阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀

1.本发明涉及液压泵系统技术领域，尤其涉及一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀。

背景技术：

2.溢流阀是一种可实现稳压溢流控制的液力控制元件，被广泛应用于液压泵系统中。用于尿素、药液、润滑液、涂覆液等工作介质供给的微流量液压系统的液压泵，往往要求供液流量小但流量控制精度高，因此通常需要匹配结构紧凑、体积小巧并且能够实现对微小流量进行稳定溢流控制的微流量溢流阀。
3.图1为现有的一种微流量溢流阀产品技术方案，该溢流阀包括阀体1、弹簧罩2、弹簧3和平面密封阀芯4。该溢流阀在阀体1的内孔设置有用于安装弹簧罩2的环槽和用于与平面密封阀芯4配合以实现平面密封的密封环带，弹簧3安装在弹簧罩3的内腔中，弹簧罩3的下边沿也可以为平面密封阀芯4提供最大升程限位功能。该溢流阀的组成部件少，结构简单紧凑，使得溢流阀总成的结构紧凑小巧，外圆直径可以小至8mm，可以直接压配到液压泵系统的回液管路中实现对微小回液量的溢流控制。
4.图2为与图1微流量溢流阀产品技术方案外形相似的一种变型产品，该溢流阀包括阀体1、上弹簧座2、弹簧3、平面密封阀芯4和阀芯限位卡圈6。该溢流阀通过采用了上弹簧座2，避免了图1溢流阀产品中弹簧罩2对溢流阀弹簧3中径和钢丝直径的尺寸限制，同时通过采用阀芯限位卡圈6对平面密封阀芯4的最大升程进行限位，避免了图1溢流阀产品中弹簧罩2在压配安装时可能因受力发生异常变形而导致的装配失效风险。该溢流阀的组成部件也比较少，并且对零部件结构进行了简化，同样也使得溢流阀总成的结构紧凑小巧，外圆直径也可以小至8mm，可以直接压配安装在液压泵系统的回液管路中用于对微小回液量进行溢流控制。
5.上述两种技术方案的微流量溢流阀产品，都能够保证溢流阀结构紧凑且可适用于微小流量液压泵系统，但是这两种技术方案均采用了平面密封阀芯结构。为保证平面密封阀芯在落座时其密封平面与阀体的密封环带相互配合并实现可靠密封，对于密封平面相对于平面密封阀芯轴线和密封环带相对于阀体轴线的垂直度有极高的要求，从而使得零部件的加工精度高、难度大，生产成本较高。如果因加工质量导致密封平面和密封环带的垂直度未达到要求，或者在装配和使用过程中出现密封平面与密封环带的平行度超差时，会影响到平面密封阀芯密封平面与阀体密封环带的配合，从而导致溢流阀出现渗漏甚至发生密封失效风险，影响液压泵系统的供液性能甚至无法正常工作。
6.为解决上述技术产品存在的问题，需要设计一种新型微流量溢流阀，以期能够提高溢流阀芯部件对密封平面的加工质量以及对相互配合的两密封表面平行度的适应性，改善溢流阀的密封性能，降低对溢流阀零部件加工和装配精度的要求，减少制造成本，提高溢流阀及液压泵产品的效益。

技术实现要素：

7.针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，采用半球形的平面密封阀芯，配合带有内凹空腔的上阀座，可以使半球形密封阀芯在落座时能够进行自动调整定位，保证半球形密封阀芯的密封平面与阀体的密封环带之间的有效配合并实现可靠密封，消除因密封阀芯的密封平面和阀体的密封环带因加工导致的垂直度超差或者在装配和使用过程中因平行度发生变化对溢流阀密封性能的影响，避免溢流阀在关闭时出现渗漏或者密封失效风险，从而降低对溢流阀零部件加工和装配精度的要求，提高溢流阀工作可靠性，增加溢流阀与液压泵系统产品的效益。
8.为了实现上述目的，本发明提供一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，包括一阀体、一上弹簧座、一弹簧、一上阀座、一半球形密封阀芯、一阀座限位卡圈和一o型密封圈；所述阀体呈加工有内孔的圆柱形结构，在所述内孔沿轴向方向自上而下分别形成一倒角、一上弹簧座卡槽和一卡圈卡槽；所述内孔的底部形成一阀座孔，所述阀座孔的下方形成一节流孔；所述阀座孔的外围与所述阀体内侧的底面之间形成一密封凸台；所述密封凸台的上端面形成一密封环带；所述阀体的外壁上方形成一环形凸肩，所述阀体的外壁下方形成一环槽，所述环槽内安装有所述o型密封圈；所述上弹簧座中部形成一回液孔，所述上弹簧座的外沿卡设于所述上弹簧座卡槽内；所述阀座限位卡圈部分卡设于所述卡圈卡槽内；所述上阀座的底部形成一内凹空腔，所述半球形密封阀芯包括上部的一半球面和底部的一密封平面，所述半球形密封阀芯的半球面可转动地限位于所述内凹空腔内，所述密封平面遮盖于所述阀座孔上；所述弹簧压设于所述上弹簧座与所述上阀座之间。
