双向控制的比例单向流量阀的制作方法

本发明属于液压阀的技术领域，尤其涉及一种比例单向流量阀。

背景技术：

近年来，比例单向流量阀在随车吊、高空作业车、拖拉机旋耕犁、电动叉车等升降设备上应用越来越多。在设备停止时，比例单向流量阀起到保压的作用，防止液压缸下滑；当设备需要下降时，比例单向流量阀根据输入的电压信号大小，控制开口大小，调节液压缸输出的流量，进而控制升降设备的下降速度。目前市场上存在的比例单向流量阀，有以下缺点：

1、只能实现单方向的比例流量控制，也就是说液压油从比例单向流量阀的b口流入a口的时候能实现比例流量控制的话，那液压油从a口流入b口时只起单向阀作用完成不了比例流量控制。如专利公开号为cn105298967a、名称为《一种大马力拖拉机提升器阀组》的发明专利中就提供了一种控制拖拉机提升器的液压阀组，其中就采用了2个比例单向流量阀，分别用于控制提升器的上升和下降速度调节。由于比例阀的价格昂贵，采用2个比例单向流量阀势必造成成本的上升，限制了比例单向流量阀在一些价格较低的主机上的广泛应用。

2、比例单向流量阀的流量控制是通过比例电磁铁带动先导阀芯，调节先导回油节流面积，进而改变主阀芯控制腔压力的大小，主阀芯在负载压力与控制腔压力压差的作用下跟随先导阀芯开启。在实际实用中因为负载的变化造成主阀芯负载腔压力变化的范围可能为0.3～25mpa，例如当叉车满载运行时负载压力可能为25mpa，而当空载时，负载压力就低于1mpa。为了防止负载太大时主阀芯开启过大，一般先导阀芯控制的节流孔的节流面积较小，这样当负载压力为1～25mpa时，主阀芯上因压差产生的力可以使主阀芯达到需要开度，当负载压力低于1mpa时，由先导阀芯调节过流面积，主阀芯控制腔的压力和负载压力的差值很小，这样就造成阀芯开度很小甚至不开，达不到需求的流量，影响比例单向流量阀的应用。

综上所述，现有比例单向流量阀还可作进一步改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构更为合理、成本低的可实现双向比例控制且能满足低负载使用的双向控制的比例单向流量阀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双向控制的比例单向流量阀，其特征在于：包括阀体，阀体的下端螺纹连接有具有轴向贯穿的阶梯孔的阀套，阀套的下端开口形成第一油口，阀套的侧壁上开有与阶梯孔连通的第二油口，阶梯孔的小孔部的进口端形成连通所述第一油口和第二油口的阀口；阀套内设有呈阶梯状的主阀芯，主阀芯的外周锥面与阀口配合，以使主阀芯的上下移动能启闭阀口，所述主阀芯内的上部形成控制腔，主阀芯内的下部形成与第一油口相通的安装腔，主阀芯的侧壁上开有连通第二油口和控制腔的第一阻尼孔，主阀芯的内部设有用以连通控制腔与安装腔的第二阻尼孔，且第一阻尼孔的孔径小于第二阻尼孔的孔径；所述控制腔内设有能上下移动的先导阀芯，先导阀芯由安装在阀体上端的比例电磁铁结构控制而能上下移动，先导阀芯的下端与第二阻尼孔配合，以使先导阀芯的上下移动能控制第二阻尼孔的开启程度；所述安装腔内安装有衬套和阀座，阀座位于衬套下方，阀座的下端开孔以与第一油口相通，衬套内具有轴向贯穿且上大下小的节流孔，节流孔内设有钢球，阀座内设有弹簧座，钢球置于弹簧座上，弹簧座的下方支承有第一弹簧，该第一弹簧使钢球保持在与节流孔之间保持一定的过流间隙状态。

上述比例电磁铁结构包括定铁部分、衔铁部分、第二弹簧和线圈部分，所述定铁部分插设并焊接固定在阀体内的上端，衔铁部分设于阀体内并能上下移动，所述先导阀芯的上端连接在衔铁部分的下端而能随衔铁部分上下移动，所述第二弹簧支撑在定铁部分和衔铁部分之间，所述线圈部分套设在并约束在阀体上部以能对定铁部分形成感应。以上为比例电磁铁结构的一种具体结构，当然还可采用现有其它结构。

