cn9一种起重机液压系统及其平衡阀

1、(19)中民*CN102261354A*(12)发明专利申请(10)申请公布号 CN 102261354(43)申请公布日 2011.11.30A(21)申请号201110098213.9(22)申请日2011.04.19(71)申请人徐州重型机械地址 221004 江苏省徐州市铜山路 165 号(72)发明人张王(74)专利机构 北京集佳知识产权有限公司 11227波人(51)Int.Cl.F15B 13/02 (2006.01)B66C 13/20 (2006.01)权利要求书 1 页说明书 5 页附图 3 页(54) 发明名称一种起重机(57) 摘要系统及其平衡阀本发明公开了一种平衡阀，

2、包括阀盖和主阀体阀盖内具有与阀芯相对且同轴的阶梯盲孔，且阀盖设有连通盲孔的大径段的油口，盲孔的小径段连通容腔，大径段置有封堵小径段的封堵部件，封堵部件的直径在朝向所述小径段的方向上渐缩，且封堵部件与小径段的封堵配合面上设有节流槽，节流槽的横截面积沿轴向递增。则油进入的油道在封闭的过程中，经过节流槽的流通量会缓和地递减，可以有效地避免芯上的冲击的产生，因此，作用于阀油液的波动较小，主阀芯的开度忽大忽小，可以消除抖动，具有较高的操作舒适性和安全可靠性。本发明还公开一种包括上述平衡阀的起重机系统。CN 102261354 A权利要求书CN 102261354 A1/1 页1. 一种平衡阀，其主阀体

3、(2) 内设有阀芯 (22)，所述阀芯 (22) 与其阀盖 (3) 之间具有容腔 (C) ；所述阀盖 (3) 内具有与所述阀芯 (22) 相对且同轴的阶梯盲孔，且设有连通所述盲孔的大径段 (315) 的油口 (32)，所述盲孔的小径段 (316)连通所述容腔 (C)，其特征在于，所述大径段 (315) 沿轴向依次置有弹性部件、封堵所述小径段 (316) 的封堵部件 (313) ；所述封堵部件 (313) 的直径在朝向所述小径段 (316) 的方向上渐缩，且所述封堵部件(313) 与所述小径段(316) 的封堵配合面上设有节流槽(3131)，所述节流槽 (3131) 的横截面积在朝向所述小径段

4、(316) 的方向上渐增。2. 根据权利要求 1 所述的3. 根据权利要求 2 所述的平衡阀，其特征在于，所述封堵部件 (313) 为锥台状。平衡阀，其特征在于，所述小径段 (316) 为阶梯孔 ；所述封堵部件 (313)，与所述小径段 (316) 的台阶面处、或所述大径段 (315) 与所述小径段(316) 相接的台阶面处封堵配合。4. 根据权利要求 1 至 3 任一项所述的数目为四个，且沿所述封堵部件 (313) 的平衡阀，其特征在于，所述节流槽 (3131) 的均匀分布。5. 根据权利要求 4 所述的平衡阀，其特征在于，所述弹性部件为螺旋弹簧 (311)，所述封堵部件 (313) 连接导

5、杆 (312)，所述导杆 (312)内。所述螺旋弹簧 (311) 的螺旋腔6. 根据权利要求1 至3 任一项所述的平衡阀，其特征在于，所述阀盖(3) 上还设有直接连通所述大径段(315) 和所述容腔(C) 的通道，所述通道上设有固定阻尼 ；所述平衡阀上还设有溢流阀 (24)，所述溢流阀 (24) 的进油口连通所述容腔 (C)，所述溢流阀 (24)的出油口连通回油口。7. 根据权利要求 6 所述的平衡阀，其特征在于，所述通道包括连通所述大径段(315) 的径向油腔 (B1)，和连通所述径向油腔 (B1) 与所述容腔 (C) 的轴向通道 (B2)，所述固定阻尼包括第一阻尼(34) 和第二阻尼(35

