可切换正反比例的减压阀

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，尤其是涉及一种可切换正反比例的减压阀。

背景技术

比例减压阀是一种十分重要的电液转换元件，其输出压力只与输入电流有关，根据减压原理的不同，一般可以分为正比例减压阀与反比例减压阀。正比例减压阀的输出压力随着输入电流的增大而增大，反比例减压阀的输出压力随着输入电流的增大而减小，这两种控制方式在工程机械的液压系统中都有着广泛的应用。

目前市场上的比例减压阀大多只有一种功能，既只有正比例功能或只有反比例功能。但在实际使用过程中，根据工况间需求的差异需要使用不同的功能，单一的功能已经远不能满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可切换正反比例的减压阀，以缓解现有技术中存在的单一功能的减压阀适用范围小的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供的可切换正反比例的减压阀包括滑阀组件和比例电磁铁组件；

所述滑阀组件包括阀套和阀芯，所述阀芯设有工作油口，所述阀套设有进油口和出油口，且套设所述阀芯，与所述阀芯滑动配合以实现所述进油口、所述出油口或所述工作油口之间的导通或关闭；

所述比例电磁铁组件包括螺堵、极靴、衔铁和内衬套，所述内衬套套设所述衔铁，所述极靴的第一端插设于所述内衬套内，所述极靴与所述衔铁沿所述内衬套的轴线方向间隔设置，且所述比例电磁铁组件包括第一状态和第二状态；

所述第一状态为所述螺堵插设于所述极靴的第二端，所述阀套背离所述工作油口的一端插设于所述内衬套远离所述极靴的一端，所述第二状态为所述螺堵插设于所述内衬套远离所述极靴的一端，所述阀套背离所述工作油口的一端插设于所述极靴的第二端；

所述衔铁与所述阀芯连接，以驱动所述阀芯滑动。

优选地，所述比例电磁铁组件还包括第一推杆和第二推杆，所述第一推杆和所述第二推杆分别安装于所述衔铁的两侧；

所述第二推杆背离所述衔铁的一端插设于所述极靴，以与所述螺堵或所述阀芯抵接，所述第一推杆背离所述衔铁的一端对应与所述阀芯或所述螺堵抵接。

优选地，所述比例电磁铁组件还包括限位片，所述限位片位于衔铁和极靴之间。

优选地，所述内衬套设有第一通孔，所述极靴设于所述第一通孔内；

所述第一通孔的内壁设有矩形槽，所述矩形槽沿第一通孔的轴线方向设置。

优选地，所述阀套的外壁设有凸起，所述凸起沿所述阀套的周向延伸。

优选地，所述阀芯的一端设有盲孔，形成所述工作油口；

所述盲孔的侧壁设有多组通油孔，多组通油孔沿所述盲孔的轴线方向间隔设置。

优选地，所述阀芯的外壁设有多组节流槽，多组所述节流槽沿所述盲孔的轴线方向间隔设置。

优选地，所述滑阀组件还包括压紧弹簧和连接杆；

所述连接杆的一端与所述阀芯螺纹连接，另一端设有第一沉孔，所述第一沉孔的内壁设有内螺纹；

所述压紧弹簧的一端与所述第一沉孔的底壁连接，另一端与所述第一推杆或第二推杆连接。

优选地，所述滑阀组件还包括外壳；

所述外壳套设所述比例电磁铁组件；

所述外壳的一端设有六角孔，所述内衬套的一端设有六角头，所述六角头与所述六角孔配合，所述外壳的另一端与所述极靴固定连接。

优选地，所述螺堵的一端设有第二沉孔，另一端设有安装孔，所述滑阀组件还包括第二弹性件；

所述第二沉孔的外壁与所述内衬套或所述极靴螺纹连接；

所述第二弹性件的一端与所述第二沉孔的底壁抵接，另一端与所述内衬套或所述极靴抵接。

综合上述技术方案，本发明所能实现的技术效果分析如下：

本发明提供的可切换正反比例的减压阀包括滑阀组件和比例电磁铁组件；滑阀组件包括阀套和阀芯，阀芯设有工作油口，阀套设有进油口和出油口，且套设阀芯，与阀芯滑动配合以实现进油口、出油口或工作油口之间的导通或关闭；比例电磁铁组件包括螺堵、极靴、衔铁和内衬套，内衬套套设衔铁，极靴的第一端插设于内衬套内，极靴与衔铁沿内衬套的轴线方向间隔设置，且比例电磁铁组件包括第一状态和第二状态；第一状态为螺堵插设于极靴的第二端，阀套背离工作油口的一端插设于内衬套远离极靴的一端，第二状态为螺堵插设于内衬套远离极靴的一端，阀套背离工作油口的一端插设于极靴的第二端；衔铁与阀芯连接，以驱动阀芯滑动。

