CN103267147A - 一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，包括制有压力油口和回油口的泵进油联以及设置有卸荷油口的尾联，泵进油联和尾联的两者中间数量能增减的基本联，基本联制有第一工作油口和第二工作油口，泵进油联内配有负载反馈口、泵输出测压口和减压阀输出口、主溢流阀、二位二通电磁阀、阻尼器和减压阀；基本联内集成有操纵阀芯、二通流量控制器、压力选择阀和双向比例电磁减压阀；泵进油联、基本联和尾联采用双头螺柱叠加式固定组装成一体。本发明构结紧凑、能量利用率高、动作平稳，响应速度快、能有效地削除液压管路内的压力冲击，改善系统的操作性能，特别适于各种工程机械设备变量泵系统中使用。

Description

一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀

技术领域

本发明涉及液压系统的技术领域，特别是涉及应用在各种工程机械设备内变量泵系统中的一种比例多路阀，具体地说一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀。

背景技术

目前国内各种工程机械设备的液压系统，例如：起重机、混泥土泵车、伐木设备和高空作业车等中的液压系统，其根据系统选用泵的类型不同，可分为变量泵系统和定量泵系统。由于系统的不同，导致选用的多路阀也是不同的。对于定量泵系统而言，可以选用普通的多路阀或适用于定量泵系统的比例多路阀即可满足系统的工作要求。但是对于变量泵系统而言，如果采用以上的两种阀则会显示出明显的缺陷。普通的多路阀在换向的过程中，液压的冲击力较大，不利于系统的稳定和设备安装等工作，再则普通的多路阀能量利用率低，功率损失大。而适用于定量泵系统的比例多路阀在换向的过程中虽然冲击力较小，动作较平稳，但是泵所提供的流量又往往大于系统所需的流量，因而造成了很大的浪费，所以以上两种阀在变量泵系统中均不能发挥最佳的效能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供具有构结紧凑、能量利用率高、操作精准且运行平稳并适于变量泵系统的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，包括制有压力油口和回油口的泵进油联以及设置有卸荷油口的尾联，其中：所述的泵进油联和尾联位于两端，该泵进油联和尾联的两者中间数量能增减的至少设置有一个基本联，每一基本联均制有第一工作油口和第二工作油口，泵进油联内至少配有负载反馈口、泵输出测压口和减压阀输出口，并且泵进油联中至少集成有主溢流阀、二位二通电磁阀、阻尼器和减压阀；基本联内至少集成有操纵阀芯、二通流量控制器和压力选择阀，并且操纵阀芯的一端设置有双向比例电磁减压阀；泵进油联、各基本联和尾联内均贯通制有连通回油口的回油道和连通卸荷油口的缷荷油道；压力油口分别与主溢流阀的进油口和减压阀的进油口以及各基本联二通流量控制器的进油口相连通；操纵阀芯的输出口分别与压力选择阀的进油口和二通流量控制器的弹簧腔相连通；泵进油联、基本联和尾联采用双头螺柱叠加式固定组装成一体。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的二位二通电磁阀的进油口与负载反馈口、阻尼器的出口相连通，该二位二通电磁阀的输出口以及各基本联中操纵阀芯的弹簧腔泄油口均经缷荷油道与卸荷油口相连通。

上述的阻尼器串接在负载反馈口中，该阻尼器由相互呈并联关系的单向阀、背压阀、螺纹型节流阀和节流孔组合构成；阻尼器的进口与压力选择阀的第三油口相连通，该压力选择阀制有第一油口和第二油口。

上述的二通流量控制器由设置在基本联的孔轴中的阻尼、阀芯、弹簧、弹簧座组成；弹簧的两端分别与阀芯和弹簧座相顶接，阻尼滑动串接在阀芯驱动端的油道中，该驱动端与压力油口相连通，负载反馈口与二通流量控制器的弹簧腔相通。

