一种比例动态型预充阀

技术领域

本发明涉及液压系统技术领域，特别是涉及一种比例动态型预充阀。

背景技术

随着国内高速热压机等设备的逐步推广，对液压系统的比例动态预充阀控制提出更高的要求。尤其在热成型设备中要求快速补充油液及高速响应关闭，满足主油缸自由落体的真空腔容积自动充入油液的液压设备，这种高速控制方式一直稳居首位，它能够满足大流量充入时的液压比例动态响应，能够解决不同容积下的快速充液平稳控制和高速响应关闭的难题。此控制系统具有抗污染强、控制简单、液压容腔内部主位移比例调整、集成化程度高等优点。然而，在以往的普通充液阀液压系统中总存自动吸入油液容积不稳定和故障率高的缺点，一但出现液压系统问题，均会导致不能满足快速动作瞬间切换加负载的情况，无法满足类似工况的稳定使用，解决设备稳定的高速平稳控制一度成为行业的亟需攻克的技术难题。而现在实际使用的预充功能元件中，不具有比例控制先导腔内流量功能，而采用的单控制腔加弹簧复位的控制方式，无法控制阀芯悬停在任意位置，致使预充主阀芯动态响应滞后，大流量预充动作时管路冲击力大，造成主机设备故障频发，使用过程质量隐患无法避免。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种比例动态型预充阀，能够满足快速补充油液及高速响应关闭，又具有预充主阀芯的行程控制能力，实现了各种工况下快速预充容积的平稳控制，保障了主机设备的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种比例动态型预充阀，包括上阀体、下阀体、预充主阀芯、导向通油体、比例元件、连接组件和固定组件，所述上阀体和所述下阀体通过所述连接组件连接，所述下阀体的底部设置有负载油口，所述上阀体的上端为封闭结构，所述上阀体的下端为敞口结构，所述上阀体下部的侧面设置有预充油口，所述导向通油体通过所述固定组件固定于所述上阀体中，所述预充主阀芯的上下两端均为敞口结构，所述预充主阀芯滑动套设于所述导向通油体的外部，且所述预充主阀芯滑动安装于所述上阀体中，所述下阀体能够对所述预充主阀芯的底端进行限位；所述导向通油体的顶端设置有开启阀芯油口，所述导向通油体与所述预充主阀芯之间设置有第一控制腔，所述导向通油体中设置有用于连接所述开启阀芯油口和所述第一控制腔的连接孔，所述开启阀芯油口用于与第一恒压源系统连接，所述导向通油体中设置有连通孔，所述连通孔的下端贯穿所述导向通油体的底面，所述连通孔的上端贯穿所述导向通油体上部的侧面；所述上阀体上部的一侧设置有关闭阀芯油口，所述预充主阀芯与所述上阀体之间设置有第二控制腔，所述关闭阀芯油口与所述第二控制腔连通，所述关闭阀芯油口与所述比例元件连接，所述比例元件的进油口用于与第二恒压源系统连接，所述比例元件的回油口用于与油箱连接。

优选地，所述上阀体包括由上至下依次连接的第一圆筒段、第二圆筒段和第三圆筒段，所述第一圆筒段的内径小于所述第二圆筒段的内径，所述第三圆筒段的内径与所述第二圆筒段的内径相同，所述第三圆筒段的外径大于所述第二圆筒段的外径，所述关闭阀芯油口设置于所述第二圆筒段的上部，所述预充油口设置于所述第三圆筒段上；所述第一圆筒段的顶端设置有顶板，所述顶板上设置有安装孔，所述导向通油体的顶端穿过所述安装孔伸至外部并安装有所述固定组件。

