一种带补油功能的溢流阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带补油功能的溢流阀，溢流阀包括溢流阀体、阀套、主阀芯以及补油阀，阀套和补油阀相邻设置于溢流阀体的内腔中，溢流阀体的内腔中进一步形成进油腔和回油腔，阀套的一端位于回油腔中，且阀套的侧壁上设置连通回油腔的第一开口，主阀芯设置于阀套中，主阀芯的端部抵持在第一开口上；补油阀包括中空的补油阀体，补油阀体与阀套的一端端部抵接以阻隔进油腔和回油腔。本实用新型溢流阀的补油方式与现有技术相比，补油压力低，补油效率高，可靠性强。
【专利说明】一种带补油功能的溢流阀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液压系统中的溢流阀，具体涉及一种带补油功能的溢流阀。
【背景技术】
[0002]溢流阀是液压系统中控制压力的安全阀。在系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，当系统压力大于其设定压力时开启溢流功能，对系统起过载保护作用。然而很多执行元件，如马达、油缸等，若运行速度过快，则会出现吸空形成气穴从而导致系统动态性能变坏，降低液压元件寿命。因此，在液压系统中设置补油功能是必要的，现有的大多溢流阀也都集成有补油功能。
[0003]请参阅图1,图1是现有的溢流阀的一实施例的剖面结构示意图。如图1所示，该溢流阀包括溢流阀体101、阀套102、主阀芯103、第一螺套104、第一弹簧105以及锥阀组件106。溢流阀体101内部中空形成内腔，溢流阀体101上进一步形成进油腔Q和回油腔T分别与内腔连通。阀套102设置于溢流阀体101的内腔中，在阀套102的侧壁上设置有连通回油腔T的第一开口 M，主阀芯103设置于阀套102中，且主阀芯103的端部抵持在第一开口 M上以阻隔回油腔T与进油腔Q。第一螺套104的一端与溢流阀体101螺接且邻接阀套102，锥阀组件106螺接至第一螺套104的另一端并与之形成卸油腔U。阀套102、第一螺套104及主阀芯103 —起形成主阀芯油腔P。第一弹簧105设置于主阀芯油腔P内，其一端抵持在第一螺套104上，另一端抵持在主阀芯103上。主阀芯油腔P的一端于主阀芯103上形成第一阻尼孔Kl与进油腔Q连通，主阀芯油腔P的另一端于第一螺套104上形成第二阻尼孔K2以在锥阀组件106的阀芯1061移开时主阀芯油腔P的油流入卸油腔U中。
[0004]当由于执行元件的高速运转导致进油腔Q的油压(油的压强，以下简称油压)急剧下降时，溢流阀的补油工作原理如下:由于主阀芯油腔P的油压高于进油腔Q的油压，主阀芯油腔P的油通过第一阻尼孔Kl流入进油腔Q，使得主阀芯油腔P内的油不断减少。对主阀芯103整体受力分析，其受到回油腔`T、进油腔Q以及主阀芯油腔P内的油压，因主阀芯油腔P内的油压近似等于进油腔Q的油压，此时作用在主阀芯103端面上的油压为作用力方向相反的回油腔T与主阀芯油腔P的油压，将作用在主阀芯103端面上的回油腔T的油的压力与主阀芯油腔P的油的压力之差记作F，当F大于第一弹簧105的弹力时，主阀芯103向远离进油腔Q的方向移动，回油腔T和进油腔Q之间导通，回油腔T的油流入进油腔Q内起到补油效果。其中，F = ΔΡτ_ρ2 χΔΞ^κΔΡτ-ρΑ回油腔τ的油压与主阀芯油腔P的油压之差，Λ S2^1为主阀芯103的横截面积与进油腔Q的横截面积之差)。
[0005]上述溢流阀实现补油时，因主阀芯103的横截面积与进油腔Q的横截面积的面积差Λ S2_i较小，当ΔΡτ-Ρ2较大时，压力差F才能克服第一弹簧105的阻力使得主阀芯103移动，即回油腔T的油压远高于主阀芯油腔P的油压才能实现补油，这样很可能补油不及时；此外，由于该补油过程是在推动主阀芯103移动的前提下完成的，而主阀芯103在移动之前主阀芯油腔P的油需经过第一阻尼孔Kl流入到进油腔Q中，第一阻尼孔Kl的孔径较小使得主阀芯油腔P的油流出较慢，使得主阀芯的移动也较慢，因此补油量受到一定限制，而且在第一阻尼孔Kl堵塞时无法实现补油。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带补油功能的溢流阀，克服现有技术的溢流阀补油不及时，补油量受到限制以及由于阻尼孔的堵塞可能无法实现补油的技术问题。