本发明提供的可切换正反比例的减压阀的工作原理为：当比例电磁铁组件工作在反比例功能下，比例电磁铁组件处于第一状态，即螺堵安装在极靴上，滑阀组件安装在内衬套上；当比例电磁铁不通电时，阀芯位于开启状态，进油口与工作油口相通，回油口处于关闭状态，此时工作油口压力最大，等于进油口处压力。当比例电磁铁通电时，阀芯在电磁力的作用下运动，工作油口与回油口相通，进油口处于关闭状态，此时工作油口压力会在回油口处卸掉一部分，使工作油口处压力减少。当工作油口处压力降低到一定程度后，阀芯运动，使工作油口、回油口和进油口都处于切断状态。随着输入电流的不断增加，工作腔压力卸掉部分不断增加，输出压力不断减小，从而实现比例减压阀的反比例功能。

当比例电磁铁组件工作在正比例功能下，比例电磁铁组件处于第二状态，即螺堵安装在内衬套上，滑阀组件安装在极靴上。当比例电磁铁不通电时，阀芯处于全闭状态，回油口与工作油口相通，进油口处于关闭状态，此时工作腔压力最小，等于回油口压力。当比例电磁铁通电时，阀芯运动，工作油口与进油口相通，回油口处于关闭状态，此时工作油口压力会在进油口的作用下增加一部分，使工作油口处压力增加。当工作油口处压力增加到一定程度后，阀芯运动，工作油口、回油口与进油口彼此都处于切断状态。随着输入电流的不断增加，工作腔压力不断增加，输出压力不断增加，从而实现比例减压阀的正比例功能。

电磁铁比例减压阀通过调换滑阀组件与螺堵的相对位置，既可实现比例减压阀正反比例功能的切换，极大地拓展了比例减压阀的适用范围。

附图说明

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。

图1为本发明实施例提供的可切换正反比例的减压阀的第一状态装配图；

图2为本发明实施例提供的可切换正反比例的减压阀的第二状态装配图。

图标：

1-螺堵；2-小刚度弹簧；3-极靴；4-接线柱；5-注塑接插头；6-线圈；7-导磁环；8-内衬套；9-大刚度弹簧；10-外壳；11-第二推杆；12-限位片；13-衔铁；14-第一推杆；15-小螺堵；16-压紧弹簧；17-钢球；18-阀芯；19-第一密封圈；20-第二密封圈；21-第三密封圈；22-骨架；23-阀套；24-连接杆；T-回油口；P-进油口；A-工作油口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

市场上的比例减压阀大多只有一种功能，既只有正比例功能或只有反比例功能。但在实际使用过程中，根据工况间需求的差异需要使用不同的功能，单一的功能已经远不能满足使用要求。

有鉴于此，本发明实施例提供的可切换正反比例的减压阀包括滑阀组件和比例电磁铁组件；滑阀组件包括阀套23和阀芯18，阀芯18设有工作油口A，阀套23设有进油口P和出油口，且套设阀芯18，与阀芯18滑动配合以实现进油口P、出油口或工作油口A之间的导通或关闭；比例电磁铁组件包括螺堵1、极靴3、衔铁13和内衬套8，内衬套8套设衔铁13，极靴3的第一端插设于内衬套8内，极靴3与衔铁13沿内衬套8的轴线方向间隔设置，且比例电磁铁组件包括第一状态和第二状态；第一状态为螺堵1插设于极靴3的第二端，阀套23背离工作油口A的一端插设于内衬套8远离极靴3的一端，第二状态为螺堵1插设于内衬套8远离极靴3的一端，阀套23背离工作油口A的一端插设于极靴3的第二端；衔铁13与阀芯18连接，以驱动阀芯18滑动。

本发明提供的可切换正反比例的减压阀的工作原理为：当比例电磁铁组件工作在反比例功能下，比例电磁铁组件处于第一状态，即螺堵1安装在极靴3上，滑阀组件安装在内衬套8上；当比例电磁铁不通电时，阀芯18位于开启状态，进油口P与工作油口A相通，回油口T处于关闭状态，此时工作油口A压力最大，等于进油口P处压力。当比例电磁铁通电时，阀芯18在电磁力的作用下运动，工作油口A与回油口T相通，进油口P处于关闭状态，此时工作油口A压力会在回油口T处卸掉一部分，使工作油口A处压力减少。当工作油口A处压力降低到一定程度后，阀芯18运动，使工作油口A、回油口T和进油口P都处于切断状态。随着输入电流的不断增加，工作腔压力卸掉部分不断增加，输出压力不断减小，从而实现比例减压阀的反比例功能。

