CN101608644B

CN101608644B - 组合式液压集成控制阀块系统

Info

Publication number: CN101608644B
Application number: CN200910047242.5A
Authority: CN
Inventors: 黄人豪
Original assignee: Shanghai Renhao Hydraulic Tech Co Ltd
Current assignee: Shanghai Renhao Hydraulic Tech Co Ltd
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-03-06
Also published as: US8800600B2; US20120024406A1; WO2010099699A1; JP2012519804A; DE112010000982B4; JP5649190B2; CN101608644A; DE112010000982T5

Abstract

组合式液压集成控制阀块系统，包括先导控制阀组、控制阀组件、用来安装先导控制阀组和控制阀组件并同外部相连接的阀块块体的组合。先导控制阀阀组由复数个先导控制阀组成，控制阀组件由复数个二通插装阀控制组件组成，所述阀块块体上先导控制阀的安装面是标准的安装面，阀块块体内具有P、T、A、B四个主通道和若干先导控制通道，并分别具有一个或二个外部安装面。采用新的元件和技术原理后，在复杂回路和系统组合中，几乎完全避免了传统回路广泛采用“单个元件”组合回路时的大量功能和结构重叠，并显著避免了大量采用单向元件的控制阀。提供了进行更合理、紧凑的规模性集成的方法。

Description

组合式液压集成控制阀块系统

技术领域

本发明涉及一种组合式液压集成控制阀块系统，更确切地说是涉及到一种模块化、可配组、开放式的液压集成控制阀系统产品。

背景技术

液压控制阀及其系统广泛应用于液压传动与控制系统中，用来控制液压流体的方向，压力，流量等，并显著地影响着采用液压传动的各类工业和移动设备领域。

传统上基于主流应用的液压控制阀是以采用国际标准的所谓板式连接的各类液压控制阀（诸如符合ISO4401、CETOP安装面连接标准的四油口方向控制阀及叠加阀；符合ISO6264、5781安装面连接的二油口压力控制阀；符合ISO6263安装面连接的流量控制阀等）。从技术原理上，这类产品被称为“单个元件”类产品。当前所谓的阀系统，就是指由这些被称是“单个元件”类的阀产品按照控制要求，根据经验而组合起来的各种各样，形形色色的阀回路和系统（诸如方向，压力，流量及其混合的多功能控制回路和系统），在这些数量众多的阀回路和系统中，基于四油口方向控制阀的各种组合回路，即所谓的“四通回路”，是应用最广泛和最重要的回路之一，例如由四油口的方向控制阀、各种节流阀、流量阀（通常带单向元件），压力阀（通常带单向元件），相组合的四通回路，几乎占了全部回路的一半以上。如图1所示传统方式液压回路（四通回路）原理图，就是一种典型的基于四油口方向控制阀的复杂四通回路。由于历史的原因，“单个元件”类的阀产品本身功能单一，但内部结构和外部形态各不相同，不仅在功能、结构和形式上离散化严重，随着应用技术水平的提高和发展，越来越显现使用古板不便的缺点。这种传统方式的采用单个元件来组合阀回路和系统的方式，特别是最具代表性的基于四油口方向控制阀的各种四通回路，按“液阻理论”提出的液压回路设计应遵循的“最少液阻原则”来判断，存在许多缺陷和欠合理之处。此外，从技术方法来看，传统方式的“单个元件”液压回路中，根据应用、制造和装配的需要，都是表现为一种基于安装面的块式组合或集成的所谓油路块（板），（或称阀块，集成块）形式，并大量存在，这类回路及其油路块（阀块，集成块）当液压回路和系统产品需要修改或部分修改设计和布局时，不单需要变更相关的阀元件产品，变更阀回路、系统的设计和布局，而且更会涉及到对回路组合和加工成本影响很大的安装和连接用的油路块（阀块、集成块）块体的整体性的重新设计、并波及加工和装配，从而使任何回路的变更都会引起整个供应链流程的相应变化，不仅使致使变动成本偏高，交货期延长，而且会产生大量新的设计和图纸文档，增加引起差错可能，使管理也变得复杂和困难也越来越不适应快速发展的技术环境，尤其是现代控制必须具备的模块化、可配组和开放式特征，也不利于采用现代化的产品开发、先进制造和精益管理的模式。

实际上，这种大量应用的“基于安装面的连接和集成方式”，先是采用了传统方式的叠加式和连接块式的模块式集成方式，试图解决和改善其模块化可配组的性能，这在较小规格的元件和回路中，取得一些进展，但总体上，尤其是在大量出现的通经规格为10毫米以上到32毫米以下的中等规格范围内，这种基于安装面的模块化集成化努力并无法导致对它的缺陷的明显克服和弥补。

发明内容

本发明旨在通过采用新的技术原理和技术方法的产品方案，用现代控制中符合模块化、可配组和开放式的模式来对上述已在当前工业和移动设备领域中大量应用并居于主流的包括基于四油口方向控制阀的各类控制回路和组合，进行整体式重组和替代。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样的：

