cn9一種起重機液壓系統(tǒng)及其平衡閥

1、(19)中民*CN102261354A*(12)發(fā)明專利申請(10)申請公布號 CN 102261354(43)申請公布日 2011.11.30A(21)申請?zhí)?01110098213.9(22)申請日2011.04.19(71)申請人徐州重型機械地址 221004 江蘇省徐州市銅山路 165 號(72)發(fā)明人張王(74)專利機構(gòu) 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)有限公司 11227波人(51)Int.Cl.F15B 13/02 (2006.01)B66C 13/20 (2006.01)權(quán)利要求書 1 頁說明書 5 頁附圖 3 頁(54) 發(fā)明名稱一種起重機(57) 摘要系統(tǒng)及其平衡閥本發(fā)明公開了一種平衡閥，

2、包括閥蓋和主閥體閥蓋內(nèi)具有與閥芯相對且同軸的階梯盲孔，且閥蓋設(shè)有連通盲孔的大徑段的油口，盲孔的小徑段連通容腔，大徑段置有封堵小徑段的封堵部件，封堵部件的直徑在朝向所述小徑段的方向上漸縮，且封堵部件與小徑段的封堵配合面上設(shè)有節(jié)流槽，節(jié)流槽的橫截面積沿軸向遞增。則油進入的油道在封閉的過程中，經(jīng)過節(jié)流槽的流通量會緩和地遞減，可以有效地避免芯上的沖擊的產(chǎn)生，因此，作用于閥油液的波動較小，主閥芯的開度忽大忽小，可以消除抖動，具有較高的操作舒適性和安全可靠性。本發(fā)明還公開一種包括上述平衡閥的起重機系統(tǒng)。CN 102261354 A權(quán)利要求書CN 102261354 A1/1 頁1. 一種平衡閥，其主閥體

3、(2) 內(nèi)設(shè)有閥芯 (22)，所述閥芯 (22) 與其閥蓋 (3) 之間具有容腔 (C) ；所述閥蓋 (3) 內(nèi)具有與所述閥芯 (22) 相對且同軸的階梯盲孔，且設(shè)有連通所述盲孔的大徑段 (315) 的油口 (32)，所述盲孔的小徑段 (316)連通所述容腔 (C)，其特征在于，所述大徑段 (315) 沿軸向依次置有彈性部件、封堵所述小徑段 (316) 的封堵部件 (313) ；所述封堵部件 (313) 的直徑在朝向所述小徑段 (316) 的方向上漸縮，且所述封堵部件(313) 與所述小徑段(316) 的封堵配合面上設(shè)有節(jié)流槽(3131)，所述節(jié)流槽 (3131) 的橫截面積在朝向所述小徑段

4、(316) 的方向上漸增。2. 根據(jù)權(quán)利要求 1 所述的3. 根據(jù)權(quán)利要求 2 所述的平衡閥，其特征在于，所述封堵部件 (313) 為錐臺狀。平衡閥，其特征在于，所述小徑段 (316) 為階梯孔 ；所述封堵部件 (313)，與所述小徑段 (316) 的臺階面處、或所述大徑段 (315) 與所述小徑段(316) 相接的臺階面處封堵配合。4. 根據(jù)權(quán)利要求 1 至 3 任一項所述的數(shù)目為四個，且沿所述封堵部件 (313) 的平衡閥，其特征在于，所述節(jié)流槽 (3131) 的均勻分布。5. 根據(jù)權(quán)利要求 4 所述的平衡閥，其特征在于，所述彈性部件為螺旋彈簧 (311)，所述封堵部件 (313) 連接導

5、桿 (312)，所述導桿 (312)內(nèi)。所述螺旋彈簧 (311) 的螺旋腔6. 根據(jù)權(quán)利要求1 至3 任一項所述的平衡閥，其特征在于，所述閥蓋(3) 上還設(shè)有直接連通所述大徑段(315) 和所述容腔(C) 的通道，所述通道上設(shè)有固定阻尼 ；所述平衡閥上還設(shè)有溢流閥 (24)，所述溢流閥 (24) 的進油口連通所述容腔 (C)，所述溢流閥 (24)的出油口連通回油口。7. 根據(jù)權(quán)利要求 6 所述的平衡閥，其特征在于，所述通道包括連通所述大徑段(315) 的徑向油腔 (B1)，和連通所述徑向油腔 (B1) 與所述容腔 (C) 的軸向通道 (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) 分別設(shè)置于所述徑向油腔 (B1) 和所述軸向通道 (B2) 中。8. 根據(jù)權(quán)利要求 7 所述的閥蓋 (3) 上。9. 根據(jù)權(quán)利要求 8 所述的平衡閥，其特征在于，所述溢流閥 (24) 設(shè)置于所述平衡閥，其特征在于，所述閥芯 (22) 上設(shè)有連通所述閥芯 (22) 左側(cè)所述容腔 (C) 和右側(cè)彈簧腔的阻尼腔，所述阻尼腔中設(shè)有第三阻尼(36)，且所述彈簧腔連通泄漏油口。10. 一種起重機系統(tǒng)，包括執(zhí)行元件和動力元件，所述動力元件至所述執(zhí)行元件的通路上設(shè)有平衡閥，其特征在于，所述平衡閥為權(quán)利要求 1 至 9任一項所述的平衡閥。2說明書CN 10226