6、)，所述第一阻尼(34) 和所述第二阻尼(35) 分别设置于所述径向油腔 (B1) 和所述轴向通道 (B2) 中。8. 根据权利要求 7 所述的阀盖 (3) 上。9. 根据权利要求 8 所述的平衡阀，其特征在于，所述溢流阀 (24) 设置于所述平衡阀，其特征在于，所述阀芯 (22) 上设有连通所述阀芯 (22) 左侧所述容腔 (C) 和右侧弹簧腔的阻尼腔，所述阻尼腔中设有第三阻尼(36)，且所述弹簧腔连通泄漏油口。10. 一种起重机系统，包括执行元件和动力元件，所述动力元件至所述执行元件的通路上设有平衡阀，其特征在于，所述平衡阀为权利要求 1 至 9任一项所述的平衡阀。2说明书CN 10226

7、1354 A1/5 页一种起重机系统及其平衡阀技术领域0001本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种平衡阀。本发明还涉及一种包括上述平衡阀的起重机系统。背景技术0002提高起重机的安全作业性能一直是该领域技术重机的起升、变幅和伸缩系统中，都应用平衡阀进行致力研究的技术问题。目前起锁紧，保证负载能够在任意位置可靠停留，避免由于元件的内部泄漏带来负载的移动。因此，通常采用平衡阀作为起重机带载下降速度的平衡与安全装置。0003平衡阀的原理如下 ：平衡阀正向开启油液直接推开主阀体内的油液进入平衡阀的控单向阀流过阀体，在负载下降反向开启时，需要阀芯换向，由制盖板，并推动阀芯移动进行换向。0004请参考

8、图 1，图 1 为一种典型的平衡阀的部分剖视图，该图仅示出端盖和主阀体上的阀芯，省去主阀体上的主阀芯和先导阀芯等常规结构。0005该平衡阀在阀芯 121 的换向过程中主要采用与主阀位置并列设置的式油口单向阀。平衡阀的端盖 11 与主阀体 12 沿轴向并列设置端盖 11 上设有111油从油口 111 进入端盖 11 内部的油腔a，油腔 a处设有滤油器和入阀芯 121 之间的容口阻尼，再沿顶杆 14 与调节螺杆 13 之间的间隙进入调节螺杆 13 与腔 b，从而推动阀芯 121 向右移动阀芯 121 再推动先导阀芯运动，先导阀芯运行一定距离之后，主阀芯逐渐右移，直至完全打开阀口。在此过程中，顶杆

9、14 也随着阀芯121 一起右移，则钢球132 在弹簧131 的作用下也向右移动，当阀芯121 继续向右运动，至钢球 132 封住调节螺杆 13 右侧时，钢球 132 就与调节螺杆 13 形成了单向阀结构，封住顶杆 14 与调节螺杆 13 之间的间隙油道，从而截断b。油进入阀芯 121 左侧的容腔0006然而短时间的121 的端盖 11 内的钢球 132 在关闭的瞬间油突然被封停，从而会产生冲击，无法在开启过程中平稳地阀芯 121 的换向，此时，会造成阀芯产生剧烈波动，由于阀芯 121 依靠弹簧力作用复位波动导致弹簧131 跟随颤动，最终引起主阀芯的左右颤动，使阀口的开口忽大忽小，即主阀芯在换

10、向或者移动过程中的移动速度会发生突然变化，很可能带来冲击，引起执行元件的爬行、突然 致操作为等现象，导致结构件颤动，从而给操作者带来操作的不稳定性和不舒适感，容易导产生安全事故。将平衡阀应用于式起重机的起升系统中时，此故障将表现马达在转动过程中发生突然停止或速度突然加快，从而引起重物的突然停顿或突然升降，同时相关结构部件也产生颤抖。0007因此，如何使平衡阀的更为稳定，平稳地主阀芯的换向，是本领域技术需要解决的技术问题。3说明书CN 102261354 A2/5 页发0008本发明的一个目的是提供一种平衡阀，该平衡阀关闭油时存在缓冲阀芯换向。本发的过程，避免冲击的产生，使较为稳定，从而可以平稳