[0007]本实用新型提供一种带补油功能的溢流阀，该溢流阀包括溢流阀体、阀套、主阀芯和补油阀，阀套和补油阀相邻设置于溢流阀体的内腔中，溢流阀体的内腔中进一步形成进油腔和回油腔，阀套的一端位于回油腔中，且阀套的侧壁上设置连通回油腔的第一开口，主阀芯设置于阀套中，主阀芯的端部抵持在第一开口上；补油阀包括中空的补油阀体，补油阀体与阀套的一端端部抵接以阻隔进油腔和回油腔；主阀芯在溢流阀实现溢流功能时向远离补油阀的方向移动以使进油腔的油通过补油阀体以及第一开口流入回油腔中；补油阀体的外径大于进油腔的直径，补油阀体在溢流阀实现补油功能时向远离主阀芯的方向移动以使回油腔的油通过阀套和补油阀体之间形成的开口以及通过补油阀流入进油腔中。
[0008]其中，补油阀体的朝向主阀芯的一端具有锥形外表面，锥形外表面与阀套的一端端部抵接。
[0009]其中，补油阀体进一步包括沿其径向设置的环面，环面连接锥形外表面；环面和锥形外表面的一部分连通回油腔。
[0010]其中，补油阀体具有朝向主阀芯设置的锥形的内表面。
[0011]其中，补油阀体的与内腔配合的外表面上凹设环槽，补油阀进一步包括密封圈，密封圈位于环槽中。
[0012]其中，补油阀进一步包括补油弹簧，补油弹簧的一端与补油阀体抵持，另一端抵持进油腔的端壁。
[0013]其中，溢流阀进一步包括第一螺套和锥阀组件，第一螺套的一端与阀体螺接且邻接阀套；第一螺套、阀套以及主阀芯一起形成主阀芯油腔；锥阀组件螺接至第一螺套的另一端并与之形成卸油腔；主阀芯油腔的一端于主阀芯上形成与进油腔连通的第一阻尼孔，主阀芯油腔的另一端于第一螺套上形成第二阻尼孔以在锥阀组件的阀芯打开时主阀芯油腔的油流入卸油腔中。
[0014]其中，溢流阀进一步包括第一弹簧，第一弹簧设置于主阀芯油腔中，其一端抵持第一螺套，另一端抵持主阀芯。
[0015]其中，锥阀组件进一步包括第二螺套、调压螺杆，调压螺帽、第二弹簧以及锁母；第二螺套螺接至第一螺套的另一端并与之形成卸油腔，阀芯、第二弹簧和调压螺杆顺序组装于第二螺套内，阀芯分隔第二阻尼孔和卸油腔，锁母和调压螺帽依序螺接在第二螺套外，且调压螺帽抵接调压螺杆。
[0016]本实用新型的有益效果是:与现有技术相比，本实用新型在回油腔与进油腔之间设置补油阀以增强补油性能，回油腔与进油腔之间的压强差较小时即可补油，补油压力低，解决了仅通过主阀芯进行补油，而主阀芯补油速度较慢的技术问题，补油效率高，且避免了第一阻尼孔阻塞造成无法补油的状况，可靠性强。【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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，其中:
[0018]图1是现有的溢流阀的剖面结构示意图；
[0019]图2是本实用新型带补油功能的溢流阀的一较佳实施例的剖面结构示意图。【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体的实施方式进行说明。
[0021]请参阅图2，图2是本实用新型带补油功能的溢流阀的一较佳实施例的剖面结构示意图。溢流阀包括溢流阀体201、阀套202、主阀芯203、补油阀204、第一螺套205、锥阀组件206以及第一弹簧207。
[0022]具体而言，如图2所示，溢流阀体201自一端沿其中心线凹设轴对称的内腔(未标示)。在内腔的外侧形成回油腔T’，以及在内腔的端部进一步形成直径小于内腔直径的进油腔Q，。
