CN104343755A - 液控随动阀及负载敏感模拟阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液控随动阀，为解决先导压力跟随负载变化实时调节和控制的技术问题，本发明公开液控随动阀，其包括阀体组件,在阀体组件上设置有P油口、T油口、C油口，主阀芯左右两端设主阀芯液控腔分别与外部负载油路的A油口和B油口连通；套装在主阀芯上阀套具有两个间隔排布的台肩，阀套自左至右依次具有第一腔、第二腔、第三腔，第三腔内设阀套弹簧，第一腔与P油口连通，第二腔与C油口连通，第三腔与T油口连通，主阀芯与套阀之间具有通油间隙，第二腔与通油间隙连通，套阀向左移通油间隙左端关闭，右端与第三腔连通，套阀向右移动时通油间隙右端关闭，左端与第一腔连通。本发明液控随动阀能实现使得先导压力跟随负载变化而实时调节的。

Description

液控随动阀及负载敏感模拟阀

技术领域

本发明涉及一种液压元件，尤其涉及一种液控随动阀以及包含该液控随动阀的负载敏感模拟阀。

背景技术

目前装载机全变量系统用的主要液压元件，如变量柱塞泵、负载敏感分配阀等都是进口件，采购周期长，成本高。且现有供方中的分配阀大都通流量不足，不能满足大吨位装载机的需求，往往两联当做一联用，管路连接复杂，系统成本高。

为解决该问题，在保持低成本普通分配阀配置的基础上，往往考虑采用单变量泵配置系统，并采用负载敏感模拟阀来对负载信号进行模拟，以便实时控制变量泵的排量，达到节能目的。负载敏感模拟阀的实现方式比较多，目前根据负载变化而控制先导阀的先导压力和流量以便控制变量泵的负载敏感口，达到控制变量泵的目的是其中一种方式。但目前对先导阀的控制主要集中在减压控制、缓冲控制、平稳性控制、比例控制等方面，而依据负载变化实时控制先导压力，特别是针对装载机的工作方式和实际工况实时调整先导压力，成为负载敏感模拟阀的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于解决先导压力跟随负载变化实时调节和控制的技术问题，并提供一种能够实现使得先导压力跟随负载变化而实时调节的液控随动阀。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种液控随动阀，其包括阀体组件,在阀体组件上设置有P油口、T油口、C油口，在阀体组件的主阀芯孔洞内设置有主阀芯、阀套,主阀芯的左端设非弹簧液控腔，主阀芯的右端设有弹簧调节腔，弹簧调节腔内设有对主阀芯施加向左的弹力的阀芯弹簧，非弹簧液控腔与弹簧调节腔分别与用于与外部负载油路连接的A油口和B油口连通；阀套套装在主阀芯上，在阀套上设有两个间隔排布的左右两个台肩，阀套与阀体组件之间具有位于阀套左侧台肩左侧的第一腔、左右两个台肩之间的第二腔、右侧台肩右侧的第三腔，在第三腔内设有对阀套施加向左的弹力的阀套弹簧，第一腔与P油口连通，第二腔与C油口连通，第三腔与T油口连通，主阀芯在与套阀相套接的部位设有轴向的通油间隙，第二腔通过设置在套阀上的径向孔与通油间隙连通，套阀相对主阀芯向左移动时通油间隙左端关闭，通油间隙的右端与第三腔连通，套阀相对主阀芯向右移动时通油间隙右端关闭，通油间隙的左端与第一腔连通。

在上述液控随动阀中，阀套的右端具有导向部，导向部的外径小于主阀芯孔洞的内径，导向部的内孔与主阀芯密封配合，在导向部上设置有连通第一腔和主阀芯内孔的径向通孔，当阀套相对主阀芯向右端移动是，阀套与主阀芯之间的通油间隙的左端经导向部的径向通孔与第一腔连通。

