CN100354533C - 液压阀装置 - Google Patents

Abstract

一种带有控制阀模块(2)的液压阀装置(1)，其包括带有高压连接(P)和低压连接(T)的供应连接装置和带有两个工作连接(A，B)的工作连接装置，以及位于该供应连接装置与该工作连接装置之间的控制阀(3)。为了获得改进的阀装置的控制特性，该控制阀模块(2)具有位于该控制阀(3)和至少一个工作连接(A，B)之间的回流补偿阀(15，16)。

Description

液压阀装置

技术领域

本发明涉及一种带有控制阀模块的液压阀装置，其包括带有高压连接和低压连接的供应连接装置和带有两个工作连接的工作连接装置，以及位于该供应连接装置与该工作连接装置之间的控制阀。

背景技术

类似的阀装置已经在DE10216958B3中公开。该阀装置用于向与工作连接部相连的消耗装置例如马达供给加压的液压流体。回流补偿阀设置在消耗装置上，其确保消耗装置完全由控制阀控制，当其在推进操作时也是如此。

DE19800721示出了一种适合于液压缸的形式的液压马达的控制装置。当控制低运动时，消耗装置的出口被设置了补偿阀和负载保持阀一系列的连接，这些连接与工作连接相连。在这种连接中，负载保持阀通过其他工作连接的压力来控制。

当液压消耗装置以马达、液压缸或旋转马达的形式存在时，所谓的“推进操作”可以在许多场合进行。在这种情形下，马达通过外力在运动方向被加载。液压缸，例如，可以被加载，使其变得更低。旋转马达驱动一交通工具，当交通工具驶下一斜坡时可能会发生这种情形。在所有这些情形中，必须确保马达的运动完全的被控制阀控制。这就是回流补偿阀的作用。

负载保持阀的结构参见例如EP0197467A2。

然而，在本说明书开始部分中提及的阀装置中，难以准确调节回流补偿阀，所以消耗装置不能以所需要的方式被操作。

发明内容

本发明的目的是改进阀装置的控制性能。

在本说明书开始部分所述的阀装置中，这一目的如此实现，即该控制阀模块在控制阀和至少一个工作连接之间具有回流补偿阀。

具体而言，本发明提供一种带有控制阀模块的液压阀装置，其包括带有高压连接和低压连接的供应连接装置和带有两个工作连接的工作连接装置，以及位于该供应连接装置与该工作连接装置之间的控制阀，其特征在于：该控制阀模块具有位于该控制阀和至少一个工作连接(A，B)之间的回流补偿阀；和反压阀是电驱动的，控制阀是电驱动的，并且反压阀和控制阀对相同的电信号作出反应。

也就是说，回流补偿阀从在消耗装置例如马达上移至控制阀模块内。这样，可实现控制阀与回流补偿阀充分的相互作用，这是因为在控制阀与回流补偿阀之间基本上不再产生压力损失。如果压力损失较小，则它们是已知的且恒定的。当回流补偿阀直接安装在消耗装置上时，这些压力损失在各个安装情况下变化很大。因此，安装者需要一特殊的技能以便将回流补偿阀的预压力设定在正确的数值，从而确保由控制阀实现所需的控制。当不再考虑压力损失时，设计变得简单，阀装置的改进的控制性能基本上自动完成。另外，实现较高成本效益的制造。该阀装置节省了空间。相对于回流补偿阀的外置位置或回流补偿阀的法兰连接位置，这种连接泄漏的风险大大减少。