7、1354 A1/5 頁一種起重機系統(tǒng)及其平衡閥技術(shù)領(lǐng)域0001本發(fā)明涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種平衡閥。本發(fā)明還涉及一種包括上述平衡閥的起重機系統(tǒng)。背景技術(shù)0002提高起重機的安全作業(yè)性能一直是該領(lǐng)域技術(shù)重機的起升、變幅和伸縮系統(tǒng)中，都應(yīng)用平衡閥進行致力研究的技術(shù)問題。目前起鎖緊，保證負載能夠在任意位置可靠停留，避免由于元件的內(nèi)部泄漏帶來負載的移動。因此，通常采用平衡閥作為起重機帶載下降速度的平衡與安全裝置。0003平衡閥的原理如下 ：平衡閥正向開啟油液直接推開主閥體內(nèi)的油液進入平衡閥的控單向閥流過閥體，在負載下降反向開啟時，需要閥芯換向，由制蓋板，并推動閥芯移動進行換向。0004請參考

8、圖 1，圖 1 為一種典型的平衡閥的部分剖視圖，該圖僅示出端蓋和主閥體上的閥芯，省去主閥體上的主閥芯和先導閥芯等常規(guī)結(jié)構(gòu)。0005該平衡閥在閥芯 121 的換向過程中主要采用與主閥位置并列設(shè)置的式油口單向閥。平衡閥的端蓋 11 與主閥體 12 沿軸向并列設(shè)置端蓋 11 上設(shè)有111油從油口 111 進入端蓋 11 內(nèi)部的油腔a，油腔 a處設(shè)有濾油器和入閥芯 121 之間的容口阻尼，再沿頂桿 14 與調(diào)節(jié)螺桿 13 之間的間隙進入調(diào)節(jié)螺桿 13 與腔 b，從而推動閥芯 121 向右移動閥芯 121 再推動先導閥芯運動，先導閥芯運行一定距離之后，主閥芯逐漸右移，直至完全打開閥口。在此過程中，頂桿

9、14 也隨著閥芯121 一起右移，則鋼球132 在彈簧131 的作用下也向右移動，當閥芯121 繼續(xù)向右運動，至鋼球 132 封住調(diào)節(jié)螺桿 13 右側(cè)時，鋼球 132 就與調(diào)節(jié)螺桿 13 形成了單向閥結(jié)構(gòu)，封住頂桿 14 與調(diào)節(jié)螺桿 13 之間的間隙油道，從而截斷b。油進入閥芯 121 左側(cè)的容腔0006然而短時間的121 的端蓋 11 內(nèi)的鋼球 132 在關(guān)閉的瞬間油突然被封停，從而會產(chǎn)生沖擊，無法在開啟過程中平穩(wěn)地閥芯 121 的換向，此時，會造成閥芯產(chǎn)生劇烈波動，由于閥芯 121 依靠彈簧力作用復位波動導致彈簧131 跟隨顫動，最終引起主閥芯的左右顫動，使閥口的開口忽大忽小，即主閥芯在換

10、向或者移動過程中的移動速度會發(fā)生突然變化，很可能帶來沖擊，引起執(zhí)行元件的爬行、突然 致操作為等現(xiàn)象，導致結(jié)構(gòu)件顫動，從而給操作者帶來操作的不穩(wěn)定性和不舒適感，容易導產(chǎn)生安全事故。將平衡閥應(yīng)用于式起重機的起升系統(tǒng)中時，此故障將表現(xiàn)馬達在轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生突然停止或速度突然加快，從而引起重物的突然停頓或突然升降，同時相關(guān)結(jié)構(gòu)部件也產(chǎn)生顫抖。0007因此，如何使平衡閥的更為穩(wěn)定，平穩(wěn)地主閥芯的換向，是本領(lǐng)域技術(shù)需要解決的技術(shù)問題。3說明書CN 102261354 A2/5 頁發(fā)0008本發(fā)明的一個目的是提供一種平衡閥，該平衡閥關(guān)閉油時存在緩沖閥芯換向。本發(fā)的過程，避免沖擊的產(chǎn)生，使較為穩(wěn)定，從而可以平穩(wěn)

