一种具有快速卸荷功能的调压阀

技术领域

本发明涉及液压控制阀技术领域，具体涉及一种具有快速卸荷功能的调压阀，属于一种高性能的组合阀范围。

背景技术

液压阀在液压控制系统中常作为压力控制阀，主要起调压、泄压等作用。在压力较高、流量较大的工作场合中，通常设置两个溢流阀，一个用于稳定系统压力，即稳压和调压，使液压系统在恒定压力范围内工作；另一个用于控制系统的最高压力，系统如若发生紧急故障，可以快速泄压，以保证传动系统的安全性。由于两者的控制压力接近，两个液压阀的弹簧刚度也近似，易产生共振，不利于液压系统的稳定性和可靠性。一般情况下采用两个液压阀分别控制且独立安装，可以一定程度上解决共振的问题，但会导致液压系统的整体尺寸增大，不利于实际应用。因此有必要设计一种具有快速卸荷功能的调压组合阀。

现有的组合阀都是简单地将两个阀合并在一起，多用于实现多级压力调节、调压后泄压、双向调压等，主要目的不是消除两种液压阀之间的共振问题。最为常见的煤矿单体液压支柱所使用的三用阀，只是在溢流与泄压之间设置一个顺序关系，二者之间并无明显的协同工作机制，也不能用于普通液压系统。巨隆集团芜湖兴隆液压有泄公司提出了一种溢流安全阀(申请号：201610051737.5)，用于解决液压支架的快速溢流，并不具备调压功能，该专利准确的名称应为一种快速溢流的安全阀更为准确。邹城市益凯德液压有泄公司提出一种双向溢流阀(申请号为：201820164359.6)能实现两个方向的正反调压作用，是两个溢流阀的简单叠加。安徽理工大学提出一种具有调压和安全功能的溢流阀(申请号为201510898227.7)和一种调压泄压组合溢流阀(申请号为：201910164757.7)，有效避免了传统双溢流阀引起共振的难题，实现了调压阀和泄压阀的协同工作，但是可靠性和安全性有待提高。

本发明的主要目的是：提出一种新的组合阀结构，利用泄压辅助阀控制泄压阀开启及关闭，使液压系统快速卸荷，达到提升调压阀和泄压阀协同工作可靠性和保证系统安全性的目的，使该组合阀适用于高压、大流量工作场合，并进一步优化该组合阀的结构和性能。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明公开一种具有快速卸荷功能的调压阀，既能够形成调压阀和泄压阀之间的协同工作机制，进一步提升其调压、泄压性能；又能够适用于高压、大流量的特殊工作场合，并具有高可靠性和高安全性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有快速卸荷功能的调压阀，包括阀体、先导阀、调压阀、快速卸荷阀和泄压辅助阀，所述的阀体具有流道，阀芯装配腔，进液口Ⅰ，出液口Ⅰ，出液口Ⅱ，其特征在于：调压阀腔一侧连通进液口Ⅰ，另一侧通过流道与先导阀连接，先导阀腔与油箱连通，先导阀腔与调压阀弹簧腔通过流道连通；通过转动调节螺栓即可调节施加在先导阀的弹簧预紧力；泄压阀布置在调压阀上方，且与调压阀同轴；泄压阀弹簧腔通过流道与先导阀腔连通，泄压阀主阀芯上设有阻尼孔Ⅱ，泄压阀主阀芯利用内外两侧液压力实现平衡；泄压辅助阀设在泄压阀弹簧腔一侧，辅助阀通过单向节流阀和进液口Ⅰ连通，一侧连通泄压阀弹簧腔，另一侧通过流道连通油箱；一旦系统出现紧急故障，压力达到快速卸荷设定值，泄压辅助阀迅速开启，主阀芯左移使泄压阀弹簧腔与油箱连通，泄压阀弹簧腔迅速泄压，泄压阀主阀芯内外两侧产生压力差，泄压阀主阀芯迅速开启并泄压，以保证系统的安全性。

优选的：所述调压阀主阀芯为锥阀芯，具有凸缘、加长杆和阻尼孔Ⅰ；所述阻尼孔Ⅰ设在调压阀主阀芯凸缘两侧，呈对称分布。

优选的：所述调压阀主阀芯的凸缘和加长杆，凸缘下侧面积为A

优选的：所述调压阀主阀芯轴向连通出液口Ⅰ，锥阀芯一端插入所述的出液口Ⅰ，并能够沿出液口Ⅰ轴向方向移动。

优选的：所述先导阀具有预紧机构，包括先导阀弹簧以及用于向先导阀弹簧施加预紧力的、可沿先导阀体轴向调节位置的调节螺栓。

优选的：所述泄压阀包括泄压阀主阀芯和泄压弹簧，所述泄压阀主阀芯中央设有阻尼孔Ⅱ，泄压阀主阀芯利用内外两侧液压力实现平衡；所述阻尼孔Ⅱ连通流道Ⅰ和泄压阀弹簧腔；所述泄压弹簧一端与阀体接触，另一端与泄压阀主阀芯连接。

优选的：所述的泄压辅助阀包括泄压辅助阀主阀芯、主阀芯弹簧和单向节流阀；所述的泄压辅助阀一侧通过单向节流阀连通进液口Ⅰ，另一侧分别通过流道连通泄压阀弹簧腔和流道III。

优选的：所述的泄压辅助阀主阀芯具有两个凸缘，两凸缘存在一定的面积差，凸缘1面积为A

优选的：当进液口Ⅰ的压力过高达到快速卸荷设定值，所述的泄压辅助阀通过单向阀进液开启，辅助阀主阀芯左移，泄压阀弹簧腔通过流道与流道III接通，接入油箱，液压力p

在保留避免阀芯共振和结构紧凑特点的基础上，本发明的有益效果是：

1)能够快速卸荷，安全性较好。当系统发生紧急故障，压力过高时，辅助阀迅速开启，泄压阀开启快速卸荷，保证了液压系统的安全性。

2)压力调节可靠性高。调压阀和泄压阀协同工作，可部分抵消进口压力的波动；泄压辅助阀通过单向节流阀控制启闭，关闭的时间有一定的延迟，保证了限压阀和调压阀开启的可靠性。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明结构示意图

图中：1阀体、2调压阀、3先导阀、4泄压阀、5泄压辅助阀、6流道Ⅰ、7流道Ⅱ、8流道III、9调压阀主阀芯、10阻尼孔Ⅰ、11先导阀弹簧、12密封圈、13阻尼孔Ⅱ、14泄压阀主阀芯、15辅助阀主阀芯、16辅助阀弹簧、17单向节流阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域普通技术人在没有作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。

1)正常工作的工作原理：

①压力从零压到正常工作压力

流体从进液口Ⅰ流入阀体后分为三路，一路进入调压阀主阀芯凸缘下侧腔体，液压力形成的压强为p

②压力出现波动

当系统压力出现波动时，进液口Ⅰ压力增大，先导阀芯在液压力作用下克服弹簧指定力而开启，调压阀主阀芯凸缘上侧流体经先导阀腔泄露至油箱；又由于调压阀主阀芯上阻尼孔Ⅰ的阻碍作用，调压阀主阀芯凸缘上侧流体压强p

2)快速卸荷的工作原理

限压辅助阀阀芯受到液压力p

当系统出现紧急情况，进液口压力过大时，流体经单向阀进入泄压辅助阀主阀芯凸缘1右侧，形成压强p