当比例电磁铁组件工作在正比例功能下，比例电磁铁组件处于第二状态，即螺堵1安装在内衬套8上，滑阀组件安装在极靴3上。当比例电磁铁不通电时，阀芯18处于全闭状态，回油口T与工作油口A相通，进油口P处于关闭状态，此时工作腔压力最小，等于回油口T压力。当比例电磁铁通电时，阀芯18运动，工作油口A与进油口P相通，回油口T处于关闭状态，此时工作油口A压力会在进油口P的作用下增加一部分，使工作油口A处压力增加。当工作油口A处压力增加到一定程度后，阀芯18运动，工作油口A、回油口T与进油口P彼此都处于切断状态。随着输入电流的不断增加，工作腔压力不断增加，输出压力不断增加，从而实现比例减压阀的正比例功能。

电磁铁比例减压阀通过调换滑阀组件与螺堵1的相对位置，既可实现比例减压阀正反比例功能的切换，极大地拓展了比例减压阀的适用范围。

以下对可切换正反比例的减压阀的结构和形状进行详细说明：

本发明实施例的可选方案中，请参见图1和图2,滑阀组件包括阀套23、阀芯18、小螺堵15、压紧弹簧16、钢球17、连接杆24、第一密封圈19、第二密封圈20和第三密封圈21。比例电磁铁组件包括螺堵1、小刚度弹簧2、极靴3、接线柱4、注塑接插头5、线圈6、导磁环7、内衬套8、大刚度弹簧9、外壳10、第二推杆11、限位片12、衔铁13、第一推杆14和骨架22。阀套23与比例电磁铁组件中内衬套8或极靴3通过螺纹连接，阀芯18与比例电磁铁组件中的第二推杆11或第一推杆14通过连接杆24相连接。

以下对滑阀组件的结构和形状进行详细说明：

本发明实施例的可选方案中，阀套23为具有第一通孔的中空结构，阀套23的外表面开设有四个圆周分布的进油口P、回油口T；所述阀套23远离工作油口A的端面开设有外螺纹，以与内衬套8或极靴3的螺纹孔相连接；阀套23的外壁设有凸起；阀套23远离工作油口A的端面开设有连通回油口T的第一通孔。第一密封圈19、第二密封圈20和第三密封圈21均安装于阀套23的外表面。第一通孔的内壁设有矩形槽，用于连通油路。

本发明实施例的可选方案中，阀芯18安装于阀套23的第一通孔内；阀芯18的一端面开设有盲孔，形成工作油口A；盲孔的侧壁开设有3组通油孔；每组通有孔均为两个圆周分布；阀芯18靠近盲孔一侧的端面开设有内六角孔；阀芯18远离工作油口A的端面开设有螺纹孔；阀芯18的外表面开设有两组节流槽。

本发明实施例的可选方案中，小螺堵15表面设有外螺纹；外螺纹与连接杆24内螺纹相连接，用于固定压紧弹簧16；小螺堵15的一个端面开设有便于安装以及拆卸的内六角孔。

本发明实施例的可选方案中，连接杆24的一个端面开设有外螺纹；外螺纹与阀芯18的螺纹孔相连接；另一个端面设有第一沉孔；连接杆24靠近第一沉孔的一侧的侧壁上开设有螺纹孔；螺纹孔用于安装钢球17、压紧弹簧16与小螺堵15；钢球17与第二推杆11或第一推杆14的球型凹槽在压紧弹簧16的作用下紧密配合。

以下对比例电磁铁组件的结构和形状进行详细说明：

螺堵1的一个端面开设有第二沉孔和沉槽；螺堵1远离第二沉孔和沉槽端面开设有内六角孔；第二沉孔用于安装大刚度弹簧9；沉槽用于安装小刚度弹簧2。螺堵1靠近沉槽一侧的侧壁上开设有外螺纹；所述外螺纹与内衬套8或极靴3的螺纹孔相连接。螺堵1远离第二沉孔的端面设有安装孔，便于对螺堵1的安装和拆卸。

小刚度弹簧2的两端磨平，在比例电磁铁处于第二状态时，安装在第二推杆11和阀套23之间，用于将阀芯18复位；在比例电磁铁处于第一状态时，安装在螺堵1的沉槽内。

极靴3的一个端面开设有螺纹孔，以与螺堵1或阀套23连接；极靴3远离螺纹孔的端面开设有第三沉孔和第二通孔。极靴3由软磁材料制成。

接线柱4用于连接线圈6和外部电源。

注塑接插头5用于封装线圈6、骨架22、导磁环7和接线柱4；注塑接插头5表面集成有标准插孔。

线圈6由漆包线缠绕而成，安装于骨架22的环形槽内。

导磁环7内部开设有第四通孔，内衬套8安装于第四通孔内，且导磁环7采用软磁材料制成。

大刚度弹簧9两端磨平，安装于螺堵1的第二沉孔内；大刚度弹簧9在比例减压阀工作在反比例功能下，用于平衡电磁力与工作油口A反馈压力。

外壳10的一个端面开设有六角孔；六角孔与内衬套8的六角头相配合，防止二者产生相对转动；外壳10远离六角孔端面与极靴3通过焊接连接；外壳10内部中空，用于安装比例电磁铁内部结构件。外壳10采用软磁材料制成。

