[0001] 本发明涉及一种控制液体流量用的调速阀技术领域，特别涉及一种流量不随负载变化的新型调速阀。

[0002] 为控制液压缸的运动速度，节流阀是一种最简单又最基本的流量控制阀，但由于节流阀的刚性差，只适用于负载变化不大或对速度控制精度要求不高的场合。公知节流口的压力流量方程Q=CdA（2ΔP/ρ）1/2表明，流过节流口的流量与节流口的开口面积A成正比，与节流口的前、后压差ΔP的二分之一次方成正比，为保证流量Q不变，只需保证A和ΔP不变即可。因此，为解决负载变化大的液压缸的速度稳定性问题，在节流口的开口面积A调定后，应采取措施保证负载变化时，节流阀阀口的前、后压差不变。

[0003] 目前公知的技术有用节流阀与定差式减压阀串联组成的调速阀，以及用节流阀与差压式溢流阀并联组成的溢流节流阀。这两种阀的原理都是利用定差式减压阀和差压式溢流阀的阀芯移动来对节流口前、后压差变化进行压力补偿，以保证节流阀阀口的前、后压差基本不变。

[0004] 根据公知调速阀可知，其原理是将节流口前、后压力油分别引到定差式减压阀阀芯的两端，通过压差产生的液压推力和弹簧的弹力与液动力之差平衡，即压差产生的液压推力等于弹簧的弹力减去液动力。如负载恒定不变，定差式减压阀阀芯在一个平衡位置稳定工作，定差式减压阀阀芯开口度一定。当节流口的出口压力随负载变化时，定差式减压阀阀芯受力平衡被打破，阀芯移动，通过定差式减压阀阀芯移动来改变减压阀口开口度的大小进行压力补偿，使定差式减压阀阀芯移动到一个新的平衡位置稳定工作，保证节流口前、后压差基本不变。在结构上考虑对液动力采取平衡措施后，可认为作用于定差式减压阀阀芯上的液动力为零。因此，节流口前、后压力分别作用于定差式减压阀阀芯两端产生的液压推力等于弹簧的弹力，故定差式减压阀阀芯两端的压差就等于弹簧的弹力除以定差式减压阀阀芯的有效作用面积。虽然定差式减压阀阀芯的有效作用面积为一定值，但作用于定差式减压阀阀芯上的弹簧的弹力并不是固定不变，其弹力与弹簧的压缩量有关，而弹簧的压缩量会随定差式减压阀阀芯的位置变化而变化。因此，定差式减压阀阀芯两端的压差也会变化，即节流口前、后压差会变化。虽然结构上可考虑使用软弹簧来降低由于阀芯位移造成的弹力变化，但也不能保证节流口前、后压差稳定不变。公知的溢流节流阀同理也不能保证节流口前、后压差稳定不变。因此，在速度控制精度要求特别高的场合，现有调速阀和溢流节流阀的性能就无法满足其要求，故设计一种流量完全不受负载变化影响的新型调速阀就显得尤为重要。

[0005] 本发明的目的是为了克服现有调速阀技术存在的不足，提供一种新型调速阀，用于进油节流调速回路和旁路节流调速回路中，其控制的流量完全不受负载变化的影响，以保证液压缸速度稳定不变。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：新型调速阀是在现有调速阀的基础上，在减压阀阀芯的大端设置一个使阀芯复位用的复位柱塞来代替原有的复位弹簧，并将调速阀进油口的压力油P1通过油孔二引到复位柱塞端部腔室，以使减压阀阀芯始终受一个液压作用力，即使减压阀阀芯由于反馈作用发生位置改变时，其复位柱塞端部作用的液压油P1产生的推力P1×B也始终不变，B为复位柱塞端部横截面积。同时在减压阀阀芯的小端端头设置一个面积补偿柱塞，面积补偿柱塞的横截面积与复位柱塞的横截面积相等，且面积补偿柱塞端部腔室通过泄油通道与油箱连通。

[0007] 上述复位柱塞设置在减压阀阀芯的大端面上，减压阀阀芯的大端腔室与调速阀的出油口相通，复位柱塞端部腔室通过油孔二与调速阀进油口相通。

[0008] 上述面积补偿柱塞设置在减压阀阀芯小端端头上，面积补偿柱塞的横截面积与复位柱塞的横截面积相等，以保证减压阀阀芯两端压力油P2、P3作用的面积相等。

[0009] 上述面积补偿柱塞端部腔室通过泄油通道与油箱连通。

[0010] 本发明与现有技术相比有以下优点：由于原有结构采用弹簧复位，其减压阀在进行压力反馈时阀芯位置发生了改变，导致其复位弹簧的弹力发生了改变，所以减压阀阀芯两端的压差也发生了改变。而采用本发明的新型调速阀结构后，克服了原来采用弹簧复位的固有缺陷，使减压阀阀芯端部的复位柱塞上始终作用一个不变液压推力，即使减压阀芯在进行压力反馈时发生了位置改变，也可保证复位柱塞端部的液压推力不变，以保证节流口前、后压差不变，当节流口的开口度一定时，流过调速阀的流量完全不受负载变化影响，从而保证了液压缸的速度控制精度。附图说明

