CN109989956B - 一种液压阀和液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压阀和一种液压系统，液压阀包括上盖(1)，穿过上盖(1)的阀芯(2)，套接在阀芯(2)上的阀套(3)，支承阀芯(2)滑动的阀体(4)和与阀体(4)固定连接的下盖(5)，阀体(4)内部自上而下设有第一轴孔(41)、第二轴孔(42)和第三轴孔(43)，在阀体(4)上设有第一缓冲结构；液压系统包括上述液压阀、液压泵、与所述液压阀连接的液压缸(6)和油箱(7)。本发明提高了液压阀工作过程中的稳定性和可靠性，有效防止了液压缸换向过程中产生的波动和冲击，提高了液压系统的稳定性。

Description

一种液压阀和液压系统

技术领域

本发明涉及液压控制领域，具体涉及一种液压阀和液压系统。

背景技术

液压伺服系统使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。液压伺服系统的核心部件是液压伺服阀。

常见的液压伺服阀阀芯台肩部分一般设置为与阀体沉割槽处持平，在伺服阀工作过程中，阀芯的台肩部分会产生流量的突然变化。也就是说，这种流量的突然变化是由于台肩部分的直线结构提供的面积的突然变化产生的。这种结构使得液压伺服阀在工作过程中容易产生较大的传递波动，造成系统不稳定。

申请号为200880012950.9的发明专利公开了一种先导阀，包括：(a)阀体，所述阀体具有入口、回流口、以及控制压力口，所述控制压力口与后续阀元件流体连通；(b)轴孔，所述轴孔成形在所述阀体中并与所述入口、回流口和控制压力口中的每一个流体连通；(c)阀芯，所述阀芯可滑动地支承在所述阀体的所述轴孔内，所述阀芯构造成控制流经所述入口、回流口和控制压力口的流体流量，并且在被移动时改变所述入口和压力回流口中至少其中一个的面积变化速度，由此对流经其中的流体提供可变阻力，并降低所述先导阀的静态功率；(d)移动装置，所述移动装置选择性地使阀芯在所述轴孔内、在所述入口、回流口和控制压力口附近移动，从而分配流经其中的流体，以向后续阀元件提供期望的控制压力。

申请号为201510238990.7的发明专利公开了液压伺服阀及液压伺服系统，包括阀体和阀芯，阀芯两个台肩处均设有一凸台。

上述发明专利对缓冲结构的设计都位于阀芯上，阀芯受到的冲击力仍高于阀体，更易造成磨损，导致液压阀泄露。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种液压阀和液压系统，既能减小阀芯受到的冲击，还能够有效减小和防止液压缸换向过程中产生的波动和冲击，本发明既可以适用于大流量、高速度的情况，也适用于微小环境。本发明采用如下技术方案：

一种液压阀，包括上盖，穿过上盖的阀芯，套接在阀芯上的阀套，支承阀芯滑动的阀体和位于最下方的、与阀体固定连接的下盖，阀体内部自上而下设有第一轴孔、第二轴孔和第三轴孔，在阀体上设有第一缓冲结构。

缓冲结构是为了使阀门的开关转换变化平缓，减小对阀芯、阀体的冲击，提高液压阀的稳定性。

优选地，在第二轴孔与第一轴孔之间、第二轴孔与第三轴孔的之间分别设有第一缓冲结构，第一缓冲结构为滚珠，阀芯与滚珠接触。其中第一轴孔、第二轴孔和第三轴孔不全都位于阀芯的同一侧，也即第一轴孔、第二轴孔和第三轴孔位于不同的竖直面上。在液压阀上开通多个轴孔，分别连通液压阀的T腔、A腔和P腔。上述腔室与液压缸连通，构成稳定的液压系统。

滚珠的位置即为控制口所在的位置，阀芯的运动带动滚珠滚动控制控制口的开关。当控制口打开时，滚珠的弧面会对液压阀内的液体产生引流作用，减小阀芯受到的冲击力。在滚珠处还可设有球托结构，一方面用于固定滚珠，另一方面用于阻断液压阀中流体的流通。在阀体上设置缓冲结构，可以减小阀芯的受到的冲击，减小其磨损。

优选地，在阀芯上还设有第二缓冲结构。

优选地，在阀芯上的两个台肩部分分别设有第二缓冲结构，第二缓冲结构为第一缓冲段和第二缓冲段，第一缓冲段和第二缓冲段之间的距离大于或等于第二轴孔的孔径。也即阀芯上的两个台肩在中位时使得第二轴孔正好封闭，阀芯在第二轴孔处应当具有使上下两个控制口同时关闭或任一控制口单独关闭的功能。