组合式液压集成控制阀块系统，包括先导控制阀组、控制阀组件、用来安装先导控制阀组和控制阀组件并同外部相连接的阀块块体的组合，其特征在于，所述先导控制阀组由复数个先导控制阀组成，所述控制阀组件由复数个二通插装阀控制组件组成，所述阀块块体上先导控制阀的安装面是符合标准的安装面，阀块块体内具有P、T、A、B四个主通道和若干先导控制通道，并具有一个至两个外部安装面。

进一步，在本发明中，所述组合式液压集成控制阀块系统包含采用多个相同通径规格或相异通径规格的阀块进行卧式集成或立式集成的组合，或卧式和立式皆有的混合式集成的组合。

进一步，在本发明中，由先导控制阀组、四个二通插装阀控制组件、阀块块体及其内部和外部相互之间的连接件构成四通型集成控制阀块系统，它具有P、T、A、B四个主通道和若干先导控制通道，多个内部安装面和一个至两个外部安装面。

所述四通型集成控制阀块系统可进行如下组合：

进一步，在本发明中，四通型集成控制阀块系统为采用卧式集成的具有二个外部安装面的四通型集成控制阀块系统。所述四通型集成控制阀块系统的阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，所述阀块块体采用高强度和高性能的黑色金属或有色金属铸造后经机加工而成，阀块块体的顶部设有安装用凸台，由所述凸台和二个相平行的精加工平面组成的凸台型台阶面，所述凸台的凸出部安装面安装二组先导控制阀组，所述与凸台平面相平行的平面部安装面安装二个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板。

所述阀块块体的正面一侧的精加工安装面安装二个控制组件。

所述阀块块体的左、右二侧的精加工安装面设置有主通道P、T油口，控制通道Pc、Tc油口以及用于安装螺栓的连接孔，所述阀块块体的左、右二侧的精加工安装面和阀块块体具有二个二通插装阀控制组件安装面的正面以及含有凸台和二个相平行的精加工平面的凸台型台阶面均为内部安装面。

所述阀块块体的底面以及后面为外部安装面，用来作为主通道输出口A、B的孔口及连接安装面，辅助安装和连接用安装面。

进一步，在本发明中，四通型集成控制阀块系统为采用立式集成的具有一个外部安装面的四通型集成控制阀块系统。所述四通型集成控制阀块系统的阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，阀块块体的正面设有安装用凸台，该凸台的凸出部的精加工安装面安装二组先导控制阀组。

所述阀块块体的左右两个侧面的精加工安装面安装复数个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板。

所述阀块块体的顶部和底部的精加工安装面设置有主通道P、T油口，控制通道Pc、Tc油口以及用来安装螺栓的连接孔。

所述阀块块体的后部安装面为外部安装面，用来作为主通道输出口A、B的孔口及连接安装面，辅助安装和连接用途。

所述四通型集成控制阀块系统也可为单体式四通型集成控制阀块系统：所述单体式四通型集成控制阀块系统的阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，阀块块体的顶部或正面可设有安装凸台，所述凸台可包括由二个相平行的精加工平面组成的凸台型台阶面，所述凸台的凸出部安装面安装二组先导控制阀组，所述凸台型台阶面的另一平行的平面部的安装面可安装二个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板。也可被预留来安装其它安装连接要素所述阀块块体采用锻件或型材，所述阀块块体的各面及块体内流道均经机加工而成。

所述单体式四通型集成控制阀块系统为采用卧式集成，至少具有二个外部安装面的四通型集成控制阀块系统。所述单体式四通型集成控制阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，该阀块块体的顶面设有安装用凸台，所述凸台的凸出部精加工安装面安装二组先导控制阀组，凸台型台阶面中与凸台凸出部安装面相平行的另一精加工面来安装二个二通插装阀控制组件的法兰控制盖板。所述阀块块体的地面或左右一侧可以用来作为主通道的高压输入口（P）和低压输出口（T）以及先导控制通道连接用，所述阀块块体的后部被用来作为主通道高压输出口A、B的连接口或安装面用。

所述单体式四通型集成控制阀块系统为采用立式集成的至少具有一个外部安装面的四通型集成控制阀块系统。所述单体式四通型集成控制阀阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，该阀块块体的正面设有安装用凸台，所述凸台的凸出部的精加工安装面安装二组先导控制阀组，所述阀块块体的左右两侧面分别对称安装各二个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板，所述阀块块体的底面被用来作为主通道的高压输入口（P）和低压输出口（T）以及先导控制通道连接用，所述阀块块体的后部被用来作为主通道高压输出口A、B的连接口或安装面用。

所述阀块块体采用锻件或型材，所述阀块块体的各面及块体内流道均经机加工而成。

在本发明中，由先导控制阀组、二个二通插装阀控制组件、阀块块体及其内部和外部相互之间的连接件构成三通型集成控制阀块系统，它具有P、T、A（B）三个主通道和若干先导控制通道，多个内部安装面和一个至两个外部安装面。

所述三通型集成控制阀块系统为采用卧式连接的具有二个外部安装面的三通型组合式液压集成控制阀块系统。所述三通型集成控制阀块系统的阀块块体的左、右二侧的精加工安装面设置有主通道P、T油口和控制通道Pc、Xc以及用于安装螺栓的连接孔。

