一种先导比例控制的溢流阀

技术领域

本发明涉及一种起重机械回转机构用液压系统，具体涉及一种先导比例控制的溢流阀。

背景技术

回转运动机构是起重机械的四大运动机构之一，在实际工作中要求启动和运行平稳、无抖动、制动无冲击。为实现其工作要求，起重机一般都使用回转缓冲阀来消除回转马达启动和制动，增速和减速时的液压冲击，提高运动平稳性。

回转缓冲阀一般都装有溢流阀，此溢流阀的起到能量释放和缓冲的作用。在回转停止时，缓冲阀换向阀杆回中位，回转马达的进回油管路均被封闭。此时由于惯性力的存在，吊臂带动转台按照原方向回转产生冲击，马达回油管路的压力会迅速上升，在达到缓冲溢流阀的压力设定值后，溢流阀打开卸压。回转机构的回转惯性能量（转换成液动压力）在打开溢流阀的过程中被释放而达到制动的目的。

目前回转缓冲阀上使用的溢流阀多为普通先导式溢流阀，其开启压力的设定一般通过调节溢流阀的先导手柄改变弹簧的装配长度来实现，溢流阀在工作过程中开启压力恒定，不能适用于所有工况。一般在吊大重量，回转快停等工况的回转效果较理想，在吊小重量，回转微动慢停等工况下，回油管路压力无法达到溢流阀开启压力，缓冲效果不理想。

发明内容

为解决背景技术中现有回转缓冲阀用溢流阀的开启压力调节麻烦的问题，本发明提供一种先导比例控制的溢流阀。

本发明的技术方案是：一种先导比例控制的溢流阀，包括主阀芯、螺套、主阀座、第一弹性件、主进油口、回油口和控制油口，所述主阀芯将主阀座内的空间分隔为第一腔和第二腔，所述的螺套上设有第三腔和泄油口，所述的第三腔内设有先导阀芯，所述的先导阀芯将第二腔与第三腔分隔开，所述的主阀芯具有使得主进油口和回油口分隔开的第一位置和打开使得主进油口和回油口相连通的第二位置，所述的第一弹性件具有驱动主阀芯趋于第一位置的的运动趋势，所述的先导阀芯具有使得第二腔与第三腔分隔开的第一位置和打开使得第二腔与第三腔相连通的第二位置，所述先导阀芯所受到使其趋于第一位置的力为Fa, 所述先导阀芯所受到主进油口压力油使其趋于第二位置的力为Fp，所述控制油口的压力油通过传动组件作用于先导阀芯上并与主进油口的压力油相互配合控制先导阀芯的位置，所述的第二腔在先导阀芯处于第二位置时通过第三腔与泄油口相连通，所述的先导阀芯处于第二位置时，第一腔与第二腔的压差驱动主阀芯换向到主阀芯的第二位置。

作为本发明的进一步改进，所述的主阀芯上设有第一阻尼孔，所述的第一阻尼孔使得第一腔与第二腔相连通，所述的第二腔在先导阀芯处于第二位置时通过第三腔与泄油口相连通从而使得第一腔与第二腔的形成压差驱动主阀芯换向。

作为本发明的进一步改进，所述的传动组件包括传力弹性件，所述的传力弹性件与先导阀芯相抵并提供弹性力Ft，所述控制油口压力油产生的液压力Fx通过传动组件作用于先导阀芯上，若Fx小于Ft时，此时Fa等于Ft；若Fx大于Ft时，Fa等于Fx。

作为本发明的进一步改进，所述的传动组件包括控制活塞，所述的传力弹性件一端与控制活塞相抵，另一端与先导阀芯相抵，所述的控制油口的压力油作用在控制活塞上产生液压力Fx并通过传力弹性件作用于先导阀芯上。

