本发明涉及阀门领域，尤其涉及一种单向缓冲阀。
背景技术：
在液压提升机等使用液压油的机械设备中，通常是通过控制安装于压力油所在管路上的电磁阀来控制管路的开启和关闭。排泄压力油时，电磁阀打开，压力油在压力作用下喷涌而出，通过电磁阀的压力油的初始流速过快，一方面易导致压力油冲击与机械设备；另一方面易于导致受液压控制的受控部件急速启动、平衡性和稳定性均较差，且部分受控部件在急速启动的过程中也易于与机械设备的其他结构或部件发生碰撞。长此以往，机械设备上的结构或部件将因此受损或出现松动。更有甚者，在实际生产过程中本发明人发现，冲击或碰撞所导致的震动的频率有时与机械设备的固有频率一致，进而导致共振，将对机械设备的结构和稳定性造成破坏力更大的不良后果，大大缩短了机械设备的使用寿命。
基于此，提出本案申请。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种单向缓冲阀，可以有效降低压力油的流速与流量，解决现有技术中电磁阀开启时压力油流速过快冲击机械设备的结构或部件，破坏结构和部件的稳定性的问题，延长机械设备的使用寿命。
为实现上述目的，本发明单向缓冲阀的结构如下：包括阀体，阀体上设有进油口、出油口和缓冲腔，缓冲腔设于中部，进油口的底部与缓冲腔通过一变径腔连通，变径腔的大口朝上并设有一钢球；所述缓冲腔中设有与其适配的活塞，活塞的顶部通过变径腔的小口径腔与钢球间隙配合；进油口通过第一缓冲通道与活塞下方的缓冲腔连通；所述出油口与所述活塞上方的缓冲腔或变径腔的小口径腔或缓冲腔与所述活塞上方的缓冲腔的连通处连通。
上述结构中，本发明在进油口与出油口之间设置了第一缓冲通道-活塞-钢球-缓冲腔组成的缓冲结构，首先利用第一缓冲通道向缓冲腔中导流延长了压力油的通过路径、同时利用压力油将活塞顶起所需的时间，使压力油进入进油口中与从出油口流出形成时间差t1，首先设置了一个初步的时间缓冲。其次利用缓冲腔将流入的压力油的流量和流速进行控制，使从出油口流出的压力油能够从零开始逐渐地提升其速度和流量，实现对速度和流量的缓冲。通过该速度和流量的缓冲，能够避免压力油在电磁阀导通打开的瞬间喷涌而出冲击机械设备，以保护机械设备不受冲击破损。同时，通过对速度和流量的缓冲，还可以使受控部件在运行启动时以较为平稳的方式启动，减少受控部件与机械设备之间发生碰撞，以此避免机械设备产生震动。
为实行对压力油的初步限流、限速，本发明进一步设置如下：所述第一缓冲通道与缓冲腔之间通过第二变径腔连通，第二变径腔的小口径腔与缓冲腔连通，通过变径腔可以有效延长缓冲时间、提高缓冲效果，以此还可以防止压力油过快进入缓冲腔中冲击缓冲腔或缓冲腔中的活塞，延长本发明的使用寿命，拓展本发明的使用范围。
为确保初步的限流、限速效果，本发明进一步设置如下：所述第二变径腔的小口径腔的口径为大口径腔的1/5~2/5和/或第二变径腔的大口径腔的长度为小口径腔的1/5~2/5。
作为优选，所述第二变径腔的小口径腔的口径为大口径腔的1/3和/或第二变径腔的小口径腔的长度为大口径腔的3倍。
为提高缓冲效果并使本发明缓冲时长可调，本发明进一步设置如下：所述出油口与所述活塞下方的缓冲腔之间通过第二缓冲通道连通，所述第二缓冲通道与缓冲腔之间通过一第三变径腔连通，第三变径腔的大口径腔与所述第二缓冲通道连通且配设有一水平设置的调节装置，所述调节装置用于调节第三变径腔的开度。
一方面，通过上述结构增加的用于排油的第二缓冲通道以排油方式与缓冲腔配合，有效减缓了缓冲腔中压力油的堆积速度，实现缓冲腔内部的动态平衡，以此延长缓冲时间；另一方面通过用于排油的第二缓冲通道，可以在活塞尚未将钢球顶起的初期，使出油口中有压力油排出而作用于受控部件，以便在该初期阶段中受控部件可以于一阶段中立即响应，并从零开始逐渐地、以线性缓慢上升的方式启动并提速，避免在电磁阀开启后至活塞将钢球顶起之间的时间段（即上称一阶段）中受控部件毫无动作，在实现缓冲的同时、提高响应速度和缓冲效果。