[0023]补油阀204、阀套202以及第一螺套205依次设置于溢流阀体201的内腔中。补油阀204设置于进油腔Q’与阀套202之间。阀套202的一端位于回油腔T’中与补油阀204抵接，阀套202的另一端形成台阶状的突起与溢流阀体201的内腔卡接，阀套202的侧壁上形成连通回油腔T’的第一开口 M’。第一螺套205的一端与溢流阀体201螺接且与阀套202的另一端抵接，以沿溢流体201的内腔的延伸方向将阀套202相对溢流阀体201固定。
[0024]主阀芯203设置于阀套202中，主阀芯203、阀套202以及第一螺套205 —起形成主阀芯油腔P’。主阀芯203包括中空的阀芯主体(未标示)和设置于阀芯主体一端的阀芯端(未标示)。阀芯主体与阀套202的内表面接触，阀芯端的外侧抵持在第一开口 M’上。阀芯端和第一螺套205分别形成主阀芯油腔P’的两个端面，主阀芯油腔P’于主阀芯203的阀芯端上形成与进油腔Q’连通的第一阻尼孔K1’，并且于第一螺套205上形成第二阻尼孔K2’。第一弹簧207设置于主阀芯油腔P’中,其一端抵持第一螺套205,其另一端抵持主阀芯203。第一弹簧207为压缩弹簧，第一弹簧207的弹力用于平衡主阀芯203位于回油腔T’与进油腔Q’的端部所受到的压力差。
[0025]补油阀204包括补油阀体2041、密封圈2043以及补油弹簧2044。补油阀体2041中空设置，其朝向主阀芯203的一端具有锥形外表面，该锥形外表面与阀套202的一端端部抵接以阻隔进油腔Q’和回油腔T’。
[0026]补油阀体2041于锥形外表面外形成连接该锥形外表面的径向设置的环面。环面和锥形外表面的一部分连通回油腔T’。补油阀体2041的另一端设置于溢流阀体201的内腔中且与内腔紧密配合，在其外表面上凹设环槽2042，密封圈2043位于环槽2042中防止补油阀204内部的油渗出。补油阀体2041具有朝向主阀芯203设置的倒锥形的内表面。
[0027]补油弹簧2044为压缩弹簧，其一端抵持在补油阀体2041上，其另一端抵持进油腔Q’的端壁。值得注意的是，补油弹簧2044的弹性系数较小，比较容易被压缩。补油弹簧2044的结构在本领域技术人员理解的范围之内，在此不详细阐述。[0028]当回油腔T’的油压高于进油腔Q’的油压且补油阀204向远离主阀芯203的方向移动时，回油腔T’的油通过阀套202和补油阀体2041之间形成的开口(图未示)以及补油阀体2041的中空部分流入进油腔Q’中实现补油，具体实现补油的工作原理在后部分详细介绍。当回油腔T’的油压不高于进油腔Q’的油压时，补油阀体2041抵持在阀套202上以阻隔进油腔Q’与回油腔T’。显而易见地，补油阀204具备主动补油的功能而不具备主动溢流的功能。
[0029]锥阀组件206包括阀芯2061、第二螺套2062、调压螺杆2063，调压螺帽2064、第二弹簧2065以及锁母2066。具体而言，第二螺套2062螺接至第一螺套205的另一端，阀芯2061、第二弹簧2065和调压螺杆2063顺序组装于第二螺套2062内。在第二螺套2062与第一螺套205的之间形成卸油腔U’。阀芯2061分隔第二阻尼孔K2’和卸油腔U’，锁母2066和调压螺帽2064依序螺接在第二螺套2062外，且调压螺帽2064抵接在调压螺杆2063上以固定调压螺帽2064。
[0030]此外，在第一螺套205与溢流阀体201之间，第二螺套2062与第一螺套205之间，调压螺杆2063上分别设置有密封件208、209及210用于部件之间的密封。
[0031]需要说明的是，在其他实施例中，也可将补油阀体2041的锥形外表面设置成方形或其他形状，能保证补油阀体2041朝向主阀芯203的一端能与阀套202的端部紧密抵接即可；也可将补油阀体2041的环面设置成锥面或其他形状，能保证补油阀体2041的一部分外表面连通回油腔T’即可；密封圈2043也可用其他密封件替代；补油阀体2041的内表面的形状在本实用新型中不作限定；也可以采用其它组件替代第一弹簧207控制主阀芯203的移动，或替代锥阀组件206来调节主阀芯油腔P’的油压。上述替代的技术手段在本领域技术人员的理解范围之内，在此不详细阐述。
[0032]本实用新型溢流阀的工作原理包括溢流和补油两种情况，具体如下:
