一种流量型平衡阀的制作方法

本发明涉及一种液压装置用的阀组件，具体来说涉及一种流量型平衡阀。

背景技术

现代的工程机械、建筑机械等机械设备中，大量应用了起升液压回路，其中平衡阀是控制起升回路中液压油缸工作的关键液压元件，平衡阀性能的优劣直接影响着主机的性能。

现有的液压平衡阀普遍存在这样一个缺点：当负载下放时，由于液压平衡阀阀口过流面积会产生突变的特点，会使负载产生低频抖动与冲击的现象，造成系统不稳定，影响整机的安全可靠性。负载下放和负载上升时通过的是同一阀口，都会产生节流效果，而实际中负载上升时是不需要节流作用的，严重影响作业的效率。为了解决此问题还需并联一单向阀，无形中增加了费用。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种加工简单，过流面积无突变、体积紧凑的流量型平衡阀。

根据本发明实施例的一种流量型平衡阀，包括：

阀套，所述阀套具有上下贯通的阀套通孔，所述阀套通孔自上而下包括第一阀套通孔段、第二阀套通孔段、第三阀套通孔段以及第四阀套通孔段，所述第一阀套通孔段的孔径大于所述第四阀套通孔段的孔径，所述第四阀套通孔段的孔径大于所述第二阀套通孔段的孔径，所述第二阀套通孔段的孔径大于所述第三阀套通孔段的孔径，所述阀套上具有外开口均位于所述阀套的外周壁上的第一流道、第二流道、节流孔和通流孔，所述第一流道的内开口位于所述第二阀套通孔段的上台阶面上，所述第二流道的内开口位于所述第二阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的上台阶面且所述第二流道的内开口构造成第一阻尼孔，所述节流孔的内开口位于所述第三阀套通孔段的内周壁上，所述通流孔的内开口位于所述第四阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的下台阶面，其中，所述第一流道的外开口、所述节流孔的外开口以及所述通流孔的外开口构成第一油口，所述第二流道的外开口构成第二油口；

端塞，所述端塞设在所述阀套上用于封闭所述阀套通孔的上开口，所述端塞上具有开口向下的端塞盲孔，所述端塞盲孔的孔径小于所述第一阀套通孔段的孔径；

衬套，所述衬套设在所述第一阀套通孔段内，所述衬套上端与所述端塞下端面相抵，所述衬套下端与所述第一阀套通孔段的下台阶面相抵，所述衬套内具有轴向贯穿的衬套通孔；

平衡阀芯，所述平衡阀芯包括与所述衬套通孔相适配的第一平衡阀芯段、与所述第二阀套通孔段相适配且位于第一平衡阀芯段下面的第二平衡阀芯段、与所述第三阀套通孔段相适配且位于所述第二平衡阀芯段下面的第三平衡阀芯段，所述第一平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述衬套通孔内，所述第二平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第二阀套通孔段内，所述第三平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第三阀套通孔段内，所述平衡阀芯具有上下贯通的平衡阀芯通孔，所述平衡阀芯通孔上设有第三阻尼孔；

第一弹簧，所述第一弹簧设在所述端塞盲孔内，所述第一弹簧的上端抵靠所述端塞盲孔的底面且所述第一弹簧的下端抵靠所述第一平衡阀芯段的上端面，所述第一弹簧向下常推动所述平衡阀芯以使所述第二平衡阀芯段的下端面抵靠所述第三阀套通孔段的上台阶面，此时，所述第二平衡阀芯段的上端面与所述衬套的下端面之间间隔第一预定距离，所述第三平衡阀芯段的下端向下伸入所述第四阀套通孔段；

弹簧座，所述弹簧座固定设在所述第四阀套通孔段内；

单向阀芯，所述单向阀芯包括可上下滑动地配合在所述第四阀套通孔段内的主体段以及位于所述主体段下面且可上下滑动地配合在所述弹簧座内的缩径段，所述单向阀芯上具有上下贯通的单向阀芯通孔，所述单向阀芯通孔的孔径小于所述第三阀套通孔段的孔径，所述单向阀芯通孔的下端构成第三油口；

第二弹簧，所述第二弹簧套接在所述缩径段上，所述第二弹簧的上端抵靠所述主体段的下端面且所述第二弹簧的下端抵靠所述弹簧座，所述第二弹簧向上常推动所述单向阀芯以使所述单向阀芯的上端面抵靠所述第三平衡阀芯段的下端面从而封闭所述通流孔；

