多级流量调节阀及搭载该多级流量调节阀的液压挖掘机

摘要

本发明公布一种多级流量调节阀及搭载该多级流量调节阀的液压挖掘机。多级流量调节阀，包括调节阀阀套，调节阀阀套右端连接有调节阀壳体，调节阀壳体右端连接有调节阀后盖；所述调节阀阀套和调节阀壳体安装在阀体的阀芯孔中；调节阀阀套中配合安装有调节阀阀芯，调节阀壳体中配合安装有弹簧座，调节阀后盖中安装有弹簧；所述弹簧座左端与调节阀阀芯配合，弹簧座右端与弹簧左端接触。本发明通过一级节流有效实现了泵口流量的调节，通过二级节流有效的实现了泵口流量的卸荷，规避了液压系统因机械故障或其他问题导致P口压力憋压造成的零部件破坏及油液外泄漏的风险。

说明书

技术领域

本发明涉及液压控制系统技术领域，具体是一种多级流量调节阀及搭载该多级流量调节阀的液压挖掘机。

背景技术

随着工程机械的快速发展，对工程机械零部件的质量、性能要求越来越高，尤其近年来随着环保意识的提高，对工程机械漏油及其安全性提出了更高的要求；微、小挖上应用的片式负载敏感多路阀、负载敏感泵均受执行机构的负载作用，其流量、压力随负载压力的变化而变化，当负载压力因机械故障失控时会导致液压系统压力、流量失控，此时会导致液压系统卸荷功能失效，进而使液压泵或液压阀功能失效，严重的导致液压泵和液压阀零部件损坏、喷油。

中国专利公开了一种卸荷阀及组合阀式缓冲油缸（CN114439807A），用于实现流量卸荷，提高系统的安全性。卸荷阀包括阀体、阀芯以及回位弹簧，还设置有阻尼孔和卸荷槽；组合阀包括卸荷阀和节流阀，节流阀包括缓冲塞和缓冲腔；组合阀式缓冲油缸的活塞杆组件安装在缸体内，缸体包括缸头法兰、缸底以及缸筒，活塞杆组件包括导向套、活塞以及活塞杆；组合阀设置在油缸上。

上述技术存在的不足是：该卸荷阀功能单一，不具有流量调节功能，功能集成度低，存在使用范围的局限性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多级流量调节阀及搭载该多级流量调节阀的液压挖掘机。本多级流量调节阀能够实现工程机械液压挖掘机工作时系统流量的调节，同时，规避因液压系统压力过大而导致片间泄漏或喷油的风险。

本发明通过以下技术方案实现：一种多级流量调节阀，

包括调节阀阀套，调节阀阀套右端连接有调节阀壳体，调节阀壳体右端连接有调节阀后盖；所述调节阀阀套和调节阀壳体安装在阀体的阀芯孔中；调节阀阀套中配合安装有调节阀阀芯，调节阀壳体中配合安装有弹簧座，调节阀后盖中安装有弹簧；所述弹簧座左端与调节阀阀芯配合，弹簧座右端与弹簧左端接触；

所述阀体上开设有Dr油道、P油道、T油道和Ls油道；

所述调节阀阀套上开设有与Dr油道向对的K油道、与P油道向对的Q油道和与T油道向对的E油道；

所述调节阀阀芯左端为N容腔，N容腔与通过开设在调节阀阀套上的L油道、M油道与K油道导通；调节阀阀芯中部外表面开设有与Q油道、E油道配合的F容腔；F容腔左侧的调节阀阀芯外表面开设有J容腔，J容腔与F容腔导通，J容腔左侧调节阀阀芯外径小于J容腔右侧调节阀阀芯外径；

所述调节阀壳体上开设有与Ls油道向对的A油道，所述调节阀阀芯右端为B容腔，A油道与B容腔导通；

所述弹簧座左端与调节阀阀芯右端为间隙滑动配合，弹簧座轴心开设有C油道，弹簧座右端为D容腔。

其进一步是：所述调节阀阀套上开设有与Dr油道向对的节流孔Ⅰ和节流孔Ⅱ，节流孔Ⅰ直径小于节流孔Ⅱ直径，节流孔Ⅰ位于节流孔Ⅱ左侧。

所述调节阀阀芯上开设有径向的G油道和I油道，G油道连通F容腔，I油道连通J容腔；调节阀阀芯左端开设有H油道，H油道连通G油道和I油道，H油道左端安装有堵头。

所述调节阀阀芯右端有台肩，调节阀阀芯台肩抵在调节阀阀套右端；所述调节阀壳体内壁具有挡台，挡台用于限制调节阀阀芯台肩向右的位移。

所述弹簧座上具有台肩，弹簧座台肩抵在调节阀壳体挡台右端。

所述调节阀壳体左端与调节阀阀套之间设置有钢丝挡圈和“O”形密封圈Ⅱ，调节阀壳体右端与调节阀后盖之间设置有“O”形密封圈Ⅰ，调节阀壳体外表面与阀体的阀芯孔之间设置有“O”形密封圈Ⅲ。

