平衡阀的制作方法

本实用新型涉及阀门技术领域，特别是涉及一种平衡阀。

背景技术：

平衡阀是液压回路中的关键元件。平衡阀对液压系统整体工作的稳定性、可靠性和系统效率有着很大的影响。平衡阀性能的优劣直接关系到平衡阀回路中负载的提升、定位及下降，其性能决定整机的性能。

目前市面上的平衡阀控制比(控制比指的是控制口的压力与设定的开启压力的比值)都是固定的，实际应用时根据工况选择相应控制比的平衡阀。通常为了系统稳定会选择较低的控制比，虽然低的控制比能够让系统更加稳定，但是存在较多局限。在负载下降过程中，此时对系统的稳定性要求较低，但由于控制比不变，控制口的压力仍然要保持较大压力，因此耗能比较大，造成能量浪费。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种平衡阀，其控制比能够随着负载口压力的变化而相应变化，既能满足保持系统稳定的需求，还能达到节能的目的。

本实用新型提供一种平衡阀，包括：

阀体，开设有贯通轴向两端的阀体腔；

阀套，设于所述阀体一端，所述阀套开设有阀套腔和出油口，所述阀套腔贯通所述阀套轴向两端，所述出油口设于所述阀套的侧壁且连通所述阀套腔，所述阀套腔远离所述阀体的一端形成负载口；

阀座，可活动地设于所述阀套腔内，且所述阀座与所述阀套腔内壁密封配合；

端盖，设于所述阀体远离所述阀套的一端以封堵所述阀体腔的一端；

阀芯，可活动地设于所述阀体腔和所述阀套腔内，所述阀芯与所述阀座配合用以控制所述出油口和所述负载口之间的连通或阻断，所述阀芯开设有贯通轴向两端的阀芯腔；所述阀体侧壁开设有控制口，所述阀芯的外壁与所述阀体的内壁配合形成封闭的第二腔室，所述控制口连通所述第二腔室，所述第二腔室用于通入流体以控制所述阀芯朝所述端盖移动；

活动座，可活动地设于所述端盖与所述阀芯之间，所述活动座与所述端盖密封配合并形成封闭的第一腔室，所述活动座开设有贯通轴向两端的活动座腔，所述负载口通过所述阀芯腔和所述活动座腔连通所述第一腔室；

第一弹性件，抵接于所述活动座和所述阀芯之间，以使所述阀芯朝向所述阀座移动并抵接于所述阀座一端；以及

第二弹性件，抵接于所述活动座和所述阀体之间，以使所述活动座朝所述端盖移动并抵接于所述端盖；

当所述第一腔室内的压力能够克服所述第二弹性件的弹性力时，所述活动座朝远离所述端盖的方向移动，并压缩所述第一弹性件和所述第二弹性件。

在其中一个实施例中，所述平衡阀还包括固定于所述阀体内的阻尼套，所述阻尼套套设于所述阀芯外侧，所述阻尼套开设有第四阻尼孔，所述控制口通过所述第四阻尼孔连通所述第二腔室。