优选的是，回流补偿阀直接与控制阀的出口相连。这样，压力损失可以保持为实际上可实现的最低数值。消耗装置则只通过控制阀来控制。

优选的是，回流补偿阀具有两个控制进口，第一个控制进口与负载传感管相连，第二个控制进口与控制阀和回流补偿阀之间的一位置相连，第一控制进口通过吸入阀与低压连接相连。这一结构首先使得，当回流补偿阀和控制阀之间的压力升高时，由于第二控制进口的压力，回流补偿阀更紧闭或节流更显著。在类似的方式中，当压力在负载传感管中增加时，回流补偿阀沿开启方向或减少节流方向运动。这一动作本质上被认为与回流补偿阀相关。回流补偿阀具有一阀元件，其通过两控制进口的压力控制。在许多情形下，阀元件具有滑块的形式。实际上现在负载传感管通过吸入阀与低压连接相连，能使回流补偿阀相应于周围压力变化的反应相对快些。回流补偿阀在需要时也可以吸入液压流体。为达到这一目的，优选的吸入阀具有止回阀的形式，其在第一控制进口的方向开启，这样在负载传感管的压力不会立即流出低压连接，而是，存在吸入过低压的可能。

当第一控制进口可以通过位于控制阀滑块上的止回阀与低压连接相连时，这也是有利的。这确保回流补偿阀阀元件在两个方向上的可移动性。从第二进口供给的液压流体是不起主要作用，这儿总能得到充分的流体供应。从而，在第一控制进口，与低压连接的连接使回流补偿阀通过吸入阀供给液压流体或通过止回阀释放流体成为可能，止回阀可与低压连接相连。总之，当滑块处于相应的位置，仅需要通过第一控制进口释放流体。

优选的是，止回阀终止于滑块中的通道，其可与低压连接相连。关于这一设计，是一个相对简单的解决方法，其使得控制阀的制造成本低。

从控制阀来看，负载保持阀设置在回流补偿阀的另一侧，负载保持阀可以借助在另一工作连接处的压力而打开。回流补偿阀可以节流从一个工作连接流向控制阀的流体的流量。然而，并不立即切断流体。现在，当负载保持阀位于消耗装置和工作连接之间时，消耗装置是安全的，也就是，它能基本上“锁定”在假定的位置，即使当外界负载作用在消耗装置上也如此。

优选的是，至少回流控制阀的第一控制进口经由反压阀与低压连接相连，所述回流控制阀的该第一控制进口与负载保持阀串联。这使得在无故障操作的时候，可能在负载传感管内保持一定的压力，这需要打开负载保持阀。最后，通过反压阀产生的压力仅仅必须高到使得保持负载保持阀打开成为可能。

优选的是，反压阀是电驱动的，控制阀是电驱动的，反压阀和控制阀对相同的电信号作出反应动作。为了代替电驱动，也可以采用液压，机械或其他辅助力的有效驱动。这样，控制阀的偏转可以同时驱动反压阀，从而确保负载保持阀按需尽快打开。然而，没有相应的控制阀的致动，这不是必须的，反压阀将保持不动。

当反压阀位于控制阀模块内也是有利的。这样，当使用几个控制阀模块时，每一个控制阀和每一个相连的消耗装置都有它自己的反压阀。这使得每一个消耗装置可以分开控制。

优选的是，回流补偿阀分配给每一个工作连接。这样，消耗装置可以在两个方向加载。消耗装置在两个方向上都由控制阀完全控制。

优选的是，每一个第一控制进口通过节流元件与压力控制阀相连，压力控制阀可调节成不同的压力。这确保消耗装置以一简单的方法、在不同的方式中在不同的方向被操作。

优选的是，一出口连接在节流口和每一个带有往复阀的回流补偿阀的压力控制阀之间，往复阀的出口与进口补偿阀的入口相连，其于控制阀串联。进口补偿阀与控制阀一起形成比例阀。进口补偿阀确保在控制阀上总能得到稳定的压力，于是控制阀控制的、由控制阀释放的流量完全由开口的横截面积确定。进口补偿阀的压力就由在负载传感管内的更高的压力控制。

优选的是，控制阀具有一滑块，其可置换至两个工作位置和一个中位，一阻止位置被设置在中位和每一个工作位置之间。这两个工作位置的目的在于在一个或另一个方向可驱动消耗装置。在中位，控制阀的两个出口都与容器相连，这样没有“错误”的可能打开负载保持阀的信号产生。为在中位和在一个方向或另一方向上的驱动位置之间提供一限定的转换，，一阻止位置被设置在中位和每一个工作位置之间，在所述阻塞位置从供应连接装置到工作连接装置的通道实际上被切断。

