平衡阀及具有其的工程机械的制作方法

1.本发明涉及液压元件技术领域，具体涉及一种平衡阀及具有其的工程机械。


背景技术：

2.目前，起重工程机械的主要由卷扬机构实现重物的提升与下放，以完成各项实际工作过程。提升与下放的平稳性是起重机操控性的一个非常关键的指标。平稳性主要指标分为：速度平稳型和抖动平稳性。此项关键指标通常由马达平衡阀控制。
3.卷扬机构在下落过程中动力下落和重力下落共同起作用。动力下落方式具有高效的特点，但动力下放系统在变幅下放的过程中，负载作用力变化较大。卷扬下降速度过快，则会引起进入平衡阀油口的压力瞬间降低，引起平衡阀控制压力降低，平衡阀开口度减小；卷扬下降速度降低，会引起进入平衡阀油口的压力瞬间升高。则平衡阀开口度始终受到进入平衡阀油口形成的控制压力影响，这个过程不断重容易引起卷扬下降抖动问题。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的卷扬机构在下落时平衡阀易发生抖动的缺陷，从而提供一种平衡阀及具有其的工程机械。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种平衡阀，包括：阀体，阀体上设置有第一油口，以及位于第一油口两侧的第二油口和第三油口；阀芯，可移动地设置在阀体内，阀芯的中部设置有连通槽，连通槽适于使第一油口与第二油口连通，或者适于使第一油口与第三油口连通，连通槽的轴向端面上设置有缓冲槽；弹性缓冲结构，设置在阀芯的一侧与阀体之间。
6.可选地，阀体内设置有互相连通第一安装腔和第二安装腔，阀芯设置在第一安装腔内，弹性缓冲结构设置在第二安装腔内，弹性缓冲结构包括：第一压板，设置在第二安装腔的朝向第一安装腔的一侧；第二压板，设置在第二安装腔的背离第一安装腔的一侧；弹性件，设置在第一压板和第二压板之间，其中，阀芯的朝向第二安装腔的端部设置有导向柱，导向柱穿过第一压板后与第二压板连接，导向柱和第二压板之间设置有防脱结构。
7.可选地，第一压板包括第一导向筒以及连接在第一导向筒的边沿处的第一环形凸边，导向柱穿过第一导向筒，第一安装腔的直径大于第二安装腔的直径，以使第一安装腔与第二安装腔之间形成台阶面，第一环形凸边与台阶面配合。
8.可选地，第二压板包括第二导向筒以及连接在第二导向筒的边沿处的第二环形凸边，导向柱的端部穿设在第二导向筒内，防脱结构设置在导向柱和第二导向筒之间。
9.可选地，弹性件为弹簧，弹簧套设在第一导向筒和第二导向筒外，并且弹簧的两端分别于第一环形凸边和第二环形凸边抵接。
10.可选地，连通槽包括沿周向相对的第一端面和第二端面，缓冲槽包括第一槽体和第二槽体，第一槽体设置在第一端面和第二端面中的一个上，第二槽体设置在第一端面和第二端面中的另一个上，第一槽体和第二槽体相对设置。
11.可选地，第一槽体和第二槽体的壁面为弧形面。
12.可选地，第一槽体包括沿轴向上互相连接的第一段和第二段，第二段位于第一段的背离第二槽体的一侧，在沿周向方向上，第二段的尺寸小于第一段的尺寸。
13.可选地，缓冲槽为多个，多个缓冲槽沿周向间隔设置，其中，相邻的缓冲槽的第一槽体和第二槽体位置相反设置。
14.本发明还提供了一种工程机械，包括上述的平衡阀。
15.本发明具有以下优点：
16.利用本发明的技术方案，连通槽的轴向端面上设置有缓冲槽，缓冲槽能够对第一油口处的压力进行缓冲，从而减小压力变化对阀芯行程的影响。通过在阀芯的一侧与阀体之间设置弹性缓冲结构，相比于现有技术中在阀芯的两侧均设置弹簧的结构而言，安装间隙更小，运动干扰更小，能够更好的对阀芯的行程进行控制，降低因控制压力变化对阀芯的行程影响。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的卷扬机构在下落时平衡阀易发生抖动的缺陷。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
18.图1示出了本发明的平衡阀的剖视示意图；
19.图2示出了图1中a处放大示意图；
20.图3示出了图1中b处放大示意图；
21.图4示出了图1中c处放大示意图；
22.图5示出了图1中平衡的连通槽处的结构示意图；以及
