技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种
液压阀，具体涉及一种被动式超压卸荷阀。
背景技术
[0002] 金属挤锻成型技术是利用金属塑性成形原理进行压
力加工的一种方法，将经过预处理的金属坯料放入模具中，然后在金属坯料上施加压力使金属坯料产生
变形并充满模具型腔，从而获得所需要的零件。金属挤锻成型技术是一种少切削或无切削加工的先进工艺技术，有利于提高制品的
质量，可改善制品内部微观组织和性能，还具有节约材料、能耗低、应用范围广、生产灵活性大、工艺流程简单和设备投资少的特点。
[0003] 目前，国内外挤锻成型技术和挤锻成型装备还存在很多技术问题，制约了该技术的发展。
[0004] 由于金属坯料塑性变形所需的挤锻力非常大，液压系统需要保证提供足够的
能量，才能满足挤锻要求。为达到挤锻力要求，挤锻成型装备中的液压系统压力最高可达到几十甚至上百兆帕，这势必会增大液压元件的损耗，对液压元件动作的可靠性及性能也提出了更高的要求。然而，现有挤锻成型设备中液压元件可选择范围不多，尤其是针对系统泄压方面，现有的卸荷阀用在挤锻成型设备时还不能完全避免憋压情况的发生，一旦出现憋压，极有可能导致液压元器件的损坏，高压油喷出也容易造成人员伤亡，存在重大安全隐患。且在现有的挤锻成型设备中，都是采用组合式阀组进行泄压，其存在结构复杂、控制难度大、动作不灵敏、容易出现故障等问题。实用新型内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是克服
现有技术存在的不足，提供一种结构简单、易于制作、动作灵敏、使用安全可靠、控制方便的被动式超压卸荷阀。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
[0007] 一种被动式超压卸荷阀，包括
阀体以及滑设于所述阀体中的阀芯，其特征在于：所述阀芯沿轴向依次设有第一液压驱动部、第二液压驱动部和第三液压驱动部，所述阀体上设有与液压系统的低压油路连通并驱动第一液压驱动部的第一压力油腔、与执行元件的高压油路连通并驱动第二液压驱动部的第二压力油腔以及与液压系统的低压油路连通并驱动第三液压驱动部的第三压力油腔，所述第二液压驱动部和第三液压驱动部的驱动方向为同向并且与第一液压驱动部的驱动方向相反，所述第一液压驱动部的油压作用面积大于所述第二液压驱动部的油压作用面积加上所述第三液压驱动部的油压作用面积之和，所述阀芯通过滑动使所述执行元件的高压油路与液压系统的低压油路连通或断开。
[0008] 作为本实用新型的进一步改进：
[0009] 所述阀芯包括滑设于所述阀体中的滑杆部，所述滑杆部的一端形成所述第三液压驱动部，所述滑杆部的中部设置凸台形成所述第二液压驱动部，所述第一液压驱动部可拆卸连接于所述滑杆部的另一端；所述第一压力油腔和第三压力油腔分别位于所述阀芯的两端，所述第二压力油腔位于所述阀芯的中部。
[0010] 所述第一液压驱动部和所述滑杆部为分体结构，所述第一液压驱动部装设于所述第一压力油腔中并与滑杆部的端部相抵。
[0011] 所述阀体上设有排油通道，所述排油通道连通所述阀体与滑杆部配合的内腔。
[0012] 所述排油通道设于靠近第一压力油腔的
位置处。
[0013] 所述第三压力油腔设有可使所述执行元件的高压油路与液压系统的低压油路连通的通断口，所述第三液压驱动部的端部随阀芯滑动使所述通断口开启或关闭。
[0014] 所述第三液压驱动部的端部与所述通断口通过圆锥面
接触配合。
[0015] 所述阀体与阀芯之间设有通过弹性力压紧阀芯的弹性元件。
