一种减压阀的制作方法

1.本发明涉及液压控制技术领域，特别是涉及一种减压阀。


背景技术：

2.减压阀是一种通过节流耗能来达到减压目的的液压元件，其输出压力与控制电流之间满足比例关系，广泛应用于挖掘机、推土机以及农业机械等领域中。目前市面上大多数减压阀都是由电磁线圈、阀芯、阀套所组成，阀芯表面能够形成液压反馈力，通过保持力平衡关系来实现对系统输出压力的控制。
3.微型化是液压元件一个重要的展方向，通过紧凑的结构以及集成化的设计，既便于液压元件的安装又节省了空间，具有广阔的市场应用前景。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：提供一种减压阀，该减压阀在减压阀内部即可实现减压过程，省去了外部的阀芯以及阀套，大幅度提高了减压阀的功重比，具有较高的集成度。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种减压阀，减压阀包括：
6.极靴，所述极靴具有连接端和安装端，所述连接端具有第一进出口、第二进出口和第三进出口，所述安装端具有第四进出口、第五进出口及第六进出口，所述第四进出口与所述第一进出口相连通，所述第五进出口与所述第二进出口相连通，所述第六进出口与所述第三进出口相连通；
7.衔铁，所述衔铁上具有互相连通的第七进出口和第八进出口，所述衔铁与所述第五进出口相对设置；
8.弹性件，所述弹性件设置在所述衔铁和所述极靴之间，所述弹性件能够驱动所述衔铁远离所述极靴方向移动；及
9.驱动组件，所述驱动组件能够驱动所述衔铁朝向所述极靴运动，并覆盖所述第五进出口；
10.所述衔铁具有第一位置状态和第二位置状态，
11.当所述衔铁处于所述第一位置状态，所述弹性件驱动所述衔铁向远离所述极靴的方向移动并敞开所述第五进出口，所述第五进出口与所述第六进出口相连通；
12.当所述衔铁处于第二位置状态，所述驱动组件驱动所述衔铁向靠近所述极靴的方向移动，并覆盖所述第五进出口，所述第七进出口与所述第四进出口相连通，所述第八进出口与所述六进出口相连通。
13.在一些实施例中，所述驱动组件包括电磁线圈，所述电磁线圈环设在所述衔铁外周，所述电磁线圈能够驱动所述衔铁朝向所述极靴方向移动。
14.在一些实施例中，所述极靴具有安装槽，所述弹性件安装在所述安装槽内，所述安装槽的前端与所述第五进出口相连通，所述安装槽的后端具有限位槽，所述限位槽的口径大于所述安装槽的口径，所述限位槽与所述安装槽之间形成限位台阶，所述衔铁滑动插设
在所述限位槽内，所述衔铁的端部的直径大于所述安装槽的槽口的口径且小于所述限位槽的口径。
15.在一些实施例中，所述衔铁上设有溢流通道，当所述衔铁处于第二位置状态时，所述第七进出口与所述溢流通道相连通，所述溢流通道的底部具有所述第八进出口，当所述衔铁处于第一位置状态时，所述第八进出口位于所述第六进出口的上方。
16.在一些实施例中，所述限位槽内壁上设有隔磁衬套，所述隔磁衬套由非导磁材料制成，当所述衔铁处于所述第一位置状态时，所述隔磁衬套的内壁与所述衔铁的外壁相抵接，并阻断所述第七进出口与所述溢流通道。
17.在一些实施例中，所述衔铁的外周设有节流槽，所述节流槽与所述隔磁衬套之间限定出所述第七进出口。
18.在一些实施例中，所述减压阀还包括隔磁阀芯，所述隔磁阀芯由非导磁材料制成，所述隔磁阀芯设置在所述衔铁的前端，所述隔磁阀芯上设有回流槽，所述回流槽与所述极靴之间形成连通所述第六进出口和所述第五进出口的通路，当所述衔铁处于第二位置状态时，所述回流槽连通所述第六进出口和所述第五进出口，
19.当所述衔铁处于所述第一位置状态时，所述隔磁阀芯的外壁、所述极靴的内壁及所述衔铁之间形成所述溢流通道。
20.在一些实施例中，减压阀还包括隔磁阀芯，所述隔磁阀芯由非导磁材料制成，所述隔磁阀芯设置在所述衔铁的前端，所述隔磁阀芯上设有至少一个回流槽，所述回流槽与所述极靴之间形成连通所述第六进出口和所述第五进出口的通路，当所述衔铁处于第二位置状态时，所述回流槽连通所述第六进出口和所述第五进出口。