[0033]1、当进油腔Q’的油压高于回油腔T’的油压时溢流:阀芯2061受到第二阻尼孔K2’(即主阀芯油腔P’)的油作用在阀芯2061上的压力，同时受到卸油腔U’的油作用在阀芯2061上的压力，这两个压力的方向相反从而产生压力差。调节调压螺帽2064设定第二弹簧2065的弹力，当作用在阀芯2061的压力差大于第二弹簧2065的弹力时，阀芯2061向远离第二阻尼孔K2’的方向移动，主阀芯油腔P’的油通过第二阻尼孔K2’流入卸油腔U’，主阀芯油腔P’的油压降低，主阀芯203向远离补油阀204的方向移动，进油腔Q’的油通过补油阀体2041以及第一开口 M’流入回油腔T’中，从而实现进油腔Q’向回油腔T’溢流。
[0034]2、当回油腔T’的油压高于进油腔Q’的油压时补油:对补油阀体2041进行受力分析，补油阀体2041同时受到回油腔T’和进油腔Q’的油的压力，受力面为补油阀体2041的外部横截面积S4减去进油腔Q’的横截面积S3之差。
[0035]由于回油腔T’的油压大于进油腔Q’的油压，补油阀体2041的外径D4大于进油腔Q’的直径D3，S4和S3按照圆形面积与直径的对应关系计算，S4大于S3，因此回油腔T’的油作用在补油阀体2041的压力大于进油腔Q’的油作用在补油阀体2041的的压力，将它们的压力差记作Fp
[0036]当F1大于补油弹簧2044的弹力时，补油阀204向远离回油腔T’的方向移动，回油腔T’的油通过阀套202和补油阀体2041之间形成的开口，再通过补油阀体2041的中空部分流入进油腔Q’中，从而实现补油。其中小=八？1，_(3，父八54_3(八？1，_(3，为回油腔1'’的油压与进油腔Q’的油压之差，Λ s4_3为补油阀体2041的外部横截面积S4与进油腔Q’的横截面积S3之差)。
[0037]此外，在通过补油阀204实现补油的同时，主阀芯203向远离进油腔Q’的方向移动，回油腔T’的油通过第一开口 M’流入进油腔Q’中，也可以实现补油，通过主阀芯203实现补油的工作原理在介绍图1时已说明，在此不作赘述。
[0038]分析本实用新型溢流阀的补油原理，并将其与现有技术进行对比，可发现:作用在补油阀体2041的压力差F1大于补油弹簧2044的弹力即可实现补油，而F1受到两个因素APt，_q，和AS4_3的影响，因Λ S4_3的值较大且补油弹簧2044的弹力较小，那么APT，_Q，的值不太大时F1就可以大于补油弹簧2044的弹力，即回油腔T’与进油腔Q’的油压差APt，_q，不太大时就能实现补油。本实用新型在通过主阀芯203补油的同时，还可以通过补油阀204进行补油，如前分析，主阀芯203补油时移动速度较慢，导致回油腔T’与进油腔Q’之间形成的开口间隙较小，影响补油速度，而补油阀204灵敏度高，补油阀体2041在补油时移动速度快，补油效率高。此外，如果仅通过主阀芯203补油，存在由于第一阻尼孔K1’阻塞导致无法补油的可能性，本实用新型避免了此问题，增强了补油可靠性。
[0039]综上所述，本实用新型的溢流阀在实现溢流功能的同时兼具补油功能，与现有技术相比，本实用新型在回油腔T’与进油腔Q’之间设置补油阀204以增强补油性能，回油腔T’与进油腔Q’之间的压强差较小时即可通过补油阀204补油，补油压力低，解决了仅通过主阀芯203进行补油，而主阀芯203补油速度较慢的技术问题，补油效率高，且避免了第一阻尼孔K1’阻塞造成无法补油的状况，可靠性强。