作为优选，上述衔铁部分的下端设有t形槽，所述先导阀芯的上端设有t形连接柱，所述t形连接柱嵌入所述t形槽内形成连接。该连接方式便于两者之间的连接组装。

上述先导阀芯的下端与第二阻尼孔之间配合的表面为锥面。

上述安装腔的顶面具有下大上小用以与所述钢球配合的凹部，所述第二阻尼孔贯穿该凹部的中心。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本比例单向流量阀可实现双向比例控制且能满足低负载使用。具体的，

1、若第二油口进油，当比例电磁铁结构给定一定的电压时，比例电磁铁结构产生一定的吸力，衔铁部分克服第二弹簧的力产生一定向上的位移，带动先导阀芯脱离开第二阻尼孔，此时控制腔内的压力将下降，第二油口的压力和控制腔中的压力有压差，此压差作用在主阀芯上(主阀芯呈阶梯形状，产生面积差)，但此时合力还不足以推动主阀芯上移；继续加大比例电磁铁结构上的电压，第二油口的压力和控制腔中的压差增大，主阀芯开始向上移动，第二油口的油液流到第一油口。给比例电磁铁结构的电压继续增大，第二阻尼孔与先导阀芯之间的过流面积达到最大，此时主阀芯完全开启。若第二油口的压力比较大，控制腔中的油液经过第二阻尼孔后，推动钢球克服第一弹簧的压缩力向下运动，使钢球与衬套的节流孔之间的过流面积减小，这样不会使控制腔中的压力降低过大，从而使主阀芯开口过大；而当第二油口的压力比较低，油液经第二阻尼孔后不足以克服第一弹簧的压缩力时，钢球与衬套之间的过流间隙最大，过流面积最大，因此控制腔的压力可以得到较大的释放，第二油口的压力和控制腔的压差可以得到保障，使主阀芯在第二油口的压力较低的时候也能达到较大开口。

2、若第一油口进油，需要先给定比例电磁铁结构一定的初始电压，使先导阀芯向上移动，第一油口的压力油推动钢球顶在外露出第二阻尼孔的先导阀芯的最下端，油液经过第二阻尼孔到达控制腔，在初始电压的基础上，逐渐加大电压信号，则先导阀芯继续向上移动，钢球也继续向上移动，钢球与安装腔的顶面之处的节流面积将逐步减小，直至主阀芯开启，给比例电磁铁结构最大的电压，钢球将处于封住第二阻尼孔的位置，第一油口到第二油口的流动相当于单向阀，主阀芯的开口最大；最大速度控制可以由给定最大电压和不给电压2种方式实现。这里比较关键的是在先导阀芯上移过程中，钢球与安装腔的顶面之间构成了一个可变节流口，并且这个可变节流口的过流面积会在先导阀芯上移中，先小于第一阻尼孔的面积，然后逐步减小直至关死，主阀芯在压差作用下才能开启，这样从第一油口到第二油口才能实现比例控制。

附图说明

图1为本发明实施例的剖视图；

图2为本发明实施例的局部剖视图；

图3为图2的i处放大图；

图4为本发明的机能原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～3所示，为本发明的一个优选实施例。

一种双向控制的比例单向流量阀，包括阀体1，阀体1的下端螺纹连接有具有轴向贯穿的阶梯孔21的阀套，阀套2的下端开口形成第一油口a，阀套2的侧壁上开有与阶梯孔连通的第二油口b，阶梯孔21的小孔部的进口端形成连通第一油口a和第二油口b的阀口22。

阀套2内设有呈阶梯状的主阀芯3，主阀芯3的外周锥面与阀口22配合，以使主阀芯3的上下移动能启闭阀口22，主阀芯3内的上部形成控制腔31，主阀芯3内的下部形成与第一油口a相通的安装腔32，主阀芯3的侧壁上开有连通第二油口b和控制腔31的第一阻尼孔4a，主阀芯3的内部设有用以连通控制腔31与安装腔32的第二阻尼孔4b，且第一阻尼孔4a的孔径小于第二阻尼孔4b的孔径。