[0017] 所述阀芯为回转体，所述阀体上与阀芯配合的内腔为圆柱腔体。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的被动式超压卸荷阀，采用三个压力油腔与三个液压驱动部配合驱动阀芯滑动来控制卸荷，通过合理设置各液压驱动部的液压驱动面积可控制卸荷的压力，也即控制执行元件的最高工作压力，既可保证执行元件具有比液压系统的低压油路更高的工作压力，又可在执行元件的高压油路超压时，通过驱动阀芯滑动进行卸荷；同时，其卸荷是将高压油路的高压油排放到低压油路中，使高压油得到重复利用，降低了系统供能的要求，达到了节能环保的目的，也降低了生产成本；其通过液压驱动的机械式结构实现开启和关闭动作，不会出现不动作或者动作失误的情况，保证了工作的可靠性。该被动式超压卸荷阀可直接安装应用到需要将高压油路的高压油卸荷到低压油路的液压系统中，只需将各压力油腔直接与液压系统中的压力油相连，不需要设置其他辅助的液压元件和电气元件，具有结构简单、易于制作、动作灵敏、使用安全可靠、控制方便等优点。
附图说明
[0019] 图1为本实用新型被动式超压卸荷阀的主剖视结构示意图。
[0020] 图2为本实用新型被动式超压卸荷阀中阀芯的主剖视结构示意图。
[0021] 图例说明：
[0022] 1、阀体；11、第一压力油腔；12、第二压力油腔；13、第三压力油腔；14、通断口；2、阀芯；21、第一液压驱动部；22、第二液压驱动部；23、第三液压驱动部；3、弹性元件；4、排油通道。
具体实施方式
[0023] 以下结合附图和具体
实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0024] 如图1和图2所示，本实用新型的被动式超压卸荷阀，包括阀芯2和阀体1，阀芯2滑设于阀体1中，阀芯2为回转体，阀体1上与阀芯2配合的内腔为圆柱腔体。阀芯2沿轴向依次设有第一液压驱动部21、第二液压驱动部22和第三液压驱动部23，阀体1上设有第一压力油腔11、第二压力油腔12和第三压力油腔13，其中，第一压力油腔11与液压系统的低压油路（例如，从油
泵或液压站输出的主工作油路）连通，第一压力油腔11与第一液压驱动部21配合驱动阀芯2滑动，第二压力油腔12与执行元件的高压油路（例如，与液压
增压器相连的油缸）连通，第二压力油腔12与第二液压驱动部22配合驱动驱动阀芯2滑动，第三压力油腔13与液压系统的低压油路连通，第三压力油腔13与第三液压驱动部23配合驱动第三液压驱动部23驱动阀芯2滑动。第二压力油腔12和第三压力油腔13的驱动方向为同向，并且与第一压力油腔11的驱动方向相反，且第一液压驱动部21的液压驱动面积大于第二液压驱动部22的液压驱动面积加上第三液压驱动部23的液压驱动面积之和。阀芯2根据第一液压驱动部21、第二液压驱动部22和第三液压驱动部23所受的驱动力情况相应滑动，阀芯2通过滑动使执行元件的高压油路与液压系统的低压油路连通或断开。上述油压作用面积是指各压力油腔驱动相应液压驱动部的实际驱动面积。
[0025] 本实施例中，第三压力油腔13设有可使执行元件的高压油路与液压系统的低压油路连通的通断口14，第三液压驱动部23的端部随阀芯2滑动使通断口14开启或关闭。具体是，通断口14位于第三压力油腔13和第二压力油腔12之间，第三液压驱动部23的端部和通断口14均设有圆锥面，阀芯2滑动时，可使第三液压驱动部23的端部的圆锥面与通断口14的圆锥面贴合形成一个环形封闭面，将通断口14关闭，或者使第三液压驱动部23的端部远离通断口14，将通断口14开启。当第一液压驱动部21所受的驱动力大于第二液压驱动部22所受的驱动力和第三液压驱动部23所受的驱动力之和时，阀芯2向关闭通断口14的方向滑动，使第三液压驱动部23的端面与通断口14贴合将通断口14关闭，第二压力油腔12和第三压力油腔13不连通；当第一液压驱动部21所受的驱动力小于第二液压驱动部22所受的驱动力和第三液压驱动部23所受的驱动力之和时，阀芯2向打开通断口14的方向滑动，第三液压驱动部23的端面与通断口14脱离，通断口14将第二压力油腔12和第三压力油腔13连通，此时，被动式超压卸荷阀进行卸荷，执行元件的高压油路中的高压油通过第二压力油腔12排放到第三压力油腔13中，也即排放到液压系统的低压油路中。
