[发明专利]一种负压开启插装式补油阀

权利要求书

1.一种负压开启插装式补油阀，应用于液压打桩锤机械液压冲击系统中，用以避免液压油吸空而产生气穴现象，其特征在于，该补油阀包括内部开设有第一台阶孔且呈凸台状的阀套(1)、呈凸台状且内部开设有第二台阶孔的阀芯(2)、与阀套(1)的大直径端配合的端盖(4)以及调压弹簧(3)，所述的第一台阶孔的第一级孔作为与外部液压缸连通的出油孔(C)，所述的阀芯(2)同轴配合设置在第一台阶孔的第二级孔内，阀芯(2)小直径段外表面与第一台阶孔的第二级孔内壁之间形成进油腔(B)，并且该进油腔(B)通过阀套(1)侧壁上开设的径向通油孔(5)与回油端连通，所述的阀芯(2)小直径段的顶部轴向开设连通出油孔(C)和第二台阶孔的圆形小孔(6)。

2.根据权利要求1所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，所述的端盖(4)、第一台阶孔的第二级孔内壁以及第二台阶孔的第二级孔内壁共同构成弹簧腔(A)，所述的调压弹簧(3)安装在弹簧腔(A)内。

3.根据权利要求2所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，所述的调压弹簧(3)一端与端盖(4)上的圆形台弹簧座连接，另一端卡设在第二台阶孔的凸台面上，所述的阀芯(2)在油压和调压弹簧(3)的共同作用下，在第一台阶孔的第二级孔内滑动，实现进油腔(B)与出油孔(C)的通断控制，进而在外部液压缸出现负压时进行补油。

4.根据权利要求2所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，所述的弹簧腔(A)的大径大于出油口(C)的内径，使得弹簧腔(A)的油压有效作用面积大于出油口(C)有效作用面积。

5.根据权利要求4所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，当出油口(C)连接液压油为正压时，弹簧腔(A)与出油孔(C)连通，阀芯(2)在弹簧腔(A)内液压油液压力和调压弹簧(3)弹簧力的共同作用下处于关闭位置，阀芯(2)小直径段将进油腔(B)与出油孔(C)阻断，不进行补油。

6.根据权利要求4所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，当出油口(C)连接液压油为负压或零压时，弹簧腔(A)与出油孔(C)连通，阀芯(2)在弹簧腔(A)内液压油液压力和调压弹簧(3)弹簧力的共同作用下开启，使得进油腔(B)与出油孔(C)连通，回油端的液压油依次通过径向通油孔(5)、进油腔(B)和出油孔(C)对外部液压缸进行补油。

7.根据权利要求6所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，对于应用于液压锤工作中回油管道过长导致补油不及时的场景，在接近补油阀进油腔(B)处增设蓄能器，以提供液压油，适用于当液压锤机械在换向阶段油缸出现短暂封闭，活塞因速度不为零继续运动，有杆腔出现吸空状态时实现快速补油。

8.根据权利要求1所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，所述的径向通油孔(5)沿阀套(1)侧壁周向均匀开设。

9.根据权利要求8所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，所述的径向通油孔(5)的数量为3个。

10.根据权利要求4所述的一种负压开启插装式补油阀，其特征在于，该补油阀的数学模型为：

其中，A_a为进油口C液压油有效作用面积，A_b为进油腔B液压油有效作用面积，A_c为弹簧腔A液压油有效作用面积，k_s为弹簧刚度，x₀为弹簧预压缩量，x_s为阀芯位移，m_s为阀芯质量，B_s为阀芯的阻尼系数，K_s为液动力刚度，且K_s＝C_dπd_asin2α，其中，C_d为流量系数，d_a为阀口直径，α为阀芯半锥角，ΔP为阀口压差，Q_b为经径向通油孔进入补油阀的瞬时流量，Q_d为补油阀出油口C的瞬时流量，P_la为进油腔B内液压油压力，P_d为弹簧腔A与进油口C处液压油压力，t为时间，A(x)为阀口的通流面积，C_q为阀口的流量系数，ρ为液压油密度。