所述三通型集成控制阀块系统为采用立式叠加的具有一个外部安装面的三通型组合式液压集成控制阀块系统。所述三通型集成控制阀块系统的阀块块体的左、右二侧的精加工安装面设置有主通道P、T油口和控制通道Pc、Xc以及用于安装螺栓的连接孔。

在本发明中，由先导控制阀组、控制阀组件和阀块块体组成一输入端集成控制阀块系统，所述先导控制阀组为一组先导控制阀组件，所述控制阀组件由二个二通插装阀控制组件组成，所述先导控制阀组安装在二通插装阀控制组件的带标准安装面的法兰式控制盖板上，所述阀块块体为基于六面体的长方体铸件，阀块块体上具有P、T二个主通道和若干先导控制通道，并具有复数个外部安装面和内部安装面。

所述输入端集成控制阀块系统为采用卧式连接的、具有至少二个外部安装面的输入端集成控制阀块系统。所述输入端集成控制阀块块体的阀块块体正面和顶部面安装一个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板，所述阀块块体的右侧面设置有主通道P和T的输出和输入通道孔口、先导控制通道孔口以及用于安装螺钉栓的连接孔，所述阀块块体的左侧面、底面设置有高压输入端（P）、低压输出端（T），以及先导控制的外控制通道。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为传统方式四通液压回路原理图；

图2为采用单个控制液阻的二通插装阀控制四通回路原理图；

图3为本发明卧式集成的四通型集成控制阀块系统的结构示意图；

图4为本发明立式集成的四通型集成控制阀块系统的结构示意图；

图5为图4中四通型集成控制阀块系统的阀块块体的结构示意图；

图6为图5的剖面结构示意图；

图7为本发明卧式集成的三通型集成控制阀块系统的结构示意图；

图8为图7中三通型集成控制阀块系统的阀块块体的结构示意图；

图9为本发明所述的二通插装阀无泄漏的四通型集成控制块系统的回路原理图；

图10为本发明所述的一种卧式集成的集成化连接的组合式集成控制阀系统结构示意图；

图11为本发明所述的异径集成以及兼有卧式集成和立式集成的复杂集成控制阀系统结构示意图；

图12为本发明所述的一种用于单体式四通型集成控制阀块系统的结构示意图；

图13为图3的分解结构示意图；

图14为图4的分解结构示意图；

图15为本发明所述的立式集成的三通型集成控制阀块系统的结构示意图；

图16为本发明所述的带附加背压和节流等复杂控制的差动和流量再生功能的四通型集成控制阀块系统的分解示意图；

图17为本发明所述的可具有多种进、回油单向节流控制功能单体式四通型集成控制阀块系统的结构示意图；

图18为本发明所述的另一种可具有多种进、回油单向节流控制功能单体式四通型集成控制阀块系统的结构示意图；

图19为本发明所述的一种输入端集成控制阀块系统的结构示意图；

图20为图19中输入端集成控制阀块系统的阀块块体的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明涉及由一个（组）或二个（组）采用ISO4401-02/03安装面连接标准，尤其是优先采用ISO4401-02以及CETOP RP121H-4.2-4-P02标准的先导控制阀或阀组，或采用ISO7789安装孔连接标准的螺纹插装阀结构先导控制阀或阀组（专利申请中），二个或四个经专门设计和优化的优先采用具有和ISO7368/DIN2434标准，安装孔和法兰盖板安装面连接要素和尺寸相同或相近的被称为“单个控制液阻”的滑入式二通插装阀控制组件（也可以是专门设计和优化的螺纹旋入式的螺纹插装阀控制组件）；少数几种可以用来安装先导控制阀（阀组），二通插装阀等控制组件，输入输出油路连接件、密封件、附件等；既可单独使用又可以相互之间进行卧式连接或立式叠加（集成），并使在其内部的各有关油路和通道有序连通的阀块块体（也称为集成块块体）；通常由上述三个主要部分组成本专利产品，即组合式液压集成控制阀块系统。这些组合式的四通、三通集成控制阀块连同后述的其它一些辅助或次要的阀块，根据新技术原理和方法按模块化配组，并可以进一步采用多种形式的连接和叠加方式构成可进行较大或大规模集成的集成式控制结构。

通常，安装一个（组）或二个（组）先导控制阀，四个二通插装阀控制组件以及其它附件连接的具有四个主油口041（P）、042（T）、043（A）、044（B）和一至二个外部安装面的（参见图3、图4）集成块称为四通型集成控制阀块系统，安装一或二个先导控制阀（组件），二个二通插装阀等控制组件以及其它附件、连接件的具有041（P）、043(A)、042（T）三个主油口的称为三通型集成控制阀块系统（参见图7），而三通型集成控制阀块系统的阀块块体立体图可参见图8。在所有的液压集成控制块中，具有四个油口的四通型集成控制阀块系统是最重要和常用的，而它的阀块块体也是最为典型和基本的。