在其中一个实施例中，所述阻尼套包括相连的第一部分和第二部分；

所述第一部分位于所述阀体和所述阀芯之间，且所述第一部分的外壁和内壁分别与所述阀体和所述阀芯密封配合，所述第四阻尼孔贯穿所述第一部分；

所述第二部分位于所述活动座与所述阀芯之间，且所述第二部分的外壁和内壁分别与所述活动座和所述阀芯密封配合；

所述第一部分和所述第二部分的连接处与所述阀芯配合形成封闭的第三腔室，所述第三腔室随着所述阀芯的移动而缩小或扩大；

所述第一部分和所述第二部分的连接处开设有第五阻尼孔，所述第三腔室通过所述第五阻尼孔连通所述阀体腔。

在其中一个实施例中，所述阀体侧壁还开设有连通所述控制口的第三阻尼孔，所述第三阻尼孔连通所述第四阻尼孔，所述第三阻尼孔的孔径大于所述第四阻尼孔的孔径。

在其中一个实施例中，所述阀芯腔包括靠近所述负载口设置的第一阻尼孔。

在其中一个实施例中，所述活动座腔包括靠近所述第一腔室设置的第二阻尼孔。

在其中一个实施例中，所述第一弹性件设于所述活动座腔内；及/或，所述第二弹性件套设于所述活动座外侧。

在其中一个实施例中，所述阀套和所述阀体为一体式结构或分体式结构。

在其中一个实施例中，所述阀套和所述阀体为分体式结构，所述平衡阀还包括挡套，所述阀套通过所述挡套连接于所述阀体一端。

在其中一个实施例中，所述平衡阀还包括固定座和第三弹性件，所述固定座固定于所述负载口，所述第三弹性件套设于所述阀座外侧，且所述第三弹性件的两端分别抵接于所述阀座和所述固定座，以使所述阀座朝所述阀芯移动并抵接于所述阀芯一端。

本实用新型提供的平衡阀，通过设置活动座和第二弹性件，使得控制比可以随着负载口压力的动态变化而相应变化，负载口压力越高，控制比越低，负载口压力越低，控制比越高，从而既能保持系统的稳定性，又能达到节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的平衡阀的剖面结构示意图；

图2为图1中a处的局部放大图；

图3为本实用新型平衡阀的工作原理图；

图4为本实用新型一实施例的平衡阀处于低压状态的剖面结构示意图；

图5为本实用新型一实施例的平衡阀处于高压状态的剖面结构示意图。

附图标记：10、阀体；101、阀体腔；102、第三阻尼孔；103、控制口；104、第二腔室；11、阀体台阶；20、阀套；200、阀套腔；201、负载口；202、出油口；30、阀座；31、第二密封圈；32、固定座；33、第三弹性件；40、阀芯；401、阀芯腔；402、第一阻尼孔；41、连接座；50、端盖；51、第一密封圈；52、端盖台阶；506、第一腔室；60、活动座；601、活动座腔；602、第二阻尼孔；61、第一台阶；62、第二台阶；63、第三台阶；70、第一弹性件；80、第二弹性件；90、阻尼套；903、第三腔室；905、第五阻尼孔；91、第一部分；911、第四阻尼孔；92、第二部分；100、挡套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设于”另一个元件，它可以直接设在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种平衡阀，该平衡阀主要用于高空作业车，挖掘机，泵车，绞车等设备中，用于保持系统的稳定，具有较好的保压效果。

该平衡阀包括：阀体10、阀套20、阀座30、阀芯40、端盖50、活动座60、第一弹性件70以及第二弹性件80。

阀体10开设有贯通轴向两端的阀体腔101，该阀体腔101可用于安装阀芯40、第一弹性件70、第二弹性件80以及活动座60。

阀套20设于阀体10一端，并与阀体10密封连接。阀套20开设有阀套腔200和出油口202，阀套腔200贯通阀套20轴向两端，出油口202设于阀套20的侧壁且连通阀套腔200。阀套20设于阀体10一端使得阀套腔200一端与阀体腔101连通，阀套腔200远离阀体10的一端形成负载口201。负载口201用于连接负载，并给负载供能。

本实施例中，阀套20和阀体10为分体式结构，进一步地，该平衡阀还包括挡套100，阀套20通过挡套100连接于阀体10一端。通过挡套100安装阀套20，安装方便，且可使阀体10和阀套20之间形成良好的密封。然而，不限于此，阀套20和阀体10也可以为一体式结构，则相当于，阀体10上直接设有出油口202和负载口201。阀套20和阀体10为一体式结构，则整体结构更加简单。

阀座30可活动地设于阀套腔200内，且阀座30与阀套腔200内壁密封配合。具体地，阀座30外壁设有第二安装槽，该第二安装槽内安装有第二密封圈31，通过该第二密封圈31实现阀座30与阀套腔200内壁之间的密封配合。阀座30设有贯通轴向两端的阀座腔，因此，阀座30安装于阀套腔200内时仍可保持负载口201与出油口202的连通。

该平衡阀还包括固定座32和第三弹性件33，固定座32固定于负载口201，第三弹性件33套设于阀座30外侧，且第三弹性件33的两端分别抵接于阀座30和固定座32，以使阀座30朝阀芯40移动并抵接于阀芯40一端。第三弹性件33用于给阀座30提供弹性力，一实施例中，第三弹性件33为压缩弹簧，能够提供较佳的弹性力，且结构简单，容易安装。