其中，在所述端塞盲孔内，所述端塞与所述衬套上端面之间限定有第一控制腔，在所述阀套通孔内，所述第二平衡阀芯段上端面与所述衬套下端面之间限定有第二控制腔，所述衬套的下端面上具有用以连通所述第二控制腔和所述第一流道的通流槽，在所述第二平衡阀芯段的外周壁上形成有与所述第一阻尼孔相适配的第三控制腔；

令所述单向阀芯通孔的轴向截面积为s1、所述衬套通孔的轴向截面积为s2、所述第二阀套通孔段的轴向截面积为s3，则s1、s2和s3之间满足s1>s2，且(s3-s2)/(s1-s2)＞3。

有利地，所述的平衡阀，其特征在于，还包括挡圈，所述挡圈嵌设在所述第四阀套通孔段的内壁上以固定所述弹簧座。

有利地，所述节流孔沿所述第三阀套通孔段的轴向布置有多圈，每圈上具有沿所述第三阀套通孔段的周向均匀间隔布置的多个所述节流孔。

有利地，所述端塞与所述阀套通孔的上端螺纹连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的平衡阀的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的平衡阀的液压原理图；

图3是根据本发明一个实施例的平衡阀的一种应用场景的液压原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的一种平衡阀。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的一种平衡阀，包括：阀套1，端塞2，衬套3，平衡阀芯4，第一弹簧5，弹簧座6，单向阀芯7，第二弹簧8。

具体地说，阀套1具有上下贯通的阀套通孔。所述阀套通孔自上而下包括第一阀套通孔段、第二阀套通孔段、第三阀套通孔段以及第四阀套通孔段。所述第一阀套通孔段的孔径大于所述第四阀套通孔段的孔径，所述第四阀套通孔段的孔径大于所述第二阀套通孔段的孔径，所述第二阀套通孔段的孔径大于所述第三阀套通孔段的孔径。阀套1上具有外开口均位于阀套1的外周壁上的第一流道101、第二流道102、节流孔103和通流孔104。第一流道101的内开口位于所述第二阀套通孔段的上台阶面上，第二流道102的内开口位于所述第二阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的上台阶面，第二流道102的内开口构造成第一阻尼孔105，节流孔103的内开口位于所述第三阀套通孔段的内周壁上，通流孔104的内开口位于所述第四阀套通孔段的内周壁上且邻近所述第三阀套通孔段的下台阶面。其中，第一流道101的外开口、节流孔103的外开口以及通流孔104的外开口构成第一油口v，第二流道102的外开口构成第二油口x。有利地，节流孔103沿所述第三阀套通孔段的轴向布置有多圈，每圈上具有沿所述第三阀套通孔段的周向均匀间隔布置的多个节流孔103。

端塞2设在阀套1上用于封闭阀套通孔的上开口，端塞2上具有开口向下的端塞盲孔，所述端塞盲孔的孔径小于所述第一阀套通孔段的孔径。有利地，端塞2与所述阀套通孔的上端螺纹连接。

衬套3设在所述第一阀套通孔段内，衬套3上端与所述端塞2下端面相抵，所述衬套3下端与所述第一阀套通孔段的下台阶面相抵，所述衬套3内具有轴向贯穿的衬套通孔。

平衡阀芯4包括与所述衬套通孔相适配的第一平衡阀芯段、与所述第二阀套通孔段相适配且位于所述第一平衡阀芯段下面的第二平衡阀芯段、与所述第三阀套通孔段相适配且位于所述第二平衡阀芯段下面的第三平衡阀芯段，所述第一平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述衬套通孔内，所述第二平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第二阀套通孔段内，所述第三平衡阀芯段可上下滑动地配合在所述第三阀套通孔段内，所述平衡阀芯4具有上下贯通的平衡阀芯通孔401，所述平衡阀芯通孔401上设有第三阻尼孔402。

第一弹簧5设在所述端塞盲孔内，所述第一弹簧5的上端抵靠所述端塞盲孔的底面且所述第一弹簧5的下端抵靠所述第一平衡阀芯段的上端面，所述第一弹簧5向下常推动所述平衡阀芯4以使所述第二平衡阀芯段的下端面抵靠所述第三阀套通孔段的上台阶面，此时，所述第二平衡阀芯段的上端面与所述衬套的下端面之间间隔第一预定距离，所述第三平衡阀芯段的下端向下伸入所述第四阀套通孔段。