再者，通过调节装置，可以方便地根据不同的使用场合、使用设备的使用需要，调节第二缓冲通道的通道大小，进而控制活塞顶起钢球的时间，实现缓冲时长的控制。
本发明进一步设置如下：所述第二变径腔与所述第三变径腔分布于缓冲腔的相对的侧壁上，且第二变径腔的所在位置高于第三变径腔，其结构作用如下：一、保证压力油在进入到缓冲腔后于缓冲腔中停留一定的时间以减缓其自身的速度，便于流速调控；二、可以保持阀体整体结构的稳定性；三、防止进入缓冲腔压力油和从中排出的压力互相干扰，从而保持缓冲腔内部稳定，便于实现缓冲腔的进油口与出油口之间的动态平衡。
为确保限流、限速的效果的同时，防止缓冲的时间过长，本发明进一步设置如下：所述第三变径腔的大口径腔的变径角度为20~30°，和/或所述大口径腔的长度与小口径腔的长度之比为1:1~1.5:1。
为避免进入缓冲腔中的压力油冲击第三变径腔，本发明进一步设置如下：所述第三变径腔设于缓冲腔底部之上。
作为优选，所述第三变径腔高出于缓冲腔底部至少2mm。
为便于调节，本发明进一步设置如下：所述调节装置包括外露于阀体外的转动端、与第三变径腔相适应的锥形端和连接转动端与锥形端的主体，所述主体与阀体螺纹转动连接且主体与阀体之间通过活塞密封。
为对压力油的流入、流出进行限流、限速，本发明进一步设置如下：所述第一缓冲通道、第二缓冲通道的直径小于进油口、出油口和变径腔；和/或所述阀体上设置有至少两个第一缓冲通道、第二缓冲管。
本发明的有益效果如下：
一、本发明结构简单、可靠，无需维护，耐用性高。
二、本发明利用活塞两端受力面积和受力方向来控制活塞的移动，进而利用活塞的移动来改变油口的通断（进油口与出油口之间的连通和截断），实现压力油流速自调节，无需人为实时控制或采用电气装置进行电控。
三、本发明缓冲效果好，应用于液压提升机中等上、下运动的机械设备中，其受液压控制的受控部件，例如液压提升机中的提升平台，尤其在下降过程中由静止到正常速度之间有明显、一定时长的加速过程，从而使提升平台得以平稳启动。
附图说明
图1为本发明具体实施例1的整体结构示意图。
图2为图1的i处局部放大示意图。
图3为图1的ii处局部放大示意图。
图4为本发明具体实施例1调节装置结构示意图。
图5为本发明具体实施例1工作原理示意图。
图6为本发明具体实施例1出油口流量变化示意图。
附图标记：1—阀体，2—进油口，3—第一缓冲通道，4—缓冲腔，5—缓冲活塞，6—密封活塞一，7—第二缓冲通道，8—调整装置，9—出油口，10—钢球；
201—第一变径腔，301—第二变径腔，401—过渡腔，501—顶杆，701—第三变径腔，801—锥形端，802—连接转动端，803—主体，804—密封活塞二，301a—大口径腔一，301b—小口径腔一，701a—小口径腔二，701b—大口径腔二。
具体实施方式
本发明提供一种可应用于采用具有压力油等液体介质的液压系统的机械设备中、用于缓冲压力油等液体介质的单向缓冲阀，其通过对压力油的缓冲，在电磁阀打开通道后，使压力油等液体介质以缓慢增加的方式进入到作用空间中，实现线性驱动，以包括受控部件运行的平稳性。
