一种先导式无静差减压阀
技术领域
本实用新型属于流体传动与控制（液压）领域，涉及压力控制阀，具体涉及一种先导式无静差减压阀。
背景技术
压力阀作为液压传动技术中的关键元件之一，对其性能的研究尤为重要。但压力阀普遍存在静差，定压精度较低；如果液压系统在工作过程中混入空气，易产生气蚀、拉丝侵蚀等现象，严重缩短了阀的使用寿命，直接影响了阀的性能。
目前人们普遍采用的降低静差的措施是将调压范围分为四个等级(0.6~0.8MPa、4~16MPa、8~20MPa、16~32MPa)，按压力要求设计四根自由高度、内径相同而刚度及钢丝直径不同的调压弹簧来应用于四个级别范围的调压。根据工作压力的不同来选择合适的弹簧，以保证静差尽可能的小。
但从本质上分析，附加的弹簧力及稳态的液动力依然存在，因此静差也始终存在。消除静差，成为解决压力阀调压精度的难题之一。
实用新型内容
本实用新型为解决上述技术问题之一所采用的技术方案是：一种先导式无静差减压阀，包括先导阀、主阀，所述主阀与外部的阀道闭环内反馈控制系统相连；所述先导阀包括设置在先导阀体的先导阀腔内的先导阀弹簧、通过密封圈与先导阀腔向密封配合的先导阀座，在先导阀座的腔体内设有一先导阀芯，在先导阀座上设有一连通先导阀腔中部腔和右腔的固定阻尼，在先导阀体的右腔右侧设有一先导阀端盖，一设置在先导阀体的左腔内的推杆的左端伸出先导阀体的左侧并与一调压手柄相连，所述先导阀芯与先导阀弹簧均固定在先导阀体的阀腔内；所述主阀包括设置在主阀体的阀腔内的主阀套，所述主阀套通过设置在其外侧壁上的密封圈与所述主阀阀腔内侧壁密封配合，在主阀套的右端安装有一主阀端盖，在主阀套的中部腔体内配合设有一带主阀芯的阀杆，在主阀体上分别设有一与主阀套的腔体相连通的进油口、出油口，所述主阀套的腔体分为左腔、中腔、右腔三部分，所述主阀套的腔体的左腔与先导阀腔的中腔相连通，所述主阀套的腔体的中腔与先导阀腔的右腔相连通，所述先导阀腔的左腔与回油箱相连通，在主阀体上设有一连通出油口的压力表接口，在所述主阀套的腔体的左腔内的弹簧座上设有一主阀弹簧，所述主阀芯配合安装在主阀套内。
优选地，所述先导阀芯为差压式阀芯，这种结构具备了滑阀、锥阀的共同优点，主要是利用承压面之间的面积差来有效减小作用在阀芯上的液动力，还可以配合液阻网络形成动压反馈，与先导阀端盖配合的阀芯端面开圆弧形槽，阀芯端盖内含缓冲垫。
优选地，所述主阀芯采用二级同心结构，为了减小液压侧向力，在主阀芯的凸肩上开均压槽，可以有效的对稳态液动力进行补偿，这些槽中的液体，从高压区向低压区流动，使槽中各点压力趋于相等，使主阀芯定位于中心。
优选地，在主阀与先导阀相连的通道上均设有一固定阻尼，在先导阀腔的左腔与回油箱相连通的通道上设有一先导阀口可变液阻。先导回路由3个液阻构成，其中固定阻尼和固定阻尼是固定液阻，先导阀口可变液阻视为可变液阻。液阻和差压式阀芯的结合构成了动态压差-力-位移负反馈，在主阀和先导阀之间形成了级间反馈，负反馈可以大大提高阀的稳定性。
优选地，先导阀体、主阀体均采用的1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢，先导阀芯、主阀芯均采用的1Cr17Ni2马氏体不锈钢，并经淬火处理；主阀套采用QA19-4青铜；其中密封材料为与介质相兼容的丁晴橡胶O型密封圈。
本发明的有益效果体现在：
1）该阀特殊的阀道设计，使阀内液流形成了闭环的反馈控制，当减压阀出口压力变化时，首先将打破主阀弹簧原有的弹簧力平衡，此时会产生附加的动态液动力，进而打破先导阀芯受力平衡，为使弹簧处于新的平衡状态，继而产生了动态调整力，这样出口压力与先导阀开口位移构成负反馈，直到再次稳定为止，从而实现了动态的液压反馈控制。因此，阀的干扰输入影响得到了充分的抑制，稳态液动力大为降低，提高了稳态精度，具有非常小的调压偏差；