[0040]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种带补油功能的溢流阀，其特征在于，所述溢流阀包括溢流阀体(201)、阀套(202)、主阀芯(203)以及补油阀(204)，所述阀套(202)和所述补油阀(204)相邻设置于所述溢流阀体(201)的内腔中，所述溢流阀体(201)的内腔中进一步形成进油腔(Q’)和回油腔(T’)，所述阀套(202)的一端位于所述回油腔(T’ )中，且所述阀套(202)的侧壁上设置连通所述回油腔(T’ )的第一开口(M’)，所述主阀芯(203)设置于所述阀套(202)中，所述主阀芯(203)的端部抵持在所述第一开口(M’)上；所述补油阀(204)包括中空的补油阀体(2041)，所述补油阀体(2041)与所述阀套(202)的一端端部抵接以阻隔所述进油腔(Q’)和所述回油腔(T’ );所述主阀芯(203)用于在所述溢流阀实现溢流功能时向远离所述补油阀(204)的方向移动以使所述进油腔(Q’)的油通过所述补油阀体(2041)以及所述第一开口(M’)流入所述回油腔(T’ )中；所述补油阀体(2041)的外径大于所述进油腔(Q’ )的直径，所述补油阀体(2041)在所述溢流阀实现补油功能时向远离所述主阀芯(203)的方向移动以使所述回油腔(T’)的油通过所述阀套(202)和所述补油阀体(2041)之间形成的开口以及通过所述补油阀(204)流入所述进油腔(Q’ )中。
2.根据权利要求1所述的溢流阀，其特征在于，所述补油阀体(2041)的朝向所述主阀芯(203)的一端具有锥形外表面，所述锥形外表面与所述阀套(202)的一端端部抵接。
3.根据权利要求2所述的溢流阀，其特征在于，所述补油阀体(2041)进一步包括沿其径向设置的环面，所述环面连接所述锥形外表面；所述环面和所述锥形外表面的一部分连通所述回油腔(T’)。
4.根据权利要求3所述的溢流阀，其特征在于，所述补油阀体(2041)具有朝向所述主阀芯(203)设置的倒锥形的内表面。
5.根据权利要求1所述的溢流阀，其特征在于，所述补油阀体(2041)的与所述内腔配合的外表面上凹设环槽(2042)，所述补油阀(204)进一步包括密封圈(2043)，所述密封圈(2043)位于所述环槽(2042)中。
6.根据权利要求1所述的溢流阀，其特征在于，所述补油阀(204)进一步包括补油弹簧(2044)，所述补油弹簧(2044)的一端与所述补油阀体(2041)抵持，另一端抵持所述进油腔(Q’ )的端壁。
7.根据权利要求1-6任一项所述的溢流阀，其特征在于，所述溢流阀进一步包括第一螺套(205)和锥阀组件(206)，所述第一螺套(205)的一端与所述溢流阀体(201)螺接且邻接所述阀套(202);所述第一螺套(205)、所述阀套(202)以及所述主阀芯(203)—起形成主阀芯油腔(P’ );所述锥阀组件(206)螺接至所述第一螺套(205)的另一端并与之形成卸油腔(U’ );所述主阀芯油腔(P’ )的一端于所述主阀芯(203)上形成与所述进油腔(Q’ )连通的第一阻尼孔(Κ1 )，所述主阀芯(203)油腔的另一端于所述第一螺套(205)上形成第二阻尼孔(K2’ )以在所述锥阀组件(206)的阀芯(2061)打开时所述主阀芯油腔(P’ )的油流入所述卸油腔(U’)中。
8.根据权利要求7所述的溢流阀，其特征在于，所述溢流阀进一步包括第一弹簧(207)，所述第一弹簧(207)设置于所述主阀芯油腔(P’ )中，其一端抵持所述第一螺套(205)，另一端抵持所述主阀芯(203)。
9.根据权利要求8所述的溢流阀，其特征在于，所述锥阀组件(206)进一步包括第二螺套(2062)、调压螺杆(2063)，调压螺帽(2064)、第二弹簧(2065)以及锁母(2066);所述第二螺套(2062)螺接至所述第一螺套(205)的另一端并与之形成所述卸油腔(U’)，所述主阀芯(203)、所述第二弹簧(2065)和所述调压螺杆(2063)顺序组装于所述第二螺套(2062)内，所述阀芯(2061)分隔所述第二阻尼孔(K2’)和所述卸油腔(U’)，所述锁母(2066 )和所述调压螺帽(2064)依序螺接在所述第二螺套(2062)外，且所述调压螺帽(2064)抵接所述调压螺杆(2063) 。
【文档编号】F15B13/02GK203670326SQ201320837394
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】廖启辉, 居梦雄, 郑涵文, 陈芳芳 申请人:常德中联重科液压有限公司, 中联重科股份有限公司