专利名称：一种起重机液压系统及其抗冲击阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种抗冲击阀。本实用新型还涉及一种包括上述抗冲击阀的起重机液压系统。
背景技术：
液压系统主要由动力元件、控制主阀、执行元件以及一些辅助装置组成，为了稳定液压系统，通常需要设置反馈油路，一般通过压力的形式进行反馈。动力元件具有排量控制单元，反馈油路将系统压力值的反馈信号反馈至排量控制单元，则排量控制单元可以根据此反馈信号合理控制动力元件的排量，进而稳定液压系统。液压系统的各元件之间通过管路连接，基于多种因素，系统会产生压力波动，如下述缘由负载变化时，由于反馈油路的信号传递需要一定的时间，则负载的变化不能及时的传递至动力元件的排量控制单元，系统的压力在此传递时间内可能升高，进而产生液压冲击；即使反馈油路及时将反馈信号传递至排量控制单元，排量控制单元也需要一定的响应时间，不能及时按照所需进行流量调整，比如，当系统启动，主油路压力先于反馈压力建立时，作为动力元件的液压泵会往最大排量进行摆动，随着反馈压力的建立，液压泵的排量会自动适应控制主阀的流量需求，即液压泵会往小排量进行变化以适应控制主阀的需求，但由于液压泵自身的惯性限制，可能无法及时地往小排量方向摆动，而流量和压力是耦合关系，此时就会在主油路建立起较高压力，产生液压冲击；再者，动力元件本身基于其工作原理也会存在一定的输出波动，例如，齿轮泵和柱塞泵均存在一定的脉动问题，而此问题无法由反馈油路解决；此外，刚性机构的变形量的变化及复原、动静状态的变化等外部自然变化也会造成系统压力的变化，形成液压冲击。因此，如何提供一种响应及时的抗冲击装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的一个目的是提供一种抗冲击阀，该抗冲击阀通过主油路与反馈油路的压力比较，可以及时地将系统的冲击压力卸荷，起到抗冲击作用，从而维持系统的压力稳定。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述抗冲击阀的起重机液压系统。为达到本实用新型的第一个目的，本实用新型提供一种抗冲击阀，其阀体上具有进油口、回油口以及反馈油口 ；其阀腔内设有沿所述阀腔轴向移动以控制所述进油口和所述回油口通断的调节阀芯，所述阀腔包括由所述调节阀芯分割形成的左腔室和右腔室，所述进油口连通所述左腔室，所述反馈油口连通所述右腔室，所述调节阀芯与所述右腔室的轴向腔壁之间设有弹性部件。优选地，所述调节阀芯具有左端大径段、中部小径段和右端大径段，所述中部小径段与所述阀体形成的中间腔室连通所述进油口，所述右端大径段沿所述阀腔轴向移动控制所述回油口与所述中间腔室的通断。[0008]优选地，所述右端大径段靠近所述中间腔室的一端设有节流槽，所述节流槽的横截面积在朝向所述右腔室的方向上递减。优选地，所述节流槽的数目为两个以上，且所述节流槽沿所述右端大径段的周向均布。优选地，所述弹性部件为调压弹簧。本实用新型所提供的抗冲击阀具有进油口、回油口以及反馈油口，进油口连通主油路，反馈油口连通反馈油路，且阀腔中设置调节阀芯和调压弹簧，当主油路压力骤升，主油路液压油作用于调节阀芯一侧的压力与反馈油路液压油作用于调节阀芯另一侧的压力存在压力差，该压力差超出调压弹簧的设定值时，回油口与进油口的连通油口被打开，主油路液压油自回油口流回油箱，进行卸荷，从而起到抗冲击的作用。抗冲击阀直接连通主油路，响应较快，能够及时地将主油路压力峰值进行削减，从而及时地抗冲击。在一种具体实施方式
中，调节阀芯的结构分为左端大径段、中部小径段和右端大径段，由右端大径段封堵进油口和回油口的连通口，该结构的调节阀芯在调节连通口开度的过程中，可以较为平稳地移动，与阀体的配合更加紧凑，具备较好的液动力承受力，从而可以延长使用寿命。在另一种具体实施方式