上述的第一工作油口和第二工作油口均设置有设置LS溢流阀，LS溢流阀由相配组装的阀座、阀芯、调节弹簧、调节杆组成，阀座过盈配合嵌装在基本联制有的阀腔前端，阀芯、调节弹簧、调节杆依次安装在阀座的外端，并且调节杆延伸出基本联的一端螺旋安装有螺母和盖帽；LS溢流阀的进油口与负载反馈口口相通，该LS溢流阀的出油口与卸荷油口相通。

上述的操纵阀芯上开有节流槽、回油槽和过流槽；节流槽分别与第一工作油口和第二工作油口相通，并且节流槽通过设置在操纵阀芯一侧的第一阻尼与负载反馈口相通；回油槽根据实际需要沟通第一工作油口和第二工作油口与回油口的通路；过流槽沟通负载反馈口与LS溢流阀。

上述的双向比例电磁减压阀包括螺旋拧入在基本联制有的螺孔中的阀套，该阀套的前端外周套装有挡圈，阀套的内部滑动配装有减压阀芯，减压阀芯尾端过盈配合安装有弹簧座，并且减压阀芯套装有锥弹簧，该锥弹簧的一端与弹簧座相顶压，锥弹簧的另一端顶接在阀套的后腔，弹簧座的外端面连接有电磁铁。

上述的双向比例电磁减压阀的进油口与减压阀输出口相通，双向比例电磁减压阀的回油口与卸荷油口相通，减压阀输出口与操纵阀芯的弹簧腔相通

上述的每一基本联中位于前一级基本联内的压力选择阀的第二油口与次级压力选择阀的第三油口相通，每一基本联能片式叠加。

上述的泵进油联内在减压阀的进油口串联设置有两个过滤滤网。

与现有技术相比，本发明在位于两端的泵进油联和尾联，两者中间夹杂数量能增减的基本联；进油联配有压力油口、回油口、主溢流阀、二位二通电磁阀、负载反馈口、泵输出测压口、减压阀输出口、阻尼器、滤网和减压阀，基本联分别配有操纵阀芯、二通流量控制器、压力选择阀和双向比例电磁减压阀。泵进油联、各基本联、尾联均内置有贯通的回油道和缷荷油道，尾联配置卸荷油口。本发明的泵进油联、基本联和尾联采用叠加方式组装成一体，能有效减少整个阀体体积，提高安装时的空间利用率；各联同时配置手动与电控模式，在电控出故障的情况下，可采用手动紧急操作；泵进油联设有阻尼、单向阀、背压阀，可有效消除和平衡进油管路的压力冲击，能有效减小压力振荡和快速卸荷，使比例阀动作更加平稳；泵进油联上设置二位二通电磁阀，可有效控制系统LS压力的通与断，配上各种压力传感器，控制电磁阀的通与断，能实现安全保护功能；阀杆流槽采用三角槽设计，在阀杆移动的过程中，使通往执行元件的流量呈线性增长，结合比例电磁阀，使比例阀的操纵性能更加平稳。

附图说明

图1是本发明实施例的液压原理示意图；

图2是本发明实施例的多联总装结构示意图；

图3是图2中泵进油联的主视示意图；

图4是图3的右视图；

图5是图3的左视图；

图6是图3的俯视图；

图7是图4中G-G向的剖视结构图；

图8是图6中D-D向的剖视结构图；

图9是图6中E-E向的剖视结构图；

图10是图6中F-F向的剖视结构图；

图11是本发明实施例的2联总装主视剖面结构示意图；

图12是本发明实施例的2联总装俯视剖面结构示意图；

图13是图11中H-H向的剖视结构图；

图14是图11中N-N向的剖视结构图；

图15是图13中K-K向的剖视结构图；

图16是图13中M-M向的剖视结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至图16所示为本发明的结构示意图。