所述调节阀阀套外表面与阀体的阀芯孔之间设置有“O”形密封圈Ⅳ、“O”形密封圈Ⅴ、“O”形密封圈Ⅵ；所述“O”形密封圈Ⅳ位于Q油道和E油道之间；所述“O”形密封圈Ⅴ位于Dr油道和Q油道之间；所述“O”形密封圈Ⅵ位于Dr油道的左侧。

一种液压挖掘机，采用一种多级流量调节阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

充分利用调节流量阀阀芯受力的差异化，调节流量阀阀芯和调节流量阀阀套的配合位移差，实现泵出口流量的调节或卸荷；通过一级节流有效实现了泵口流量的调节，通过二级节流有效的实现了泵口流量的卸荷，规避了液压系统因机械故障或其他问题导致P口压力憋压造成的零部件破坏及油液外泄漏的风险；

实现了流量调节及系统油液卸荷的有机统一，调节阀结构简单、功能强大、结构紧凑、集成度高。

附图说明

图1是本发明多级流量调节阀的结构示意图；

图2是本发明多级流量调节阀的安装示意图；

图3是图2中调节阀阀芯左端位置的放大图；

图4是本发明中调节阀阀芯的结构示意图；

图5是本发明中调节阀阀套的结构示意图；

图中：调节阀壳体1、弹簧座2、调节阀后盖3、“O”形密封圈Ⅰ4、弹簧5、调节阀阀套6、节流孔Ⅰ6-1、节流孔Ⅱ6-2、调节阀阀芯7、钢丝挡圈8、“O”形密封圈Ⅱ9、“O”形密封圈Ⅲ10、“O”形密封圈Ⅳ11、“O”形密封圈Ⅴ12、“O”形密封圈Ⅵ13、堵头14。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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做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。

实施例一

如图1至图3所示，一种多级流量调节阀，包括调节阀阀套6，调节阀阀套6右端连接有调节阀壳体1，调节阀壳体1右端连接有调节阀后盖3。调节阀阀套6和调节阀壳体1安装在阀体的阀芯孔中。调节阀阀套6中配合安装有调节阀阀芯7，调节阀壳体1中配合安装有弹簧座2，调节阀后盖3中安装有弹簧5，弹簧座2左端与调节阀阀芯7配合，弹簧座2右端与弹簧5左端接触。调节阀阀芯7右端有台肩，调节阀阀芯7台肩抵在调节阀阀套6右端；调节阀壳体1内壁具有挡台，挡台用于限制调节阀阀芯7台肩向右的位移。弹簧座2上具有台肩，弹簧座2台肩抵在调节阀壳体1挡台右端。

调节阀壳体1左端与调节阀阀套6之间设置有钢丝挡圈8和“O”形密封圈Ⅱ9，调节阀壳体1右端与调节阀后盖3之间设置有“O”形密封圈Ⅰ4，调节阀壳体1外表面与阀体的阀芯孔之间设置有“O”形密封圈Ⅲ10。

调节阀阀套6外表面与阀体的阀芯孔之间设置有“O”形密封圈Ⅳ11、“O”形密封圈Ⅴ12、“O”形密封圈Ⅵ13。“O”形密封圈Ⅳ11位于Q油道和E油道之间；“O”形密封圈Ⅴ12位于Dr油道和Q油道之间；“O”形密封圈Ⅵ13位于Dr油道的左侧。

结合图2至图5所示，

阀体上开设有Dr油道、P油道、T油道和Ls油道；

调节阀阀套6上开设有与Dr油道向对的K油道、与P油道向对的Q油道和与T油道向对的E油道；调节阀阀套6上开设有与Dr油道向对的节流孔Ⅰ6-1和节流孔Ⅱ6-2，节流孔Ⅰ6-1直径小于节流孔Ⅱ6-2直径，节流孔Ⅰ6-1位于节流孔Ⅱ6-2左侧；

调节阀阀芯7左端为N容腔，N容腔与通过开设在调节阀阀套6上的L油道、M油道与K油道导通；调节阀阀芯7中部外表面开设有与Q油道、E油道配合的F容腔；F容腔左侧的调节阀阀芯7外表面开设有J容腔；J容腔左侧调节阀阀芯7外径小于J容腔右侧调节阀阀芯7外径；调节阀阀芯7上开设有径向的G油道和I油道，G油道连通F容腔，I油道连通J容腔；调节阀阀芯7左端开设有H油道，H油道连通G油道和I油道，H油道左端安装有堵头14；