作为本发明的进一步改进，所述的控制油口的压力油在控制活塞上的作用面积A1与主进油口在先导阀芯上的作用面积A2成比例设置，且A1大于A2。

作为本发明的进一步改进，所述A1与A2的关系为4＜A1:A2＜9。

作为本发明的进一步改进，所述的螺套的端部设有便于控制油口进油的接头，所述的接头上设有用于过滤控制油口压力油的过滤件。

作为本发明的进一步改进，所述的接头上设有第二阻尼孔，所述的第二阻尼孔设于过滤件的下方。

作为本发明的进一步改进，所述的主阀座上设有先导阀座，所述的先导阀芯在其处于第一位置时与先导阀座相互配合使得第二腔和第三腔相分隔，所述的先导阀座上设有第三阻尼孔，所述的先导阀芯在其处于第二位置时，第二腔通过第三阻尼孔、第三腔与泄油口相连通。

作为本发明的进一步改进，所述主进油口处的压力油对所述主阀芯第一端的轴向作用面积A3不大于所述第二腔内液压油对所述主阀芯第二端的轴向作用面积A4，所述的第一弹性件设于第二腔内。

本发明的有益效果是，通过将先导控制油引入溢流阀，通过控制油口的压力油作用于先导阀芯上并与主进油口压力油的相互配合控制先导阀芯的运动，从而实现溢流阀的开启压力和先导控制油相关，即可以根据驱动回转缓冲阀阀杆换向的先导压力控制溢流阀的开启压力，使得溢流阀的开启压力调节方便可靠，控制方便，控制精度高。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长等优点。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图。

附图2为本发明实施例的液压原理图。

图中，1、主阀芯；11、第一腔；12、第二腔；13、第一阻尼孔；2、螺套；21、第三腔；3、主阀座；4、第一弹性件；5、先导阀芯；6、传动组件；61、传力弹性件；62、控制活塞；7、接头；71、过滤件；72、第二阻尼孔；8、先导阀座；81、第三阻尼孔；P、主进油口；T、回油口；X、控制油口；L、泄油口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

由图1结合图2所示，一种先导比例控制的溢流阀，包括主阀芯1、螺套2、主阀座3、第一弹性件4、主进油口P、回油口T和控制油口X，所述主阀芯1将主阀座3内的空间分隔为第一腔11和第二腔12，所述的螺套2上设有第三腔21和泄油口L，所述的第三腔21内设有先导阀芯5，所述的先导阀芯5将第二腔12与第三腔21分隔开，所述的主阀芯1具有使得主进油口P和回油口T分隔开的第一位置和打开使得主进油口P和回油口T相连通的第二位置，所述的第一弹性件4具有驱动主阀芯1趋于第一位置的的运动趋势，所述的先导阀芯5具有使得第二腔12与第三腔21分隔开的第一位置和打开使得第二腔12与第三腔21相连通的第二位置，所述先导阀芯5所受到使其趋于第一位置的力为Fa, 所述先导阀芯5所受到主进油口P压力油使其趋于第二位置的力为Fp，所述控制油口X的压力油通过传动组件6作用于先导阀芯5上并与主进油口P的压力油相互配合控制先导阀芯5的位置，所述的第二腔12在先导阀芯5处于第二位置时通过第三腔21与泄油口L相连通，所述的先导阀芯5处于第二位置时，第一腔11与第二腔12的压差驱动主阀芯1换向到主阀芯的第二位置。本发明的有益效果是，通过将先导控制油引入溢流阀，通过控制油口的压力油作用于先导阀芯上并与主进油口压力油的相互配合控制先导阀芯的运动，从而实现溢流阀的开启压力和先导控制油相关，即可以根据驱动回转缓冲阀阀杆换向的先导压力控制溢流阀的开启压力，使得溢流阀的开启压力调节方便可靠，控制方便，控制精度高。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长等优点。本发明在先导式溢流阀的基础上取消手动调节手柄，将回转缓冲阀的先导控制油引入溢流阀的弹簧腔，通过先导控制油压力的变化来改变控制油口X的输入压力，先导控制油压力的变化可以与驱动手柄的回转角度相关。溢流阀的设定压力和驱动手柄的先导压力进行无级（比例）关联，以获得一个可变的开启压力，从而使得溢流阀起缓冲作用时与负载大小无关而与先导手柄的工作角度有关。即使在吊小重量，回转微动慢停等工况下，也能可靠达到溢流阀的开启压力，缓冲效果理想，使得系统运行平稳、无抖动、制动无冲击，提高运动平稳性。具体地说，所述的第一弹性件为弹簧。