11、地明的另一目的是提供一种包括上述平衡阀的起重机系统。平衡阀，其主阀体内设有0009为达到本发明的第一个目的，本发明提供一种阀芯，所述阀芯与其阀盖之间具有容腔 ；所述阀盖内具有与所述阀芯相对且同轴的阶梯盲孔，且设有连通所述盲孔的大径段的油口，所述盲孔的小径段连通所述容腔，所述大径段沿轴向依次置有弹性部件、封堵所述小径段的封堵部件 ；所述封堵部件的直径在朝向所述小径段的方向上渐缩，且所述封堵部件与所述小径段的封堵配合面上设有节流槽，所述节流槽的横截面积在朝向所述小径段的方向上渐增。0010 优选地，所述封堵部件为锥台状。0011优选地，所述小径阶梯孔 ；所述封堵部件，与所述小径段的台阶面处、或所述

12、大径段与所述小径段相接的台阶面处封堵配合。0012优选地，所述节流槽的数目为四个，且沿所述封堵部件的均匀分布。0013优选地，所述弹性部件为螺旋弹簧，所述封堵部件连接导杆，所述导杆旋弹簧的螺旋腔内。所述螺0014优选地，所述阀盖上还设有直接连通所述大径段和所述容腔的通道，所述通道上设有固定阻尼 ；所述平衡阀上还设有溢流阀，所述溢流阀的进油口连通所述容腔，所述溢流阀的出油口连通回油口。0015优选地，所述通道包括连通所述大径段的径向油腔，和连通所述径向油腔与所述容腔的轴向通道，所述固定阻尼包括第一阻尼和第二阻尼，所述第一阻尼和所述第二阻尼分别设置于所述径向油腔和所述轴向通道中。0016优选地，所

13、述溢流阀设置于所述阀盖上。0017优选地，所述阀芯上设有连通所述阀芯左侧所述容腔和右侧弹簧腔的阻尼腔，所述阻尼腔中设有第三阻尼，且所述弹簧腔连通泄漏油口。0018该发明所提供的平衡阀，其封堵部件的封堵端面上设有径向截面积渐增的节流槽，则油进入阀芯与阀盖之间容腔的第一油道在封闭的过程中，经过节流槽的流通量缓和地递减，从而使第一油道的关闭过程较为缓和，存在过渡阶段，可以有效地避免冲击的产生，达到滤波的效果，因此，作用于阀芯上的油液的波动较小，主阀芯的移动较为平稳，阀口开度忽大忽小，则该平衡阀的系统在工作过程中，可以消除抖动，具有较高的操作舒适性和安全可靠性。0019为达到本发明的另一个目的，本发明

14、还提供一种起重机系统，包括执行元件和所述动力元件，所述动力元件至所述执行元件的通路上设有平衡阀，平衡阀为上述任一项所述的平衡阀。由于上述平衡阀具有上述技术效果，具有该平衡阀的起重机系统也具有相同的技术效果。附图说明0020图 1 为一种典型的平衡阀的部分剖视图 ；0021图 2发明所提供平衡阀一种具体实施方式的结构示意图 ；4说明书CN 102261354 A3/5 页0022图 3 为图 2 中阶梯盲孔的结构示意图 ；0023图 4 为图 2 中封堵部件和导杆的结构示意图 ；0024图 5 为图 2 中顶杆与调节杆整体的配合示意图 ；0025图 6 为图 5 中封堵部件处于封堵状态的结构示意