21.在一些实施例中，减压阀还包括限位件，所述隔磁阀芯上设有通孔，所述限位件插在所述隔磁阀芯的通孔内，且所述限位件上设有贯穿所述限位件的通孔，所述限位件与所述弹性件抵接，且所述限位件的外径小于所述限位槽的口径。
22.在一些实施例中，减压阀还包括骨架及导磁环，所述骨架包覆在所述衔铁外侧并至少包覆所述极靴的安装端，所述导磁环设置在所述衔铁的后端，所述导磁环由软磁材料制成。
23.在一些实施例中，减压阀还包括外壳，所述外壳由软磁材料制成，所述外壳的前端具有安装口，将所述衔铁、所述极靴、所述骨架及所述导磁环自所述安装口安装在所述外壳内，所述外壳的内壁与所述极靴的连接端的外壁过盈配合。
24.本发明实施例一种减压阀，与现有技术相比，其有益效果在于：
25.本发明实施例的减压阀，在第一位置状态，衔铁在驱动组件的作用下位于最右侧，第二进出口与第三进出口相通，第一进出口处于关闭状态，此时第三进出口处的压力最小，等于第二进出口处的压力，当驱动组件驱动衔铁向左运动，第三进出口与第一进出口相通，第二进出口处于关闭状态，此时第三进出口处的压力会在第一进出口的作用下增加，当第三进出口处的压力增加到一定程度后，衔铁向右运动，在油压、弹性件和驱动组件的共同作用下，衔铁在新的位置重新达到平衡，从而实现了减压阀输出压力的比例控制，在减压阀内部即可实现减压过程，省去了外部的阀芯以及阀套，具有较高的集成度。
附图说明
26.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
27.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
28.图1是本发明其中一个实施例中的减压阀在第一位置状态的截面结构示意图；
29.图2是本发明其中一个实施例中的减压阀在第二位置状态的截面结构示意图；
30.图3是本发明其中一个实施例中的衔铁的结构示意图；
31.图4是本发明其中一个实施例中的极靴的截面的结构示意图；
32.图5是本发明其中一个实施例中的隔磁阀芯的结构示意图；
33.图中，100、极靴，110、第一进出口，120、第二进出口，130、第三进出口，140、第四进出口，150、第五进出口，160、第六进出口，170、安装槽，180、限位槽，190、隔磁衬套；200、弹性件；300、限位件；400、衔铁，410、第七进出口，420、节流槽；500、隔磁阀芯，510、回流槽，520、第八进出口；600、外护组件，610、骨架，620、外壳，700、滑动轴承，800、电磁线圈，900、导磁环。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员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。
35.应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
38.如图1至图5所示，本发明优选实施例的一种减压阀，减压阀包括极靴100、衔铁400、弹性件200及驱动组件，
39.极靴100具有连接端和安装端，连接端具有第一进出口110、第二进出口120和第三
进出口130，安装端具有第四进出口140、第五进出口150及第六进出口160，第四进出口140与第一进出口110相连通，第五进出口150与第二进出口120相连通，第六进出口160与第三进出口130相连通；在一些施例中，第四进出口140与第一进出口110为贯通的直线管道，第五进出口150与第二进出口120为贯通的直线管道，第六进出口160与第三进出口130为贯通的直线管道，从而便于极靴100的加工和制造，且使得极靴100的结构紧凑，简化极靴100的加工工艺，降低极靴100的加工和制造成本，且直线管道便于液体流动。