图3及图13中所示的卧式集成的四通型集成控制阀块系统4001，以及图4及图14所示的立式集成的四通型集成控制阀块系统4002中，它们阀块块体401（见图13所示），402（见图14所示）是十分关键的和独创的，它们优先采用基于长方体的多面体铸件，采用高强度和高性能黑色金属或有色金属铸造而成，并经进一步机加工而成。按需要，该块体也可以用锻件、型材等材料经机加工而成。该阀块块体有多个经过优化和独创设计的安装连接面，它们分别具有不同安装连接要素。由图3和图13中的阀块块体401，以及图4和图14中的阀块块体402，它们分别表现为可卧式和立式安装的分别具有二个或一个外部安装面的典型四通型集成控制阀块系统的阀块块体。

实际上，二种块体的基本外形或所谓的铸件（毛坯）既可以互为兼用，也可以略有差别，同时既可为图示所表现的卧式和立式，也可以是图示位置的变位，即分别表现为立式和卧式。这种独创的形式，十分有利于实现相当丰富和多样化的规模性、整体性的集成（如图11为异径集成以及兼有卧式集成和立式集成的复杂集成控制阀系统结构示意图），以及可以实现十分灵活、多变的单体（单组）式整体型的集成和组合（如图12为一种用于单体式四通型集成控制阀块系统的结构示意图；）。

图13中的401和图14中的402均为独创性的基于长方体但一个侧面带有安装凸台的多面体。

以卧式集成的四通型集成控制阀块系统为例说明，图13中面314实质是一组台阶形面，它由二个互相平行的精加工的平面组成，用来安装二个（或二组）先导控制阀（111，112），并可直接利用该凸台平面及其四侧（主要是左右侧和前后侧）来钻削和加工在块体中作用十分关键和重要的规格很小、数量较多的先导控制元件的安装孔孔道和孔口等，以便用来安装先导控制及网络中采用的各种各样的微型先导控制元件和附件。该凸台安装面最多可以非常紧凑地平行布置二个符合ISO4401-02/03、CETOP RP121H-4.2-4-P02规格（优先采用ISO4401-02、CETOP RP121H-4.2-4-P02规格的四油口方向阀（如图所示的阴影面）的安装面，（或安装两个螺纹插装阀的安装孔），它们留有充分的安装空间，不致相互干扰。面314的非凸台处的精加工面，也用作安装面（243、244）可用来安装二个二通插装阀控制组件（203、204）。由他们构成的两个相平行的台阶形的面314使图示的四通型集成控制阀块系统，具有相当紧凑和小型化的特征，是一种独创的设计。图示状态中的324面是阀块块体的正视面。该面上也布置了同314中安装面（243、244）相同的二个基本符合ISO7386的安装孔以及上述的较ISO7368小型化的法兰盖板的安装连接面（241、242）。它们主要用来安装基本符合ISO7368安装孔的二通插装阀座阀主级201、202和较ISO7368相应尺寸要小的法兰盖板。

根据新的技术原理，在面314、324设置着可与法兰控制盖板中控制油口一一对应的251、252、253、254四个先导控制油口，通过该四个先导控制孔（251、252、253、254）将通过先导控制阀111、112、二通插装阀201、202、203、204中的相互之间进行有序和有规则的连接（通），从而非常方便地实现对主级201、202、203、204的预控，从而根据控制要求将油口P、T、A、B之间有序和有规则地连通，并通过构成相应的二组主级“基本功率回路”，并适当组合，从而实现各种预期的功能。

图中阀块块体401稍作变动后也可改用来安装采用螺纹连接的插装阀。并通过配组螺纹连接式的先导控制阀及组合以及采取相应的原理实现需要的各种功能。

图13中的面344、334是阀块块体的左侧和右侧二个面。该二个面主要可用作主油路041（P）、042（T）以及控制（外控时）油路045（P_C）、046（T_C）全程贯通，并实现同规格或相异规格的连接和叠加式集成时连通用的阀块块体内部流道的连接安装面，在实现同规格连接和叠加式集成时左右二个面几乎全部油口的布局和位置相同，并可相互正确地连通，所不同的是可在左侧或可在右侧，选择一个面的041（P）、042（T）、045（P_C）、046（T_C）孔口相应设置密封圈环槽以便安放密封圈。为了可靠连接和确保密封，在344、334上不但设置了各4个安装连接螺钉孔，它们既可以分别连接（层间“短螺钉”连接）也可以用全型“长螺钉”的连接方式，也就是说344、354面上的四个螺钉孔被特别设计成处于带选择加工的孔口状态，以适应不同的需求，这样，将有利于多种方式的组合，并使其获得最有效的连接效果和质量。

此外在该二个面上居于中部附近部位，还特别预留了可作为设置加强安装面连接密封性能而增加的紧固螺钉用孔的位置。

以上四个安装面均被称“内部安装连接面”，它们可被视为内部配置连接用的。

面354、364图示状态分别是后面和底面，该两面主要可用来视管道流向布局和配置需要来设置输出油口A、B的管路连接（它们可以是法兰、螺纹或其它安装面）用的。在该面的输出油口的近旁留有充分空间需要时可用来合适地布置和安装该液压集成控制块的附件及铭牌等。

