CN106369200B - 一种气体弹簧溢流阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体弹簧溢流阀，该溢流阀包括限位螺母、活塞推杆、活塞、弹簧、阀芯、阀套、阀座、阀体、活塞缸体等。本发明中，气体弹簧上下端部设置有两个直径相差较大的活塞，位于上端部的大活塞用于快速建立气体弹簧内部的压力；位于下端部的小活塞连接着溢流阀阀芯，用于向溢流阀阀芯输出推力；小活塞直径很小，因而阀芯开启过程中引起的气体弹簧内部体积变化量很小，气体弹簧内部压力可基本维持恒定，即在阀芯开启过程中，气体弹簧对阀芯的推力可始终保持恒定。本气体弹簧溢流阀利用巧妙的结构设计，有效地解决了传统间接检测式溢流阀调压偏差大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体弹簧溢流阀，属电液控制领域。
背景技术
传统的直动式溢流阀依靠设定调压弹簧的预压缩量来设置溢流阀的工作压力，随着溢流流量的增大，溢流阀阀口开度逐渐增大，即溢流阀阀芯位移逐渐增大，调压弹簧被进一步压缩，作用在阀芯上的弹簧力增大，因此溢流阀进口压力随着溢流流量的增加而增大，使得溢流阀出现了较大的调压偏差，对溢流阀性能产生不利的影响。相对于直动式溢流阀，传统的间接检测型先导式溢流阀的调压偏差较小，一般在15％左右，但仍保持着较大的偏差。
传统的溢流阀进行溢流压力设定过程中，需要开启液压系统，以实时监测溢流设定压力的大小。在进行溢流阀压力设定过程中，液压系统往往工作在高压大流量工况，这不但影响了液压系统的使用寿命，还会造成能源的浪费。
鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能减小调压偏差的气体弹簧溢流阀。
为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：
一种气体弹簧溢流阀，包括阀座、设置在阀座中的阀腔、设置在阀腔中的阀套、可滑动配设在阀套内的阀芯以及抵顶在阀芯上的弹性顶压机构，在阀座上设有与阀腔连通的进油口和出油口，弹性顶压机构包括缸体、第一阀体、第二阀体、设置在缸体内的第一活塞、设置在第一活塞与第二阀体之间的弹性件、设置在第一阀体上的第一活塞推杆、开设在第二阀体上的滑槽、配合在滑槽中的第二活塞以及设置在滑槽中的第二活塞推杆，滑槽的一端与缸体对应弹性件的内腔连通，滑槽的另一端与阀腔连通，第二活塞推杆的一端设置在滑槽内，另一端抵顶在阀芯上，第二活塞推杆以可沿缸体轴向移动的方式设置在第二阀体上，阀芯沿轴向的两端分别设为第一端和第二端，第一端对应第二活塞推杆设置，第二端对应进油口设置，阀腔对应所述第一端和所述第二端分别设有第一腔室和第二腔室，还包括第一油路，第一油路的一端与第一腔室连通，第一油路的另一端与第二腔室连通，阀芯在所述第一端的周向截面的面积小于在所述第二端的周向截面的面积，滑槽沿周向的截面面积小于缸体内腔沿周向截面的面积。
作为本发明的一种优选方式，所述第一阀体上设有相互衔接的第一轴孔和螺栓孔，螺栓孔中配设有调节螺栓，调节螺栓上套设有限位螺母，所述第一活塞推杆以可沿第一轴孔轴向移动的方式插置在第一轴孔中，所述第一活塞推杆的一端抵顶在所述第一活塞上，另一端抵顶在调节螺栓上。
作为本发明的一种优选方式，所述第一阀体上设有第一通气孔，第一通气孔的一端与所述缸体连通，另一端连通至外界空气。
作为本发明的一种优选方式，所述弹性件为弹簧。
作为本发明的一种优选方式，所述第一阀体螺纹连接在所述缸体的一端，所述第二阀体螺纹连接在所述缸体的另一端，所述第二阀体通过螺栓连接在所述阀座上。
作为本发明的一种优选方式，所述缸体对应弹性件的内腔沿周向的截面面积远大于所述滑槽沿周向的截面面积。