40.衔铁400上具有互相连通的第七进出口410和第八进出口520，衔铁400与第五进出口150相对设置，且衔铁400能够在驱动组件的驱动下靠近极靴100的安装端，并覆盖第五进出口150；
41.弹性件200设置在极靴100与衔铁400之间，弹性件200能够驱动衔铁400远离极靴100方向移动；
42.衔铁400具有第一位置状态和第二位置状态，
43.当衔铁400处于第一位置状态时，弹性件200驱动衔铁400向远离极靴100的方向移动并敞开第五进出口150，第五进出口150与第六进出口160相连通，
44.当衔铁400处于第二位置状态，驱动组件驱动衔铁400向靠近极靴100的方向移动，并覆盖第五进出口150，第七进出口410与第四进出口140相连通，第八进出口520与第六进出口160相连通，
45.当衔铁400处于第二位置状态时，如果油压继续增加时，驱动组件、油压及弹性件200驱动衔铁400运动，形成动态平衡，从而实现改变输出压力的需求。
46.在本实施例中，第一进出口110为进油口p，第二进出口120为回油口t，第三进出口130为工作油口a。
47.基于以上技术方案，如图1所示，在第一位置状态，衔铁400在驱动组件的作用下位于最右侧，回油口t与工作油口a相通，进油口p处于关闭状态，此时工作油口a处的压力最小，等于回油口t处压力，油液流动方向如图1中箭头所示。
48.如图2所示，当驱动组件驱动衔铁400向左运动，工作油口a与进油口p相通，回油口t处于关闭状态，此时工作油口a处的压力会在进油口p的作用下增加，油液流动方向如图2中箭头所示。
49.当工作油口a处压力增加到一定程度后，衔铁400向右运动，在弹性件、油压和驱动组件的共同作用下，衔铁400在新的位置达到平衡，从而实现了减压阀输出压力的比例控制，在电磁线圈800内部即可实现减压过程，省去了外部的阀芯以及阀套，具有较高的集成度。
50.在一些实施例中，驱动组件包括电磁线圈800，电磁线圈800环设在衔铁400外周，电磁线圈800能够驱动衔铁400朝向极靴100方向移动。电磁线圈800和衔铁400构成电磁铁，在一些实施例中，电磁线圈800由漆包线缠绕而成，电磁线圈800缠绕成螺线管结构，电磁线圈800用于产生激励磁场。
51.在一些实施例中，弹性件200为刚度较小的弹簧，弹簧安装于极靴100与衔铁400之间；当电磁线圈800失电时，弹簧可以将衔铁400恢复到初始位置。在一些实施例中，极靴100具有安装槽170，弹簧安装在安装槽170内，通过设置安装槽170从而便于弹簧的安装和定位，且安装槽170能够在弹簧被压缩时对弹簧起到导向作用，安装槽170的前端与第五进出
口150相连通，安装槽170的后端具有限位槽180，限位槽180的口径大于安装槽170的口径，限位槽180与安装槽170之间形成限位台阶，衔铁400滑动插设在限位槽180内，衔铁400的端部的直径大于安装槽170的槽口的口径且小于限位槽180的口径，从而衔铁400能够在限位槽180内滑动，且衔铁400的端部能够封堵安装槽170的槽口使得第二进出口120与其他通路断开。
52.在一些实施例中，衔铁400上设有溢流通道，当衔铁400处于第二位置状态时，第七进出口410与溢流通道相连通，溢流通道的底部形成第八进出口520，当衔铁400处于第一位置状态时，第八进出口520位于第六进出口160的上方，由于设置了溢流通道，从而便于第一进出口110和第三进出口130相连通，进一步地，由于第八进出口520位于第六进出口160的上方，从而进一步地缩短了连接路线，便于第一进出口110和第三进出口130相连通。
53.在一些实施例中，限位槽180内壁上设有隔磁衬套190，隔磁衬套190由非导磁材料加工而成，隔磁衬套190为圆柱状结构，隔磁衬套190内部开设有通孔，隔磁衬套190内表面与衔铁400外表面间隙配合，当衔铁400处于第一位置状态时，隔磁衬套190的内壁与衔铁400的外壁相抵接，并阻断第七进出口410与溢流通道。在一些实施例中，隔磁衬套190的外壁与极靴100的内壁焊接相连，从而确保隔磁衬套190与极靴100的连接可靠，成本低。