11、地明的另一目的是提供一種包括上述平衡閥的起重機系統(tǒng)。平衡閥，其主閥體內(nèi)設(shè)有0009為達到本發(fā)明的第一個目的，本發(fā)明提供一種閥芯，所述閥芯與其閥蓋之間具有容腔 ；所述閥蓋內(nèi)具有與所述閥芯相對且同軸的階梯盲孔，且設(shè)有連通所述盲孔的大徑段的油口，所述盲孔的小徑段連通所述容腔，所述大徑段沿軸向依次置有彈性部件、封堵所述小徑段的封堵部件 ；所述封堵部件的直徑在朝向所述小徑段的方向上漸縮，且所述封堵部件與所述小徑段的封堵配合面上設(shè)有節(jié)流槽，所述節(jié)流槽的橫截面積在朝向所述小徑段的方向上漸增。0010 優(yōu)選地，所述封堵部件為錐臺狀。0011優(yōu)選地，所述小徑階梯孔 ；所述封堵部件，與所述小徑段的臺階面處、或所述

12、大徑段與所述小徑段相接的臺階面處封堵配合。0012優(yōu)選地，所述節(jié)流槽的數(shù)目為四個，且沿所述封堵部件的均勻分布。0013優(yōu)選地，所述彈性部件為螺旋彈簧，所述封堵部件連接導桿，所述導桿旋彈簧的螺旋腔內(nèi)。所述螺0014優(yōu)選地，所述閥蓋上還設(shè)有直接連通所述大徑段和所述容腔的通道，所述通道上設(shè)有固定阻尼 ；所述平衡閥上還設(shè)有溢流閥，所述溢流閥的進油口連通所述容腔，所述溢流閥的出油口連通回油口。0015優(yōu)選地，所述通道包括連通所述大徑段的徑向油腔，和連通所述徑向油腔與所述容腔的軸向通道，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別設(shè)置于所述徑向油腔和所述軸向通道中。0016優(yōu)選地，所

13、述溢流閥設(shè)置于所述閥蓋上。0017優(yōu)選地，所述閥芯上設(shè)有連通所述閥芯左側(cè)所述容腔和右側(cè)彈簧腔的阻尼腔，所述阻尼腔中設(shè)有第三阻尼，且所述彈簧腔連通泄漏油口。0018該發(fā)明所提供的平衡閥，其封堵部件的封堵端面上設(shè)有徑向截面積漸增的節(jié)流槽，則油進入閥芯與閥蓋之間容腔的第一油道在封閉的過程中，經(jīng)過節(jié)流槽的流通量緩和地遞減，從而使第一油道的關(guān)閉過程較為緩和，存在過渡階段，可以有效地避免沖擊的產(chǎn)生，達到濾波的效果，因此，作用于閥芯上的油液的波動較小，主閥芯的移動較為平穩(wěn)，閥口開度忽大忽小，則該平衡閥的系統(tǒng)在工作過程中，可以消除抖動，具有較高的操作舒適性和安全可靠性。0019為達到本發(fā)明的另一個目的，本發(fā)明

14、還提供一種起重機系統(tǒng)，包括執(zhí)行元件和所述動力元件，所述動力元件至所述執(zhí)行元件的通路上設(shè)有平衡閥，平衡閥為上述任一項所述的平衡閥。由于上述平衡閥具有上述技術(shù)效果，具有該平衡閥的起重機系統(tǒng)也具有相同的技術(shù)效果。附圖說明0020圖 1 為一種典型的平衡閥的部分剖視圖 ；0021圖 2發(fā)明所提供平衡閥一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖 ；4說明書CN 102261354 A3/5 頁0022圖 3 為圖 2 中階梯盲孔的結(jié)構(gòu)示意圖 ；0023圖 4 為圖 2 中封堵部件和導桿的結(jié)構(gòu)示意圖 ；0024圖 5 為圖 2 中頂桿與調(diào)節(jié)桿整體的配合示意圖 ；0025圖 6 為圖 5 中封堵部件處于封堵狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意