作为本发明的一种优选方式，所述第一活塞与所述缸体的内壁之间设有密封圈，所述第二活塞与所述滑槽的内壁之间设有密封圈，所述阀套与所述阀腔的侧壁之间设有密封圈，所述阀芯的第二端设有环状凸台。
作为本发明的一种优选方式，所述第二活塞将所述滑槽分隔成上腔室和下腔室，还包括第二油路，第二油路的一端与所述出油口连通，另一端与下腔室连通。
作为本发明的一种优选方式，所述阀芯的侧壁设有均压槽。
作为本发明的一种优选方式，所述缸体的侧壁设有充气测压口，充气测压口从所述缸体的内壁贯穿至外壁，充气测压口设置在所述第一活塞与所述第二阀体之间。
采用本发明的技术方案后，通过第一活塞和第二活塞相对大小的设置，溢流阀阀口打开时，阀芯开启产生的体积变化对缸体设置弹性件的内腔的压力变化影响较小，消除了溢流阀的调压偏差。
本发明进一步地在缸体上设置充气测压口，可以实时测量出缸体设置弹性件的内腔的压力，因此本发明可以在不开油源系统的前提下，获知溢流阀的设定压力。
附图说明
附图1为本发明的剖面示意图；
附图2为本发明阀芯与阀套示意图；
附图标识说明：
1、限位螺母 2、第一活塞推杆
3、第一活塞 4、弹簧
5、第二活塞 5.1、第二活塞气体密封圈安装槽
6、第二活塞推杆 6.1、第二活塞推杆圆形端部
7、阀芯 7.1、环形凸缘
7.2、均压槽 8、阀套
8.1、出油口 8.2、进油口
8.3、密封圈安装槽 9、阀座
9.3、阀腔 9.31、第一腔室
9.32、第二腔室 10、第二阀体
10.1、第一腔室 10.2第一油路
10.3、第二油路 10.4、第二腔室
10.5、滑槽 11、缸体
11.1、充气测压口 11.2、缸体对应弹性件的内腔
12、第一阀体 12.1、第一通气孔
13、调节螺栓
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。
参照图1和图2，一种气体弹簧溢流阀，包括阀座9、设置在阀座9中的阀腔9.3、设置在阀腔9.3中的阀套8、可滑动配设在阀套8内的阀芯7以及抵顶在阀芯7上的弹性顶压机构，在阀座9上设有与阀腔9.3连通的进油口8.2和出油口8.1，当进油口8.2超过设定值时，油液将阀芯7顶起，油液从出油口8.1流出。
本发明中，弹性顶压机构包括缸体11、第一阀体12、第二阀体10、设置在缸体11内的第一活塞3、设置在第一活塞3与第二阀体10之间的弹性件、设置在第一阀体12上的第一活塞推杆2、开设在第二阀体10上的滑槽10.5、配合在滑槽10.5中的第二活塞5以及设置在滑槽10.5中的第二活塞推杆6，滑槽10.5沿第二阀体10的轴向设置，滑槽10.5的一端与缸体对应弹性件的内腔11.2连通，滑槽10.5的另一端与阀腔9.3连通。第二活塞推杆6的一端设置在滑槽10.5内，另一端抵顶在阀芯7上，第二活塞推杆6以可沿滑槽10.5轴向移动的方式设置在第二阀体10上。阀芯7沿轴向的两端分别设为第一端7.3和第二端7.4，第一端7.3对应第二活塞推杆6设置，第二端7.4对应进油口8.2设置，阀腔9.3对应所述第一端7.3和所述第二端7.4分别设有第一腔室10.1和第二腔室10.4，还包括第一油路10.2，第一油路10.2的一端与第一腔室10.1连通，第一油路10.2的另一端与第二腔室10.4连通，在实施中，第一油路10.2部分开设在阀座9中，部分开设在第二阀体10中。本发明中，阀芯7在所述第一端7.3的周向截面的面积小于在所述第二端7.4的周向截面的面积，滑槽10.5沿周向的截面面积小于缸体对应弹性件的内腔11.2沿周向截面的面积，从而使得第一活塞3的周向截面面积大于第二活塞5周向截面面积。
作为本发明的一种优选方式，所述第一阀体12上设有相互衔接的第一轴孔和螺栓孔，螺栓孔中配设有调节螺栓13，调节螺栓13上套设有限位螺母1，所述第一活塞推杆2以可沿第一轴孔轴向移动的方式插置在第一轴孔中，所述第一活塞推杆2的一端抵顶在所述第一活塞3上，另一端抵顶在调节螺栓13上。