2）液阻和差压式阀芯的结合构成了动态压差-力-位移负反馈，在主阀和先导级之间形成了级间反馈，负反馈可以大大提高阀的稳定性；
3）先导阀采用座阀结构，阀芯设计成差压式阀芯，具有很好的导向作用，阀芯不会在启闭时发生倾斜，两侧差压的结构可以很好的抵消掉一部分侧向液压力，可以减小调压弹簧的弹簧刚度，弹簧变软，可以提高阀芯开启速度；
4）主阀芯和主阀套之间、先导主阀套与先导阀芯之间采用了开均压槽的方法，有效解决了减压阀泄漏严重的问题；
5）阀体内设计多采用了合理的配合角度、圆弧设计，可以有效抑制气蚀、降低噪声、减小振动。
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。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型先导式无静差减压阀的二维剖视图。
图2为本减压阀压力-流量特性。
图中，1、先导阀弹簧； 2、先导阀座；3、固定阻尼； 4、先导阀芯； 5、先导阀端盖；6、固定阻尼；7、密封圈；8、主阀端盖；9、主阀芯；10、压力表接口；11、主阀弹簧；12、弹簧座；13、主阀套；14、推杆；15、调压手柄；16、先导阀口可变液阻；17、先导阀体；18、主阀体。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-2中所示，一种先导式无静差减压阀，包括先导阀、主阀，所述主阀与外部的阀道闭环内反馈控制系统相连；所述先导阀包括设置在先导阀体17的先导阀腔内的先导阀弹簧1、通过密封圈7与先导阀腔向密封配合的先导阀座2，在先导阀座2的腔体内设有一先导阀芯4，在先导阀座2上设有一连通先导阀腔中部腔和右腔的固定阻尼3，在先导阀体17的右腔右侧设有一先导阀端盖5，一设置在先导阀体的左腔内的推杆14的左端伸出先导阀体的左侧并与一调压手柄15相连，所述先导阀芯4与先导阀弹簧1均固定在先导阀体17的阀腔内；所述主阀包括设置在主阀体18的阀腔内的主阀套13，所述主阀套13通过设置在其外侧壁上的密封圈7与所述主阀阀腔内侧壁密封配合，在主阀套13的右端安装有一主阀端盖8，在主阀套的中部腔体内配合设有一带主阀芯9的阀杆，在主阀体18上分别设有一与主阀套13的腔体相连通的进油口、出油口，所述主阀套13的腔体分为左腔、中腔、右腔三部分，所述主阀套13的腔体的左腔与先导阀腔的中腔相连通，所述主阀套13的腔体的中腔与先导阀腔的右腔相连通，所述先导阀腔的左腔与回油箱相连通，在主阀体18上设有一连通出油口的压力表接口10，在所述主阀套的腔体的左腔内的弹簧座12上设有一主阀弹簧11，所述主阀芯9配合安装在主阀套13内。
本实用新型采用差压式阀芯作为先导阀，这种结构具备了滑阀、锥阀的共同优点，主要是利用承压面之间的面积差来有效减小作用在先导阀芯上的液动力，具有很好的过流性和稳定性，还可以配合液阻网络形成动压反馈。差压式阀芯结构相对直动式较复杂，需要保证两个配合面，加工精度也比直动式高，成本高，但它可以有效减少气蚀和泄漏。
压差式先导阀芯与先导阀弹簧1一起固定在先导阀体内，先导阀弹簧1右端与调压手柄15相连，右端由先导阀端盖5固定，先导阀端盖5内含缓冲垫，使先导阀芯移动更加平稳。调压手柄15通过旋转来调节先导阀弹簧1压力。与端盖相对的先导阀芯端面开圆弧形槽，使先导阀芯运动阻尼增加，提高先导阀的稳定性。先导阀阀体上有主阀套和主阀、油箱连通的孔道。
优选地，所述先导阀芯为差压式阀芯，这种结构具备了滑阀、锥阀的共同优点，主要是利用承压面之间的面积差来有效减小作用在阀芯上的液动力，还可以配合液阻网络形成动压反馈，与先导阀端盖5配合的阀芯端面开圆弧形槽，阀芯端盖内含缓冲垫。