调节阀壳体1上开设有与Ls油道向对的A油道，调节阀阀芯7右端为B容腔，A油道与B容腔导通；弹簧座2左端与调节阀阀芯7右端为间隙滑动配合，弹簧座2轴心开设有C油道，弹簧座2右端为D容腔。

工作过程：

P油道和泵出油口相连接，Dr油道和T油道直接和油箱相连接，各执行机构的负载经梭阀网络或单向阀逻辑油路选择的最大负载与Ls油道相连接；

1、当挖机各执行机构不工作，系统处于怠机状态，此时各执行机构的压力为零即Ls油路压力为零；

此时泵出油口的油液经P口→调节阀阀套6上的Q油道→F容腔→调节阀阀芯7上的G油道→调节阀阀芯7上的H油道→调节阀阀芯7上的I油道→J容腔；调节阀阀芯7结构图如图3所示，调节阀阀芯7在X、Y截面面积差和J容腔压力作用下产生向右的力，此时N容腔经调节阀阀芯7上的M油道→调节阀阀芯7上的L油道→调节阀阀套6上的K油道→Dr容腔；

综上，当P口在J容腔处产生的力大于D容腔处的弹簧力时，调节阀阀芯7向右移动，调节阀阀芯7的移动使P口逐渐通过调节阀阀套6的节流孔Ⅰ6-1与T口相连通（调节阀阀套6的结构图如图4所示），直至P口在J容腔处产生的推力与D容腔处的弹簧力稳定，系统处于卸荷状态；

调节阀阀芯7的移动导致油箱的油液经Dr油道→调节阀阀套6上的K油路→调节阀阀芯7上的L油路→调节阀阀芯7上的M油路→N容腔。

2、当挖机有执行机构工作时，系统处于工作状态，

此时执行机构的最大负载经梭阀网络或单向阀逻辑油路至Ls油道，Ls油路的油液压力经调节阀壳体1上的A油道→B容腔→弹簧座2和调节阀阀芯的配合间隙至弹簧座2上的C油道→D容腔；

P口压力油的流向同上述怠机状态，

N容腔的油液流动状态同上述怠机状态；

此时调节阀阀芯7的受力如下：

P口油液压力、D容腔弹簧力和D容腔Ls油路的压力；

当P口压力产生的作用力小于或等于D容腔弹簧力和D容腔Ls油路的压力产生的力之和时，调节阀阀芯7处于关闭状态即无系统油液经卸荷阀至T口；

当P口压力产生的作用力大于D容腔弹簧力和D容腔Ls油路的压力产生的力之和时，调节阀阀芯7处于开启状态即系统有一部分油液荷阀至T口，调节阀处于流量调节状态。

3、当液压系统出现故障，

状态一：泵的排量一直受Ls负载压力作用且持续升高，导致P口压力升高，超过了系统安全设定压力；

状态二：多路阀阀芯复位，但Ls负载压力并未随阀芯的复位而衰减至零，而是持续存在，形成系统憋压，系统压力超越系统安全设定压力；

在此工况下P口压力持续升高，调节阀阀芯7在J容腔（与P口压力相连通）在压力作用下向右移动，当调节阀阀芯7移动至调节阀阀芯7上的L油道与J容腔相连通（此时调节阀阀芯7上的L油道与调节阀阀套6的K油道通过调节阀阀芯7的外径与调节阀阀套6的内径形成密封而不通），这样，泵排出的压力油经P口一分部通过调节阀阀芯7上的G油道→调节阀阀芯7上的H油道→调节阀阀芯7上的I油道→J容腔→调节阀阀芯7上的L油道→调节阀阀芯7上的M油道→N容腔，调节阀阀芯7在N容腔和J容腔的压力作用下（作用面积为Y截面）快速右移，使调节阀阀芯7处于完全开启状态，此时泵排出的油液完全经过P口→调节阀阀套6上的Q油道→F容腔→调节阀阀套6上的节流孔Ⅰ6-1、节流孔Ⅱ6-2回油箱，完成液压系统的全卸荷；

此种情况下，可保证泵口排出的流量完全卸荷，规避了系统压力的变化对其他零部件的影响及破坏。

实施例二

一种液压挖掘机，采用实施例一种的多级流量调节阀。

本发明解决了系统压力过高导致主阀片间泄漏甚至喷油的问题，通过多级流量调节实现液压系统压力的稳定及系统的快速卸荷。通过流量调节阀的一级调节，可实现液压系统压力的稳定；通过流量调节阀的二级调节，可实现液压系统的卸荷，规避了液压系统憋压的风险，为液压系统的安全运行提供保证。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。