阀套23以及用于形成背压阀6的背压阀弹簧65、外螺纹插装阀套66、弹簧座67和调压螺杆68、锁紧螺母69等均是常规部件,不再赘述。有关第一单向节流阀弹簧5和第二单向节流阀33均是公知阀门,常规地可以由单向节流阀阀芯(例如第一单向节流阀阀芯52)、弹簧、阀体(或安装到阀体内的阀套)等形成单向阀,节流孔一般可以形成在单向节流阀阀芯上,只要形成单向阀与节流孔并联的结构接口。此外,需要说明的是,在整体式复合阀中,一般采用在主阀体63内安装阀套的形式,例如图4至图5中,各个组成阀门一般均具有独立的阀套,这主要是考虑到阀门的精度要求比较高,而在主阀体63上加工不方便,因此各个组成阀门的阀杆或阀芯与各自的阀套配合,以形成相应的阀门,再组装到主阀体内,并通过主阀体内的内部油道或油腔形成相应的液压连通或控制关系。
由上描述可以看出,本发明图3至图5所示具体实施方式的防抖式平衡阀中,第一,背压阀的阀芯64的开口大小随负载压力变化而变化,同时由于第一单向阻尼阀5使阀芯64的开启时间与顺序阀的主阀芯32的开启时间存在一定的时间差,优选地达到一种慢开快关的效果,起到一定的缓冲作用,因此可以避开负载变化产生的流量峰值,尽量使得经过平衡阀的流量变化相对平稳,从而达到减振的效果。第二,当伸缩吊臂的摩擦阻力增大时,系统工作压力会突然升高,液控端口X的压力也随之升高,主阀芯32在控制阀杆31的推动下开口增大,进入连通油腔62的流量增多,导致阀芯64的承受压力升高,由于第一单向节流阀5的缓冲节流孔15的节流效果使阀芯64的液压油压力反作用于控制阀杆31,使控制阀杆31向右移,在此情形下可以通过优选的结构设计(例如通过设计控制阀杆31和主阀芯32朝向连通油腔62的承压面面积、或者上述的第二单向节流阀33的结构等)而使得主阀芯32的承受的驱动力相对减小,从而在主阀芯弹簧34的作用下移动而使得通流开口减小,经过主阀芯32的流量也减小,从而更加优化防抖效果。第三,背压阀弹簧65可以在一定范围内任意调节阀芯64打开的初始压力,保证在不同工况下性能稳定。此外,阀芯64的回油节流孔13可以大小不一且均匀分布,在背压阀6的阀芯64的常闭位置时也能保证连通油腔62与回油腔61预先小流量连通,避免吊臂缩臂时因阀芯64突然打开产生的剧烈抖动。
因此,图2至图6所示优选方式的防抖式平衡阀在工作机构的机械部件(例如伸缩吊臂)摩擦阻力通过第一单向阻尼阀使阀芯64的开启时间与顺序阀的主阀芯的开启时间存在一定的时间差,起到一定的缓冲作用,因此可以避开负载变化产生的流量峰值,保证经过平衡阀的流量变化平稳,从而达到相对有效的防抖效果。
由上描述可以看出,本发明优点在于:本发明的防抖式平衡阀通过缓冲控制阀(例如背压阀)的阀芯的开口大小随负载压力变化而变化,同时由于缓冲阻尼孔15的缓冲作用使缓冲控制阀的阀芯的开启时间与顺序阀主阀芯的开启时间存在一定的时间差,从而起到一定的缓冲作用,因此可以避开负载变化产生的流量峰值,保证经过平衡阀的流量变化平稳,从而达到相对有效的减振效果。本发明可广泛应用于由于负载变化引起系统压力变化的液压缸伸缩控制回路中,从而防止因流量变化剧烈而造成速度失稳,从而产生抖动现象的场合。