通过图5、图6中剖面的通道布局和位置可见，阀块块体内的油路P、T控制油路P_C、T_C均通贯块体，通道部分在同规格集成时相互间呈平行状态，即是直孔型的，“异径”时，它们将视需要可作变动，此外，P、T主通道采用铸件时因它们是铸造流道，除孔口外，可不用切削加工，当采用锻件、型材时，要进行机加工而成。

由图13可见，分别用来连接201、202，（二个控制进油阻力，从201，202侧面周边孔进入的）的主油路041，以及用来分别连接203、204二个控制排油阻力（也从203，204侧面周边孔进入的）的主油路042，（除需要异径集成时）一般均是直孔状态。而201、203底部出口与和输出油口与202、204底部出口和输出油口相互之间的连接可视“基本功率回路”的不同形式可有不同方式。

在图示底部364面，当前是除安装用螺钉孔外，它按需要布置了上述的A、B输出油口的安装面。而孔面354(图示背面)完全可同样用来布置上述的输出油口。也就是说，图13这种图示结构，它可以具有二个可用的外部安装面，以供选择。

以上这种图13连接方式是最优先的方式，是一种较佳的方式，既可以保证最大部分控制的要求，同时也为实现创造和提供各种新的控制功能（例如用于需要无泄漏控制，或差动回路和流量再生，或带多种进回油节流的四通回路）。而且，它具有面354，364二个外部安装面，十分有利于输入和输出管路的布局和方向选择。

图14是另一种优先的方式（立式集成的四通型集成控制阀块系统），其与图13大致相同仅有较小差别，但是内部主油路P和二通插装阀座阀主级201、二通插装阀控制组件203的连接方式，以及主油路T和二通插装阀座阀主级202、二通插装阀控制组件204的连接与图13有不同。它虽然也采用了相同的“基本功率回路”及主级组合方式，但是主油路等布局与上述的布局不同，它们仍为带有凸台的台阶面，并仅在凸台上带安装面，用来安装先导控制阀（111、112），但区别在非凸台面上，不再设置安装二通插装阀控制组件的安装面的安装孔。因此，它只具有（背面）一个可用的外部安装面。

图13、图14的阀块块体还在外部安装面的输出油口的部位上，保留了可以添加功能组件和采用基于法兰连接的液压控制阀块的部位和安装空间，以满足复杂输出口（有附加要求时）的需要。

以上所述的组合式液压集成控制阀块系统，其阀块块体可以用于不采用铸件，而直接采用型材或锻件毛坯经六面机加工而成，此时的孔道布置可以全都通过机加工来完成凸台部分既可以直接采用机加工方法，也可以采用添加辅助先导控制块并用螺钉安装连接的方法来组成。

参见图7和15，三通型集成控制阀块系统的基本型式同四油口集成控制阀块系统十分相近，是四通型集成控制阀块系统的简化，它在阀块块体上安装有一组先导控制组件和两个二通插装阀控制组件，阀块块体上具有三个主通道P、T、A（B），它也可具有一个或二个外部安装面。采用类同方式配组的组合式三通型集成控制阀块。同样，也可以像以上提及的另外一些优先的方式，改变其041(P)、043（A）、042（T）相互之间的连接方式。

基于相同的原理和方式，输入端集成控制阀块系统（参见图19），它的阀块块体可参见图20，还有组合式附加功能集成控制阀块，它可用来可添加附加功能和次要控制的功能，它们的一种典型型式参见图10。

由上述先导控制阀（阀组）：二通插装阀控制组件；四通型集成控制阀块块体，三通型集成控制阀块块体为主要配组件可配组成多种类别和型式功能的组合式的四通型集成控制阀块系统，组合式的三通型集成控制阀块系统，进而添加输入端液压集成控制阀块，附加功能控制阀块和末端阀块等，则可以组合具有较大规模或大规模的组合式液压集成控制阀块系统，一般情况下，它们足以满足各种控制要求和可方便替代传统方式组合中形形色色和数量特别繁多的四通、三通控制回路，或包含四通、三通回路的控制系统及总成。其中，在所有的液压集成控制阀块中，最典型和最大量常用的是组合式的四通液压集成控制阀块类模块。

图11是由既有相同通径规格又有相异通径规格，既有卧式连接又有立式叠加的多种形式的规模性集成控制系统的立体示图。

以上所列出的部分组合式集成控制阀块可被广泛用于工业和移动液压的控制中，例如在塑料机械、液压打包机、冶金机械以及各种平移式的油缸（冶金机械中的推钢机、锻压机床模具平移）等应用中，可采用图3、图4所示的由二个二位四通先导电磁换向阀，四个最常用的标准的二通插装阀控制组件，就可以方便地配组出各种不同中位机能的三位四通和四位四通的电液换向阀及其回路。例如按图2回路原理图采用一个二位四通（或三通）先导电磁换向阀、一个三位四通的先导电磁换向阀和同样四个二通插装阀控制组件以及四通回路块，也可以方便地配组出各种不同中位位置机能和控制要求的组合式四位四通集成控制阀和回路系统，图16是这种回路的组合式四通集成控制阀块系统的分解示意图，这种结构，特别是可以方便地得到具有所谓的差动和流量再生功能和带附加背压节流等复杂控制的四通回路，它们可以方便灵活实现注塑机的差动开闭模、注塑、打包机的快速预压、锻压机床的快速移模以及推钢机的快速平移等。而这种回路假如用传统的单个元件来组合时，特别是中等流量以上时将较为复杂和困难，同时结构庞大，成本偏高。