附图说明

下面，将接合图通过具体实施例的方式描述本发明：

图1是液压阀装置的示意图。

具体实施方式

液压阀装置1具有一控制阀模块2，其包含高压连接口P和低压连接口T。高压连接口P和低压连接口T共同形成供应连接装置。另外，控制阀模块2包括两个工作连接口A，B，其共同地形成工作连接装置。最后，设置有一负载传感器连接LS，其显示出较高的现存的负载压力，使得供应压力与负载压力匹配。这里所示出的控制阀模块2是一个方框。实际上控制阀模块2组合在壳体中。

在供应连接装置P，T和工作连接装置A，B之间具有一个滑阀形式的控制阀3。控制阀3具有一可由驱动器5移动到不同位置的滑块4。一方面，驱动器5可以通过先导管6借助液压来控制。另一方面，也可以通过控制线路7提供电控制。

在所示的位置，滑块4位于所谓的中位s，在该位置时两个工作连接口A，B与导向低压连接T的容器管8连接。由于将在下文描述的阀，与工作连接口A，B相连的消耗装置在中位被锁定。

滑块4可以被移动至第一工作位置1和第二工作位置r。在工作位置r时，工作连接口A与高压连接口P相连。在工作位置1时，工作连接口B与高压连接口P相连。

在滑块4的浮动位置s和两个工作位置l，r之间设置了阻止位置u1，u2，在该位置处工作连接口A，B和高压连接P口是断开的。

和普通的滑阀一样，两个工作位置l，r不会被理解为独立的位置。在每一个工作位置l，r，滑块4可以进一步地移动，以便形成不同的大流动截面，以便液压流体从高压连接口P流向两个工作连接口A，B之一，并且从两个工作连接口A，B中的另一个流向容器连接口T(在回流管中的液压调节)。

进口补偿阀9位于高压连接口P和控制阀3之间。沿打开方向，进口补偿阀9受弹簧10的作用力和控制管11的压力作用，并且沿关闭方向，受到位于进口补偿阀9和控制阀3之间的点12的压力作用。正如将在下面解释的，进口补偿阀9确保作用于控制阀3的压力保持不变，使得从高压连接口P流到工作连接口A或B之一的流量仅由滑块4的流动横截面的尺寸决定。这样，进口补偿阀9和控制阀3形成负载独立的阀，也可以称作比例阀。

工作连接口A通过工作管13与控制阀连接，工作连接口B通过工作管14与控制阀连接。回流补偿阀15位于工作管13上。回流补偿阀16位于工作管14上。原理上，两个回流补偿阀15，16具有相同的结构。因此，它们将被一起解释。两个回流补偿阀15，16都位于控制阀模块2内，并相对靠近控制阀3。换言之，两个回流补偿阀15，16非常靠近控制阀3，这样在回流补偿阀15，16和控制阀之间没有或只有非常小的压力损失产生。

每一个回流补偿阀15，16都具有第一控制进口17a，17b。字母a用于表示回流补偿阀15的标记。字母b用于表示回流补偿阀16的标记。控制进口17a，17b与负载传感管18a，18b连接。在滑块4的相应滑移中(该滑移影响与压力连接P的连接)，与工作管13，14相同的压力被供给到负载传感管18a，18b，该工作管13，14位于回流补偿阀15，16和控制阀3之间。

弹簧19a，19b的弹簧力方向与第一控制进口17a，17b的压力方向相同。在第一控制进口17a，17b的压力和弹簧19a，19b的作用力在同一方向上作用，都是使回流补偿阀15，16打开，即扩大它们的流动横截面部分。