9.优选地，所述上阀座呈阶梯状圆形结构；所述上阀座在上方形成一导向圆柱、在下方形成一阀座导向段、在所述阀座导向段上端面形成一弹簧承座面、在所述阀座导向段下端面中部向内凹陷形成所述内凹空腔且在所述阀座导向段周向形成三个均布的半圆形凹槽。
10.优选地，所述内凹空腔由下方的一内凹圆柱段和上方的一内凹球面构成，且所述内凹圆柱段和所述内凹球面的直径大于且接近所述半球形密封阀芯的直径。
11.优选地，所述内凹空腔由下方的一内凹圆柱段和上方的一内凹圆锥面构成，且所述内凹圆柱段和所述内凹圆锥面的底面直径大于且接近所述半球形密封阀芯的直径。
12.优选地，所述密封平面与所述密封环带密封配合。
13.优选地，所述阀座限位卡圈的内径小于所述上阀座的所述阀座导向段的外径；所述阀座限位卡圈对所述上阀座和所述半球形密封阀芯的最大升程进行限位。
14.优选地，所述上弹簧座沿周向形成均布的四条切口和被四条所述切口等分的向圆周外侧伸出的四个扇形边沿；所述上弹簧座在中心位置形成向下伸出的一导向圆环，所述导向圆环的中部形成所述回液孔。
15.优选地，所述弹簧的上端套装在所述上弹簧座的所述导向圆环外侧，所述弹簧的下端套装在所述上阀座的所述导向圆柱外侧；所述弹簧的上端由所述上弹簧座的所述扇形边沿限位并由所述导向圆环导向，所述弹簧的下端由所述上阀座的所述弹簧承座面限位并由所述导向圆柱导向。
16.本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
17.本发明提供一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，该溢流阀采用半球形的平
面密封阀芯，配合带有内凹空腔的上阀座，半球形密封阀芯在上阀座的内凹空腔内可以自由地转动并且在落座时可以根据密封配合情况进行自动调整定位，从而实现密封平面与阀体密封环带的有效配合并实现可靠的密封。本发明提供的一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，可以通过半球形密封阀芯在落座时的自动调整定位，消除因密封阀芯的密封平面和阀体的密封环带因加工导致的垂直度超差或者在装配与使用过程中因平行度发生变化对溢流阀密封性能的影响，避免溢流阀在关闭时出现渗漏或者密封失效风险，提高溢流阀的工作可靠性，同时还可以降低溢流阀对零部件加工和装配精度的要求，降低加工制造成本，有利于提高溢流阀与液压泵产品的效益。
附图说明
18.图1为现有技术的一种带有弹簧罩的微流量溢流阀总成的剖面图；
19.图2为现有技术的一种带有上弹簧座的微流量溢流阀总成的剖面图；
20.图3为本发明实施例一的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀的剖面图；
21.图4为本发明实施例一的阀体的剖面图；
22.图5为本发明实施例一的上弹簧座的剖面图；
23.图6为本发明实施例一的上弹簧座的俯视图；
24.图7为本发明实施例一的平面密封阀座的剖面图；
25.图8为本发明实施例一的平面密封阀座的俯视图；
26.图9为本发明实施例一的半球形密封阀芯的结构示意图；
27.图10为本发明实施例二的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀的剖面图；
28.图11为本发明实施例二的平面密封阀座的剖面图；
29.图12为本发明实施例二的平面密封阀座的俯视图；
30.图13为本发明实施例三的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀的剖面图；
31.图14为本发明实施例四的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀的剖面图；
32.图15为本发明实施例的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀的使用状态图。