在上述液控随动阀中，P油口至第一腔的连接油路上、C油口至第二腔的连接油路上、T油口至第三腔的连接油路上各自设置有节流孔。

在上述液控随动阀中，在主阀芯孔洞内设置有阀芯左轴承和阀芯右轴承，阀芯左轴承和阀芯右轴承各自套装在主阀芯的左端和右端，套阀弹簧的一端与阀芯右轴承接触连接，另一端与套阀接触连接。

在上述液控随动阀中，阀体组件的右端设置有调节阀芯弹簧弹力的螺旋调节装置，阀芯弹簧的一端与的螺旋调节装置接触连接，另一端与的主阀芯右端接触连接。

在上述液控随动阀中，阀体组件包括阀块、位于阀块左端的左端盖和位于阀块右端的右端盖，A油口设置在左端盖上，B油口和螺旋调节装置设置在的右端盖上。

本发明为实现其目的的另一技术方案是：提供一种负载敏感模拟阀，该负载敏感模拟阀包括前述的液控随动阀，同时还包括流量控制阀、节流阀、稳压差控制阀；流量控制阀串接在稳压差控制阀的出油口与油箱回油接口之间，稳压差控制阀的进油口与稳压差控制阀的阀杆弹簧腔连通，稳压差控制阀的进油口经节流阀与稳压差控制阀的阀杆非弹簧腔连通后与所述液控随动阀的A油口连通，液控随动阀的C油口与流量控制阀12的阀杆非弹簧腔连通，流量控制阀12的阀杆弹簧腔连通油箱回油接口连通。该负载敏感模拟阀在装载机负载敏感变量系统应用时，稳压差控制阀的进油口与装载机负载敏感变量系统中变量泵的负载敏感口，液控随动阀的A油口与变量泵的出油口连接，液控随动阀的B油口与多路阀的进油口连接,液控随动阀的P油口与装载机负载敏感变量系统中的多路阀的先导出油口连接，液控随动阀的T油口与流量控制阀的油箱回油接口均与液压油箱连接。

本发明与现有技术相比，本发明的优点：

本发明通过采用上述技术得到的一种液控随动阀，与现有技术相比，其优点是：

1、结构简单、紧凑；

2、实现先导压力跟随负载压力进行变化的目的；

3、当本发明的液控随动阀与稳压流量控制阀组合时，可变成一个负载敏感模拟阀，其功能与负载敏感阀对变量泵的反馈功能相当，但结构比负载敏感阀简单，且成本要低很多；

4、当本发明的液控随动阀与稳压流量控制阀一起组合形成的负载敏感模拟阀，可根据负载信号对变量泵的流量控制阀两端压差进行实时控制，达到控制变量泵的排量的目的，最终使得变量泵能够根据负载按需供油，达到了节能目的。

附图说明

图1为本发明液控随动阀的主视图；

图2为图1的纵视剖视图；

图3为本发明液控随动阀中阀套的剖视结构示意图；

图4为图3的所示阀套的俯视图；

图5为本发明液控随动阀中阀体的剖视结构示意图；

图6为本发明负载敏感模拟阀的原理图；

图7是本发明在装载机负载敏感变量系统上应用的液压原理图。

图中：左端盖1、阀芯左轴承2、阀块3、阀套4、主阀芯5、阀芯弹簧6、弹簧座7、调节螺杆8、右端盖9、阀芯右轴承10、阀套弹簧11、流量控制阀12、节流阀13、稳压差控制阀14、第一腔P1、第二径向通孔P2、第二腔C1、第一径向通孔C2、第一节流孔S1、第二节流孔S2、第三节流孔S3、液压油箱15、变量泵16、回油滤油器17、减压阀18、负载敏感模拟阀19、先导阀20、转斗油缸21、动臂油缸22、分配阀23、梭阀24、液控阀25。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图1所示的一种液控随动阀，其阀体组件包括阀块3以及通过螺栓固定安装在阀块3上的左端盖1和右端盖9，在阀块3上设置有P油口、T油口、C油口三个油口，在左端盖1上设置有A油口，在右端盖9上设置有B油口；如图2所示，在阀块3内设置有主阀芯孔；在主阀芯孔洞内设置有主阀芯5，在主阀芯孔洞的左端设置有阀芯左轴承2，在主阀芯孔洞的右端设置有阀芯右轴承10，阀芯左轴承2和阀芯右轴承10各自套装在主阀芯5的左端和右端；在主阀芯5的左端，在左端盖1内设有非弹簧液控腔，非弹簧液控腔与A油口连通；在主阀芯的右端，在右端盖9内设有弹簧调节腔B1，弹簧调节腔B1与B油口连通；在弹簧调节腔内设置有阀芯弹簧6，阀芯弹簧6的一端与主阀芯5的右端接触连接，阀芯弹簧6的另外一端与右端盖9上设置的螺旋调节装置接触连接，螺旋调节装置由位于弹簧调节腔内的弹簧座7和螺纹连接在右端盖9上的调节螺栓8组成，调节螺栓8的里端与弹簧座7接触连接，调节螺栓8的正反转动可使弹簧座7左右移动，从而调节阀芯弹簧的弹力。