在第二控制进口20a，20b处沿相反的方向作用一压力，第二控制进口20a，20b与在回流补偿阀15，16和控制阀3之间的工作管13，14的一部分相连。

在滑块的工作位置l，r中的每一个位置处，控制阀3形成一供应通道21a，21b，这一通道形成了在进口补偿阀9的出口和相应的工作管13，14之间的连接。控制通道22a，22b从供应通道21a，21b分支形成，所述供应通道中止于相应的负载传感管18a，18b。

另外，依据滑块的位置，滑块4对于每一个工作位置1，r形成一回流通道23a，23b，通过该回流通道，不与进口补偿阀9连接的工作管13，14与容器管8相连。释放通道24a，24b终止于回流通道23a，23b，在该释放通道24a，24b上设有止回阀25a，25b，其开口通向容器管8。在滑块4的相应位置，释放通道24a，24b与负载传感管18a，18b相连。

两个负载传感管18a，18b通过往复阀16相互连接，往复阀的出口与另一往复阀27相连，往复阀27将控制包括阀装置1的液压系统的较高压力传递到负载传感器连接LS。

在往复阀26和控制阀3之间，对于每一负载传感管18a，18b设置有节流元件28a，28b。在节流元件28a，28b和往复阀26之间，分支出带有压力控制阀29a，29b的支路。两个压力控制阀29a，29b与图中仅示意地示出的反压阀30连接，在一个实施例中，反压阀30可由电驱动器31来驱动。然而，在另一实施例中，它能自己驱动。驱动器31与控制管7相连，这样，控制阀3和反压阀30可通过同一控制信号被同时启动。反压阀30与低压连接T相连。这确保在负载传感管18a，18b内预定的最小压力。

液压消耗装置以液压缸32的形式连接在工作连接A，B上。以箭头33表示的外界压力作用在液压缸上。在通向工作连接B的管上设置一负载保持阀34，其沿打开方向由工作连接A的压力和它自身出口的压力来控制，其沿关闭方向由弹簧35的作用力来控制。平行于负载保持阀34设置一止回阀36，其沿液压缸32的方向打开。

负载保持阀34可以完全关闭液压缸32和控制阀模块2之间的管道。回流补偿阀15，16并不需要完全的切断工作管13，14。

两个负载传感管18a，18b中的每一个都通过防空蚀阀37a，37b与容器管相连。防空蚀阀37a，37b是开口朝向第一控制进口17a，17b的止回阀。

该阀装置的工作如下：

当控制阀3的滑块4位移到工作位置r时，工作管13由高压连接口P供应压力。同时，负载传感管18a被供给压力。这样，此刻在回流补偿阀15的两个控制进口17a，20a具有相同的压力值，阀通过弹簧19a打开。此时，液压缸32的上工作腔38受压。从而从下液压腔39中压出流体。有可能的是，工作连接A中的压力打开负载保持阀34。负载传感管18b和位于回流补偿阀16与控制阀3之间的部分工作管14都实际上没有压力，这样回流补偿阀16在弹簧19b的压力作用下打开。从工作腔39流出的液压流体由此通过控制阀3流出且流向低压连接T。在控制阀内的可用的节流元件处，并未详细示出，压力建立起来，其使得回流补偿阀16和控制阀3之间的部分工作管14的相应压力增加，这进一步地使得回流补偿阀16节流，这样在弹簧19b的作用力和回流补偿阀16的第二控制进口20b的压力之间形成平衡。回流补偿阀16由此对来自液压缸32的第二工作腔39的回流进行节流，这样，实际上完全借助控制阀3来实现控制。

当控制阀3被设置在工作位置1时，液压缸32被反向驱动。这样，液压流体可以通过止回阀36到达液压缸32，从而避开负载保持阀34。在“回油通道”中，回流补偿阀15对从第一工作腔38流出的流体进行节流，使得液压缸完全通过控制阀3来致动，此时施加在液压缸32上的压力与箭头33的方向相反。

在任何情况下，压力控制阀29a，29b保证在负载传感管18a，18b中的压力不超过预定值。液压流体通过反压阀30释放到低压连接T。无论如何，反压阀30保证足够的压力来致动负载保持阀34。