弹簧座6固定设在所述第四阀套通孔段内。有利地，所述的流量型平衡阀还包括挡圈9，挡圈9嵌设在所述第四阀套通孔段的内壁上以固定弹簧座6。

单向阀芯7包括可上下滑动地配合在所述第四阀套通孔段内的主体段以及位于所述主体段下面且可上下滑动地配合在弹簧座6内的缩径段，单向阀芯7上具有上下贯通的单向阀芯通孔701，单向阀芯通孔701的孔径小于所述第三阀套通孔段的孔径，单向阀芯通孔701的下端构成第三油口c。

第二弹簧8套接在所述缩径段上，第二弹簧8的上端抵靠所述主体段的下端面且第二弹簧8的下端抵靠弹簧座6，第二弹簧8向上常推动单向阀芯7以使单向阀芯7的上端面抵靠所述第三平衡阀芯段的下端面从而封闭通流孔104。

其中，在所述端塞盲孔内，所述端塞2与所述衬套3上端面之间限定有第一控制腔1a，在所述阀套通孔内，所述第二平衡阀芯段上端面与所述衬套3下端面之间限定有第二控制腔1b，所述衬套3的下端面上具有用以连通所述第二控制腔1b和所述第一流道101的通流槽31，在所述第二平衡阀芯段的外周壁上形成有与所述第一阻尼孔105相适配的第三控制腔1c。

令所述单向阀芯通孔的轴向截面积为s1、所述衬套通孔的轴向截面积为s2、所述第二阀套通孔段的轴向截面积为s3，则s1、s2和s3之间满足s1>s2，且(s3-s2)/(s1-s2)＞3。

下面简单介绍根据本发明实施例的平衡阀的工作过程。

如图3所示，应用时，将第一油口v与换向阀10的油口a相连，第三油口c与液压缸11的无杆腔相连，第二油口x以及液压缸11的有杆腔均与换向阀10的油口b相连。

(1)上升过程，换向阀10的压力油到达平衡阀的第一油口v，第一油口v的压力油中的一部分通过第一流道101进入第一控制腔1a，使平衡阀芯4保持如图1所示的位置，平衡阀芯4封闭节流孔103。第一油口v的压力油中的另一部分通过通流孔104推动单向阀芯7向下运动克服第二弹簧8的作用力打开阀口，油经第一油口v流入第三油口c到达液压缸11的无杆腔，推动液压缸11上行。此阶段油液由第一油口v流入第三油口c是没节流作用的。

(2)下降过程中，换向阀10换向，第二油口x的压力油通过第一阻尼孔105进入到第三控制腔1c作用到平衡阀芯4上，克服第一弹簧5的作用力，平衡阀芯4上移，先打开锥面密封面，同时单向阀芯2向上运动抵到台阶面隔断通流孔104与第三油口c。第二油口x压力增加，平衡阀芯4就进一步上移，逐步露出之前由直径遮盖住的各个节流孔103，这样过流面积是缓和增加的，负载下放速度可以得到精确控制。过流面积的渐变是通过钻孔逐步沟通来实现的，加工成本低容易控制。

(3)停止过程，第二油口x压力降低，第一弹簧5推动平衡阀芯4下移，过流面积逐渐缩小，将阀口关死。

(4)停止过程中，由于外力作用使负载压力产生冲击较大的时候，第三油口c压力液压油作用到平衡阀芯4的环形作用面积(s1-s2)上，如果冲击压力超过第一弹簧5的作用力，平衡阀芯4将快速打开节流孔103，将压力冲击缓冲掉。

也就是说，(1)节流孔103沿所述第三阀套通孔段的轴向布置有多圈，每圈上具有沿所述第三阀套通孔段的周向均匀间隔布置的多个节流孔103，当平衡阀芯4向上运动将阀口打开时，可以依次打开这些节流孔103，通过合理的孔径大小及轴向间隔配置，可以精确控制过流面积变化，从而精确控制流量。(2)负载上升时通过的是通流孔104、单向阀芯7和平衡阀芯4之间的阀口；负载下降时通过的是平衡阀芯4、节流孔103；这样负载上升时的速度不会受到影响，而下降时可以通过节流控制下降速度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均落入本发明的保护范围。