所述的主阀芯1上设有第一阻尼孔13，所述的第一阻尼孔13使得第一腔11与第二腔12相连通，所述的第二腔12在先导阀芯5处于第二位置时通过第三腔21与泄油口L相连通从而使得第一腔11与第二腔12的形成压差驱动主阀芯1换向。第一阻尼孔的设置使得在先导阀芯关闭时使得第一腔和第二腔压力相同，在先导阀芯打开时第二腔的压力油经第三腔与泄油口卸油从而使得第一腔与第二腔形成压差，能可靠打开主阀芯。

所述的传动组件6包括传力弹性件61，所述的传力弹性件61与先导阀芯5相抵并提供弹性力Ft，所述控制油口X压力油产生的液压力Fx通过传动组件6作用于先导阀芯5上，若Fx小于Ft时，此时Fa等于Ft；若Fx大于Ft时，Fa等于Fx。传力弹性件有预压缩量，当控制油作用在控制活塞上而产生的液压力Fx小于弹簧力Ft时，溢流阀的开启压力不随控制压力的改变而变动，开启压力P=Ft/A2，即克服传力弹性件的弹性力即可以打开先导阀芯。当Fx大于弹簧预压缩产生的力Ft时，先导阀芯受到的Fa为控制油口液压力Fx，溢流阀的先导阀芯的开启压力和Fx呈现一种比例线性关系，此时传力弹性件仅起传递推力的作用。具体地说，所述的传力弹性件为传力弹簧。溢流阀的弹簧腔（第三腔）内设有传力弹簧，传力弹簧具有预压缩量，保证阀芯没有先导压力下可以顺利复位。而当控制油作用于活塞上而产生的液压力Fx大于传力弹簧预压缩力Ft时，此时传力弹簧被压缩，仅起传递推力的作用，Fa等于Fx。

所述的传动组件6包括控制活塞62，所述的传力弹性件61一端与控制活塞62相抵，另一端与先导阀芯5相抵，所述的控制油口X的压力油作用在控制活塞62上产生液压力Fx并通过传力弹性件61作用于先导阀芯5上。具体地说，所述的控制油口X的压力油在控制活塞62上的作用面积A1与主进油口P在先导阀芯5上的作用面积A2成比例设置，且A1大于A2。溢流阀的弹簧腔内增加一个控制活塞，先导油（控制油口的压力油）作用在活塞的面积A1大于第二腔处压力油作用于先导阀芯上的作用面积A2，则可用较小的控制压力调节系统中溢流阀所需较大的开启压力。更具体地说，所述A1与A2的关系为4＜A1:A2＜9。引入的回转缓冲阀先导控制油通过控制活塞产生的力值压缩传力弹簧（此弹簧不是用来调压的而是用来传递推力的）最终作用在锥阀（先导阀芯）上。依靠先导阀芯上液压作用力与控制油作用在控制活塞上产生的推力相平衡的原理来工作；控制油在控制活塞上的作用面积A1与第二腔处压力油在先导阀芯上的作用面积A2成比例设置，若按比例连续地改变控制油压力的大小，就可以按比例的调节溢流阀的开启压力（一般设定A1＞A2，这样可以用较小的控制油压力调节系统中溢流阀所需较大的开启压力）；当然在实际生产过程中，还可以通过改变先导阀芯作用面积A2或改变控制活塞处的面积A1等方式调节控制活塞作用面积A1与先导阀芯作用面积A2的比例，如通过增大或减少第三腔的控制活塞处的面积A1、增大或减少先导阀芯作用面积A2等方式实现。这样可以通过设定其两端受压面积的差值，可以实现以较小的控制力力完成对较大溢流阀的压力的调节，使得产品控制可靠，结构简单，降低设计难度和成本；而且根据不同的工况具体设定先导阀芯两端的受压面积之间的大小关系，可以进一步实现对系统压力的精确控制。