中，右端大径段靠近中间腔室的一端设有节流槽，节流槽使调节阀芯移动打开连通口的过程存在过渡阶段，避免连通口的突然开启造成主油路压力骤降，从而避免冲击的产生。为达到本实用新型的另一个目的，本实用新型还提供一种起重机液压系统，包括动力元件和执行元件，所述动力元件至所述执行元件的通路上设有控制主阀，其特征在于， 还设有抗冲击阀，所述抗冲击阀为上述任一项所述的抗冲击阀，所述抗冲击阀的进油口连通所述动力元件至所述控制主阀的主油路，所述抗冲击阀的反馈油口连通所述控制主阀的反馈油路。优选地，所述控制主阀的反馈油路上设有滤波阻尼。本实用新型所提供的起重机液压系统使用了上述抗冲击阀，由于上述抗冲击阀具有上述技术效果，具有该抗冲击阀的起重机液压系统也具有相同的技术效果。在一种具体的实施方式中，在反馈油路中设置了滤波阻尼，可以对异常波峰进行滤除，消除反馈油路的冲击，从而间接调控系统的压力稳定。
图1为本实用新型所提供抗冲击阀一种具体实施方式
的结构示意图；图2为图1中A部位的局部放大示意图；图3为使用图1所示抗冲击阀的液压系统示意图；图4为本实用新型所提供抗冲击阀另一种具体实施方式
的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的一个核心为提供一种抗冲击阀，该抗冲击阀通过主油路与反馈油路的压力比较，可以及时地将系统的冲击压力卸荷，起到抗冲击作用，从而维持系统的压力稳定。本实用新型的另一核心为提供一种包括上述抗冲击阀的起重机液压系统。[0023]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。为了便于理解，下述实施例将抗冲击阀结合在整体的起重机液压系统中进行描述，对于本实用新型所提供的起重机液压系统，其具体实施例和有益效果一并在下述实施例中得以体现，不再单独论述。当然，该抗冲击阀也可以适用于其他的液压系统，并不限于起重机液压系统。请参考图1至图3，图1为本实用新型所提供抗冲击阀一种具体实施方式
的结构示意图；图2为图1中A部位的局部放大示意图；图3为使用图1所示抗冲击阀的起重机液压系统示意图。该具体实施方式
中的液压抗冲击阀1，其阀体11上具有进油口 P、回油口 T以及反馈油口 LS。进油口 P连通动力元件与控制主阀之间的主油路，如图2所示，抗冲击阀1的进油口 P连通液压泵2和换向主阀3之间的通路；回油口 T连通油箱；反馈油口 LS连通该液压系统的反馈油路，反馈油路将系统的压力反馈信号传递至动力元件的控制单元，通常为液压泵2的排量控制单元，排量控制单元根据此反馈信号调整液压泵2的排量，以适应换向主阀3的流量需求，从而稳定液压系统。抗冲击阀1的阀腔内设有沿阀腔轴向移动以控制进油口 P和回油口 T通断的调节阀芯12，阀腔包括由调节阀芯12分割形成的左腔室131和右腔室132，即左腔室131和右腔室132互不相通，调节阀芯12左右端面的横截面积相等，进油口 P连通左腔室131，图1中在阀体11上开设了进油油道111，液压油自进油油道111进入左腔室131，反馈油口 LS连通右腔室132，可以在阀体11上开设反馈油道112，液压油自反馈油道112进入右腔室132， 调节阀芯12与右腔室132的轴向腔壁之间设有弹性部件。如图1所示，弹性部件优选地采用调压弹簧14，调节阀芯12在调压弹簧14的复位作用下封住回油口 T与左腔室131的连通口 15，即封堵回油口 T和进油口 P的通路。当动力元件的排量迅速由小变大或由大变小时，主油路的压力会出现瞬间大于反馈油路压力的情况，即主油路压力骤升，产生冲击，此时，主油路液压油作用于调节阀芯12左侧的压力大于反馈油路液压油作用于调节阀芯12 右侧的压力，二者的压差可以克服调压弹簧14的弹力使调节阀芯12右移，则回油口 T与左腔室131的连通口 15将逐渐被打开，进油口 P与回油口 T连通，进油口 P进入左腔室131 的液压油可以自回油口 T流回油箱。由上述内容可知，调节阀芯12右移的距离与弹簧力的大小成正比，而调节阀芯12右移的距离决定了连通口 15开度的大小，因此，克服弹簧力的压力差与连通口 15的开度大小对应，连通口 15的开度又对应一定的液压油流量，随着流量的增加，主油路的压力会相应地降低，当主油路压力降低到一定程度时，流量为相对稳定的值，此时，压力差和流量会达到一个动态平衡的状态，抗冲击阀1的开度(连通口 15的开度)为一稳定开度，即压力差、流量、连通口 15开度三者处于一个动态平衡的状态。