优选地，第一缓冲段和第二缓冲段的构型为线性构型或非线性构型或线性构型和非线性构型的组合。进一步地，第一缓冲段和第二缓冲段包括曲线构型、锥形构型、凸台构型等。

优选地，上盖通过螺栓与与阀体固定连接，下盖通过螺栓与阀体固定连接。

一种液压系统，采用上述液压阀。进一步是指，采用上述在阀体上设有第一缓冲结构的液压阀或采用上述在阀体上设有第一缓冲结构且在阀芯上设有第二缓冲结构的液压阀。sheou

优选地，液压系统还包括液压泵和与液压阀连接的液压缸，液压缸包括缸体，设在缸体内部的活塞和用于控制活塞运动的活塞杆，活塞将缸体内部分成互不连通的液压缸上腔和液压缸下腔；液压泵通过管路与液压缸上腔连通，液压缸上腔通过管路与第三轴孔连通；液压缸下腔通过管路与第二轴孔连通；第一轴孔通过管路与油箱连通。

优选地，活塞杆与阀体固定连接。活塞杆上下运动带动阀体运动，引起两个控制口的开关。

本发明所述液压系统在使用时，液压泵来的压力油进入液压系统。当阀芯处于中位时，两个控制口均处于关闭状态，压力油不流通。当机械带动阀芯向上运动时，下控制口打开，已经充满P腔的压力油从下控制口进入A腔，再沿第二轴孔和管路流向液压缸下腔，推动活塞杆向上运动，使得液压缸上腔的压力油沿管路和第三轴孔流回P腔。活塞杆带动阀体一同向上运动，下控制口逐渐关闭。在此工作期间，活塞杆的运动速度与下控制口的开口大小成正比。

同样地，当阀芯向下运动时，上控制口打开，压力油进入液压缸上腔，推动活塞杆向下运动，使得液压缸下腔的压力油沿管路和第二轴孔流入A腔，再经过上控制口进入T腔，最终沿第一轴孔和管路流入油箱。

液压缸固定不动，活塞杆和阀体固定连接，当上、下控制口打开，阀体和活塞杆也随之运动，构成液压伺服系统。由于上、下控制口处阀体上设有第一缓冲结构或阀体上设有第一缓冲结构且阀芯上设有第二缓冲结构，会大大减小因控制口突然打开而导致阀体和阀芯受到的冲击力，使其平缓地打开或关闭，提高系统的稳定性。

本发明的有益效果在于：提高了液压阀工作过程中的稳定性和可靠性，有效防止了液压缸换向过程中产生的波动和冲击，提高了液压伺服系统的稳定性。

附图说明

图1是实施例1中液压阀的结构示意图；

图2是实施例2中液压阀的结构示意图；

图3是实施例3中液压阀的结构示意图；

图4是实施例4中液压阀的结构示意图；

图5是实施例4中阀芯的局部结构放大图；

图6是液压伺服系统的结构示意图；

图7是滚珠和球托的位置关系示意图。

附图标记：

1、上盖；2、阀芯；21、第一缓冲段；22、第二缓冲段；3、阀套；4、阀体；41、第一轴孔；42、第二轴孔；43、第三轴孔；440、滚珠；4401、球托结构；441、倒角；45、上控制口；46、下控制口；47、T腔；48、A腔；49、P腔；5、下盖；6、液压缸；61、缸体；611、液压缸上腔；612、液压缸下腔；62、活塞；63、活塞杆；7、油箱。

具体实施方式

下面将结合实施例来对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。

实施例1

本实施例提供了一种液压阀，如图1所示，自上而下、自内而外包括上盖1，穿过上盖1的阀芯2，套接在阀芯2上的阀套3，支承阀芯2滑动的阀体4和下盖5。上盖1通过螺栓与阀体4固定连接，下盖4通过螺栓与阀体4固定连接。

阀体4内部自上而下设有第一轴孔41、第二轴孔42和第三轴孔43。在第二轴孔42与第一轴孔41之间、第二轴孔42与第三轴孔43的之间分别设有第一缓冲结构，第一缓冲结构为滚珠440，阀芯2与滚珠440接触。

在滚珠440处还可设有球托结构4401，一方面用于固定滚珠440，另一方面用于阻断液压阀中液体的流通。滚珠440与球托结构4401的位置关系如图7所示。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，如图2所示，在第二轴孔42与第一轴孔41之间、第二轴孔42与第三轴孔43之间分别设有第一缓冲结构，所述第一缓冲结构为倒角441。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，如图3所示，所述液压阀包括第一缓冲结构和第二缓冲结构。第一缓冲结构围设在第二轴孔42与第一轴孔41之间、第二轴孔42与第三轴孔43之间的滚珠440；第二缓冲结构包括分别设在阀芯2上的两个台肩部分的第一缓冲段21和第二缓冲段22，第一缓冲段21和第二缓冲段22之间的距离大于或等于第二轴孔42的孔径。