作为本发明的一种优选方式，所述第一阀体12上设有第一通气孔12.1，第一通气孔12.1的一端与缸体11连通(具体连接至缸体未设置弹簧的内腔)，另一端连通至外界空气。
作为本发明的一种优选方式，所述弹性件。优选得，第二活塞杆6具有第二活塞推杆圆形端部6.1，该第二活塞推杆圆形端部6.1抵顶在阀芯7上。
作为本发明的一种优选方式，所述第一阀体12螺纹连接在所述缸体11的一端，所述第二阀体10螺纹连接在所述缸体11的另一端，所述第二阀体10通过螺栓连接在所述阀座9上。
作为本发明的一种优选方式，所述缸体对应弹性件的内腔11.2沿周向的截面面积远大于所述滑槽10.5沿周向的截面面积，从而使得第一活塞3与第二活塞5的外径有较大的差距，本领域的技术人员可以根据实际情况进行相应的设置。
作为本发明的一种优选方式，所述第一活塞3与所述缸体11的内壁之间设有密封圈，所述第二活塞5与所述滑槽10.5的内壁之间设有密封圈，在第二活塞5上对应设有第二活塞气体密封圈安装槽5.1用以安装密封圈。所述阀套8与所述阀腔9.3的侧壁之间设有密封圈，在阀套8上对应开设密封圈安装槽8.3用以安装密封圈。本发明中，所述阀芯7的第二端7.4设有环状凸台7.1，从而使得第二端7.4的面积A1大于第一端的面积A2。
作为本发明的一种优选方式，所述第二活塞5将所述滑槽10.5分隔成上腔室和下腔室，还包括第二油路10.3，第二油路10.3的一端与所述出油口8.1连通，另一端与下腔室连通。
作为本发明的一种优选方式，所述阀芯7的侧壁设有均压槽7.2。
作为本发明的一种优选方式，所述缸体11的侧壁设有充气测压口11.1，充气测压口11.1从所述缸体11的内壁贯穿至外壁，充气测压口11.1设置在所述第一活塞3与所述第二阀体10之间。
本发明的具体工作原理如下：
充气：在充气之前，逆时针旋动调节螺栓13，第一活塞3在弹簧4的作用下向上移动，气体弹簧压缩腔(即缸体对应弹性件的内腔11.2)容积增大；充气完成后，在充气测压口11.1安装测压表接头，可连接压力表对气体弹簧压缩腔压力P3进行实时检测。
调压：顺时针旋动调节螺栓13，调节螺栓13推着第一活塞推杆2向下运动，第一活塞推杆2顶着第一活塞3向下运动，在此过程中，气体弹簧压缩腔体积逐渐变小，压力P3逐渐升高，通过充气测压口11.1处安装的测压表可以观测出P3的数值。阀芯7下端设置有环状凸台7.1，阀芯7上表面面积设为为A2，下表面面积设为A1，A1＞A2。进油口8.2通过第一油路10.2与阀芯7的第一腔室10.1相通，因此进油口8.2处的高压油在阀芯7上的作用面积为A1-A2，设计第二活塞5的端面面积A3＝A1-A2，则溢流阀设定压力等于气体弹簧压缩腔的压力P3，从而实现不开液压油源即可实时获知调节溢流阀的设定压力。
溢流阀工作：当溢流阀进油口8.2压力P1大于设定压力P3时，溢流阀阀口打开，设溢流阀阀芯7最大位移为h,则气体弹簧压缩腔11.2因为阀芯7开启而产生的体积变化为A3*h；所设计的第二活塞5直径对于整个溢流阀而言尺寸很小，溢流阀阀芯7最大位移也是一个较小的数值，因此可以设计一个较大的气体弹簧压缩腔体积，让因阀芯7开启产生的体积变化导致的气体弹簧压缩腔的压力变化到达可以忽略不计的程度。因此在阀芯7开启过程中P3保持恒定，有效的消除了溢流阀的调压偏差。
本发明中，气体弹簧上下端部设置有两个直径相差较大的活塞，位于上端部的大活塞用于快速建立气体弹簧内部的压力；位于下端部的小活塞连接着溢流阀阀芯，用于向溢流阀阀芯输出推力；小活塞直径很小，因而阀芯开启过程中引起的气体弹簧内部体积变化量很小，气体弹簧内部压力可基本维持恒定，即在阀芯开启过程中，气体弹簧对阀芯的推力可始终保持恒定。本气体弹簧溢流阀利用巧妙的结构设计，有效地解决了传统间接检测式溢流阀调压偏差大的问题。
