液压系统新型单向阀的设计与研究
摘要：针对现有液压系统所使用单向阀存在的不足，即液压系
统实现卸荷作用的过程较为复杂，故障点多，从而导致整个液压系
统的质量达不到更高的要求。采用在阀体和阀芯上设计卸荷槽并安
装卸荷螺钉的方法，达到阀的单向导通和卸荷一体式的效果。实现
液压系统的高质量、高可靠性运转。
关键词：单向阀 卸荷 高质量
中图分类号：th 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）
03-0204-01
背景
单向阀在生产实际应用过程中发挥着重要作用，其作用包括单
向导通和保压、锁紧[1]。流体只能沿着单向阀的进液口穿过阀体，
到达出液口，液体不能够反向通过单向阀的出液口经过阀体，回到
进液口。单向阀通常设在泵的出口起到单向导通，对泵起保护作用；
或设在活塞缸的入口，起到保压、锁紧的作用。
然而，在生产应用中，液压系统不仅仅需要单向阀实现单向导
通的功能。系统还需要实现卸荷作用。即液压系统在保压一段时间，
达到使用要求的后，需要卸荷。液体需要反向通过单项阀，回到油
箱中。绝大多数液压回路均需要卸荷。针对这种需求，目前较为普
遍的解决方法有两种，在液压回路中安装液控单项阀或设计专门的
卸荷回路。在活塞缸的入口安装液控单向阀时，活塞缸卸荷时，给
液控单向阀的控制油路通液，实现卸荷；在泵出口安装溢流阀时，
可以通过溢流阀进行卸荷。两种方案虽然达到了液压系统卸荷的需
求，但是存在以下不足：两种方案均需要设计专门的液压管路用于
卸荷，整个系统的结构复杂；产品价格较高，实现卸荷的代价高；
卸荷回路出现故障时，出现的故障点多，排除故障困难，达不到产
品高质量的要求。
针对上述不足，提出一种新型液压系统单向阀的设计思路，在
阀体和阀口上开卸荷槽，同时配合卸荷螺钉实现卸荷，达到卸荷简
单、产品质量高、可靠性高等特点。
1、设计方案
新型单向阀卸荷功能所采用的方法是在单向阀的阀体和阀口上
开卸荷槽，并配合卸荷螺钉，实现单向阀的卸荷功能。
新型单向阀包括：阀体、弹簧、阀芯、垫圈、密封圈、阀口、
卸荷螺钉。阀体中设有阀芯，阀芯一端设有弹簧，另一端设有垫圈，
阀口一端抵着垫圈，阀口与阀体通过螺纹连接，螺纹末端用密封圈
进行密封。阀体侧面设凸台，在凸台上钻垂直于阀体轴线的通孔并
攻螺纹，螺纹孔中设卸荷螺钉，在阀体端面上钻平行于阀体轴线的
光孔，光孔的位置要求是保证光孔和所述的垂直于轴线的螺纹孔能
够相通，在阀体进液口端存在螺纹的位置镗槽，槽的深度要求能够
镗到光孔的轴线位置，阀口螺纹上开四个互成90°的孔，使得阀装
配后孔的位置和槽的位置相对应。卸荷螺钉在阀发挥单向导通功能
的过程中使卸荷回路处于堵死状态，液体只能够单向通过单向阀。
当液压系统需要有卸荷功用时，设在阀体上的卸荷螺钉后移，卸阀
体上的两个卸荷孔接通，实现卸荷功能。
2、新型单向阀工作原理
新型单向阀的工作模式包括：正常工作和卸荷工作。
正常工作时，液体从阀口进入，到达阀芯处；当液体压力大于
阀芯一端弹簧力时，阀芯被顶开，液体进入阀的腔体，并最终通过
阀出液口，进入阀出口端的液压管路中。当阀进液口液体的压力小
于阀芯内弹簧的压力时，弹簧复位，阀口与阀芯之间闭合，液体不
能反向通过。其作用与原有的单向阀相同。
当液压回路需要卸荷时，使用螺丝刀使卸荷螺钉后退，到一定
位置后，垂直于轴线的螺纹孔和平行于轴线的光孔连通，则出口端
液压管路中的液体通过卸螺纹孔、光孔、槽和阀口上的孔，回到进
液口，实现液体反向通过单向阀的目的。可以通过卸荷螺钉的位置，
来控制卸荷速度的快慢，实现节流调速的目的。
3、总结
液压系统的缺点就是易泄漏，原有的系统管路连接处的接头较
多，进而导致泄漏点较多，产品的质量和可靠性达不到更高的要求。
新型单向阀实现单向导通和卸荷于一体，是液压系统更加简洁，解
决了上述的不足。使产品具有更高的可靠性和更优的质量。
新型单向阀正向的开启压力和普通单向阀类似，都比较低，一
般在0.1 mpa 左右，它的单向密封性好，常常应用于柱塞式液压缸
或者有外接油箱的液压千斤顶中，其功用主要表现在需要一定时间
保压、锁紧的系统，同时需要卸荷的液压系统中。在柱塞或者千斤
顶缸等执行元件缩回过程中，单向阀使系统基本处于卸荷状态，这
样就解决了普通液控单向阀在柱塞式油缸下落时系统油压增高导
致功率消耗增大、油液发热等问题。相对于设计专门的液压回路，
新型单向阀节约能源提高产品质量的优势则更加明显。
当然，产品在设计过程中也存在诸多不足。相对于原有的单向
阀，在阀体和阀口的加工过程中，会带来一些困难。同时，使用卸
荷螺钉，需要选择合适的密封以提高产品的可靠性。设计的新型单
向阀在原理上具有简便性，可提高整个液压系统的可靠性和质量。
但设计没有进行样机验证，相关参数有待实验和生产的检验。
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