优选地，所述主阀芯9采用二级同心结构，为了减小液压侧向力，在主阀芯9的凸肩上开均压槽，可以有效的对稳态液动力进行补偿，这些槽中的液体，从高压区向低压区流动，使槽中各点压力趋于相等，使主阀芯9定位于中心。
主阀选择二级同心结构，可以在不必过分要求加工精度的情况下，有效改善滑阀与主阀套之间的密封间隙，很好的解决泄漏、气蚀和振动的问题。同时，由于二级结构主阀芯9大端直径加大，能改善进口压力变化或流量变化对出口压力的影响。
动态方面，二级同心结构中，形成一个可变容积的环形空间，与适当的阻尼孔配合，对主阀芯9有良好的阻尼效果，大大提高动态稳定性。同时二级结构使液流在经过阀口之后呈扩散流动趋势，有较好的缓冲作用，降低液流的速度，从而减小噪声。为了减小液压侧向力，采用了在阀芯的凸肩上开均压槽，可以有效的对稳态液动力进行补偿。这些槽中的液体，从高压区向低压区流动，使槽中各点压力趋于相等，使阀芯定位于中心。
优选地，在主阀与先导阀相连的通道上均设有一固定阻尼6，在先导阀腔的左腔与回油箱相连通的通道上设有一先导阀口可变液阻。
液阻网络形式：本实用新型采用新型液阻网络形式，先导回路由3个液阻构成，其中固定阻尼6和固定阻尼3是固定液阻，先导阀口可变液阻视为可变液阻。液阻和差压式阀芯的结合构成了动态压差-力-位移负反馈，在主阀和先导阀之间形成了级间反馈，负反馈可以大大提高阀的稳定性。
当先导阀流量有增量时，降低，降低；降低，先导阀口趋于减小，降低，先导阀口趋于增大；固定阻尼6和固定阻尼6与其造成的压力波动与是有关联的。因此，可以根据液阻值和的不同参数进行合理配置，以此来得到本减压阀压力-流量特性，见附图2。
优选地，先导阀体17、主阀体18均采用的1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢，先导阀芯、主阀芯9均采用的1Cr17Ni2马氏体不锈钢，并经淬火处理；主阀套采用强度高，耐磨性和耐蚀性好，成本低廉的QA19-4青铜，可有效抵御气蚀和拉丝破坏，且阀芯、主阀套的配合间隙可控制的很小；其中密封材料选择的是摩擦损失小，与介质相兼容的丁晴橡胶O型密封圈7。
上述先导式无静差减压阀的工作过程现介绍如下：
本实用新型先导式无静差减压阀的工作原理：先导式无静差减压阀由主阀和先导阀组合而成，压力油从进油口进入（一次压力），经阀口到出油口减压为二次压力，出油口的液流分为三路：一路经出油口流入系统；一路经过主阀套13的流道与主阀芯9右端相通，作用于主阀芯9右端，压力为；再一路经过先导阀口和固定液阻进入先导阀右腔，压力为，先导阀右腔液流经上方流道通过固定阻尼3流入先导阀芯中腔，压力为，作用于先导阀芯上。液流又经中腔向下回到主阀芯9左腔，作用主阀左腔，压力为。
减压阀未工作时，主阀芯9在主阀弹簧11的作用下压紧至右边最大开口位置，在进口压力逐渐上升的情况下出口压力也逐渐上升。
当出口压力低于先导阀开启压力时，先导阀保持关闭，经过阻尼孔的一部分二次压力没有流动，主阀左右腔压力相等，，主阀芯9仍然处于最大开口位置。
当出口压力达到先导阀开启压力时，先导阀开启的临界状态，但是出口压力小于主阀弹簧11压力，主阀芯9仍处于右端。
当出口压力升高到超过先导阀开启压力时，作用在先导阀上的力为，大于先导阀弹簧1力，推开先导阀。先导流量通过固定阻尼6，固定阻尼3和先导阀口可变液阻回油箱，此时，当压差达到一定值时，主阀芯9克服弹簧力左移，主阀开口减小，主阀口起减压作用。
由调压手柄1515改变先导阀弹簧1预压缩量，从而调定减压阀的出口压力。
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，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