优选地，所述连接组件包括多个连接螺栓，多个所述连接螺栓将所述第三圆筒段固定于所述下阀体上。

优选地，所述预充主阀芯包括由上至下依次连接的第四圆筒段、第五圆筒段和第六圆筒段，所述第四圆筒段的外径与所述第一圆筒段的内径相同，所述第五圆筒段的外径与所述第二圆筒段的内径相同，所述第四圆筒段的外壁与所述第二圆筒段的内壁之间形成所述第二控制腔，所述第六圆筒段的外径小于所述第五圆筒段的外径，所述负载油口为圆柱形孔，所述第六圆筒段的外径与所述负载油口的内径相同。

优选地，所述导向通油体包括由上至下依次连接的螺柱段、第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段，所述螺柱段、所述第一圆柱段、所述第二圆柱段和所述第三圆柱段的外径依次变大，所述第一圆柱段与所述安装孔的结构相匹配，所述螺柱段位于所述顶板的上方，且所述固定组件安装于所述螺柱段上，所述预充主阀芯中设置有由上至下依次连接的第一圆柱孔和第二圆柱孔，所述第二圆柱段的外径与所述第一圆柱孔的内径相同，所述第三圆柱段的外径与所述第二圆柱孔的内径相同，所述第二圆柱段的外壁与所述第二圆柱孔的内壁之间形成所述第一控制腔。

优选地，所述固定组件包括两个锁紧螺母，两个所述锁紧螺母均安装于所述螺柱段上。

优选地，所述连接孔包括第一竖向孔和第一水平孔，所述第一水平孔设置于所述第二圆柱段的底部，所述第一竖向孔的上下两端分别与所述开启阀芯油口和所述第一水平孔的一端连接，所述第一水平孔的另一端贯穿所述第二圆柱段的侧面与所述第一控制腔连通。

优选地，所述连通孔包括第二竖向孔和第二水平孔，所述第二竖向孔的下端贯穿所述第三圆柱段的底面，所述第二竖向孔的上端与所述第二水平孔的一端连接，所述第二水平孔的另一端贯穿所述第二圆柱段上部的侧面。

优选地，所述预充油口设置为多个，多个所述预充油口沿所述第三圆筒段的周向均匀分布。

优选地，所述比例元件为比例阀，所述第一控制腔和所述第二控制腔均为环形腔体。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的比例动态型预充阀，包括上阀体、下阀体、预充主阀芯、导向通油体、比例元件、连接组件和固定组件，下阀体的底部设置有负载油口，上阀体下部的侧面设置有预充油口，导向通油体的顶端设置有开启阀芯油口，导向通油体与预充主阀芯之间设置有第一控制腔，上阀体上部的一侧设置有关闭阀芯油口，预充主阀芯与上阀体之间设置有第二控制腔，关闭阀芯油口与比例元件连接。通过控制比例元件能够对第二控制腔中的油量进行控制，当需要关闭本发明中的比例动态型预充阀时，通过控制比例元件增加第二控制腔中的油量，在压差的作用下向预充主阀芯施加向下的力使其抵接于下阀体上，使得负载油口与预充油口之间处于断开状态，当需要打开本发明中的比例动态型预充阀时，通过控制比例元件减少第二控制腔中的油量，此时第一控制腔中进油量会增加，在压差的作用下对预充主阀芯施加向上的力，使得预充主阀芯的底部离开下阀体，进而使得负载油口与预充油口连通。通过设置比例元件使得第二控制腔作为比例动态功能先导控制腔，既能够满足快速补充油液及高速响应关闭，又具有预充主阀芯的行程控制能力，实现了各种工况下快速预充容积的平稳控制。本发明提供的比例动态型预充阀结构简单，可靠性高，便于调试，出现故障时，也易于排查问题，方便解决问题，同时生产制造成本比较低，适应性很强，使用范围广泛，在增加极少成本的情况下，解决了高速热压机设备液压系统不能稳定控制的难题，保障了主机设备的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的比例动态型预充阀的结构示意图；