54.在一些实施例中，衔铁400的外周设有节流槽420，节流槽420与隔磁衬套190之间限定出第七进出口410。
55.在一些实施例中，衔铁400由软磁材料制成，衔铁400为阶梯轴结构；衔铁400阶梯轴周面开设有节流槽420，节流槽420的数量为四个，四个节流槽420沿衔铁400的外周面均布；节流槽420与隔磁衬套190的内壁之间形成进油通道，隔磁衬套190的侧壁与衔铁400之间形成第七进出口410；衔铁400内部开设有通孔，通孔用于通油。
56.在一些实施例中，减压阀还包括隔磁阀芯500，隔磁阀芯500由非导磁材料制成，隔磁阀芯500设置在衔铁400的前端，隔磁阀芯500上设有回流槽510，回流槽510与极靴100之间形成连通第六进出口160和第五进出口150的通路，当衔铁400处于第二位置状态时，回流槽510连通第六进出口160和第五进出口150，
57.当衔铁400处于第一位置状态时，隔磁阀芯500的外壁、极靴100的内壁及衔铁400之间形成溢流通道。
58.在一些实施例中，隔磁阀芯500为阶梯轴结构，隔磁阀芯500阶梯表面开设有回流槽510，回流槽510在的数量为四个，四个回流槽510均布在隔磁阀芯500的圆周上；回流槽510与极靴100之间形成回油通道，当衔铁400处于第二位置状态时，回油通道连通第六进出口160和第五进出口150。
59.在一些实施例中，隔磁阀芯500内部开设有通孔；通孔与限位件300之间过盈配合，从而实现限位件300的安装和定位；在一些实施例中，隔磁阀芯500与衔铁400之间焊接连接，从而确保隔磁阀芯500与衔铁400连接可靠，简化隔磁阀芯500与衔铁400的连接工艺，降低成本。
60.在一些实施例中，减压阀还包括限位件300，隔磁阀芯500上设有通孔，限位件300插在隔磁阀芯500的通孔内，且限位件300上设有贯穿限位件300的通孔，限位件300与弹性件200抵接，且限位件300的外径小于限位槽180的口径。限位件300用于限制极靴100与衔铁400之间最小距离，避免较大电磁力的产生。
61.在一些实施例中，限位件300由非导磁材料加工而成；限位件300为阶梯轴结构，阶梯轴较小直径端与隔磁阀芯500内部通孔之间过盈配合；限位件300内部加工有通孔，通孔用于通油；限位件300用于限制极靴100与隔磁阀芯500的相对位置。
62.在一些实施例中，减压阀还设有外护组件600，外护组件600包括骨架610及导磁环900，骨架610包覆在衔铁400外侧并至少包覆极靴100的安装端，导磁环900设置在衔铁400的后端，导磁环900由软磁材料制成，导磁环900为圆柱状结构，导磁环900内部开设有通孔，导磁环900用于导磁。
63.在一些实施例中，外护组件600还包括外壳620，外壳620由软磁材料制成，外壳620的前端具有安装口，将衔铁400、极靴100、骨架610及导磁环900自安装口安装在外壳620内，外壳620的内壁与极靴100的连接端的外壁过盈配合，从而实现对极靴100和外壳620的定位和安装，导磁环900外表面与外壳620内表面相接触。外壳620作用之一用于安装电磁铁组件；外壳620作用之二用于导磁。
64.在一些实施例中，第一进出口110、第二进出口120及第三进出口130均为设置在极靴100连接端的端面上的圆柱状阶梯孔沉孔，从而便于第一进出口110、第二进出口120和第三进出口130的加工，且沉孔便于确保与其他零部件连接时的精度，同时能够起到对第一进出口110、第二进出口120、第三进出口130的保护作用。
65.在一些实施例中，极靴100和衔铁400均为软磁材料制成。在一些实施例中，极靴100安装端的端面加工有一定角度的斜面，斜面用于电磁线圈800产生不随位移变化的电磁力，斜面沿由前至后逐渐向极靴100的轴线方向倾斜，一方面斜面能够使得电磁线圈800产生不随位移变化的电磁力，另一方面，斜面在起到导流作用，便于油进入第七进进出口410。