15、圖。0026圖 7發(fā)明所提供平衡閥另一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖 ；0027圖 8 為圖 7 中半橋的工作原理示意圖。具體實施方式0028本發(fā)明的為提供一種平衡閥，該平衡閥關(guān)閉油時存在緩沖的過閥芯換向。本發(fā)明的程，避免沖擊的產(chǎn)生，使較為穩(wěn)定，從而可以平穩(wěn)地另一0029為提供一種包括上述為了使本領(lǐng)域的技術(shù)平衡閥的起重機系統(tǒng)。更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。0030請參考圖2 至圖6，圖2發(fā)明所提供平衡閥一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該圖僅示出閥蓋和閥芯部分，省去主閥芯和先導閥芯等常規(guī)的結(jié)構(gòu) ；圖 3 為圖2 中階梯盲孔的結(jié)構(gòu)示意圖 ；圖 4 為圖

16、2 中封堵部件和導桿的結(jié)構(gòu)示意圖 ；圖 5 為圖 2 中頂桿與調(diào)節(jié)桿整體的配合示意圖 ；圖 6 為圖 5 中封堵部件處于封堵狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。0031該實施方式中的平衡閥，包括閥蓋 3 和主閥體 2，主閥體 2 的主閥腔內(nèi)設(shè)油直接推動主閥芯移動，閥口打開 ；平衡閥有主閥芯和先導閥芯，平衡閥正向開啟時反向開啟時( 如起重機帶載下降時)油自閥蓋3 上的油口32 進入油道，油推動流入先導閥腔 21 內(nèi)閥芯 22 移動閥芯 22 的左側(cè)容腔C，先導閥腔 21 設(shè)于主閥體 2 上，則閥芯 22 再推移先導閥芯，先導閥芯移動至一定距離后，主閥芯逐漸移動，從而緩慢地打開閥口，則過程中換向的穩(wěn)定性。油的穩(wěn)定在

17、一定程度上決定了主閥芯在反向開啟平衡閥的閥蓋 3 內(nèi)具有與閥芯 22 相對且同軸設(shè)置的階梯盲孔，即階0032梯盲孔的導通端與閥芯 22 相對，階梯盲孔的小徑段 316 靠近閥芯 22。該實施方式閥芯 22 同軸的軸向，并以鎖緊蓋 5 固定。調(diào)中的階梯盲孔位于調(diào)節(jié)桿 31 上，在內(nèi)孔，將具有階梯盲孔的調(diào)節(jié)桿 31節(jié)桿 31 的結(jié)構(gòu)設(shè)計便于組件的閥蓋 3 的主體上出與閥蓋 3 的軸向內(nèi)和安裝，且能夠提高零部件之間配合的精密型。當然，理論上，也可以將調(diào)節(jié)桿 31 與閥蓋 3 的主體設(shè)計為一體式結(jié)構(gòu)。0033階梯盲孔的大徑段 315 內(nèi)沿軸向依次置有彈性部件和封堵部件 313，封堵部件 313用以封堵

18、階梯盲孔小徑段 316 與大徑段 315 相接的臺階面處，為了實現(xiàn)有效封堵，封堵部件313 為變徑結(jié)構(gòu)，其直徑在朝向小徑段 315 的方向上漸縮，可以是錐狀、球狀，或是圖 4 中所示的錐臺狀，在實施有效封堵的同時還具有良好的導向作用。封堵部件 313 為錐臺狀時，小徑段 316 和大徑段 315 的連接處可以再設(shè)一級臺階，即小徑段 316 也為階梯孔，形成小徑段316 左側(cè)段和右側(cè)段，便于封堵部件 313 的封堵，可以進一步提高封堵效果，錐臺狀的封堵部件 313 的最大直徑可以大于左側(cè)段或右側(cè)段的直徑，圖 6 中所示的封堵部件封堵小徑段 316 的左側(cè)段。封堵部件 313 的封堵作用主要由彈性

19、部件的復位作用實現(xiàn)，裝配時，彈性部件處于預(yù)壓縮狀態(tài)，彈性部件可以是 311，封堵部件 313 可以連接導桿 312，將導桿 3125說明書CN 102261354 A4/5 頁311 的螺旋腔內(nèi)，則 311 可以為封堵部件 313 的移動起到較好的穩(wěn)定和導向作用，且錐臺狀的封堵部件 313 與導桿 312 結(jié)合的易于在工藝上實現(xiàn)。平衡閥還包括頂桿 4，頂桿4 貫穿階梯盲孔的小徑段 316，且頂桿 4 的一端抵接封堵部件 313，另一端連接閥芯 22，圖 2 中頂桿 4 的另一端閥芯 22 的連接，頂桿 4 的直徑略小于小徑段 316 的直徑，即頂桿 4口 32 連通。段 316 的內(nèi)之間存在一