15、图。0026图 7发明所提供平衡阀另一种具体实施方式的结构示意图 ；0027图 8 为图 7 中半桥的工作原理示意图。具体实施方式0028本发明的为提供一种平衡阀，该平衡阀关闭油时存在缓冲的过阀芯换向。本发明的程，避免冲击的产生，使较为稳定，从而可以平稳地另一0029为提供一种包括上述为了使本领域的技术平衡阀的起重机系统。更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。0030请参考图2 至图6，图2发明所提供平衡阀一种具体实施方式的结构示意图，该图仅示出阀盖和阀芯部分，省去主阀芯和先导阀芯等常规的结构 ；图 3 为图2 中阶梯盲孔的结构示意图 ；图 4 为图

16、2 中封堵部件和导杆的结构示意图 ；图 5 为图 2 中顶杆与调节杆整体的配合示意图 ；图 6 为图 5 中封堵部件处于封堵状态的结构示意图。0031该实施方式中的平衡阀，包括阀盖 3 和主阀体 2，主阀体 2 的主阀腔内设油直接推动主阀芯移动，阀口打开 ；平衡阀有主阀芯和先导阀芯，平衡阀正向开启时反向开启时( 如起重机带载下降时)油自阀盖3 上的油口32 进入油道，油推动流入先导阀腔 21 内阀芯 22 移动阀芯 22 的左侧容腔C，先导阀腔 21 设于主阀体 2 上，则阀芯 22 再推移先导阀芯，先导阀芯移动至一定距离后，主阀芯逐渐移动，从而缓慢地打开阀口，则过程中换向的稳定性。油的稳定在

17、一定程度上决定了主阀芯在反向开启平衡阀的阀盖 3 内具有与阀芯 22 相对且同轴设置的阶梯盲孔，即阶0032梯盲孔的导通端与阀芯 22 相对，阶梯盲孔的小径段 316 靠近阀芯 22。该实施方式阀芯 22 同轴的轴向，并以锁紧盖 5 固定。调中的阶梯盲孔位于调节杆 31 上，在内孔，将具有阶梯盲孔的调节杆 31节杆 31 的结构设计便于组件的阀盖 3 的主体上出与阀盖 3 的轴向内和安装，且能够提高零部件之间配合的精密型。当然，理论上，也可以将调节杆 31 与阀盖 3 的主体设计为一体式结构。0033阶梯盲孔的大径段 315 内沿轴向依次置有弹性部件和封堵部件 313，封堵部件 313用以封堵

18、阶梯盲孔小径段 316 与大径段 315 相接的台阶面处，为了实现有效封堵，封堵部件313 为变径结构，其直径在朝向小径段 315 的方向上渐缩，可以是锥状、球状，或是图 4 中所示的锥台状，在实施有效封堵的同时还具有良好的导向作用。封堵部件 313 为锥台状时，小径段 316 和大径段 315 的连接处可以再设一级台阶，即小径段 316 也为阶梯孔，形成小径段316 左侧段和右侧段，便于封堵部件 313 的封堵，可以进一步提高封堵效果，锥台状的封堵部件 313 的最大直径可以大于左侧段或右侧段的直径，图 6 中所示的封堵部件封堵小径段 316 的左侧段。封堵部件 313 的封堵作用主要由弹性

19、部件的复位作用实现，装配时，弹性部件处于预压缩状态，弹性部件可以是 311，封堵部件 313 可以连接导杆 312，将导杆 3125说明书CN 102261354 A4/5 页311 的螺旋腔内，则 311 可以为封堵部件 313 的移动起到较好的稳定和导向作用，且锥台状的封堵部件 313 与导杆 312 结合的易于在工艺上实现。平衡阀还包括顶杆 4，顶杆4 贯穿阶梯盲孔的小径段 316，且顶杆 4 的一端抵接封堵部件 313，另一端连接阀芯 22，图 2 中顶杆 4 的另一端阀芯 22 的连接，顶杆 4 的直径略小于小径段 316 的直径，即顶杆 4口 32 连通。段 316 的内之间存在一