下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1如图1所示，本实施例提供一种单向缓冲阀，其包括阀体1，阀体1的中部开设有口径较大的缓冲腔4，本实施例在阀体1的顶部、侧壁分别以打孔方式加工出进油口2、出油口9。其中进油口2竖直设置，进油口2的底端与缓冲腔4相对并与缓冲腔4的顶部通过过渡腔401连通。出油口9水平设置，出油口9的内端（以位于阀体1之中一侧为内）与过渡腔401连通，自此，进油口2、出油口9、缓冲腔4三者连通。进油口2的底端的一截设置为第一变径腔201，第一变径腔201的口径从上至下有所缩小，但其最底端的口径仍大于过渡腔401的口径。在第一变径腔201中放置有一个与第一变径腔201的口径相适配的钢球10，钢球10与第一变径腔201的侧壁配合将进油口2与过渡腔401之间的通道截断，钢球10在地球重力作用下将进油口2与过渡腔401之间的通道截断。此处为提高截断效果，可于第一变径腔201的侧壁表面设置密封件或者将该侧壁的部分设置为与钢球10相适配的弧面。
本实施例中，第一变径腔201为一锥孔结构。
缓冲腔4中设有与其适配的缓冲活塞5，缓冲活塞5在初始装配时设置于缓冲腔4的中部，进而将缓冲腔4分隔出上腔室和下腔室两个空间，当然，缓冲活塞5与缓冲腔4的侧壁采用密封连接，防止上腔室与下腔室贯通。缓冲活塞5的顶部设置有顶杆501，顶杆501的长度为活塞行程与过渡腔401长度之和。本实施例中，顶杆501、过渡腔401均竖直设置，且为确保活塞、顶杆501、钢球10在配合中的稳定性，第一变径腔201、过渡腔401和缓冲腔4同轴设置，也便于加工。
在一种实施方式中，缓冲腔4采用打孔方式加工而成，故缓冲腔4的底部采用密封活塞一6进行密封，考虑到使用过程中缓冲腔4中存在一定的压力，密封活塞一6与缓冲腔4的底部的侧壁之间最好采用胶水等进行固定，或者在缓冲腔4的底部设置相应的卡接结构，例如卡槽等使密封活塞一6与缓冲腔4固定连接。另外，作为优选实施方式，密封活塞一6最好距离缓冲腔4的底部开口有一定的间隙，该间隙最好不小于5mm。
进油口2通过第一缓冲通道3与缓冲腔4的下腔室连通：第一缓冲通道3包括有主通道一和副通道一、副通道二，主通道一为竖直设置并与进油口2的进油方向一致，副通道一为水平设置、其连通进油口2与主通道一的顶部。副通道二也为水平设置，其设置于阀体1的底部，其连通缓冲腔4的下腔室与主通道一的底部。通过将主通道竖直设置，可以利用压力油自身的重力时压力油自主地进入到缓冲腔4内，而无需设置升压泵等设备驱动压力油的移动。
第一缓冲通道3的副通道二与缓冲腔4的下腔室之间通过第二变径腔301连通，第二变径腔301的小口径腔一301b与缓冲腔4连通、大口径腔一301a则与副通道二连通。或者描述为，副通道二与缓冲腔4的下腔室连通的通道端部设置为第二变径腔301。
在另一种实施方式中，第二变径腔301的小口径腔一301b的口径为大口径腔一301a的1/5~2/5，同时第二变径腔301的大口径腔一301a的长度为小口径腔一301b的1/5~2/5。结合图2所示，第二变径腔301的小口径腔一301b的口径接近于大口径腔一301a的0.31，接近于1/3，第二变径腔301的小口径腔一301b的长度约为大口径腔一301a的3.2倍，接近于3倍。
继续参见图1，出油口9与缓冲腔4的下强势之间通过第二缓冲通道7连通：第二缓冲通道7包括主通道二和第三变径腔701连通，主通道二为竖直设置、其顶部与出油口9直接连通、其底部与第三变径腔701的大口径腔二701b连通，第三变径腔701水平设置，第三变径腔701的小口径腔二701a与缓冲腔4直接连通。正对于第三变径腔701的大口径腔二701b的阀体1上打孔设置有调节孔，调节孔中装配有一水平设置的调节装置，调节装置用于调节第三变径腔701的开度、进而调控第二缓冲通道7中通过的介质流量。