66.在一些实施例中，衔铁400的后端的套设有滑动轴承700，滑动轴承700由软磁材料加工而成；滑动轴承700与衔铁400的后端的外周面间隙配合，从而便于衔铁400的滑动；在一些实施例中，滑动轴承700表面涂有减摩材料，减摩材料用于减少与衔铁400表面之间的摩擦力。
67.本发明的工作过程为：如图1所示，当不通电时，电磁线圈800中没有磁场产生，衔铁400在弹簧的作用下位于最右侧，回油口t与工作油口a相通，进油口p处于关闭状态，此时工作油口a压力最小，等于回油口t处压力，油液流动方向如图1中箭头所示。
68.如图2所示，当通电时，电磁线圈800产生激励磁场，从而在极靴100以及衔铁400之间产生电磁力。衔铁400在电磁力的作用下克服复位弹簧的弹力向左运动，工作油口a与进油口p相通，回油口t处于关闭状态，此时工作油口a压力会在进油口p的作用下增加，油液流动方向如图2中箭头所示。当工作油口a处压力增加到一定程度后，衔铁400向右运动，弹簧的弹力与电磁力、工作油口a处反馈液压力在新的位置重新达到平衡，工作油口a、回油口t与进油口p彼此都处于切断状态。随着输入电流的不断增加，工作油口a压力成比例地增加。通过上述过程，实现了减压阀输出压力的比例控制。
69.此时，衔铁400处于力平衡状态，其受力平衡方程为：
[0070][0071]
式中，fs为复位弹簧的弹力；fe为比例电磁铁产生的电磁力；pa为工作油口a处压力；d为衔铁400小径端面直径；d为隔磁阀芯500大径端面直径。
[0072]
比例电磁铁产生的电磁力fe与输入电流i之间可以近似为正比例关系，既存在以下关系式：
[0073]
fe＝k*i
ꢀꢀ
(2)
[0074]
式中，k为比例电磁铁的比例系数，其值为正值；i为比例电磁铁输入的电流。
[0075]
所以工作油口a处的压力为：
[0076][0077]
由于弹簧的压缩量δx2以及弹簧刚度ks很小，所以弹簧的弹簧力可以近似为常值。因此，随着比例电磁铁输入电流i的不断增大，工作油口a处压力pa成比例地增加，通过上述方式实现对输出压力成比例的控制。
[0078]
综上，本发明实施例提供一种减压阀，其减压阀在第一位置状态，衔铁400在驱动组件的作用下位于最右侧，第二进出口120与第三进出口130相通，第一进出口110处于关闭状态，此时，第三进出口130处的压力最小，第三进出口130的压力等于第二进出口120处的压力，当驱动组件驱动衔铁400向左运动，第三进出口130与第一进出口110相通，第二进出口120处于关闭状态，此时第三进出口130处的压力会在第一进出口110的作用下增加，当第三进出口130处的压力增加到一定程度后，衔铁400向右运动，在油压、弹性力和驱动组件的共同作用下，衔铁400在新的位置重新达到平衡，从而实现了减压阀输出压力的比例控制，在电磁线圈800内部即可实现减压过程，省去了外部的阀芯以及阀套，具有较高的集成度。
[0079]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”、“x轴方向”、“y轴方向”、“z轴方向”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。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
[0080]
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。
[0081]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0082]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。