20、定的間隙，該間隙通過大徑段 315 與油0034可以在大徑段 315 的上開設(shè)徑向通孔 314，調(diào)節(jié)桿 31 與閥蓋 3 的軸向內(nèi)孔的也具有一定的間隙，則自油口 32 進入的油通過此間隙流向徑向通孔314，再流入階梯盲孔的大徑段 315，進而通過小徑段 316 與頂桿 4 之間的間隙進入閥芯 22 與調(diào)節(jié)桿 31 之間的容腔C，此為實現(xiàn)油口 32 與容腔C 連通的第一油道。在容腔C 內(nèi)油的作用下閥芯 22 右移，此時，頂桿 4 隨同閥芯 22 同步右移，則封堵部件 313 在彈性部件的復位作用下移至小徑段 316 的臺階面處封油與容腔 C 的第一油道被關(guān)閉。段 316 時0035封堵部件313

21、段316 的封堵配合面上設(shè)有節(jié)流槽3131，節(jié)流槽3131 的徑向橫截面積在朝向小徑段 316 的方向上漸增，即節(jié)流槽 3131 徑向的漸變趨勢與封堵部件313 整體徑向的漸變趨勢相反，如圖 4 所示，封堵部件 313 的直徑沿朝向小徑段 316 的方向漸縮，節(jié)流槽 3131 的沿此方向的徑向橫截面積漸增。則第一油道在逐漸封閉時，經(jīng)過節(jié)流槽 3131 的流通量緩和地遞減，即第一油道的關(guān)閉為較為緩和的過程，存在過渡階段，從而可以有效地避免沖擊的產(chǎn)生，達到濾波的效果。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中的平衡閥相比，本發(fā)明的封堵部件 313 關(guān)閉第一油道的瞬間產(chǎn)生沖擊，作用于閥芯 22 上的油液的波動較小，因此，主

22、閥芯的移動較為平穩(wěn)，閥口開度忽大忽小，則該平衡閥的系統(tǒng)在工作過程中，可以消除抖動，具有較高的操作舒適性和安全可靠性。0036該實施方式中的封堵部件 313 上有四個節(jié)流槽 3131，優(yōu)選地使四個節(jié)流槽3131 且沿封堵部件 313 的均布，該方案可以使油液能夠均勻地在各節(jié)流槽 3131中，進一步確保主閥芯動作的平穩(wěn)性。需要說明的是，節(jié)流槽 3131 的數(shù)目并不限于四個，可以根據(jù)不同型號的平衡閥的參數(shù)要求確定具體的節(jié)流槽 3131 數(shù)目，滿足快速換向要求的同時，達到較好的節(jié)流穩(wěn)定效果。0037請參考圖7 和圖8，圖7意圖，與圖 2 相同，該圖僅示出發(fā)明所提供平衡閥另一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示閥蓋和

23、閥芯部分，省去主閥芯和先導閥芯等常規(guī)的結(jié)構(gòu) ；圖 8 為圖 7 中0038容腔C 和半橋的工作原理示意圖。油口32 還具有第二油道，如圖7 所示閥蓋3 主體上設(shè)有與階梯盲孔大徑段 315 連通的徑向油腔 B 1，大徑段 315 與徑向油腔 B1 連通處設(shè)有第一阻尼 34，閥蓋 3 上還設(shè)有連通徑向油腔 B1 和容腔C 的軸向通道 B2，軸向通道 B2 與容腔C 的連通處設(shè)有第二阻尼 35，該處的徑向油腔 B1 和軸向通道 B2 的設(shè)計便于，實際上，只要設(shè)置連通大徑段 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，第一油道開啟時油僅自第一油道通過進入容腔 C，當?shù)谝挥偷狸P(guān)閉時油第二油道進入容腔 C，即自油口 32 流向油腔 A，繼而進入調(diào)節(jié)桿 31 和閥蓋 3 主體之間的間隙，再進入調(diào)節(jié)桿 31 上的徑向通孔 314，流向階梯盲孔的大徑段 315，并進入徑向油腔 B1和軸向通道 B2，最終流向閥芯 22 的左側(cè)容腔 C。此外，該實施方式中的平衡閥在6說明書CN 102261354 A5/5 頁閥蓋 3 上嵌裝溢流閥 24，溢流閥 24 的進油口連通閥芯 22 左側(cè)的容腔 C，溢流閥 24 的出油口連通系統(tǒng)的回油油路。則當閥芯 22 左側(cè)容腔 C 的油壓過，溢流閥 24