如图4所示，调节装置包括外露于阀体1外的转动端、与水平变径腔相适应的锥形端801和连接转动端802与锥形端的主体803，主体803与阀体1螺纹转动连接且主体803与阀体1之间通过密封活塞二804密封，为便于加工和密封，本实施例中密封活塞二804较主体803上的螺纹段更靠近于缓冲腔4。锥形端801的尺寸、锥度均与第三变径开口的大口径腔二701b的形状、尺寸相适应，使用时仅需转动转动端802、使其相对于阀体1旋入或旋出即可控制锥形端801与第三变径腔701的大口径腔二701b之间的间隙d0，从而控制第二缓冲通道7中通过的流量，从而满足不同机械设备、不同场合中不同的初始流量以及缓冲时长等需求。
在本实施例中，第三变径腔701的大口径腔二701b的变径角度为20~30°，图3中所示为23°，该角度下，压力油通过大口径腔二701b的路径顺畅、便于流通，并且，锥形端801更易于与大口径腔二701b配合。或进一步地，大口径腔二701b的长度与小口径腔二701a的长度之比为1:1~1.5:1，便于压力油从第三变径腔701处排油。当然，为确保排油量以及顺畅排油，第三变径腔701的小口径腔二701a的口径大于第二变径腔301的小口径腔一301b，本实施例中，小口径腔二701a的口径约为小口径腔一301b2.5倍。
此外，在又一种实施方式中，为防止压力油从第二变径腔301处进入缓冲腔4的第一时间对第三变径腔701的结构和排油产生不利影响，可使第三变径腔701高出于缓冲腔4底部至少2mm。
本实施例中的主要实施方式的过程如下：当压力油经进油口2进入缓冲阀时，由于钢球10上端受到的压力比下端大，此时钢球10贴紧锥孔壁，液压油无法从此出快速通过。只能够从第一缓冲通道3进入缓冲腔4的底部的下腔室中。在此前预先由调节装置调节间隙d0控制缓冲腔4的下腔室的排油量，使单位时间的排油量低于（最好为略低于，具体比例依照实际使用需要进行控制）第二变径腔301的进油量。这样经过一定时间，缓冲腔4的下腔室中的压力逐渐积满，从而将缓冲活塞5向上顶，缓冲活塞5上的顶杆501推动钢球10向上移动，从而打开进油口2与过渡腔401之间被截断的通道，使压力油能够直接经钢球10与椎孔壁之间的间隙进入出油口9。出油口9处的压力油的流速、流量均增加，直至缓冲活塞5向上移动到最顶端、钢球10与锥孔壁之间的间隙最大后，流量、流速保持稳定。
如图6所示，本实施例可将整个缓冲时间——即从开始的低速到现在的正常流速的时间可以调节到2秒以上，使电磁阀开启的瞬间对压力油的排放实现了缓冲，使受液压控制的液压部件得以平稳运行。
本实施例的一个重要应用实例即为液压提升机，在液压提升机的下降过程中，其液压系统在打开电磁阀后大量的压力油在重力结合压力的作用下以极快的速度通过电磁阀，导致提升机的提升平台下降启动的速度和流量瞬间提高，该过程可参照图6中的虚线所示，简单来说，目前提升平台的下降启动采用猛启动，猛启动方式虽然响应速度极快，但提速过快意味着实现了提升机的提升平台在下降启动时存在一定的颠簸和震动，因此，通过单向缓冲阀，可以延长提升平台在下降过程中的加速时间，从而减缓加速过程，避免启动过猛导致提升平台的颠簸和震动。
实施例2本实施例与实施例1的不同之处在于：如图1所示，第二变径腔301与第三变径腔701分布于缓冲腔4的相对的侧壁上，且第三变径腔701的所在位置高于第二变径腔301。通过该结构设置，可确保第二变径腔301与第三变径腔701互不干扰，避免压力油在缓冲腔4内翻涌、冲击缓冲腔4，保护缓冲腔4结构的同时确保缓冲效果。
实施例3本实施例与上述实施例的区别之处在于：为提高限速效果，本实施例将第一缓冲通道3、第二缓冲通道7的直径小于进油口2、出油口9，以在引流过程中实行预减速和减量，以便后续结合第一变径腔201、缓冲腔4等结构进行逐级减速和减量，实现平稳控制。当然，在部分场合中，也可考虑增加第一缓冲通道3、第二缓冲管的数量进行使用，以在减速限量的同时，提高对压力油的缓冲处理速度，从而提高缓冲效率。