本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (10)
1.一种气体弹簧溢流阀，包括阀座、设置在阀座中的阀腔、设置在阀腔中的阀套、可滑动配设在阀套内的阀芯以及抵顶在阀芯上的弹性顶压机构，在阀座上设有与阀腔连通的进油口和出油口，其特征在于：弹性顶压机构包括缸体、第一阀体、第二阀体、设置在缸体内的第一活塞、设置在第一活塞与第二阀体之间的弹性件、设置在第一阀体上的第一活塞推杆、开设在第二阀体上的滑槽、配合在滑槽中的第二活塞以及设置在滑槽中的第二活塞推杆，滑槽的一端与缸体对应弹性件的内腔连通，滑槽的另一端与阀腔连通，第二活塞推杆的一端设置在滑槽内，另一端抵顶在阀芯上，第二活塞推杆以可沿缸体轴向移动的方式设置在第二阀体上，阀芯沿轴向的两端分别设为第一端和第二端，第一端对应第二活塞推杆设置，第二端对应进油口设置，阀腔对应所述第一端设有第一腔室，阀腔对应所述第二端设有第二腔室，还包括第一油路，第一油路的一端与第一腔室连通，第一油路的另一端与第二腔室连通，阀芯在所述第一端的周向截面的面积小于在所述第二端的周向截面的面积，滑槽沿周向的截面面积小于缸体内腔沿周向截面的面积。
2.如权利要求1所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述第一阀体上设有相互衔接的第一轴孔和螺栓孔，螺栓孔中配设有调节螺栓，调节螺栓上套设有限位螺母，所述第一活塞推杆以可沿第一轴孔轴向移动的方式插置在第一轴孔中，所述第一活塞推杆的一端抵顶在所述第一活塞上，另一端抵顶在调节螺栓上。
3.如权利要求2所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述第一阀体上设有第一通气孔，第一通气孔的一端与所述缸体连通，另一端连通至外界空气。
4.如权利要求1所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述弹性件为弹簧。
5.如权利要求1所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述第一阀体螺纹连接在所述缸体的一端，所述第二阀体螺纹连接在所述缸体的另一端，所述第二阀体通过螺栓连接在所述阀座上。
6.如权利要求1所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述缸体对应弹性件的内腔沿周向的截面面积远大于所述滑槽沿周向的截面面积。
7.如权利要求1所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述第一活塞与所述缸体的内壁之间设有密封圈，所述第二活塞与所述滑槽的内壁之间设有密封圈，所述阀套与所述阀腔的侧壁之间设有密封圈，所述阀芯的第二端设有环状凸台。
8.如权利要求1所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述第二活塞将所述滑槽分隔成上腔室和下腔室，还包括第二油路，第二油路的一端与所述出油口连通，另一端与下腔室连通。
9.如权利要求1所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述阀芯的侧壁设有均压槽。
10.如权利要求1至9任一项所述的一种气体弹簧溢流阀，其特征在于：所述缸体的侧壁设有充气测压口，充气测压口从所述缸体的内壁贯穿至外壁，充气测压口设置在所述第一活塞与所述第二阀体之间。
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