[0011] 附图为本发明结构工作原理图。

[0012] 其中标号所示：1-阀体，2-油孔一，3-减压阀阀芯大端作用面积A1，4-复位柱塞端部腔室，5-复位柱塞端部横截面积B，6-油孔二，7-复位柱塞，8-减压阀阀芯大端腔室，9-减压阀阀芯，10-减压阀阀芯小端有效作用面积A2，11-减压阀阀芯小端腔室，12-调速阀进油口，13-减压阀阀芯小端端头有效作用面积A3，14-卸油通道，15-面积补偿柱塞，16-面积补偿柱塞端部腔室，17-减压阀阀芯小端端头腔室，18-油孔三，19-节流阀调节螺钉，20-节流阀阀芯，21-油孔四，22-调速阀出油口，23-节流阀弹簧，h1-减压阀阀口开口度，h2-节流阀阀口开口度，P1-调速阀进油口压力，P2-减压阀阀口减压后油液压力，P3-调速阀出油口压力。

[0013] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明。

[0014] 参见附图所示，新型调速阀包括定差式减压阀和节流阀，二者串联，定差式减压阀在前，节流阀在后。减压阀阀芯9的大端设有一复位柱塞7，复位柱塞7的端头有一复位柱塞端部腔室4，其有效作用面积为B，液压泵输出的压力油P1经溢流阀稳压后流进新型调速阀进油口12。压力油P1在入口处分两路，一路经油孔二6引到复位柱塞端部腔室4，并作用于复位柱塞7端头的面积B上；另一路经开口度为h1的减压阀阀口减压后压力降为P2，P2再经节流阀阀口后流出，压力降为P3，P3接液压缸带动负载。同时压力油P2经油孔三18和油孔四21分别引到减压阀阀芯小端端头腔室17和减压阀阀芯小端腔室11，减压阀阀芯小端端头有效作用面积为A3，减压阀阀芯小端有效作用面积为A2，压力油P3经油孔一2引到减压阀阀芯大端作用面积A1上，减压阀阀芯的受力平衡方程为：P3×A1+P1×B=P2(A2+A3)+Fs
Fs为减压阀阀芯所受的液动力；
由A1=A2+A3，整理上式得：
P2-P3=（P1×B-Fs）/A1
P2-P3为节流口前、后压差，若结构上采用液动力平衡措施，可使Fs=0，故：
P2-P3=（P1×B）/A1。由于压力油P1由液压泵出口的溢流阀调为定值不变，面积B、A1为常数不变，故P2-P3完全由（P1×B）/A1确定为一定值，此时若节流口的开口度h2也不变，则流过节流口的流量也为一定值，保证了液压缸的速度稳定不变。

[0015] 下面分三种负载情况说明减压阀阀芯具体补偿过程：第一种：节流口开口度h2一定，且负载恒定不变时，调速阀出油口22的压力P3不变，调速阀的进油口压力P1由泵出口的溢流阀调为定值不变，减压阀阀芯9的开口度h1自动调整到满足压力流量平衡方程时，减压阀阀芯9在一个平衡位置稳定工作，此时P2也稳定不变，故根据阀芯的受力平衡方程得P2-P3=（P1×B-Fs）/A1，采用液动力平衡措施后Fs=0，所以得P2-P3=（P1×B）/A1。由于此时节流口开口度h2不变，节流口前、后压差P2-P3也不变，故流过节流口的流量不变，保证的液压缸速度稳定不变。

[0016] 第二种：在第一种情况（即阀芯在某一位置受力平衡）的基础上，此时若负载增大，导致P3压力升高，由于P3升高打破了减压阀阀芯9原有的受力平衡，减压阀阀芯9向阀口增大的方向移动，减压阀阀口开口度h1增大，其减压作用减弱，导致P2增加，当P2增加到满足P2-P3=（P1×B）/A1时，减压阀阀芯9在一个新的位置达到受力平衡，重新稳定工作，此时P2-P3=（P1×B）/A1与第一种情况完全一样，保证了的负载增大时，节流口前、后压差恒定不变，此时若节流口的开口度h2不变，则流过节流口的流量不变，保证了液压缸速度在负载增大时仍然稳定不变。

[0017] 第三种：同理，在第一种情况（即阀芯在某一位置受力平衡）的基础上，此时若负载减小，导致P3压力降低，由于P3降低打破了减压阀阀芯9原有的受力平衡，减压阀阀芯9向开口减小的方向移动，减压阀阀口开口度h1减小，其减压作用增强，导致P2降低，当P2降低到满足 P2-P3=（P1×B）/A1时，减压阀阀芯9在一个新的位置达到受力平衡，重新稳定工作，此时P2-P3=（P1×B）/A1与第一种和第二种情况完全一样，保证了负载减小时，节流口前、后压差恒定不变，此时若节流口的开口度h2不变，则流过节流口的流量不变，保证了液压缸速度在负载减小时仍然稳定不变。

[0018] 综上所述，不管负载如何变化，新型调速阀都能保证节流口前、后压差不变，在节流口开口度h2调定后，流过节流口的流量不变，保证了液压缸速度的稳定不变。