来自两个负载传感管18a，18b的相应的高压通过控制管11分别传向进口补偿阀9，进口补偿阀9根据负载传感管18a，18b所需压力的大小而打开。

在该实施例中，负载保持阀34借助反压阀向外界泄压。然而，在另外的实施例中，可能使得负载保持阀向工作管14泄压，以气密地关闭负载保持阀或进一步向相连的比例阀泄压或通向容器。

为了取代所示的压力控制，控制阀3的滑块也可以产生流动控制或压力和流动的混合控制。

将两个回流补偿阀15，16直接紧靠设置在控制阀模块2内的控制阀3附近，这相对于包括回流补偿阀15，16的外置单元或法兰连接单元，具有大大减少泄漏的优点。当离控制阀具有较大的距离时，管路总会产生压力损失，其不得不通过弹簧19a，19b修正。然而，通常的，损失的大小并不知道。另一方面，如本实施例所示的，当回流补偿阀15，16设置在邻近控制阀3的位置，压力损失实际上并不存在，这样完全可以控制误差，也可以获得持续的稳定性能。

防空蚀阀37a，37b和止回阀25a，25b使得滑块(或其他阀元件)可在回流补偿阀15，16中非常迅速地作出反应动作。滑块不需要克服大的阻力就可供应或排出油。

Claims (12)

1.一种带有控制阀模块的液压阀装置，其包括带有高压连接和低压连接的供应连接装置和带有两个工作连接的工作连接装置，以及位于该供应连接装置与该工作连接装置之间的控制阀，其特征在于：该控制阀模块(2)具有位于该控制阀(3)和至少一个工作连接(A，B)之间的回流补偿阀(15，16)，和反压阀(30)是电驱动的，控制阀(3)是电驱动的，并且反压阀(30)和控制阀(3)对相同的电信号作出反应。

2.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于：回流补偿阀(15，16)直接与控制阀(3)的出口相连。

3.如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于：回流补偿阀(15，16)具有两个控制进口(17a，17b；20a，20b)，第一控制进口(17a，17b)与负载传感管(18a，18b)相连，第二控制进口(20a，20b)与控制阀(3)和回流补偿阀(15，16)之间的一位置相连，第一控制进口(17a，17b)经由吸入阀(37a，37b)与低压连接(T)相连。

4.如权利要求3所述的阀装置，其特征在于：第一控制进口(17a，17b)通过位于控制阀(3)的滑块(4)上的止回阀(25a，25b)与低压连接(T)相连。

5.如权利要求4所述的阀装置，其特征在于：止回阀(25a，25b)终止于滑块(4)中的通道，其与低压连接(T)相连。

6.如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于：从控制阀(3)来看，负载保持阀(34)设置在回流补偿阀(16)的另一侧，该负载保持阀(16)可以借助在另一工作连接(A)处的压力而打开。

7.如权利要求6所述的阀装置，其特征在于：至少回流控制阀(16)的第一控制进口(17a，17b)经由反压阀(30)与低压连接(T)相连，该第一控制进口与负载保持阀(34)串联。

8.如权利要求7所述的阀装置，其特征在于：反压阀(30)设置在控制阀模块(2)内。

9.如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于：回流补偿阀(15，16)分配给每一个工作连接(A，B)。

10.如权利要求3所述的阀装置，其特征在于：每一个第一控制进口(17a，17b)通过节流元件(28a，28b)与压力控制阀(29a，29b)相连，压力控制阀(29a，29b)可调节至不同的压力。

11.如权利要求10所述的阀装置，其特征在于：一出口连接在节流元件(28a，28b)和每一个带有往复阀(26)的回流补偿阀(15，16)的压力控制阀(29a，29b)之间，该往复阀的出口与进口补偿阀(9)的入口相连，其与控制阀(3)串联。

12.如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于：控制阀(3)具有一滑块(4)，其可移动至两个工作位置(1，r)和一个浮动位置(S)，阻止位置(u1，u2)被设置在浮动位置(S)和每一工作位置(1，r)之间。

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