图2为图1中A-A向的剖视图。

附图标记说明：100、比例动态型预充阀；1、上阀体；101、第一圆筒段；102、第二圆筒段；103、第三圆筒段；104、顶板；2、下阀体；3、预充主阀芯；301、第四圆筒段；302、第五圆筒段；303、第六圆筒段；4、导向通油体；401、螺柱段；402、第一圆柱段；403、第二圆柱段；404、第三圆柱段；5、连接螺栓；6、锁紧螺母；7、负载油口；8、预充油口；9、开启阀芯油口；10、关闭阀芯油口；11、第一控制腔；12、第二控制腔；13、连接孔；14、连通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种比例动态型预充阀，能够满足快速补充油液及高速响应关闭，又具有预充主阀芯的行程控制能力，实现了各种工况下快速预充容积的平稳控制，保障了主机设备的安全性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本实施例提供一种比例动态型预充阀100，包括上阀体1、下阀体2、预充主阀芯3、导向通油体4、比例元件、连接组件和固定组件，上阀体1和下阀体2通过连接组件连接，上阀体1的上端为封闭结构，上阀体1的下端为敞口结构，下阀体2的底部设置有负载油口7，负载油口7贯穿下阀体2的上下端面，负载油口7为主机设备高压执行器容腔端，上阀体1下部的侧面设置有预充油口8，预充油口8用于与预充罐连接，导向通油体4通过固定组件固定于上阀体1中，预充主阀芯3的上下两端均为敞口结构，预充主阀芯3滑动套设于导向通油体4的外部，且预充主阀芯3滑动安装于上阀体1中，下阀体2能够对预充主阀芯3的底端进行限位，预充主阀芯3与下阀体2抵接时负载油口7与预充油口8处于断开状态，预充主阀芯3向上移动离开下阀体2之后负载油口7与预充油口8处于连通状态；导向通油体4的顶端设置有开启阀芯油口9，导向通油体4与预充主阀芯3之间设置有第一控制腔11，导向通油体4中设置有用于连接开启阀芯油口9和第一控制腔11的连接孔13，开启阀芯油口9用于与第一恒压源系统连接，导向通油体4中设置有连通孔14，连通孔14的下端贯穿导向通油体4的底面，连通孔14的上端贯穿导向通油体4上部的侧面；上阀体1上部的一侧设置有关闭阀芯油口10，预充主阀芯3与上阀体1之间设置有第二控制腔12，关闭阀芯油口10与第二控制腔12连通，关闭阀芯油口10与比例元件连接，比例元件的进油口用于与第二恒压源系统连接，比例元件的回油口用于与油箱连接，需要增加第二控制腔12的油量时，控制比例元件使得第二恒压源系统向第二控制腔12中进油，需要减少第二控制腔12的油量时，控制比例元件使得第二控制腔12中的油回流至油箱中。

具体地，上阀体1包括由上至下依次连接的第一圆筒段101、第二圆筒段102和第三圆筒段103，第一圆筒段101的内径小于第二圆筒段102的内径，第三圆筒段103的内径与第二圆筒段102的内径相同，第三圆筒段103的外径大于第二圆筒段102的外径，关闭阀芯油口10设置于第二圆筒段102的上部，预充油口8设置于第三圆筒段103上；第一圆筒段101的顶端设置有顶板104，顶板104上设置有安装孔，导向通油体4的顶端穿过安装孔伸至外部并安装有固定组件。

于本具体实施例中，连接组件包括多个连接螺栓5，多个连接螺栓5将第三圆筒段103固定于下阀体2上，进而实现上阀体1与下阀体2的连接。

具体地，预充油口8设置为多个，多个预充油口8沿第三圆筒段103的周向均匀分布。本实施例中设置有四个预充油口8。

具体地，预充主阀芯3包括由上至下依次连接的第四圆筒段301、第五圆筒段302和第六圆筒段303，第四圆筒段301的外径与第一圆筒段101的内径相同，第五圆筒段302的外径与第二圆筒段102的内径相同，第四圆筒段301的外壁与第二圆筒段102的内壁之间形成第二控制腔12，第六圆筒段303的外径小于第五圆筒段302的外径，负载油口7为圆柱形孔，第六圆筒段303的外径与负载油口7的内径相同。