端盖50设于阀体10远离阀套20的一端以封堵阀体腔101的一端。端盖50与阀体10密封配合以避免阀体10和端盖50之间发生泄漏。具体地，端盖50和所述活动座60之间设有第一密封圈51，所述端盖50设有第一安装槽，所述第一密封圈51设于所述第一安装槽中。

阀芯40可活动地设于阀体腔101和阀套腔200内，阀芯40与阀座30配合用以控制出油口202和负载口201之间的连通或阻断。具体地，阀芯40和阀座30相抵接时，出油口202和负载口201相互阻断；阀芯40和阀座30相分离时，出油口202和负载口201相互连通。阀芯40和阀座30相分离包括两种情况：一是阀座30朝远离阀芯40的方向移动，使阀芯40与阀座30相分离，从而出油口202与负载口201连通，此时，可通过出油口202向负载口201供油，从而为负载供能，使负载上升；二是阀芯40朝远离阀座30的方向移动，使阀芯40与阀座30相分离，从而出油口202与负载口201连通，此时，负载口201可通过出油口202卸荷，从而使负载下降。值得一提的是，“阀座30朝远离阀芯40的方向移动，使阀芯40与阀座30相分离”可以简称为“打开阀座30”；而“阀芯40朝远离阀座30的方向移动，使阀芯40与阀座30相分离”可以简称为“打开阀芯40”。“打开阀座30”和“打开阀芯40”均可以使出油口202和负载口201连通，但所起的作用并不相同。流体从出油口202流向负载口201打开阀座30时，该平衡阀起到单向作用；流体从负载口201流向出油口202打开阀芯40时，该平衡阀起到溢流作用。

阀体10侧壁开设有控制口103，阀芯40的外壁与阀体10的内壁配合形成封闭的第二腔室104，控制口103连通第二腔室104，第二腔室104用于通入流体以控制阀芯40朝端盖50移动。通过控制口103通入流体施加压力使得阀芯40朝端盖50移动，从而打开阀芯40，使出油口202和负载口201连通，则负载口201可通过出油口202卸荷。通过控制口103通入流体打开阀芯40时，该平衡阀起到节流作用。

活动座60可活动地设于端盖50与阀芯40之间，活动座60与端盖50密封配合并形成封闭的第一腔室506。活动座60开设有贯通轴向两端的活动座腔601，阀芯40开设有贯通轴向两端的阀芯腔401，负载口201通过阀芯腔401和活动座腔601连通第一腔室506。如此，负载口201的流体能够通过阀芯腔401以及活动座腔601进入第一腔室506，从而第一腔室506内的压力等于负载口201处的压力。

进一步地，阀芯腔401包括靠近负载口201设置的第一阻尼孔402。活动座腔601包括靠近第一腔室506设置的第二阻尼孔602。设置第一阻尼孔402和第二阻尼孔602，使得负载口201内的流体能够通过第一阻尼孔402和第二阻尼孔602缓慢进入第一腔室506，从而可以保持平衡阀内部的稳定。

第一弹性件70抵接于活动座60和阀芯40之间，以使阀芯40朝向阀座30移动并抵接于阀座30一端。第一弹性件70抵接于活动座60和阀芯40，使得阀芯40与阀座30相抵接，从而阻断出油口202和负载口201。一实施例中，第一弹性件70为压缩弹簧，能够提供较佳的弹性力，且结构简单，容易安装。

第二弹性件80抵接于活动座60和阀体10之间，以使活动座60朝端盖50移动并抵接于端盖50。当第一腔室506内的压力能够克服第二弹性件80的弹性力时，活动座60能够朝远离端盖50的方向移动，并压缩第一弹性件70和第二弹性件80。一实施例中，第二弹性件80为压缩弹簧，能够提供较佳的弹性力，且结构简单，容易安装。

一实施例中，平衡阀还包括固定于阀体10内的阻尼套90。阻尼套90套设于阀芯40外侧，阻尼套90开设有第四阻尼孔911，控制口103通过第四阻尼孔911连通第二腔室104。设置阻尼套90，且阻尼套90设置有第四阻尼孔911，使得控制口103的流体能够缓慢进入第二腔室104，从而可以更加平稳地控制阀芯40移动。