如图2至图5所示，在主阀芯孔洞内还设置有阀套4，阀套4套装在主阀芯5上，主阀芯5在其与阀套4套接的部位设置有环形槽，该环形槽在主阀芯5与阀套4之间形成通油间隙；在阀套4上具有左右间隔的两个台肩，在两个台肩的顶部设有环形阻尼槽D1且与主阀芯孔洞的孔壁滑动密封配合，从而在两个台肩之间形成第二腔C1、在左侧台肩的左侧形成第一腔P1、在阀套4的右端形成第三腔T1，第二腔C1通过阀套上的第一径向通孔C2与阀套4和主阀芯5之间的通油间隙连通；在阀套4的右端设置有导向部，阀套位于导向部的内孔孔壁与主阀芯滑配合，在阀套4的导向部设置有第二径向通孔P2将第一腔P1与阀套4的内孔连通，当阀套相对主阀芯向右端移动时，阀套与主阀芯之间的通油间隙的左端经导向部的径向通孔与第一腔连通。第三腔T1内设置有阀套弹簧11，阀套弹簧11的一端与阀套4接触连接，阀套弹簧11的另外一端与阀芯右轴承的左端接触连接，向阀套4提供向左的弹力；当阀套4相对主阀芯5向右端移动时阀套4截断通油间隙与第三腔的油路连接而导通第一腔P1经第二径向通孔P2至通油间隙的油路连接，当阀套4相对主阀芯5向左端移动时阀套4截断通油间隙与第一腔P1的油路连接而导通第三腔T1至通油间隙的油路连接；P油口通过第一节流孔S1与第一腔P1导通，C油口通过节流孔S2与第二腔C1导通，T油口通过第三节流孔S3与第三腔T1导通。

如图6所示的本发明液控随动阀构成一个装载机负载敏感模拟阀应用实例，该负载敏感模拟阀包括上述的液控随动阀外还包括流量控制阀12、节流阀13、稳压差控制阀14；流量控制阀12串接在稳压差控制阀14的出油口与油箱回油接口之间，稳压差控制阀14的进油口与稳压差控制阀14的阀杆弹簧腔连通，稳压差控制阀14的进油口经节流阀13与稳压差控制阀14的阀杆非弹簧腔连通后与液控随动阀的A油口连通，液控随动阀的C油口与流量控制阀12的阀杆非弹簧腔连通，流量控制阀12的阀杆弹簧腔连通油箱回油接口连通。

装载机负载敏感变量系统如图7所示（其中的液压转向系统未在图中示出），该系统包括液压致动器件、控制液压致动器件的分配阀23、控制分配阀23的先导阀20、经分配阀23向液压致动器件供油的变量泵16、液压油箱15和上述的负载敏感模拟阀19以及液控阀25。液压致动器件为转斗油缸21、动臂油缸22。稳压差控制阀的进油口P4通过液控阀25与变量泵的负载敏感LS口连通，液控阀25为两位三通阀，其液控端经梭阀24与先导阀20连接，当先导阀20有压力信号输出时，先导压力经梭阀24传递至液控阀25的液控端，使液控阀25的阀芯移动，致使稳压差控制阀的进油口P4与变量泵的LS阀端导通。变量泵16的出油口经减压阀18与先导阀20连接，形成向先导阀20供油的支路，分配阀23、先导阀20等阀的回油口经过回油滤油器17与液压油箱15连通。液控随动阀的A油口与变量泵的出油口连接，液控随动阀的B油口与分配阀23的进油口连接,液控随动阀的P油口与装载机负载敏感变量系统中的分配阀23的先导出油口连接即通过梭阀24与先导阀20的油路连接，液控随动阀的T油口与流量控制阀12的油箱回油接口均与液压油箱连接。