另外，如果按照图9所示的二通插装阀无泄漏的四通型集成控制块系统的回路原理图及配置中，是在图3、图4的基础上，改变二通插装阀座阀主级201、202，和二通插装阀控制组件203、204中配置，采用带行程调节杆的法兰盖板221、222、223、224，则可以方便地得到将近十多种的采用传统“单个元件”组成的三位四通带单向节流阀的控制回路的组合式四通集成控制阀块。它们将可应用在以上设备和冶金液压系统中各种拉矫辊道控制中需要进行进回油节流的场合。图18以及图17就是采用这种方式的组合式液压控制阀系统的示意图。

同样，在二通插装阀控制组件中，采用具有不同的压力控制的功能组件后，又可以方便地得到具有方向控制、节流控制、压力控制等综合功能的三位四通回路。例如在液压机的下行控制时，常用这种方式。图16是其典型的结构，它和其它的组合式四通型集成控制阀块系统的外形基本相同，仅有先导控制阀配置上的很少差异。

采用了新的元件和技术原理后，在上述回路组合中几乎完全避免了由于广泛采用“单个元件”组合回路时的大量功能和结构的重叠，并显著地避免了大量的带单向元件的节流阀和压力控制阀。并真正独创地实现了发明者根据二通插装阀液阻理论，提出的液压回路设计应遵循的“最少液阻原则”。这在技术和经济上都具有较高的价值。

采用了新的元件和技术原理后，只要通过简单的措施，就可以实现无内部泄漏的控制和较为优良的重载支承性能，例如在各种起重和提升的控制中。而这在“单个元件”回路中，也一直是一个比较复杂的困难的要求。

因此，采用新的“单个控制液阻”的二通插装阀控制组件，新的分解式液压回路设计法技术方法和基于安装孔连接和集成方式的以四通集成控制块为主的组合式液压控制阀块系统是一种控制结构简单、合理、体现出模块化、可配组和形式特征并可以满足各种多样化的技术要求的的阀系统产品。这种阀系统产品大大简化了产品从设计到制造和应用整个流程，提高了质量和大大节约了资源和总成本，并有利于创造和提供传统的单个元件回路中难以实现的功能和综合的效益。从而实现对传统控制技术的整体性和规模性改革，有利于提高液压传动与控制技术与其它传动控制方式的竞争能力。

本发明的主要目的旨在通过采用新的技术原理和技术方法和产品方案，用现代控制中符合模块化，可配组和开放式技术特征的新的模式来对上述已在当前工业和移动设备中大量应用并居于主流的包括基于四油口方向控制阀的各类控制回路和组合在内的各类应用回路进行整体式重组和替代。新的技术原理和技术方法是首先采用了由发明人根据有关二通插装阀的“液阻理论”提出的“分解式回路设计法”及“最少液阻原则”等原则，采用与“单个元件”不同的，经创新设计和优化的具有模块化，可配组和开放式特征，被称为是“单个控制液阻”的二通插装阀控制组件，用较为简单的原理，主要是按照分解式液压回路方法中的模块化的先导控制级回路组合以及模块化的“功率回路”（主级回路）的组合原则来实现包括前述的四通回路在内的几乎是任意多的组合，图2是采用由四个被称为是“单个控制液压阻”的典型的二通插装阀控制组件组成的，与传统方式表达完全不同的典型的二通插装阀控制四通回路原理图，这是一种与传统方式不同的全新的四通回路，采用这种基于“二通插装阀”“液阻理论”的分解式回路组合原理后，当四通回路和系统需要进行变更和修改时，往往可以用最简单的组合的方法加以实施，而不必像原来那样，可能会涉及最广泛的改变和全流程的影响。其次，由于新的技术方法，采用了更为先进和合理的“基于安装孔连接和集成的方式”，这对于主要技术特征表现为：先导控制；座阀主级；插装（孔）式连接的二通插装阀控制组件来说，不同控制功能的控制组件具有符合同一标准（见后述）的安装和连接方式。尤其是它的功率级元件，即座阀组件、插装件都是插入式（滑入式）结构，从而均可以直接进入了具有本质上模块化，标准化和通用化的回路控制块的块体内部，突破了原来安装面的束缚，显然，使油路块的结构形式发生了根本性的变化，正是基于二通插装阀控制组件的“单个控制液阻”的控制结构特征，可采用基于“液阻理论”的“分解式液压回路设计法”的回路组合原理以及新的“基于安装孔连接和集成的方式”安装和连接的方案，不仅可以大量变更回路和系统的设计，而且也不必对油路块进行整体性实质性的修改和设计，而只需要对原型（或基型）进行局部和很少量的变化即可达到变更控制的目的，这样就大大简化了液压控制阀回路和系统的组合从设计到应用的全流程和相应的供应链，有利于显著提高液压控制阀回路和系统的总体性能以及设计质量、效率，充分利用资源，有利于节约能耗和减少流程诸环节的原料和工作时间等浪费，节约安装空间，从而有利于总成本的降低，并且十分适合于采用新的开发、生产、管理模式。