通过调节阀芯12的设计，可以获得不同的压力差与流量的特性曲线，即通过设计调节阀芯12的结构，可以改变调节阀芯12右移距离与连通口 15开度之间的对应关系，压力差与流量的特性曲线即可实现抗冲击响应时间的可调。响应时间过短会引起主油路压力的骤然降低，而响应时间过长又无法及时有效的实现抗冲击，可以根据实际需要合理地设计调节阀芯12，控制响应时间。调压弹簧14的设置使主油路压力不超出系统压力和弹簧力之和，则通过调节调压弹簧14，可以调节抗冲击阀1所需滤波的波峰大小。需要说明的是，调节阀芯12左端和右端的横截面积相等，从而等效地将主油路液压油的压强和反馈油路压强转化为压力差，当然，基于加工误差等问题，左右两端的横截面积也可能仅仅为大致相等，以此为基准，便于调节阀芯12和调压弹簧14的设计。当然，左右两端的横截面积不等时，也可以实现本实用新型的目的，此种情况下，左右两端横截面积的比值与抗冲击阀1的开启压力成线性关系。主油路压力突增或突降均会导致主油路的压力冲击，为便于理解该抗冲击阀1的抗冲击过程，可以从下述两种主油路压力突增和突降的情形说明当液压泵2处于开始泵油的初始状态时，主油路压力和反馈压力都会建立，通常主油路压力会先于反馈油路压力的建立，此时液压泵2具有往最大排量方向进行摆动的趋势，随着反馈油路压力的建立，在排量控制单元作用下，液压泵2的排量会自动适应控制主阀的流量需求，即液压泵2具有往小排量方向进行摆动的趋势，然而，由于液压泵2自身的惯性，可能无法及时的往小排量方向摆动，在液压泵2自大排量转换为小排量的响应时间内，会在主油路建立起较高压力，即使设有溢流阀，压力也依然会有部分上升，产生超调量，则主油路压力和反馈油路压力的压差会开启抗冲击阀1 (连通口 15打开)，抗冲击阀1将此冲击进行及时地卸荷，降低主油路压力，将超调进行削减，起到抗冲击的作用；当负载不需要液压油，控制主阀关闭时，液压泵 2和控制主阀之间的主油路在控制主阀处被截止，液压泵2的整个容腔被封闭，要求液压泵 2停止泵油，排量控制单元通过感知反馈油路的压力丧失停止液压泵2的工作，而反馈油路的传递、排量控制单元和液压泵2的响应均需一定的时间，在此时间段内，液压泵2依然工作，造成液压泵2和控制主阀之间的主油路产生明显的压力飞升，反馈油路压力丧失，该压力差将抗冲击阀1开启，进行及时地卸荷抗冲击。通过上述内容可知，该具体实施方式
中的抗冲击阀1直接连通主油路，响应较快， 能够及时地将主油路压力峰值进行削减，从而及时地抗冲击；此外，结合反馈油路的抗冲击装置，能够将反馈油路的抗冲击带来的时间滞后通过主油路的抗冲击装置进行弥补，起到提前稳定的作用。反馈油路的抗冲击装置可以是如图2所示的滤波阻尼，削减异常波峰，稳定系统，也可以在反馈油路中设置压力补偿器或双联单向节流阀等部件，调节反馈油路压力的平衡性，进而间接地调节，维持系统的稳定。该具体实施方式
中的调节阀芯12具有左端大径段121、中部小径段122和右端大径段123，左端大径段121和右端大径段123相对的端面面积相等，即整体调节阀芯12的左右端面面积相等，在上述内容中对其缘由已有论述，可以保证左腔室131和右腔室132压力差能够推移调节阀芯12 ；中部小径段122与阀体11形成中间腔室133，进油口 P还连通该中间腔室133，调节阀芯12的右端大径段123封住连通口 15，设计时，尽量使左端大径段 121和右端大径段123相对中间腔室133的端面面积相等，则中间腔室133的液压油对调节阀芯12施加相等的左右作用力，对调节阀芯12的平衡无影响，调节阀芯12的移动依然依靠左腔室131和右腔室132的压力差实现，便于整体结构的设计，调节阀芯12沿轴向整体右移时，连通口 15打开。该结构的调节阀芯12与阀体11的配合更加紧凑，具有较强的液动力承受力。进一步地，可以在右端大径段123靠近中间腔室133封堵连通口 15的一端设有节流槽1231，节流槽1231为变径结构，即节流槽1231的横截面积沿朝向右腔室132的方向递减，如图3所示，节流槽1231的横截面为三角形，即在该位置加工出楔形槽，当右端大径段 123右移，打开连通口 15时，液压油自回油口 T泄油，在节流槽1231的作用下，经过连通口15的泄油流量会缓和地递增，则泄油过程存在过渡的缓冲阶段，避免主油路压力突增时，抗冲击阀1突然开启，又造成主油路压力的骤降，形成一定的冲击。请参考图4，图4为本实用新型所提供抗冲击阀另一种具体实施方式