第二推杆11为阶梯轴结构，且安装于极靴3的内部；第二推杆11的一个端面开设有凸肩；第二推杆11靠近凸肩表面开设有球型凹槽。

限位片12内部开设有第三通孔，以与第二推杆11的阶梯轴过盈配合。限位片12采用非导磁材料制成。

衔铁13两个端面分别开设有两个盲孔；衔铁13一端面开设有凸肩；衔铁13远离凸肩端面开设有沉槽。衔铁13采用软磁材料制成。

第一推杆14为阶梯轴结构；第一推杆14的较小直径轴与衔铁13过盈连接；第一推杆14较大直径轴表面开设有球型凹槽。

骨架22表面开设有环形槽；骨架22内部开设有第五通孔，内衬套8安装于第五通孔内。

比例减压阀的工作原理为：

当比例电磁铁工作在如图1所示的反比例功能下，螺堵1安装在极靴3上，滑阀组件安装在在内衬套8上，小刚度弹簧2安装于螺堵1的沉槽内，大刚度弹簧9安装于螺堵1的第二沉孔内。

当比例电磁铁不通电时，阀芯18在大刚度弹簧9的作用下处于全开状态。此时进油口P与工作油口A相通，回油口T处于关闭状态，此时工作油口A压力最大，等于进油口P处的压力。同时工作油口A处压力通过阀芯18最左侧通油口引至阀芯18与阀套23所形成的环形腔中，减少工作油口A处压力等效作用面积。

当比例电磁铁通电时，衔铁13在电磁力作用下带动阀芯18向左运动，当阀芯18运动一段距离后，工作油口A与回油口T相通，进油口P处于关闭状态，此时工作油口A处压力会在回油口T处卸掉一部分，使工作油口A处压力减少。同时工作油口A处压力通过阀芯18最左侧通油口引至阀芯18与阀套23所形成的环形腔中，减少工作油口A处压力等效作用面积。当工作油口A处压力降低到一定程度后，阀芯18向右运动，大刚度弹簧9的弹簧力与电磁力、工作油口A反馈液压力在新的位置重新达到平衡，工作油口A、回油口T与进油口P彼此都处于切断状态。此时阀芯18力平衡方程为：

F

式中，F

比例电磁铁产生的电磁力F

F

式中，k为比例电磁铁的比例系数，其值为正值；i为比例电磁铁的输入电流。

大刚度弹簧9的弹簧力F

F

式中，k

所以工作油口A处的压力为：

由于阀芯18结构确定，所以阀芯18右侧端面面积S

当比例电磁铁工作在如图2所示的正比例功能下，螺堵1安装在内衬套8上，滑阀组件安装在极靴3上，小刚度弹簧2安装于阀套23与第二推杆11之间，大刚度弹簧9安装于螺堵1的第二沉孔内。当比例电磁铁不通电时，阀芯18在小刚度弹簧2的作用下处于关闭状态。此时回油口T与工作油口A相通，进油口P处于关闭状态，此时工作油口A压力最小，等于回油口T处的压力。同时工作油口A处压力通过阀芯18最左侧通油口引至阀芯18与阀套23所形成的环形腔中，减少工作油口A处压力等效作用面积。

当比例电磁铁通电时，衔铁13在电磁力作用下带动阀芯18向右运动，当阀芯18运动一段距离后，工作油口A与进油口P相通，回油口T处于关闭状态，此时工作油口A处压力会在进油口P的作用下增加一部分，使工作油口A处压力增加。同时工作油口A处压力通过阀芯18最左侧通油口引至阀芯18与阀套23所形成的环形腔中，减少工作油口A处压力等效作用面积。当工作油口A处压力增加到一定程度后，阀芯18向左运动，小刚度弹簧2的弹簧力与电磁力、工作油口A反馈液压力在新的位置重新达到平衡，工作油口A、回油口T与进油口P彼此都处于切断状态。此时阀芯18(18)力平衡方程为：

F

式中，F

比例电磁铁产生的电磁力F

F

式中，k为比例电磁铁的比例系数，其值为正值；i为比例电磁铁的输入电流。

小刚度弹簧2的弹簧力F

F

式中，k

所以工作油口A处的压力为：

由于阀芯18结构确定，所以阀芯18右侧端面面积S

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。