本发明的另一个重要目的，是通过采用上述新的技术原理、技术方式和产品方案，重新组合包括四通液压控制阀回路和系统在内的各种回路和系统，同时创造和提供一些新的用传统方法难以实现的控制要求，例如，只要采取较为简单的技术措施就可以实现完全无泄漏的四通控制回路，从而对满足那些要求实现双作用的执行油缸回路具有无泄漏的要求，这对要求具有回路保压功能或具有较好的负重支承性能和运动功能等要求也是有利的，在进一步采用技术措施后，这类产品组合还可以适宜于采用非液压油类的环保介质和防燃等特殊类别的介质，扩大应用到于除工业和移动液压外更广泛用途的液压场合。再例如，可以通过较为简单和低成本的方法来组合要求具有差动控制和流量再生功能的复杂差动回路，也可很方便地实现差动控制和流量再生的回路功能，这在采用双作用差径油缸的控制中十分常用和重要，而传统方式中，尤其较大规格时，要实现这一类功能时，回路组合方式复杂，由于大量增加相应元件，从而导致结构、尺寸、重量和成本等剧增。

本发明还有一个区别于传统方法的重要的目的，就是本发明的液压集成控制阀块从连接方式上看，首先是一种本质上模块式的集成结构，例如，在控制多个执行机构并需进行规模性集成、组合时，它可以通过模块化的组合来较好满足多个液压控制回路进行模块化和集成化连接的需求，包括可以进行相同尺寸规格或相异尺寸规格的集成化连接，可以进行卧式连接的集成，也可以进行立式叠加的集成或既有卧式又有立式的混合式集成，这就十分有利于对规模较大、控制较复杂的控制系统进行规模性集成，提供整体性解决方案。这在传统方式中是十分罕见或没有的。

其次，它又是一种基于包括四通回路在内的各种形式的单体式集成控制系统的整体式组合和集成的基础结构，例如对于采用单泵动力具有较复杂控制要求和特种控制要求的独立式执行油缸、油马达等，同样可以基于最基本的控制块为主进行少量变型和局部的添加，并可组合出一系列类似传统的所谓整体式的控制结构，实施对该油缸和油马达的复杂控制，图12是图10所示带有输入端集成控制阀块系统（图19）的顶视图，所述集成阀块系统由组合式输入端集成控制阀块系统，组合式三通型集成控制阀块系统，组合式四通型集成控制阀块系统以及含组合式附加功能的末端阀块组合而成。

由于可以采用十分简单的方法来实现广泛和多种型式和特征的较大规模的集成，从而从根本上解决了前述“基于安装面的连接和集成方式”在通径为10-32毫米规格范围内无法进行合理、紧凑和较低成本的大规模集成化连接的情况，从而具有明显的技术和经济上的优势，对众多复杂和量体较大的液压控制系统设计中而言，本发明组合式液压集成控制阀块系统可以十分简便、灵活地实现阀、回路和系统中的大中规模的集成控制和总成，它们在诸如各类冶金工艺流程及装备、汽车生产线流程及装备等大规模使用液压传动与控制系统的场合中，特别有利于控制回路和系统的总体解决方案的实施，从而明显提高总成质量，更合理利用资源，减少用料、减少浪费、减少能耗。尤其采用本发明后，采用的基于安装孔的集成回路控制块不仅体积和重量较传统回路组合的控制块有十分明显的减小和减轻，而且采用铸件的块体后，其机加工量远小于传统的元件本身及其油路控制块的的机加工总量，产生的切屑和废金属总量自然显著减少。这样既有利于降低总成本并且能更好地符合现代工业和移动设备的模块化、集成化原则，也有利于节材化和节能化，符合再制造等绿色制造原则以及为先进制造和生产柔性化精益化提供更大支持。

本发明对于有特种环境和使用要求时，例如防爆，抗燃，耐腐蚀等专用技术要求时，可通过采用相应的不太复杂的技术和工艺措施予以满足（专利申请中）。

本发明很重要的目的之一是，不仅广泛适用于开关型液压控制及集成，而且当采用具有比例控制和位置等检测功能的先导控制级主级组件以及各种智能型电气控制器和总线技术后，可适用于要求智能化和精确和快速控制的电—液比例控制的场合，并创造出新型的电—液比例控制产品及集成（专利申请中）。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.组合式液压集成控制阀块系统，包括先导控制阀组、控制阀组件、用来安装先导控制阀组和控制阀组件并同外部相连接的阀块块体的组合，其特征在于，所述先导控制阀组由复数个先导控制阀组成，所述控制阀组件由复数个二通插装阀控制组件组成，所述阀块块体上先导控制阀的安装面是符合标准的安装面，阀块块体内具有P、T、A、B四个主通道和若干先导控制通道，并具有一个至两个外部安装面；