此外,本发明提供一种液压缸伸缩控制回路,包括具有第一工作油口A和第二油口B的换向阀1,所述第一工作油口A通过管路经由平衡阀连接于液压缸4的无杆腔,所述第二工作油口B通过管路连接于该液压缸4的有杆腔,其中,所述平衡阀为上述的防抖式平衡阀,该防抖式平衡阀的第一端口7与所述第一工作油口A连通,第二端口8与所述液压缸的无杆腔连通,并且该防抖式平衡阀中的顺序阀3的液控端口X与所述液压缸4的有杆腔连通。进一步地,本发明还提供一种液压设备,该液压设备包括液压缸,其中,所述液压缸连接有上述的液压缸伸缩控制回路。显然地,该液压设备可以是汽车起重机等。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.防抖式平衡阀,包括第一端口(7)、第二端口(8)以及主单向阀(2),该主单向阀(2)的正向端口(17)与所述第一端口(7)连通,反向端口(18)与所述第二端口(8)连通,其中,所述主单向阀(2)还并联有顺序阀阀组,该顺序阀阀组包括顺序阀(3)和缓冲控制阀,所述顺序阀(3)的输入端口(9)与所述第二端口(8)连通,输出端口(10)连接于所述缓冲控制阀,并且
所述缓冲控制阀的阀芯(64)能够通过所述顺序阀(3)输出的液压油的驱动而从常闭位置移动到开启位置,以至少在该开启位置使得该顺序阀(3)的输出端口(10)与所述第一端口(7)连通,所述缓冲控制阀具有能够在充满液压油时阻滞该缓冲控制阀的阀芯移动的缓冲腔,该缓冲腔经由缓冲节流孔(15)与所述第一端口(7)连通。
2.根据权利要求1所述的防抖式平衡阀,其中,所述缓冲控制阀为背压阀(6),该背压阀(6)的正向端口(11)与所述顺序阀(3)的输出端口(10)连通,该背压阀的反向端口(12)与所述第一端口(7)连通,并且该背压阀(6)的弹簧腔兼作所述缓冲腔。
3.根据权利要求1所述的防抖式平衡阀,其中,所述缓冲节流孔(15)由节流阀形成。
4.根据权利要求1所述的防抖式平衡阀,其中,所述缓冲节流孔还并联有充油单向阀(16),以通过该并联的缓冲节流孔(15)和充油单向阀(16)形成第一单向节流阀(5),所述充油单向阀(16)的正向端口与所述第一端口(7)连通,反向端口与所述缓冲腔连通。
5.根据权利要求1所述的防抖式平衡阀,其中,所述缓冲控制阀的阀芯(64)处于所述常闭位置时,所述顺序阀(3)的输出端口(10)与所述第一端口(7)通过回油节流孔(13)连通。
6.根据权利要求5所述的防抖式平衡阀,其中,所述回油节流孔(13)形成在所述缓冲控制阀的阀芯(64)上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的防抖式平衡阀,其中,所述防抖式平衡阀为整体式复合阀,该整体式复合阀具有主阀体(63),所述第一端口(7)和第二端口(8)为形成在该主阀体(63)上的第一油口(36)和第二油口(35),所述防抖式平衡阀的各个组成阀门集成安装在或形成在所述主阀体(63)内,并且该防抖式平衡阀的各个组成阀门的相应端口通过形成在所述主阀体(63)内的内部油道或油腔形成。
8.根据权利要求7所述的防抖式平衡阀,其中,所述顺序阀(3)的输出端口(10)由形成在所述主阀体(63)内的连通油腔(62)形成,该连通油腔(62)通过形成所述顺序阀(3)的主阀芯(32)上的阀芯油道以及安装在该主阀芯(32)内的第二单向节流阀(33)与所述顺序阀(3)的弹簧腔连通。
9.液压缸伸缩控制回路,包括具有第一工作油口(A)和第二工作油口(B)的换向阀(1),所述第一工作油口(A)通过管路经由平衡阀连接于液压缸(4)的无杆腔,所述第二工作油口(B)通过管路连接于该液压缸(4)的有杆腔,其中,所述平衡阀为根据权利要求1至8中任一项所述的防抖式平衡阀,该防抖式平衡阀的第一端口(7)与所述第一工作油口(A)连通,第二端口(8)与所述液压缸的无杆腔连通,并且该防抖式平衡阀中的顺序阀(3)的液控端口(X)与所述液压缸(4)的有杆腔连通。
10.液压设备,该液压设备包括液压缸,其中,所述液压缸连接有根据权利要求9所述的液压缸伸缩控制回路。
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