具体实施方式
33.下面根据附图图3～图15，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
34.请参阅图3～图9，本发明实施例一的一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，包括一阀体1、一上弹簧座2、一弹簧3、一上阀座4、一半球形密封阀芯5、一阀座限位卡圈6和一o型密封圈7；阀体1呈加工有内孔12的圆柱形结构，在内孔12沿轴向方向自上而下分别形成一倒角11、一上弹簧座卡槽18和一卡圈卡槽13；内孔12的底部形成一阀座孔16，阀座孔16的下方形成一节流孔17；阀座孔16的外围与阀体1内侧的底面之间形成一密封凸台15；密封凸台15的上端面形成一密封环带14；阀体1的外壁上方形成一环形凸肩101，阀体1的外壁下方形成一环槽102，环槽102内安装有o型密封圈7；上弹簧座2中部形成一回液孔24，上弹簧座2的外沿卡设于上弹簧座卡槽18内；阀座限位卡圈6部分卡设于卡圈卡槽13内；上阀座4的底部形成一内凹空腔44，半球形密封阀芯5包括上部的一半球面和底部的一密封平面51，半球形密封阀芯5的半球面可转动地限位于内凹空腔44内，密封平面51遮盖于阀座孔16上；弹
簧3压设于上弹簧座2与上阀座4之间。
35.阀体1的节流孔17的直径小于0.5mm，以便实现对微小流量的稳压溢流控制。阀体1的环形凸肩101用于与溢流阀安装孔过盈配合，实现溢流阀的安装定位并保证溢流阀与溢流阀安装孔之间的间隙密封。阀体1的环槽102用于安装o形密封圈，以保证溢流阀与溢流阀安装孔之间的间隙密封。阀体1的倒角11用于为上弹簧座2在安装时提供导向作用。
36.上弹簧座2沿周向形成均布的四条切口21和被四条切口21等分的向圆周外侧伸出的四个扇形边沿22；上弹簧座2在中心位置形成向下伸出的一导向圆环23，导向圆环23的中部形成回液孔24。
37.上弹簧座2为壁厚小于0.5mm的薄壁冲压件，以便于冲压成型。上弹簧座2的切口21的宽度大于上弹簧座2的壁厚，切口21的深度贯穿扇形边沿22并达到导向圆环23一半高度的位置。装配时，上弹簧座2的扇形边沿22可以利用切口21沿径向向内收缩，在达到阀体1的上弹簧座卡槽18的位置时可以自动张开嵌入上弹簧座卡槽18中以实现安装定位。上弹簧座2的导向圆环23可以为弹簧3的上端提供导向作用。上弹簧座2的扇形边沿22可以为弹簧3提供上端限位作用。
38.上阀座4呈阶梯状圆形结构；上阀座4在上方形成一导向圆柱41、在下方形成一阀座导向段42、在阀座导向段42上端面形成一弹簧承座面43、在阀座导向段42下端面中部向内凹陷形成内凹空腔44且在阀座导向段42周向形成三个均布的半圆形凹槽45。
39.阀座限位卡圈6的内径小于上阀座4的阀座导向段42的外径；阀座限位卡圈6对上阀座4和半球形密封阀芯5的最大升程进行限位。
40.内凹空腔44由下方的一内凹圆柱段和上方的一内凹球面构成，且内凹圆柱段和内凹球面的直径大于且接近半球形密封阀芯5的直径，以保证半球形密封阀芯5可以装配到内凹空腔44中并在内凹空腔44内自由地转动。上阀座4安装在阀体1的内孔12中并由内孔12对其进行导向。上阀座4的内凹空腔44用于容纳半球形密封阀芯5并与半球形密封阀芯5相配合。
41.半球形密封阀芯5为被切掉一部分球冠的球状结构，在下方形成一密封平面51。
42.半球形密封阀芯5的密封平面51与阀体1的密封环带14相配合实现平面密封。半球形密封阀芯5的密封平面51的直径不小于阀体1密封环带14的外径，从而在落座时可以保证密封平面51能够完全覆盖密封环带14以确保可靠密封配合。半球形密封阀芯5在落座时由阀体1的密封凸台15进行限位，在开启时与上阀座4一同被阀座限位卡圈6对最大升程限位。半球形密封阀芯5安装在上阀座4的内凹空腔44中并可以在内凹空腔44内自由地转动，当半球形密封阀芯5落座时，可以自动调整定位以适应阀体1密封环带14的平面，实现密封平面51与阀体1密封环带14的有效配合，从而保证溢流阀能够实现可靠的密封。
43.阀座限位卡圈6可采用标准件，阀座限位卡圈6的内径小于上阀座4阀座导向段42的外径。阀座限位卡圈6安装在阀体1的卡圈卡槽13中用于实现对上阀座4和半球形密封阀芯5最大升程的限位作用。