其中的附图标记为：进油口a、输出口b、出口c、进口d、第一油口e1、第二油口e2、第三油口e3、第一工作油口A、第二工作油口B、压力油口P、回油口R、回油道R1、泵输出测压口M、卸荷油口T、缷荷油道T1、减压阀输出口Z、负载反馈口LS、泵进油联1、主溢流阀11、二位二通电磁阀12、阻尼器13、单向阀13a、背压阀13b、螺纹型节流阀13c、节流孔13d、减压阀14、过滤滤网15、基本联2、操纵阀芯21、节流槽21a、回油槽21b、过流槽21c、二通流量控制器22、阻尼22a、阀芯22b、弹簧22c、弹簧腔22d、弹簧座22e、压力选择阀23、双向比例电磁减压阀24、阀套24a、减压阀芯24b、锥弹簧24c、弹簧座24d、电磁铁24e、挡圈24f、LS溢流阀25、阀座25a、阀芯25b、调节弹簧25c、调节杆25d、螺母25e、盖帽25f、第一阻尼26、尾联3、双头螺柱4、第一流道51、第二流道52、第四流道54、第五流道55、第六流道56、第七流道57、第八流道58、第十流道60、第十一流道61、第十二流道62、第十三流道63、第十四流道64、第十五流道65、第十六流道66、第十七流道67、第十八流道68、第十九流道69、第二十流道70、第二十四流道74、第二十五流道75、第二十六流道76、第二十七流道77、第二十八流道78、第二十九流道79、第三十流道80、第三十一流道81、工作联弹簧腔9。

如图1至图16所示，本发明的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，包括制有压力油口P和回油口R的泵进油联1以及设置有卸荷油口T的尾联3，泵进油联1和尾联3位于两端，该泵进油联1和尾联3的两者中间数量能增减的至少设置有一个基本联2，每一基本联2均制有第一工作油口A和第二工作油口B，泵进油联1内至少配有负载反馈口LS、泵输出测压口M和减压阀输出口Z，并且泵进油联1中至少集成有主溢流阀11、二位二通电磁阀12、阻尼器13和减压阀14；基本联2内至少集成有操纵阀芯21、二通流量控制器22和压力选择阀23，并且操纵阀芯21的一端设置有双向比例电磁减压阀24；泵进油联1、各基本联2和尾联3内均贯通制有连通回油口R的回油道R1和连通卸荷油口T的缷荷油道T1；压力油口P分别与主溢流阀11的进油口和减压阀14的进油口以及各基本联2二通流量控制器22的进油口相连通；操纵阀芯21的输出口分别与压力选择阀23的进油口和二通流量控制器22的弹簧腔22d相连通；泵进油联1、基本联2和尾联3采用四根双头螺柱4固定组装成一体。本发明为应用在工程机械设备变量泵液压系统中的一种比例多路阀，由于该比例多路阀的基本联2能根据需要采用叠加的方式进行组装，可以为单联组合，也可以是双联组合或多联组合，因而其实用性更广，多联的组合还大大减少了传统阀的体积，使本发明结构更加紧凑，节约装配空间。本发明动作平稳，操作性强，能有效地削除液压管路内的压力振荡，具有响应速度快、能量利用率高的特点。

实施例中从图1可以看出，上述的二位二通电磁阀12的进油口a与负载反馈口LS、阻尼器13的出口c相连通，该二位二通电磁阀12的输出口b以及各基本联2中操纵阀芯21的弹簧腔泄油口均经缷荷油道T1与卸荷油口T相连通。

实施例中如图1和图10所示，阻尼器13串接在负载反馈口LS中，该阻尼器13由相互呈并联关系的单向阀13a、背压阀13b、螺纹型节流阀13c和节流孔13d组合构成；阻尼器13的进口d与压力选择阀23的第三油口e3相连通，该压力选择阀23制有第一油口e1和第二油口e2。阻尼器采用螺纹旋入式配装在泵进油联1中，不仅方便拆装更换，同时也能免于阻尼容易堵住的困扰。