23.图6示出了图1中平衡阀的连通槽处的沿轴向视角的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.10、阀体；11、第一油口；12、第二油口；13、第三油口；20、阀芯；21、连通槽；211、第一端面；212、第二端面；22、导向柱；30、缓冲槽；31、第一槽体；311、第一段；312、第二段；32、第二槽体；40、弹性缓冲结构；41、第一压板；411、第一导向筒；412、第一环形凸边；42、第二压板；421、第二导向筒；422、第二环形凸边；43、弹性件；44、防脱结构；50、第一安装腔；60、第二安装腔；70、台阶面。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.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“安装”、“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。
29.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
30.如图1所述，本实施例的平衡阀包括阀体10、阀芯20以及弹性缓冲结构40。其中，阀体10上设置有第一油口11，以及位于第一油口11两侧的第二油口12和第三油口13。阀芯20可移动地设置在阀体10内，阀芯20的中部设置有连通槽21。连通槽21适于使第一油口11与第二油口12连通，或者适于使第一油口11与第三油口13连通，连通槽21的轴向端面上设置有缓冲槽30。弹性缓冲结构40设置在阀芯20的一侧与阀体10之间。
31.利用本实施例的技术方案，连通槽21的轴向端面上设置有缓冲槽30，缓冲槽30能够对第一油口11处的压力进行缓冲，从而减小压力变化对阀芯20行程的影响。通过在阀芯20的一侧与阀体10之间设置弹性缓冲结构40，相比于现有技术中在阀芯的两侧均设置弹簧的结构而言，安装间隙更小，运动干扰更小，能够更好的对阀芯20的行程进行控制，降低因控制压力变化对阀芯20的行程影响。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的卷扬机构在下落时平衡阀易发生抖动的缺陷。
32.需要说明的是，上述的第一油口11用于与液压系统中的主油路连接，第二油口12和第三油口13均用于与液压马达连接。阀芯20可以沿着轴向在阀体10内滑动，根据具体的工况不同，连通槽21可以将第一油口11和第二油口12连通，或者连通槽21可以将第一油口11和第三油口13连通。平衡阀的作用即将第二油口12和第三油口13中的高压侧进行卸油。
33.需要说明的是，上述的弹性缓冲结构40仅设置在阀芯20的一侧。现有技术中通常在阀芯20的两侧均设置弹簧，但是双弹簧结构存在安装间隙大，两个弹簧之间存在互相干扰的情况。本实施例中仅在阀芯20的一侧设置弹性缓冲结构40，能够减小安装间隙和运动干扰，更好的降低因控制压力变化对阀芯20的行程影响。进一步地，弹性缓冲结构40能够对阀芯20的两个方向的运动进行缓冲。
34.如图1所示，在本实施例的技术方案中，阀体10内设置有互相连通第一安装腔50和第二安装腔60。阀芯20设置在第一安装腔50内，弹性缓冲结构40设置在第二安装腔60内。弹性缓冲结构40包括第一压板41、第二压板42以及弹性件43。其中，第一压板41设置在第二安装腔60的朝向第一安装腔50的一侧。第二压板42设置在第二安装腔60的背离第一安装腔50的一侧。弹性件43设置在第一压板41和第二压板42之间。进一步地，阀芯20的朝向第二安装腔60的端部设置有导向柱22，导向柱22穿过第一压板41后与第二压板42连接，导向柱22和第二压板42之间设置有防脱结构44。
35.根据上述结构，当阀芯20朝向第二安装腔60运动时，阀芯20推动第一压板41朝向第二压板42运动，此时第一压板41和第二压板42之间的间隙减小，从而使得弹性件43被压缩，从而对阀芯20的运动进行缓冲。当阀芯20背离第二安装腔60运动时，由于导向柱22和第
二压板42之间设置有防脱结构44，因此导向柱22会带动第二压板42朝向第一压板41运动，此时第一压板41和第二压板42之间的间隙减小，从而使得弹性件43被压缩，从而对阀芯20的运动进行缓冲。由此可见，通过上述结构，仅在阀芯20的一侧设置弹性缓冲结构40即可对阀芯20的两个方向的运动进行缓冲。
36.进一步地，本实施例中阀芯20的两端均设置有节流阀从而实现进油阻尼，对控制压力油源压力进行缓冲，并进行进油阻尼和旁通阻尼匹配，对控制压力进一步缓冲控制。上述的导向柱22与一个节流阀连接。