44.弹簧3的上端套装在上弹簧座2的导向圆环23外侧，弹簧3的下端套装在上阀座4的导向圆柱41外侧；弹簧3的上端由上弹簧座2的扇形边沿22限位并由导向圆环23导向，弹簧3的下端由上阀座4的弹簧承座面43限位并由导向圆柱41导向。
45.请参阅图10～图12，本发明实施例二的一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流
阀，其结构与实施例一基本相同，其区别在于：内凹空腔44由下方的一内凹圆柱段和上方的一内凹圆锥面构成，且内凹圆柱段和内凹圆锥面的底面直径大于且接近半球形密封阀芯5的直径，也能够保证半球形密封阀芯5可以在上阀座4的内凹空腔44中自由地转动。
46.请参阅图13，本发明实施例一的上阀座4和半球形密封阀芯5的结构也可应用于带有弹簧罩的微流量溢流阀产品，从而能够实现半球形密封阀芯5在落座时的自动调整定位，达到提高溢流阀密封性能的目标。
47.请参阅图14，本发明实施例二的上阀座4和半球形密封阀芯5的结构也可应用于带有弹簧罩的微流量溢流阀产品，从而能够实现半球形密封阀芯5在落座时的自动调整定位，达到提高溢流阀密封性能的目标。
48.请参阅图3～图15，本发明实施例的一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，在完成装配后可以形成独立于液压泵的可插装式整体溢流阀总成部件8，能够直接被压配插装在液压泵9的溢流阀安装孔内。并且本发明溢流阀的各零部件结构简单小巧，可以保证溢流阀总成部件8的外圆直径小于8mm，不会妨碍在液压泵9溢流回液通道上继续连接回液管路10，有利于提高液压泵系统的整体紧凑性。
49.溢流阀总成部件8的工作原理为：当液压泵9的回液口处的回液压力低于溢流阀总成部件8的开启压力时，半球形密封阀芯5在弹簧3的弹簧力作用下保持落座，密封平面51与密封环带14相配合，使阀座孔16保持密封状态，液压泵9不回液；当液压泵9的回液口处的回液压力高于溢流阀总成部件8的开启压力时，半球形密封阀芯5在回液压力的作用下克服弹簧3的弹簧力向上抬起，开启阀座孔16，液压泵9高压液路内多余的液体通过溢流阀总成部件8溢流并经回液管路10实现溢流回液，溢流阀总成部件8实现溢流回液控制功能。
50.本发明提供的一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，通过在阀体1上设置一直径小于0.5mm的节流孔17，可以实现对微小流量的溢流回液控制，从而保证微流量液压系统液压泵对小流量的控制精度。本发明提供的溢流阀采用了半球形的平面密封阀芯并配合带有内凹空腔44的上阀座4，半球形密封阀芯5安装在上阀座4的内凹空腔44中并可以在内凹空腔44内自由地转动，从而在落座时可以自动调整定位，保证半球形密封阀芯5的密封平面51与阀体1密封环带14的有效配合并保证可靠的密封。本发明提供的一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，可以通过半球形密封阀芯5落座时在上阀座4内凹空腔44中的自动调整定位，消除因密封阀芯的密封平面51和阀体1的密封环带14因加工导致的垂直度超差或者在装配、使用中因密封阀芯与密封环带14平行度发生变化对溢流阀密封性能的影响，避免溢流阀在关闭时出现渗漏或者密封失效风险，从而能够提高微流量溢流阀的工作可靠性，同时可以降低对溢流阀密封阀芯与阀体1零部件加工和装配精度的要求，减少加工制造成本，有利于提高溢流阀与液压泵产品的生产效益。
51.以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，其特征在于，包括一阀体(1)、一上弹簧座(2)、一弹簧(3)、一上阀座(4)、一半球形密封阀芯(5)、一阀座限位卡圈(6)和一o型密封圈(7)；所述阀体(1)呈加工有内孔(12)的圆柱形结构，在所述内孔(12)沿轴向方向自上而下分别形成一倒角(11)、一上弹簧座卡槽(18)和一卡圈卡槽(13)；所述内孔(12)的底部形成一阀座孔(16)，所述阀座孔(16)的下方形成一节流孔(17)；所述阀座孔(16)的外围与所述阀体(1)内侧的底面之间形成一密封凸台(15)；所述密封凸台(15)的上端面形成一密封环带(14)；所述阀体(1)的外壁上方形成一环形凸肩(101