第一缓冲段21和第二缓冲段22的构型为线性构型或非线性构型或线性构型和非线性构型的组合。在本实施例中，第一缓冲段21和第二缓冲段22的构型为圆弧形。

实施例4

本实施例与实施例3的不同之处在于，如图4所示，第二缓冲结构包括分别设在阀芯2上的两个台肩部分的第一缓冲段21和第二缓冲段22，阀芯结构如图5(a)所示，第一缓冲段21和第二缓冲段22之间的距离大于或等于第二轴孔42的孔径。第一缓冲段21和第二缓冲段22的构型为线性构型或非线性构型或线性构型和非线性构型的组合。如图5(b)所示，在本实施例中，第一缓冲段21和第二缓冲段22的构型为凸台形状。

实施例5

如图6所示，一种液压系统，包括但不限于上述实施例1-4中所述的液压阀，还包括液压泵、与液压阀连接的液压缸6和油箱7，液压缸6包括缸体61，设在缸体61内部的活塞62和用于控制活塞62运动的活塞杆63，活塞62将缸体61内部分成互不连通的液压缸上腔611和液压缸下腔612；活塞杆63与阀体4固定连接。

液压泵通过管路与液压缸上腔611连通，液压缸上腔611通过管路与第三轴孔43连通；液压缸下腔612通过管路与第二轴孔42连通；第一轴孔41通过管路与油箱7连通。

本液压系统在使用时，液压泵来的压力油进入液压系统。当阀芯2处于中位时，上控制口45、下控制口46均处于关闭状态，压力油不流通。当机械带动阀芯2向上运动时，下控制口46打开，已经充满P腔49的压力油从下控制口46进入A腔47，再沿第二轴孔42和管路流向液压缸下腔612，推动活塞杆63向上运动，使得液压缸上腔611的压力油沿管路和第三轴孔43流回P腔49。活塞杆43带动阀体4一同向上运动，下控制口46逐渐关闭。在此工作期间，活塞杆63的运动速度与下控制口46的开口大小成正比。

同样地，当阀芯2向下运动时，上控制口45打开，压力油进入液压缸上腔611，推动活塞杆63向下运动，使得液压缸下腔612的压力油沿管路和第二轴孔42流入A腔48，再经过上控制口45进入T腔47，最终沿第一轴孔41和管路流入油箱7。

液压缸6固定不动，活塞杆63和阀体4固定连接，当上控制口45、下控制口46打开，阀体4和活塞杆63也随之运动，构成液压伺服系统。由于上控制口45、下控制口46处的缓冲结构，会大大减小阀体4和阀芯2受到的冲击力，使其平缓地打开或关闭，提高系统的稳定性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液压阀，其特征在于：包括上盖（1），穿过所述上盖（1）的阀芯（2），套接在所述阀芯（2）上的阀套（3），支承所述阀芯（2）滑动的阀体（4）和与所述阀体（4）固定连接的下盖（5），所述阀体（4）内部自上而下设有第一轴孔（41）、第二轴孔（42）和第三轴孔（43），在所述阀体（4）上设有第一缓冲结构；第一缓冲结构为滚珠（440），在所述第二轴孔（42）与所述第一轴孔（41）之间、所述第二轴孔（42）与所述第三轴孔（43）的之间分别设有一所述滚珠（440），所述阀芯（2）与所述滚珠（440）接触；在所述阀芯（2）上的两个台肩部分分别设有一个第二缓冲结构，所述第二缓冲结构包括第一缓冲段（21）和第二缓冲段（22），所述第一缓冲段（21）和所述第二缓冲段（22）之间的距离大于或等于所述第二轴孔（42）的孔径。

2.根据权利要求1所述的一种液压阀，其特征在于，所述第一缓冲段（21）和所述第二缓冲段（22）的构型为以下结构或其组合：线性构型、非线性构型。

3.根据权利要求1所述的一种液压阀，其特征在于，所述上盖（1）通过螺栓与所述阀体（4）固定连接，所述下盖（5）通过螺栓与所述阀体（4）固定连接。

4.一种液压系统，其特征在于，采用根据权利要求1-3中任一项所述的液压阀。

5.根据权利要求4所述的一种液压系统，其特征在于，还包括液压泵、与所述液压阀连接的液压缸（6）和油箱（7）；所述液压缸（6）包括缸体（61），设在所述缸体（61）内部的活塞（62）和用于控制所述活塞（62）运动的活塞杆（63）；所述活塞（62）将所述缸体（61）内部分成互不连通的液压缸上腔（611）和液压缸下腔（612）；所述液压泵通过管路与所述液压缸上腔（611）连通，所述液压缸上腔（611）通过管路与第三轴孔（43）连通；所述液压缸下腔（612）通过管路与第二轴孔（42）连通；第一轴孔（41）通过管路与油箱（7）连通。

6.根据权利要求5所述的一种液压系统，其特征在于，所述活塞杆（63）与阀体（4）固定连接。