CN101929481A - 用于液压节能系统的三通压力补偿阀 - Google Patents

Abstract

三通压力补偿阀，该阀设有负载感应接口，与系统节流阀配合可实现自动压力反馈补偿，以保证在负载变化时，通过节流阀的流量基本不变，以方便在不同负载下控制设备恒速，该阀还具有流量匹配、自动低压卸荷、负载感应反馈等功能，采用该元件组成液压系统可方便提高液压系统效率，简化液压回路，具有较广泛应用价值。

Description

用于液压节能系统的三通压力补偿阀

技术领域

本发明属于液压元件领域，是用于工程机械、农业机械等液压设备节能系统使用的液压元件。

背景技术

三通压力补偿阀是一种用于工程机械、农业机械等液压设备节能系统使用的液压元件。

目前，工程机械和农业机械等行走液压设备的液压系统多是由内燃机驱动定量泵组成动力源，当液压系统在重负载、低速工况下工作时，通常需要动力源提供高压小流量输出。此时，由定量泵输出的高压流量会有一部分通过溢流阀返回油箱；造成液压功率浪费，系统效率降低，同时易引起液压系统油液发热。特别是当液压系统暂停工作而发动机需要为其他机构提供动力时，为了减少液压功率损耗，系统需要通过卸荷回路实现低压卸荷，以这样会导致系统回路较为复杂。

为此，经过研究，研制开发出一种用于工程机械、农业机械等液压设备节能系统使用的液压元件。该元件通过内置的压力反馈回路可以自动实现输出流量的大小与负载工况的流量匹配；当液压系统不需要流量时，该阀还可以自动实现系统卸荷，使发动机功率全部用于设备行走等其他机构，实现节能；该阀还设有负载感应接口，与系统节流阀配合可实现自动压力补偿，以保证在负载变化时，通过节流阀的流量基本不变，以方便在不同负载下控制设备恒速。

本发明的目的是提供一种三通压力补偿阀，该阀具有流量匹配、自动低压卸荷、负载感应反馈等功能。采用该元件组成液压系统可方便提高液压系统效率，简化液压回路，具有较广泛应用价值。

发明内容

一种三通压力补偿阀，包括主阀体的左侧阀与右侧阀之间和阀体形成压力腔；右侧阀和阀体形成弹簧腔，弹簧腔内的弹簧产生弹簧力作用在右侧阀上；液压油从输入口输入经过输出口输出，液压油还同时经过主阀体左侧阀中的阻尼孔流入压力腔，从而推动主阀体右侧阀向弹簧腔的一侧运动，液压油从溢流口流出；弹簧腔一侧阀体上设置有阻尼孔，用于使反馈的液压油进入弹簧腔；通过主阀体的轴向运动使压力腔的液压力与弹簧腔内的液压力和弹簧力达到平衡；主阀体的轴向运动改变输出口和溢流口的大小。

三通压力补偿阀还包括安全阀，所述安全阀是插装式溢流阀；所述溢流阀的输入口与所述弹簧腔连接，调节溢流阀中的调压弹簧，来设置溢流阀的开启压力，同时限定了所述弹簧腔内液压油压力的最大值。

主阀体左侧阀中的阻尼孔的直径是0.5mm。弹簧腔一侧阀体上的阻尼孔的直径是0.9mm。

一种液压系统，包括三通压力补偿阀，所述输入口与液压泵连接，所述输出口与换向阀连接，换向阀的输出端连接节流阀，节流阀的输出端连接油缸；在所述节流阀的输出油路上引出一条反馈油路连接所述弹簧腔一侧阀体上的阻尼孔，用于实现油缸的负载感应反馈，稳定油缸活塞的运动速度。

附图说明

图1是三通压力补偿阀示意图；

图2是三通压力补偿阀组成的系统；

1-阀体、2-带阻尼孔镙堵、3-主阀弹簧、4-主阀芯、5-安全阀阀体、6-调压螺、7-安全阀调压弹簧、8-安全阀阀芯、9-滤网；

具体实施方式

该三通压力补偿阀由主阀和安全阀两部分组成(见图1)。

在弹簧3的作用下主阀芯4被推向左侧，压力油经P口流入主阀，此时P口与A口连通、P口与T口关断，压力油从P口经A口向系统输出；主阀芯在此位置时，A腔与阀芯上的径向中心孔是连通的，A腔的压力油由径向中心孔、φ0.5mm阻尼孔流到主阀芯左端，对主阀芯产生一个向右方向的推力F_A。L_S口为压力反馈输入口，系统负载压力信号经L_S口中0.9mm阻尼孔流入主阀芯弹簧腔，其压力为P₁，对阀芯的作用力为F₁。该力作用在主阀芯弹簧一侧，与弹簧力F_t合力，方向向左。则主阀芯受力平衡方程为：