控制腔31内设有能上下移动的先导阀芯5，先导阀芯5由安装在阀体1上端的比例电磁铁结构6控制而能上下移动，先导阀芯5的下端与第二阻尼孔4b配合，以使先导阀芯5的上下移动能控制第二阻尼孔4b的开启程度，先导阀芯5的下端与第二阻尼孔4b之间配合的表面为锥面，先导阀芯5的下端能向下穿出第二阻尼孔4b。

比例电磁铁结构6包括定铁部分61、衔铁部分62、第二弹簧63和线圈部分64，所述定铁部分61插设并焊接固定在阀体1内的上端，衔铁部分62设于阀体1内并能上下移动，先导阀芯5的上端连接在衔铁部分62的下端而能随衔铁部分62上下移动，第二弹簧63支撑在定铁部分61和衔铁部分62之间，所述线圈部分64套设在并约束在阀体1上部以能对定铁部分61形成感应。衔铁部分62的下端设有t形槽621，所述先导阀芯的5上端设有t形连接柱51，所述t形连接柱51嵌入所述t形槽621内形成连接。

安装腔32内安装有衬套7和阀座8，阀座8位于衬套7下方，阀座8的下端开孔以与第一油口a相通，衬套7内具有轴向贯穿且上大下小的节流孔71，节流孔71内设有钢球9，所述阀座8内设有弹簧座91，弹簧座91上开有连通第一油口a和节流孔71的通油孔911，钢球9置于弹簧座91上，弹簧座91的下方支承有第一弹簧10，该第一弹簧10使钢球9保持在与节流孔71之间保持一定的过流间隙状态。安装腔32的顶面具有下大上小用以与所述钢球9配合的凹部321，所述第二阻尼孔4b贯穿该凹部321的中心。

本流量阀的工作原理及过程如下

1、若第二油口b进油，当比例电磁铁结构6给定一定的电压时，比例电磁铁结构6产生一定的吸力，衔铁部分62克服第二弹簧63的力产生一定向上的位移，带动先导阀芯5脱离开第二阻尼孔4b，此时控制腔31内的压力将下降，第二油口b的压力和控制腔31中的压力有压差，此压差作用在主阀芯3上(主阀芯3呈阶梯形状，产生面积差)，但此时合力还不足以推动主阀芯3上移；继续加大比例电磁铁结构上的电压，第二油口b的压力和控制腔31中的压差增大，主阀芯3开始向上移动，第二油口b的油液流到第一油口a。给比例电磁铁结构6的电压继续增大，第二阻尼孔4b与先导阀芯5之间的过流面积达到最大，此时主阀芯3完全开启。若第二油口b的压力比较大，控制腔31中的油液经过第二阻尼孔4b后，推动钢球9克服第一弹簧10的压缩力向下运动，使钢球9与衬套7的节流孔71之间的过流面积减小，这样不会使控制腔31中的压力降低过大，导致使主阀芯3开口过大；而当第二油口b的压力比较低，油液经第二阻尼孔4b后不足以克服第一弹簧10的压缩力时，钢球9与衬套7之间的过流间隙最大，过流面积最大，因此控制腔31的压力可以得到较大的释放，第二油口b的压力和控制腔31的压差可以得到保障，使主阀芯3在第二油口b的压力较低的时候也能达到较大开口。

2、若第一油口a进油，需要先给定比例电磁铁结构6一定的初始电压，使先导阀芯5向上移动，第一油口a的压力油推动钢球9顶在外露出第二阻尼孔4b的先导阀芯5的最下端，油液经过第二阻尼孔4b到达控制腔31，在初始电压的基础上，逐渐加大电压信号，则先导阀芯5继续向上移动，钢球9也继续向上移动，钢球9与安装腔32的顶面之处凹部321的节流面积将逐步减小，直至主阀芯3开启，给比例电磁铁结构6最大的电压，钢球9将处于封住第二阻尼孔4b的位置，第一油口a到第二油口b的流动相当于单向阀，主阀芯3的开口最大；最大速度控制可以由给定最大电压和不给电压2种方式实现。这里比较关键的是在先导阀芯5上移过程中，钢球9与安装腔32的顶面之间构成了一个可变节流口，并且这个可变节流口的过流面积会在先导阀芯5上移中，先小于第一阻尼孔4a的面积，然后逐步减小直至关死，主阀芯3在压差作用下才能开启，这样从第一油口a到第二油口b才能实现比例控制。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。