37.如图2所示，在本实施例的技术方案中，第一压板41包括第一导向筒411以及连接在第一导向筒411的边沿处的第一环形凸边412。导向柱22穿过第一导向筒411，第一安装腔50的直径大于第二安装腔60的直径，以使第一安装腔50与第二安装腔60之间形成台阶面70，第一环形凸边412与台阶面70配合。具体而言，第一导向筒411的中部设置有通孔，导向柱22穿过通孔，进而使得导向柱22和第一导向筒411之间可以沿着轴向移动。当阀芯20朝向第二安装腔60运动时，阀芯20与第一环形凸边412抵接，并推动第一压板41朝向第二压板42运动，从而减小第一压板41和第二压板42之间的距离。当阀芯20背离第二安装腔60运动时，第一环形凸边412与台阶面70抵接，进而使得第一压板41的位置被固定，导向柱22通过防脱结构44带动第二压板42朝向第一压板41于东，从而减小第一压板41和第二压板42之间的距离。
38.如图3所示，在本实施例的技术方案中，第二压板42包括第二导向筒421以及连接在第二导向筒421的边沿处的第二环形凸边422，导向柱22的端部穿设在第二导向筒421内，防脱结构44设置在导向柱22和第二导向筒421之间。具体而言，第二导向筒421的中部设置有通孔，导向柱22的端部穿过通孔，进而使得导向柱22和第二导向筒421之间可以沿着轴向移动。防脱结构44包括设置在导向柱22的端部外周面上的第一凸边以及设置在第二导向筒421的内周面上的第二凸边，第一凸边位于第二凸边的内侧。当导向柱22背离第二安装腔60移动时，并且第一凸边和第二凸边抵接时，导向柱22能够带动第二压板42朝向第一压板41移动。
39.如图1至图3所示，在本实施例的技术方案中，弹性件43为弹簧，弹簧套设在第一导向筒411和第二导向筒421外，并且弹簧的两端分别于第一环形凸边412和第二环形凸边422抵接。进一步地，第一导向筒411的外壁和第二导向筒421的外壁对弹簧起到了定位的作用，第一环形凸边412和第二环形凸边422抵接时能够对弹簧进行压缩，从而对阀芯20的运动起到缓冲作用。
40.如图4所示，在本实施例的技术方案中，连通槽21包括沿周向相对的第一端面211和第二端面212，缓冲槽30包括设置在第一端面211上的第一槽体31和设置在第二端面212上的第二槽体32，第一槽体31和第二槽体32相对设置。第一槽体31和第二槽体32能够起到对过流面积改变的作用，从而降低阀芯20行程引起的流量变化较大问题。
41.如图5所述，优选地，第一槽体31和第二槽体32的壁面均为弧形面。
42.如图4和图5所示，在本实施例的技术方案中，第一槽体31包括沿轴向上互相连接的第一段311和第二段312，第二段312位于第一段311的背离第二槽体32的一侧，在沿周向方向上，第二段312的尺寸小于第一段311的尺寸。具体而言，第二段312设置在第一段311的背离第二槽体32的一侧。在沿着周向方向上，第二段312的宽度小于第一段311的宽度。第一
段311和第二段312互相连通，并且第一段311呈半圆形槽结构，第二段312呈长槽结构。相应地，第二槽体32呈半圆形槽结构。
43.根据申请人的仿真实验结构，上述的第一槽体31和第二槽体32的结构形式能够使得缓冲效果更好。
44.如图6所示，在本实施例的技术方案中，缓冲槽30为多个，多个缓冲槽30沿周向间隔设置，其中，相邻的缓冲槽30的第一槽体31和第二槽体32位置相反设置。具体而言，本实施例中的缓冲槽30为四个，四个缓冲槽30在周向上均匀地间隔设置。相邻的缓冲槽30中，第一槽体31和第二槽体32位置颠倒设置，也即，一个缓冲槽30中，第一槽体31设置在第一端面211上，第二槽体32设置在第二端面212上；另一个缓冲槽30中，第一槽体31设置在第二端面212上，第二槽体32设置在第一端面211上。
45.本实施例还提供了一种工程机械，包括上述的平衡阀。优选地，平衡阀与工程机械的卷扬马达连接。
46.根据上述描述，本实施例的平衡阀具有以下优点：
47.1、采用单侧弹簧设计以降低控制压力变化对平衡阀阀芯行程影响；
48.2、阀芯中部采用圆弧台阶以实现阀芯过流面积改变，降低阀芯行程引起的流量变化较大问题；
49.3、在阀杆两端采用节流阀以实现进油阻尼，对控制压力油源压力进行缓冲，并进行进油阻尼和旁通阻尼匹配，对控制压力进一步缓冲控制；
50.4、整个结构没有先导控制，优化了各种流道孔，结构简单紧凑可靠，具有非常优秀的工程价值。
51.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。