进一步地，阻尼套90包括相连的第一部分91和第二部分92。第一部分91位于阀体10和阀芯40之间，且第一部分91的外壁和内壁分别与阀体10和阀芯40密封配合。具体地，第一部分91外壁设有第三安装槽(未标示)，第三安装槽中安装有第三密封圈(未标示)，通过第三密封圈实现第一部分91外壁与阀体10之间的密封。阀芯40外壁设有第四安装槽(未标示)，第四安装槽中安装有第四密封圈(未标示)，通过第四密封圈实现第一部分91内壁与阀芯40之间的密封。

本实施例中，阻尼套90的第一部分91、阀芯40以及挡套100一起围设成第二腔室104，第四阻尼孔911贯穿第一部分91，从而连通第二腔室104。挡套100的外壁与阀体10密封配合，挡套100的内壁与阀芯40密封配合，使得挡套100与阀体10之间，挡套100与阀芯40之间均形成良好的密封，避免流体发生泄漏。

第二部分92位于活动座60与阀芯40之间，且第二部分92的外壁和内壁分别与活动座60和阀芯40密封配合。具体地，第二部分92外壁设有第五安装槽(未标示)，第五安装槽中安装有第五密封圈(未标示)，通过第五密封圈实现第二部分92外壁与活动座60之间的密封。阀芯40外壁设有第六安装槽(未标示)，第六安装槽中安装有第六密封圈(未标示)，通过第六密封圈实现第二部分92内壁与阀芯40之间的密封。

第一部分91和第二部分92的连接处与阀芯40配合形成封闭的第三腔室903，第三腔室903随着阀芯40的移动而缩小或扩大。具体地，当阀芯40朝端盖50移动时，第三腔室903缩小；当阀芯40朝阀座30移动时，第三腔室903扩张。

第一部分91和第二部分92的连接处开设有第五阻尼孔905，第三腔室903通过第五阻尼孔905连通阀体腔101。如此，当阀芯40朝端盖50移动时，第三腔室903内的流体能够通过第五阻尼孔905流向阀体腔101；当阀芯40朝阀座30移动时，阀体腔101内的流体能够通过第五阻尼孔905流向第三腔室903，从而可避免第三腔室903出现压力过高或过低的情况而影响阀芯40的移动。

阀体10侧壁还开设有连通控制口103的第三阻尼孔102，第三阻尼孔102连通第四阻尼孔911，从而控制口可通过第三阻尼孔102和第四阻尼孔901连通第二腔室104。设置第三阻尼孔102和第四阻尼孔911可以使得控制口103的流体能够通过第三阻尼孔102和第四阻尼孔911缓慢进入第二腔室104，从而可以保持平衡阀内部的稳定。进一步地，第三阻尼孔102的孔径大于第四阻尼孔911的孔径。如此，可以对流体起到更好的缓冲作用，使流体更加平缓地进入第二腔室104。

一实施例中，第一弹性件70设于活动座腔601内。安装时，只需要将第一弹性件70装入活动座腔601内即可，安装非常方便。活动座腔601内壁设有第一台阶61，第一弹性件70的一端抵接于第一台阶61处。设置第一台阶61大大方便了第一弹性件70的安装。阀芯40的一端设有连接座41，第一弹性件70远离第一台阶61的一端套设于连接座41外侧。设置连接座41同样是为了方便第一弹性件70的安装。

第二弹性件80套设于活动座60外侧。安装时，只需要将第二弹性件80套于活动座60外侧即可，安装非常方便。第一弹性件70设于活动座腔601内，第二弹性件80套设于活动座60外侧，如此安装第一弹性件70和第二弹性件80充分利用了空间，使得该平衡阀整体结构更加紧凑。

进一步地，活动座60外壁设有第三台阶63，阀体10内壁设有阀体台阶11，第二弹性件80的两端分别抵接于第三台阶63和阀体台阶11。设置第三台阶63和阀体台阶11大大方便了第二弹性件80的安装，且可保证第二弹性件80伸缩的稳定性。

为了保持活动座60的稳定，端盖50设有端盖台阶52，活动座60外壁设有第二台阶62，在第二弹性件80的弹力作用下，第二台阶62抵接于端盖50台阶处。通过第二台阶62和端盖50台阶的配合可以将活动座60稳定地安装于阀体10的阀体腔101内。