实施例中如图1和图11所示，二通流量控制器22由设置在基本联2的孔轴中的阻尼22a、阀芯22b、弹簧22c、弹簧座22e组成；弹簧22c的两端分别与阀芯22b和弹簧座22e相顶接，阻尼22a滑动串接在阀芯22b驱动端的油道中，该驱动端与压力油口P相连通，负载反馈口LS与二通流量控制器22的弹簧腔22d相通。

请参见图1和图16，第一工作油口A和第二工作油口B均设置有设置LS溢流阀25，LS溢流阀25由相配组装的阀座25a、阀芯25b、调节弹簧25c、调节杆25d组成，阀座25a过盈配合嵌装在基本联2制有的阀腔前端，阀芯25b、调节弹簧25c、调节杆25d依次安装在阀座25a的外端，并且调节杆25d延伸出基本联2的一端螺旋安装有螺母25e和盖帽25f；LS溢流阀25的进油口与负载反馈口LS口相通，该LS溢流阀25的出油口与卸荷油口T相通。

实施例中如图12所示，操纵阀芯21上开有节流槽21a、回油槽21b和过流槽21c；节流槽21a分别与第一工作油口A和第二工作油口B相通，并且节流槽21a通过设置在操纵阀芯21一侧的第一阻尼26与负载反馈口LS相通；回油槽21b根据实际需要沟通第一工作油口A和第二工作油口B与回油口R的通路；过流槽21c沟通负载反馈口LS与LS溢流阀25。

实施例中如图15所示，双向比例电磁减压阀24包括螺旋拧入在基本联(2)制有的螺孔中的阀套24a，该阀套24a的前端外周套装有挡圈24f，阀套24a的内部滑动配装有减压阀芯24b，减压阀芯24b尾端过盈配合安装有弹簧座24d，并且减压阀芯24b套装有锥弹簧24c，该锥弹簧24c的一端与弹簧座24d相顶压，锥弹簧24c的另一端顶接在阀套24a的后腔，弹簧座24d的外端面连接有电磁铁24e。

本发明的双向比例电磁减压阀24的进油口与减压阀输出口Z相通，双向比例电磁减压阀24的回油口与卸荷油口T相通，减压阀输出口Z与操纵阀芯21的弹簧腔相通

实施例中，每一基本联2中位于前一级基本联2内的压力选择阀23的第二油口e2与次级压力选择阀23的第三油口e3相通，每一基本联2能片式叠加。

实施例中，泵进油联1内在减压阀14的进油口串联设置有两个过滤滤网15。

本发明实施例的设计功能说明如下所述：

一、提供稳压油源：请依次参见图8、图7和图10，当系统启动后，压力油口P的压力油经过第四流道54后分两路走，一路往下经过第五流道55进入基本联2工作，一路往里经过第二流道52，通过两个过滤滤网15，往左进入减压阀14，减压阀14减压输出的油经过第七流道57，进入减压阀输出口Z，为双向比例电磁减压阀24提供先导油源。

二、快速响应安全保护机制：请继续参见图10和图9，第六流道56处的负载压力LS，往里经过第二十五流道75，进入二位二通电磁阀12的进油口a，通过二位二通电磁阀12到达输出口b，输出口b与卸荷油口T相通。当二位二通电磁阀12得电时，此时二位二通电磁阀12的进油口a与输出口b不通，此时阀负载LS正常建压；当二位二通电磁阀12失电时，此时二位二通电磁阀12的进油口a与输出口b相通，此时阀负载LS卸荷，实现安全保护。

三、多部件联合控制压力振荡：负载反馈口LS装有阻尼器13，阻尼器13由单向阀13a、背压阀13b、螺纹型节流阀13c和节流孔13d组成，可有效保证负载反馈口LS压力的稳定性。