F_A＝F_t+F₁

在阀中内置插装式溢流阀，作安全阀用。调节安全阀调压弹簧7的预压缩量既可调节安全阀的开启压力。安全阀限定了主阀中的P₁压力既推力F₁的最大值。

图2是用三通压力补偿阀组成的一个液压系统，用以说明三通压力补偿阀在液压系统中的应用。油源输出的压力油经P口流入三通压力补偿阀，后经A口流出，进入换向阀。当换向阀左位工作时，油液经节流阀进入油缸无杆腔，推动活塞伸出；油缸有杆腔油液经换向阀左位流回油箱。调节节流阀开度既可调节油缸运行速度。在节流阀的出口处引一条油路与三通压力补偿阀的L_S口连通，构成系统的负载感应调速回路。

(1)负载感应调速回路作用

当液压缸负载增大时，负载压力(既节流阀出口处压力)随之增大，节流阀两端的压力差减小，使得节流阀在阀口开度不变的情况下会自动减小通过的流量，造成油缸动作缓慢。此时，由三通压力补偿阀和节流阀组成的负载感应调速回路将发挥作用。节流阀出口端的负载压力信号经L_S口反馈至三通压力补偿阀主阀的弹簧腔，使F₁推力增大，打破了主阀芯原有的力平衡，使三通压力补偿阀主阀芯进一步左移，关小溢流口T、扩大出油口A，使P口压力也随之升高，节流阀进口压力亦随之升高，保持节流阀前后压差基本不变，因而通过节流阀的流量也基本不变。稳定了油缸的运动速度。

(2)安全回路作用

一旦出现系统故障，三通压力补偿阀的出油口压力急剧升高时，压力信号会通过φ0.5mm阻尼孔进入到主阀芯4(见图1)的左端，使推力F_A增大，主阀芯右移，关小出油口A、扩大溢流口T，使液压系统安全卸荷，保护系统不出现超压损坏。

(3)低压卸荷作用

三通压力补偿阀中，与安全阀并联设有一个φ0.01mm阻尼孔。该阻尼孔的作用是当液压系统暂时不工作时，阻尼孔会将三通压力补偿阀弹簧腔的高压油液压力卸掉。此时，在油泵不停止运转的情况下，通过压力补偿阀A口的压力油经反馈孔道(φ0.5mm阻尼孔)作用在主阀芯4的左端(见图1)，推动阀芯右移，关闭出油口A、全开溢流口T，油泵的输出油液由P口流经T口流回油箱，实现油泵低压卸荷。

因此，由三通压力补偿阀组成的负载感应调速回路具有速度稳定性高、安全、节能、高效和减少系统油液发热的功能。

这里描述的只是本发明的示范性的优选实施例，并且使用了具体的术语描述了本发明的优选实施例，但是这种描述仅用于示例目的，本领域技术人员应当注意到本发明公开的仅仅是示例，并且应当理解，可以作出各种改变和变化，而不脱离本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种三通压力补偿阀，其特征在于：主阀体(4)的左侧阀与右侧阀之间和阀体(1)形成压力腔；右侧阀和阀体(1)形成弹簧腔，弹簧腔内的弹簧产生弹簧力作用在右侧阀上；液压油从输入口(P)输入经过输出口(A)输出，液压油还同时经过主阀体(4)左侧阀中的阻尼孔流入压力腔，从而推动主阀体(4)右侧阀向弹簧腔的一侧运动，液压油从溢流口(T)流出；弹簧腔一侧阀体(1)上设置有阻尼孔，用于使反馈的液压油进入弹簧腔；通过主阀体(4)的轴向运动使压力腔的液压力与弹簧腔内的液压力和弹簧力达到平衡；主阀体(4)的轴向运动改变输出口(A)和溢流口(T)的大小。

2.根据权利要求1所述的三通压力补偿阀，其特征在于：还包括安全阀，所述安全阀是插装式溢流阀；所述溢流阀的输入口与所述弹簧腔连接，调节溢流阀中的调压弹簧(7)，来设置溢流阀的开启压力，同时限定了所述弹簧腔内液压油压力的最大值。

3.根据权利要求1或2所述的三通压力补偿阀，其特征在于：主阀体(4)左侧阀中的阻尼孔的直径是0.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的三通压力补偿阀，其特征在于：弹簧腔一侧阀体(1)上的阻尼孔的直径是0.9mm。

5.一种液压系统，包括上述任一项权利要求所述的三通压力补偿阀，其特征在于：所述输入口(P)与液压泵连接，所述输出口(A)与换向阀连接，换向阀的输出端连接节流阀，节流阀的输出端连接油缸；在所述节流阀的输出油路上引出一条反馈油路连接所述弹簧腔一侧阀体(1)上的阻尼孔，用于实现油缸的负载感应反馈，稳定油缸活塞的运动速度。

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