所述的螺套2的端部设有便于控制油口X进油的接头7，所述的接头7上设有用于过滤控制油口X压力油的过滤件71。所述的接头7上设有第二阻尼孔72，所述的第二阻尼孔72设于过滤件71的下方。具体地说，所述的接头与螺套可拆卸连接，这样便于调节第二阻尼孔的阻尼大小，过滤件的设置延长了产品的使用寿命。

所述的主阀座3上设有先导阀座8，所述的先导阀芯5在其处于第一位置时与先导阀座8相互配合使得第二腔12和第三腔21相分隔，所述的先导阀座8上设有第三阻尼孔81，所述的先导阀芯5在其处于第二位置时，第二腔12通过第三阻尼孔81、第三腔21与泄油口L相连通。先导阀座的设置便于先导阀芯分隔开第二腔和第三腔，结构简单，装配方便。所述的先导阀芯与先导阀座的密封面为锥面，这样使得先导阀芯处密封可靠。

所述主进油口P处的压力油对所述主阀芯1第一端的轴向作用面积A3不大于所述第二腔12内液压油对所述主阀芯1第二端的轴向作用面积A4，所述的第一弹性件4设于第二腔12内。这样的结构使得在先导阀芯未打开时能使得主阀芯可靠的分隔开主进油口和回油口。

结合附图进行进一步的说明：

当溢流阀的主进油口（第一腔处）P通压力油时，压力油除直接作用在主阀芯下端A3处，还经过主阀芯的第一阻尼孔作用于主阀芯的上端A4，同时作用在先导阀芯的前端面积A2处，并对先导阀芯产生液压力Fp，若此液压力Fp小于先导阀芯另一端弹簧力Fa时，先导阀芯关闭（先导阀芯处于第一位置），主阀上下腔（第一腔和第二腔）压力相等，因上腔作用面积稍大于下腔作用面积，所以主阀芯在上下腔的液压力差与第一弹性件的弹簧力的共同作用下紧压在主阀座10上，溢流阀口关闭。

因传力弹簧有预压缩量，先导阀芯所受弹簧力Fa分为两种情况讨论：

当控制油口的控制油作用于控制活塞上而产生的液压力Fx小于传力弹性件的预压缩力Ft时，此时先导阀芯所受弹簧力Fa等于弹簧预压缩力Ft；

当控制油口的控制油作用于控制活塞上而产生的液压力Fx大于传力弹性件的预压缩力Ft时，此时传力弹性件被压缩，仅起传递推力的作用，Fa等于Fx。

随着溢流阀进口压力的增大，作用于先导阀芯前端的液压力Fp也随之增大，当Fp≥Fa时，先导阀芯阀口开启（先导阀芯处于第二位置），主进油口的压力油经主阀芯第一阻尼孔、第二腔、第三阻尼孔、先导阀芯的阀口、第三腔、螺套泄油孔回油。液压油通过主阀芯上的第一阻尼孔时将在两端产生压差，使主阀芯上腔压力P1低于主阀芯下腔压力P，当压差P-P1足够大，由压差形成的液压力克服主阀芯上第一弹性件的弹簧力推动主阀芯上移，主阀芯阀口开启（主阀芯处于第二位置），压力油经主阀阀芯打开的阀口溢流回油口T，然后回油箱。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。