于本具体实施例中，第五圆筒段302和第六圆筒段303的外壁由倒锥形面连接，下阀体2顶部设置有与倒锥形面结构相匹配的倒锥形孔。

具体地，导向通油体4包括由上至下依次连接的螺柱段401、第一圆柱段402、第二圆柱段403和第三圆柱段404，螺柱段401、第一圆柱段402、第二圆柱段403和第三圆柱段404的外径依次变大，第一圆柱段402与安装孔的结构相匹配，螺柱段401位于顶板104的上方，且固定组件安装于螺柱段401上，预充主阀芯3中设置有由上至下依次连接的第一圆柱孔和第二圆柱孔，第二圆柱段403的外径与第一圆柱孔的内径相同，第三圆柱段404的外径与第二圆柱孔的内径相同，第二圆柱段403的外壁与第二圆柱孔的内壁之间形成第一控制腔11。

于本具体实施例中，固定组件包括两个锁紧螺母6，两个锁紧螺母6均安装于螺柱段401上，第二圆柱段403的上表面与顶板104的下表面相接触。

具体地，连接孔13包括第一竖向孔和第一水平孔，第一水平孔设置于第二圆柱段403的底部，第一竖向孔的上下两端分别与开启阀芯油口9和第一水平孔的一端连接，第一水平孔的另一端贯穿第二圆柱段403的侧面与第一控制腔11连通。

具体地，连通孔14包括第二竖向孔和第二水平孔，第二竖向孔的下端贯穿第三圆柱段404的底面，第二竖向孔的上端与第二水平孔的一端连接，第二水平孔的另一端贯穿第二圆柱段403上部的侧面。

于本具体实施例中，比例元件为比例阀。第一控制腔11和第二控制腔12均为环形腔体。

本实施例中通过控制比例元件能够对第二控制腔12中的油量进行控制，当需要关闭本实施例中的比例动态型预充阀100时，通过控制比例元件增加第二控制腔12中的油量，在压差的作用下向预充主阀芯3施加向下的力使其抵接于下阀体2上，使其处于图2中的状态，使得负载油口7与预充油口8之间处于断开状态，此时油液通过连通孔14进入预充主阀芯3的顶面与上阀体1之间。当需要打开本实施例中的比例动态型预充阀100时，通过控制比例元件减少第二控制腔12中的油量，此时第一控制腔11中进油量会增加，在压差的作用下对预充主阀芯3施加向上的力，使其向上运动，进而使得预充主阀芯3的底部离开下阀体2，此时负载油口7与预充油口8连通，该过程中随着预充主阀芯3向上移动使得预充主阀芯3的顶面与上阀体1之间的油液由连通孔14排出，通过设置连通孔14使得预充主阀芯3能够顺畅地上下滑动。

本实施例中通过设置比例元件使得第二控制腔12作为比例动态功能控制先导腔，既能够满足快速补充油液及高速响应关闭，又具有预充主阀芯3的行程控制能力，即通过控制比例元件使得预充主阀芯3能够悬停在任意位置，进而对负载油口7和预充油口8之间的连通口的大小进行任意调节，实现了各种工况下快速预充容积的平稳控制。即本实施例中在不同容积预充需求下，可以通过比例元件控制先导腔内的流量，使预充主阀芯3动态响应灵敏度更高，防止出现自动吸入油液容积不稳定及无法实现快速动作瞬间切换加负载功能。本实施例中的比例动态型预充阀100结构简单，原理清晰，可靠性高，便于调试，出现故障时，也易于排查问题，方便解决问题，同时生产制造成本比较低，适应性很强，可以普及到其他类似液压设备中，使用范围广泛，在增加极少成本的情况下，解决了高速热压机设备液压系统不能稳定控制的难题，保障了主机设备的安全性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。