)，所述阀体(1)的外壁下方形成一环槽(102)，所述环槽(102)内安装有所述o型密封圈(7)；所述上弹簧座(2)中部形成一回液孔(24)，所述上弹簧座(2)的外沿卡设于所述上弹簧座卡槽(18)内；所述阀座限位卡圈(6)部分卡设于所述卡圈卡槽(13)内；所述上阀座(4)的底部形成一内凹空腔(44)，所述半球形密封阀芯(5)包括上部的一半球面和底部的一密封平面(51)，所述半球形密封阀芯(5)的半球面可转动地限位于所述内凹空腔(44)内，所述密封平面(51)遮盖于所述阀座孔(16)上；所述弹簧(3)压设于所述上弹簧座(2)与所述上阀座(4)之间。2.根据权利要求1所述的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，其特征在于，所述上阀座(4)呈阶梯状圆形结构；所述上阀座(4)在上方形成一导向圆柱(41)、在下方形成一阀座导向段(42)、在所述阀座导向段(42)上端面形成一弹簧承座面(43)、在所述阀座导向段(42)下端面中部向内凹陷形成所述内凹空腔(44)且在所述阀座导向段(42)周向形成三个均布的半圆形凹槽(45)。3.根据权利要求2所述的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，其特征在于，所述内凹空腔(44)由下方的一内凹圆柱段和上方的一内凹球面构成，且所述内凹圆柱段和所述内凹球面的直径大于且接近所述半球形密封阀芯(5)的直径。4.根据权利要求2所述的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，其特征在于，所述内凹空腔(44)由下方的一内凹圆柱段和上方的一内凹圆锥面构成，且所述内凹圆柱段和所述内凹圆锥面的底面直径大于且接近所述半球形密封阀芯(5)的直径。5.根据权利要求3或4所述的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，其特征在于，所述密封平面(51)与所述密封环带(14)密封配合。6.根据权利要求5所述的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，其特征在于，所述阀座限位卡圈(6)的内径小于所述上阀座(4)的所述阀座导向段(42)的外径；所述阀座限位卡圈(6)对所述上阀座(4)和所述半球形密封阀芯(5)的最大升程进行限位。7.根据权利要求6所述的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，其特征在于，所述上弹簧座(2)沿周向形成均布的四条切口(21)和被四条所述切口(21)等分的向圆周外侧伸出的四个扇形边沿(22)；所述上弹簧座(2)在中心位置形成向下伸出的一导向圆环(23)，所述导向圆环(23)的中部形成所述回液孔(24)。8.根据权利要求7所述的阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，其特征在于，所述弹簧(3)的上端套装在所述上弹簧座(2)的所述导向圆环(23)外侧，所述弹簧(3)的下端套装在所述上阀座(4)的所述导向圆柱(41)外侧；所述弹簧(3)的上端由所述上弹簧座(2)的所述扇形边沿(22)限位并由所述导向圆环(23)导向，所述弹簧(3)的下端由所述上阀座(4)的所述弹簧承座面(43)限位并由所述导向圆柱(41)导向。

技术总结

本发明提供一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，包括一阀体、一上弹簧座、一弹簧、一上阀座、一半球形密封阀芯、一阀座限位卡圈和一O形密封圈；上阀座的设置有一内凹空腔，半球形密封阀芯的下方设置有一密封平面，半球形密封阀芯安装在上阀座的内凹空腔中并可以在内凹空腔中自由地转动，从而可在落座时自动调整定位。本发明的一种阀芯可自动调整定位的微流量溢流阀，实现与阀体密封环带的有效密封，消除阀体和阀芯零部件在加工、装配和使用过程中因出现垂直度超差或相互之间平行度发生变化引起的溢流阀渗漏或密封失效风险，提高溢流阀的工作可靠性，降低对溢流阀对零部件加工和装配精度的要求，降低制造成本，提高溢流阀与液压泵产品的效益。液压泵产品的效益。液压泵产品的效益。