四、单联动作功能描述：当先导油经过双向比例电磁减压阀24后，经减压之后通过第十二流道62，进入工作联弹簧腔9(参见图13)，此时阀杆会右移动，压力油口P的油通过第五流道55、第二十七流道77、第二十八流道78后分两路：一路油经过第二十九流道79、经过二通流量控制器22的阻尼22a，作用在二通流量控制器22的左端，与弹簧腔22d的油进行平衡调节；一路经过第三十流道80(参见图11)，经过节流槽21a进入第二工作油口B，此时第二工作油口B的工作压力会通过节流槽21a，经过第二十四流道74(参见图12)，之后分成2个油路：一路通过第十流道60，到达第一级压力选择阀13，经过第二十六流道76到达阻尼器13，之后传递到变量泵的LS口，控制泵的排量；一路通过第一流道51(参见图14)，第十一流道61之后分两路：一路经第二十流道70进入弹簧腔22d，控制二通流量控制器22的行程；一路通过第八流道58、第十三流道63、过流槽21c、第十四流道64、第十五流道65、第十六流道66、第十七流道67到达LS溢流阀25，当超过LS溢流阀25设定的压力时，LS溢流阀25打开，油从第十八流道68、第十九流道69(参见图16)回到回油口R。

五、复合动作功能描述：各联工作油路均与单联一样，不重复描述。区别是复合动作时，泵的LS压力取决于高压，经过第三十一流道81的LS油与经过第十流道60的LS油比较，压力大的传递到阻尼器13，之后传递到变量泵的LS口，控制泵的排量；

本发明的阻尼器采用螺纹旋入式，并带过滤网，方便拆装更换，又可免于阻尼容易堵住的困扰；采用叠加方式，能有效减少整个阀体体积，提高安装时的空间利用率；各操作联同时配置手动与电控模式，在电控出故障的情况下，可采用手动紧急操作；泵进油联设置各种阻尼、单向阀、背压阀，可有效消除和平衡进油管路的压力冲击，减小压力振荡和快速卸荷，使比例阀动作更加平稳；泵进油联上设置二位二通电磁阀，可有效控制系统LS压力的通与断，配上各种压力传感器，控制电磁阀的通与断，可实现安全保护功能，阀杆流槽采用三角槽设计，在阀杆移动的过程中，使通往执行元件的流量呈线性增长，结合比例电磁阀，使比例阀的操纵性能更加平稳。

Claims (10)

1.一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，包括制有压力油口(P)和回油口(R)的泵进油联(1)以及设置有卸荷油口(T)的尾联(3)，其特征是：所述的泵进油联(1)和尾联(3)位于两端，该泵进油联(1)和尾联(3)的两者中间数量能增减的至少设置有一个基本联(2)，所述的每一基本联(2)均制有第一工作油口(A)和第二工作油口(B)，所述的泵进油联(1)内至少配有负载反馈口(LS)、泵输出测压口(M)和减压阀输出口(Z)，并且泵进油联(1)中至少集成有主溢流阀(11)、二位二通电磁阀(12)、阻尼器(13)和减压阀(14)；所述的基本联(2)内至少集成有操纵阀芯(21)、二通流量控制器(22)和压力选择阀(23)，并且所述的操纵阀芯(21)的一端设置有双向比例电磁减压阀(24)；所述的泵进油联(1)、各基本联(2)和尾联(3)内均贯通制有连通回油口(R)的回油道(R1)和连通卸荷油口(T)的缷荷油道(T1)；所述的压力油口(P)分别与主溢流阀(11)的进油口和减压阀(14)的进油口以及各基本联(2)二通流量控制器(22)的进油口相连通；所述操纵阀芯(21)的输出口分别与压力选择阀(23)的进油口和二通流量控制器(22)的弹簧腔(22d)相连通；所述的泵进油联(1)、基本联(2)和尾联(3)采用双头螺柱(4)固定组装成一体。