[0026] 本实施例中，阀体1与阀芯2之间设有弹性元件3，弹性元件3为伸缩弹簧，该伸缩弹簧压设在第一压力油腔11的内壁和阀芯2之间，在第一压力油腔11、第二压力油腔12和第三压力油腔13不通入压力油的情况下，伸缩弹簧弹性压紧阀芯2，使阀芯2处在关闭通断口14的位置。
[0027] 本实施例中，阀芯2包括滑设于阀体1中的滑杆部，滑杆部的一端形成第三液压驱动部23，滑杆部的中部设置环形凸台形成第二液压驱动部22，第一液压驱动部21和滑杆部为分体结构，第一液压驱动部21装设于第一压力油腔11中，第一液压驱动部21直接与滑杆部的另一端相抵。第一压力油腔11和第三压力油腔13分别位于阀芯2的两端，第二压力油腔12位于阀芯2的中部。
[0028] 本实施例中，阀体1上还设有排油通道4，排油通道4连通阀体1与滑杆部配合的内腔，且排油通道4设于靠近第一压力油腔11的位置处。该排油通道4可将从第二压力油腔12渗向第一压力油腔11的高压油排出，进行卸压，避免影响第一压力油腔11内的压力，保证了工作的可靠性和准确性。
[0029] 本实用新型被动式超压卸荷阀的工作原理：
[0030] 使第一压力油腔11和第三压力油腔13与液压系统的压力油路（低压油路）相连，第二压力油腔12与执行元件的工作油路（高压油路）连接。如图2所示，第一液压驱动部21的油压作用面积为S1，第二液压驱动部22的油压作用面积为（S2－S3），第三液压驱动部23的油压作用面积为S3。假设系统压力油路的油压为P1，执行元件的工作油压为P2，不考虑第三液压驱动部23与凸台的贴合面积以及弹性元件3的弹性压紧力。
[0031] 被动式超压卸荷阀的关阀力为P1S1，开阀力为P2（S2－S3）+ P1S3，要使阀芯2打开，就须使P1S1＜P2（S2－S3）+ P1S3，由于第一液压驱动部21的油压作用面积大于第二液压驱动部22的油压作用面积加上第三液压驱动部23的油压作用面积之和，也即S1＞（S2－S3）+ S3，因此，只有在P2＞P1的情况下才能使P1S1＜P2（S2－S3）+ P1S3。这样，被动式超压卸荷阀可使执行元件具有比系统压力油路的油压更高的工作油压，当执行元件的工作油压P2达到足够高，使P1S1＜P2（S2－S3）+ P1S3时，才会驱动阀芯2打开进行卸荷。执行元件背压的大小由S1、S2、S3的大小决定，但在设计制作时，可只改变S1的大小，这也是将阀芯2的第一液压驱动部21制成分离的滑动件的目的，便于制作具有不同背压的被动式超压卸荷阀。
[0032] 本实用新型的被动式超压卸荷阀，采用三个压力油腔与三个液压驱动部配合驱动阀芯2滑动来控制卸荷，通过合理设置各液压驱动部的液压驱动面积可控制卸荷的压力，也即控制执行元件的最高工作压力，既可保证执行元件具有比液压系统的低压油路更高的工作压力，又可在执行元件的高压油路超压时，通过驱动阀芯2滑动进行卸荷；同时，其卸荷是将高压油路的高压油排放到低压油路中，使高压油得到重复利用，降低了系统供能的要求，达到了节能环保的目的，也降低了生产成本；其通过液压驱动的机械式结构实现开启和关闭动作，不会出现不动作或者动作失误的情况，保证了工作的可靠性。该被动式超压卸荷阀可直接安装应用到需要将高压油路的高压油卸荷到低压油路的液压系统中，只需将各压力油腔直接与液压系统中的压力油相连，不需要设置其他辅助的液压元件和电气元件，具有结构简单、易于制作、动作灵敏、使用安全可靠、控制方便等优点。
[0033] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于
本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。