的结构示意图。该实施例中抗冲击阀1的结构较为简化，与上述实施例的工作原理大致相同，阀体11上具有进油口 P、回油口 T以及反馈油口 LS，调节阀芯12同样将阀腔分割为左腔室 131和右腔室132，不同之处在于，该抗冲击阀1直接由调节阀芯12的左端部封堵连通口 15，在主油路压力较高时，同样也可以实现卸荷的目的，然而，该结构较之上述实施例，其调节阀芯12的强度以及调节的精确度次之。以上对本实用新型所提供的一种起重机液压系统及其抗冲击阀进行了详细介绍。 本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种抗冲击阀，其特征在于，其阀体(11)上具有进油口(P)、回油口(T)以及反馈油口(LS)；其阀腔内设有沿所述阀腔轴向移动以控制所述进油口(P)和所述回油口(T)通断的调节阀芯(12)，所述阀腔包括由所述调节阀芯(12)分割形成的左腔室(131)和右腔室 (132)，所述进油口(P)连通所述左腔室(131)，所述反馈油口(LQ连通所述右腔室(132)， 所述调节阀芯(1 与所述右腔室(13 的轴向腔壁之间设有弹性部件。
2.根据权利要求1所述的抗冲击阀，其特征在于，所述调节阀芯(1 具有左端大径段 (121)、中部小径段(122)和右端大径段(123)，所述中部小径段(122)与所述阀体(11)形成的中间腔室(13 连通所述进油口(P)，所述右端大径段(12 沿所述阀腔轴向移动控制所述回油口(T)与所述中间腔室(133)的通断。
3.根据权利要求2所述的抗冲击阀，其特征在于，所述右端大径段(12 靠近所述中间腔室(13 的一端设有节流槽(1231)，所述节流槽(1231)的横截面积在朝向所述右腔室 (132)的方向上递减。
4.根据权利要求3所述的抗冲击阀，其特征在于，所述节流槽(1231)的数目为两个以上，且所述节流槽(1231)沿所述右端大径段(123)的周向均布。
5.根据权利要求1至4任一项所述的抗冲击阀，其特征在于，所述弹性部件为调压弹簧 (14)。
6.一种起重机液压系统，包括动力元件和执行元件，所述动力元件至所述执行元件的通路上设有控制主阀，其特征在于，还设有抗冲击阀，所述抗冲击阀为权利要求1至5任一项所述的抗冲击阀，所述抗冲击阀的进油口(P)连通所述动力元件至所述控制主阀的主油路，所述抗冲击阀的反馈油口(LQ连通所述控制主阀的反馈油路。
7.根据权利要求6所述的起重机液压系统，其特征在于，所述控制主阀的反馈油路上设有滤波阻尼。
专利摘要本实用新型公开一种抗冲击阀，其阀体上具有进油口、回油口以及反馈油口；其阀腔内设有控制进油口和回油口通断的调节阀芯，阀腔包括由调节阀芯分割形成的左腔室和右腔室，进油口连通左腔室，反馈油口连通右腔室，调节阀芯与右腔室的轴向腔壁之间设有弹性部件。该抗冲击阀的进油口连通主油路，反馈油口连通反馈油路，当主油路压力骤升，作用于调节阀芯两侧的压力存在压力差，该压力差超出调压弹簧的设定值时，回油口与进油口的连通油口被打开，主油路液压油自回油口流回油箱进行卸荷，从而起到抗冲击的作用，抗冲击阀直接连通主油路，能够及时地将主油路压力峰值进行削减，及时地抗冲击。本实用新型还公开一种包括上述抗冲击阀的起重机液压系统。
文档编号F15B13/16GK202023785SQ20112011823
公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者刘邦才, 史先信, 王清送 申请人:徐州重型机械有限公司