综上所述，本发明提供了一种单向缓冲阀，其可以有效地通过减速限量地方式控制压力油通过的流量与时长，进而控制受压部件受液压逐渐提速的一个驱动运行过程，防止突然提速、加速度过大对机械设备产生不良影响，保护机械设备的结构，延长机械设备的使用寿命。
1.一种单向缓冲阀，其特征在于：包括阀体，阀体上设有进油口、出油口和缓冲腔，缓冲腔设于阀体中部，进油口的底部与缓冲腔通过一变径腔连通，变径腔的大口朝上并置有一钢球；所述缓冲腔中设有与其适配的活塞，活塞的顶部设有一顶杆穿设于变径腔的小口径腔中并与钢球间隙配合；进油口通过第一缓冲通道与活塞底部以下的缓冲腔连通；所述出油口与变径腔的小口径腔或所述活塞上方的缓冲腔或缓冲腔与所述活塞上方的缓冲腔的连通处连通。
2.如权利要求1所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述第一缓冲通道与缓冲腔之间设有第二变径腔并通过第二变径腔连通，第二变径腔的小口径腔与缓冲腔连通。
3.如权利要求2所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述第二变径腔的小口径腔的口径为大口径腔的1/5~2/5；和/或第二变径腔的大口径腔的长度为小口径腔的1/5~2/5。
4.如权利要求3所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述第二变径腔的小口径腔的口径为大口径腔的1/3；和/或第二变径腔的小口径腔的长度为大口径腔的3倍。
5.如权利要求1-4任一所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述出油口与所述活塞下方的缓冲腔之间通过第二缓冲通道连通，所述第二缓冲通道与缓冲腔之间通过一第三变径腔连通，第三变径腔的大口径腔与所述第二缓冲通道连通且配设有一水平设置的调节装置，所述调节装置用于调节第三变径腔的开度。
6.如权利要求5所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述第一缓冲通道与缓冲腔之间设有第二变径腔，所述第二变径腔与所述第三变径腔分布于缓冲腔的相对的侧壁上，且第二变径腔的所在位置高于第三变径腔。
7.如权利要求5所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述第三变径腔的大口径腔的变径角度为20~30°，和/或所述大口径腔的长度与小口径腔的长度之比为1:1~1.5:1。
8.如权利要求5所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述第三变径腔设于缓冲腔底部之上。
9.如权利要求8所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述第三变径腔高出于缓冲腔底部至少2mm。
10.如权利要求5所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述调节装置包括外露于阀体外的转动端、与第三变径腔相适应的锥形端和连接转动端与锥形端的主体，所述主体与阀体螺纹转动连接且主体与阀体之间通过活塞密封。
11.如权利要求5所述的单向缓冲阀，其特征在于：所述第一缓冲通道、第二缓冲通道的直径小于进油口、出油口和变径腔；和/或所述阀体上设置有至少两个第一缓冲通道、第二缓冲管。
技术总结