20、定的间隙，该间隙通过大径段 315 与油0034可以在大径段 315 的上开设径向通孔 314，调节杆 31 与阀盖 3 的轴向内孔的也具有一定的间隙，则自油口 32 进入的油通过此间隙流向径向通孔314，再流入阶梯盲孔的大径段 315，进而通过小径段 316 与顶杆 4 之间的间隙进入阀芯 22 与调节杆 31 之间的容腔C，此为实现油口 32 与容腔C 连通的第一油道。在容腔C 内油的作用下阀芯 22 右移，此时，顶杆 4 随同阀芯 22 同步右移，则封堵部件 313 在弹性部件的复位作用下移至小径段 316 的台阶面处封油与容腔 C 的第一油道被关闭。段 316 时0035封堵部件313

21、段316 的封堵配合面上设有节流槽3131，节流槽3131 的径向横截面积在朝向小径段 316 的方向上渐增，即节流槽 3131 径向的渐变趋势与封堵部件313 整体径向的渐变趋势相反，如图 4 所示，封堵部件 313 的直径沿朝向小径段 316 的方向渐缩，节流槽 3131 的沿此方向的径向横截面积渐增。则第一油道在逐渐封闭时，经过节流槽 3131 的流通量缓和地递减，即第一油道的关闭为较为缓和的过程，存在过渡阶段，从而可以有效地避免冲击的产生，达到滤波的效果。因此，与现有技术中的平衡阀相比，本发明的封堵部件 313 关闭第一油道的瞬间产生冲击，作用于阀芯 22 上的油液的波动较小，因此，主

22、阀芯的移动较为平稳，阀口开度忽大忽小，则该平衡阀的系统在工作过程中，可以消除抖动，具有较高的操作舒适性和安全可靠性。0036该实施方式中的封堵部件 313 上有四个节流槽 3131，优选地使四个节流槽3131 且沿封堵部件 313 的均布，该方案可以使油液能够均匀地在各节流槽 3131中，进一步确保主阀芯动作的平稳性。需要说明的是，节流槽 3131 的数目并不限于四个，可以根据不同型号的平衡阀的参数要求确定具体的节流槽 3131 数目，满足快速换向要求的同时，达到较好的节流稳定效果。0037请参考图7 和图8，图7意图，与图 2 相同，该图仅示出发明所提供平衡阀另一种具体实施方式的结构示阀盖和

23、阀芯部分，省去主阀芯和先导阀芯等常规的结构 ；图 8 为图 7 中0038容腔C 和半桥的工作原理示意图。油口32 还具有第二油道，如图7 所示阀盖3 主体上设有与阶梯盲孔大径段 315 连通的径向油腔 B 1，大径段 315 与径向油腔 B1 连通处设有第一阻尼 34，阀盖 3 上还设有连通径向油腔 B1 和容腔C 的轴向通道 B2，轴向通道 B2 与容腔C 的连通处设有第二阻尼 35，该处的径向油腔 B1 和轴向通道 B2 的设计便于，实际上，只要设置连通大径段 315 和容腔C 的通道即可，由于第一阻尼 34 和第二阻尼 35 的存在，第一油道开启时油仅自第一油道通过进入容腔 C，当第一油道关闭时油第二油道进入容腔 C，即自油口 32 流向油腔 A，继而进入调节杆 31 和阀盖 3 主体之间的间隙，再进入调节杆 31 上的径向通孔 314，流向阶梯盲孔的大径段 315，并进入径向油腔 B1和轴向通道 B2，最终流向阀芯 22 的左侧容腔 C。此外，该实施方式中的平衡阀在6说明书CN 102261354 A5/5 页阀盖 3 上嵌装溢流阀 24，溢流阀 24 的进油口连通阀芯 22 左侧的容腔 C，溢流阀 24 的出油口连通系统的回油油路。则当阀芯 22 左侧容腔 C 的油压过，溢流阀 24