2.根据权利要求1所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的二位二通电磁阀(12)的进油口(a)与负载反馈口(LS)、阻尼器(13)的出口(c)相连通，该二位二通电磁阀(12)的输出口(b)以及各基本联(2)中操纵阀芯(21)的弹簧腔泄油口均经缷荷油道(T1)与卸荷油口(T)相连通。

3.根据权利要求2所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的阻尼器(13)串接在负载反馈口(LS)中，该阻尼器(13)由相互呈并联关系的单向阀(13a)、背压阀(13b)、螺纹型节流阀(13c)和节流孔(13d)组合构成；所述阻尼器(13)的进口(d)与压力选择阀(23)的第三油口(e3)相连通，该压力选择阀(23)制有第一油口(e1)和第二油口(e2)。

4.根据权利要求3所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的二通流量控制器(22)由设置在基本联(2)的孔轴中的阻尼(22a)、阀芯(22b)、弹簧(22c)、弹簧座(22e)组成；所述的弹簧(22c)的两端分别与阀芯(22b)和弹簧座(22e)相顶接，所述的阻尼(22a)滑动串接在阀芯(22b)驱动端的油道中，该驱动端与压力油口(P)相连通，所述的负载反馈口(LS)与二通流量控制器(22)的弹簧腔(22d)相通。

5.根据权利要求4所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的第一工作油口(A)和第二工作油口(B)均设置有设置LS溢流阀(25)，所述的LS溢流阀(25)由相配组装的阀座(25a)、阀芯(25b)、调节弹簧(25c)、调节杆(25d)组成，所述的阀座(25a)过盈配合嵌装在基本联(2)制有的阀腔前端，所述的阀芯(25b)、调节弹簧(25c)、调节杆(25d)依次安装在阀座(25a)的外端，并且所述的调节杆(25d)延伸出基本联(2)的一端螺旋安装有螺母(25e)和盖帽(25f)；所述的LS溢流阀(25)的进油口与负载反馈口(LS)口相通，该LS溢流阀(25)的出油口与卸荷油口(T)相通。

6.根据权利要求5所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的操纵阀芯(21)上开有节流槽(21a)、回油槽(21b)和过流槽(21c)；所述的节流槽(21a)分别与第一工作油口(A)和第二工作油口(B)相通，并且节流槽(21a)通过设置在操纵阀芯(21)一侧的第一阻尼(26)与负载反馈口(LS)相通；所述的回油槽(21b)根据实际需要沟通第一工作油口(A)和第二工作油口(B)与回油口(R)的通路；所述的过流槽(21c)沟通负载反馈口(LS)与LS溢流阀(25)。

7.根据权利要求6所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的双向比例电磁减压阀(24)包括螺旋拧入在基本联(2)制有的螺孔中的阀套(24a)，该阀套(24a)的前端外周套装有挡圈(24f)，所述阀套(24a)的内部滑动配装有减压阀芯(24b)，所述的减压阀芯(24b)尾端过盈配合安装有弹簧座(24d)，并且减压阀芯(24b)套装有锥弹簧(24c)，该锥弹簧(24c)的一端与弹簧座(24d)相顶压，锥弹簧(24c)的另一端顶接在阀套(24a)的后腔，所述的弹簧座(24d)的外端面连接有电磁铁(24e)。

8.根据权利要求7所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的双向比例电磁减压阀(24)的进油口与减压阀输出口(Z)相通，所述的双向比例电磁减压阀(24)的回油口与卸荷油口(T)相通，所述的减压阀输出口(Z)与操纵阀芯(21)的弹簧腔相通。

9.根据权利要求8所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的每一基本联(2)中位于前一级基本联(2)内的压力选择阀(23)的第二油口(e2)与次级压力选择阀(23)的第三油口(e3)相通，所述的每一基本联(2)能片式叠加。

10.根据权利要求9所述的一种小流量高压力的负载敏感比例多路阀，其特征是：所述的泵进油联(1)内在减压阀(14)的进油口串联设置有两个过滤滤网(15)。

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