请结合图1和图3，该平衡阀的工作原理为：

当负载需要上升时，出油口202进油，出油口202压力克服第三弹性件33的弹性力，使阀座30朝远离阀芯40的方向移动，打开阀座30，从而出油口202与负载口201连通，此时，出油口202向负载口201供油，从而给负载提供能量，使负载上升。

当负载上升到一定高度，不需要继续上升时，出油口202停止进油，在第三弹性件33的弹性力作用下，阀座30朝阀芯40移动至抵接于阀芯40，从而阻断出油口202和负载口201，负载保持在一定高度。

当负载需要下降时，控制口103进油，控制口103的压力克服第一弹性件70的弹性力，使得阀芯40朝远离阀座30的方向移动，打开阀芯40，从而出油口202和负载口201连通，此时，负载口201通过出油口202泄压，负载下降。

控制比指的是控制口103的压力与设定的开启压力的比值，开启压力也就是打开阀芯40所需要的压力。传统的平衡阀，其控制比由控制口103的有效作用面积和负载口201的有效作用面积决定，因此是一个固定的值。

本申请通过设置活动座60和第二弹性件80，使得控制比能够随着负载口201的压力变化而相应变化，实现控制口103压力的动态调节。

具体而言，请参阅图1，由于负载口201通过阀芯腔401和活动座腔601连通第一腔室506，因此，第一腔室506的压力和负载口201压力相同。当负载口201压力较低时，相应地，第一腔室506内的压力较低，当第一腔室506内的压力小于第二弹性件80的弹性力时，则活动座60无法压缩第二弹性件80。当负载口201压力较高时，相应地，第一腔室506内的压力较高，当第一腔室506内的压力大于第二弹性件80的弹性力时，则活动座60能够压缩第二弹性件80，此时，活动座60朝阀芯40方向移动一定距离从而进一步压缩第一弹性件70。将负载口201压力无法压缩第二弹性件80时的状态定义为低压状态，将负载口201压力能够压缩第二弹性件80时的状态定义为高压状态，则：

低压状态时，如图4所示，控制口103的压力f控＝p1×a2+k×(x-x1)-p1×a1时打开阀芯40。高压状态时，如图5所示，控制口103的压力f控＝p1×a2+k×(x-x1+δx)-p1×a1时打开阀芯40。其中，p1为负载口201的压力，a1为流体在阀芯40靠近负载口201一端的有效作用面积，a2为流体在阀芯40靠近端盖50一端的有效作用面积，k为第一弹性件70的弹簧刚度，x为第一弹性件70的自由长度，x1为低压状态下第一弹性件70的长度。δx为高压状态下第一弹性件70的长度与低压状态下第一弹性件70的长度的差值。

可见，低压状态下，打开阀芯40所需要的控制压力只需要克服第一弹性件70的弹性力作用，此时，所需要的控制口103压力较小，也就是控制比较大，如此，可以更加节能。在高压状态下，打开阀芯40所需要的控制压力除了需要克服第一弹性件70的弹力，还需要克服第二弹性件80的弹力，此时，所需要的控制口103的压力较大，并且，负载口201压力越高，δx越大，相应地打开阀芯40所需要的控制口103的压力越大，也就是控制比较小，如此，增强系统的稳定性。

在负载保持在一定高度时，负载口201的压力需要使负载维持在该高度位置，因此，负载口201的压力处于高压状态，此时，活动座60朝阀芯40方向移动压缩第二弹性件80，相应地，活动座60还压缩第一弹性件70。此时，负载口201的压力需要较大才能打开阀芯40，此时控制比较低，阀芯40可以缓慢打开，从而可保持系统的稳定性。随着负载口201的不断泄压，负载口201压力逐渐减小，当小于一定值时，活动座60在第二弹性件80的弹性力作用下朝端盖50移动，使得第一弹性件70部分卸荷，此时，控制口103压力只需要少量提高即可增大负载口201和出油口202之间的通道，因此，控制比较大，可以更加节能。

由此可见，本申请的平衡阀其控制比可以随着负载口201压力的动态变化而相应变化，负载口201压力越高，控制比越低，负载口201压力越低，控制比越高，从而既能保持系统的稳定性，又能达到节能的目的。该平衡阀控制可以自动调节，具有更广的适用范围，可以应用于行走机械、液压升降平台、绞车马达等多种行业设备中。

以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。