所述组合式液压集成控制阀块系统由先导控制阀组、四个二通插装阀控制组件、阀块块体及其内部和外部相互之间的连接件构成四通型集成控制阀块系统，它具有P、T、A、B四个主通道和若干先导控制通道，多个内部安装面和一个至两个外部安装面；

所述四通型集成控制阀块系统为采用卧式集成的具有二个外部安装面的四通型集成控制阀块系统或为采用立式集成的具有一个外部安装面的四通型集成控制阀块系统；

所述采用卧式集成的具有二个外部安装面的四通型集成控制阀块系统的阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，所述阀块块体采用高强度和高性能的金属铸造后经机加工而成，阀块块体的顶部设有安装用凸台，所述凸台包括由二个相平行的精加工平面组成的凸台型台阶面，所述凸台的凸出部安装面安装二组先导控制阀组，所述凸台的平面部安装面安装二个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板；

所述采用立式集成的具有一个外部安装面的四通型集成控制阀块系统的阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，阀块块体的正面设有安装用凸台，该凸台的凸出部的精加工安装面安装二组先导控制阀组。

2.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述采用卧式集成的具有二个外部安装面的四通型集成控制阀块系统的阀块块体的正面一侧的精加工安装面安装二个控制组件。

3.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述采用卧式集成的具有二个外部安装面的四通型集成控制阀块系统的阀块块体的左、右二侧的精加工安装面设置有主通道P、T油口和控制通道Pc、Tc油口以及用于安装螺栓的连接孔，所述阀块块体的左、右二侧的精加工安装面和阀块块体的凸台上的二个相平行的精加工平面均为内部安装面。

4.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述采用卧式集成的具有二个外部安装面的四通型集成控制阀块系统的阀块块体的底面以及后面为外部安装面，用来作为主通道输出口A、B的孔口及连接安装面，辅助安装和连接用安装面。

5.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述阀块块体的左右两个侧面的精加工安装面安装复数个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板。

6.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述阀块块体的顶部和底部的精加工安装面设置有用来安装螺栓的连接孔。

7.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述阀块块体的后部安装面为外部安装面，用来作为主通道输出口A、B的孔口及连接安装面，辅助安装和连接用途。

8.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述组合式液压集成控制阀块系统为单体式四通型集成控制阀块系统。

9.根据权利要求8所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述单体式四通型集成控制阀块系统的阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，阀块块体的顶部设有安装凸台，所述凸台包括由二个相平行的精加工平面组成的凸台型台阶面，所述凸台的凸出部安装面安装二组先导控制阀组，所述凸台的平面部的安装面安装二个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板。

10.根据权利要求8所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述单体式四通型集成控制阀块系统为采用立式集成的具有一个外部安装面的四通型集成控制阀块系统。

11.根据权利要求10所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述单体式四通型集成控制阀阀块块体为一基于长方体的多面体铸件，该阀块块体的正面设有安装用凸台，所述凸台的凸出部的精加工安装面安装二组先导控制阀组，所述阀块块体的左右两侧面分别对称安装各二个二通插装阀控制组件的法兰式控制盖板，所述阀块块体的底面被用来作为主通道的高压输入口（P）和低压输出口（T）以及先导控制通道连接用，所述阀块块体的后部被用来作为主通道高压输出口A、B的连接口或安装面用。

12.根据权利要求9所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述阀块块体可采用锻件或型材取代铸件构成，当采用锻件或型材构成时，所述阀块块体的各面及块体内流道均经机加工而成。

13.根据权利要求10所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述单体式四通型集成控制阀块系统的阀块块体可采用锻件或型材取代铸件构成，当采用锻件或型材构成时，所述阀块块体的各面及块体内流道均经机加工而成。

14.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，可由先导控制阀组、二个二通插装阀控制组件、阀块块体及其内部和外部相互之间的连接件构成三通型集成控制阀块系统，替换所述的四通型集成控制阀块系统，所述三通型集成控制阀块系统具有P、T、A（B）三个主通道和若干先导控制通道，多个内部安装面和一个至两个外部安装面，阀块块体结构由所述的四通型集成控制阀块系统的阀块块体构成。

15.根据权利要求14所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述三通型集成控制阀块系统为采用卧式连接的具有二个外部安装面的三通型组合式液压集成控制阀块系统。

16.根据权利要求14所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述三通型集成控制阀块系统为采用立式叠加的具有一个外部安装面的三通型组合式液压集成控制阀块系统。

17.根据权利要求16所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述三通型集成控制阀块系统的阀块块体的左、右二侧的精加工安装面设置有主通道P、T油口和控制通道Pc、Tc油口以及用于安装螺栓的连接孔。

18.根据权利要求15所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述三通型集成控制阀块系统的阀块块体的左、右二侧的精加工安装面设置有用于安装螺栓的连接孔。

19.根据权利要求1所述的组合式液压集成控制阀块系统，其特征在于，所述阀块块体的右侧面设置有主通道P和T的输出和输入通道孔口、先导控制通道孔口以及用于安装螺钉栓的连接孔，所述阀块块体的左侧面、底面均设置有高压输入端（P）、低压输出端（T），以及先导控制的外控制通道。