 

本发明的工作原理和工作状态如下：

当先导阀有动作时，先导阀的压力信号传递到P油口，经第一节流孔S1、第一腔P1作用在阀套4的左端，并克服阀套弹簧11的弹力使得阀套4向右移动，使得第二径向通孔P2与阀套4和主阀芯5之间的通油间隙连通，并通过第一径向通孔C2、第二腔C1与C油口相通,先导压力信号通过C油口、流量控制阀12的PV口作用在流量控制阀12的左端，使流量控制阀12的阀杆克服弹簧力向右移动，导致油口P3至回油口T的流量减小，也即流经节流孔13的流量减小，节流孔13两端的压差减小，变量泵的泵口与反馈到泵负载敏感口的压力差减小，变量泵为了稳定初始状态时的△P,就必须增大排量以适应系统所需的流量；反之，先导压力信号由高压变低压时，变量泵的排量相应的减小，实现变量泵的输出流量跟随先导压力的变化而随之变化，无流量浪费，实现节能。

当先导阀压力为定值时，多路阀的开口一定，变量泵同样按照多路阀开度提供所需要的液压油，此时，当外负载压力变化导致变量泵出口压力变化时，通过主阀芯5两端感应的负载压差感应负载压力的变化，使得主阀芯5左右移动改变控制油口C的输出压力，并作用于流量控制阀12的非弹簧腔阀杆端面，进而控制通过节流孔13的流量和压差，自适应的调整变量泵的排量。

当先导阀无动作时，变量泵出油口压力与多路阀进油口的压力相等，即与油口A和油口B相接的主阀芯5两端液压压力相等，主阀芯5在阀芯弹簧6的作用下处于最左位，阀套4在阀套弹簧11的作用下也处于最左位，此时，油口C与第二腔C1相通，第二腔C1通过第一径向通孔C2、阀套与主阀芯之间的通油间隙、与第三腔T1连通，并经第三节流孔S3与油口T相通，油口C的油液通过油口T流回油箱，油口C处的油液处于泄压状态；此时，流量控制阀12和稳压差控制阀14的阀杆均处于右机能位，油口P3和油口P4之间压差恒定等于弹簧力，并且等于变量泵的负载敏感阀预先调定的ΔP，变量泵排量接近零，只提供满足系统泄漏所需的油液，避免了中位损失。

Claims (7)

1.一种液控随动阀，其特征在于包括阀体组件,在阀体组件上设置有P油口、T油口、C油口，在阀体组件的主阀芯孔洞内设置有主阀芯、阀套,所述主阀芯的左端设非弹簧液控腔，所述主阀芯的右端设有弹簧调节腔，所述弹簧调节腔内设有对主阀芯施加向左的弹力的阀芯弹簧，所述非弹簧液控腔与弹簧调节腔分别与用于与外部负载油路连接的A油口和B油口连通；所述阀套套装在所述主阀芯上，在阀套上设有两个间隔排布的左右两个台肩，阀套与阀体之间具有位于阀套左侧台肩左侧的第一腔、左右两个台肩之间的第二腔、右侧台肩右侧的第三腔，在所述的第三腔内设有对所述阀套施加向左的弹力的阀套弹簧，所述第一腔与所述的P油口连通，所述第二腔与所述C油口连通，所述第三腔与所述T油口连通，所述主阀芯在与所述套阀相套接的部位设有轴向的通油间隙，所述第二腔通过设置在所述套阀上的径向孔与所述通油间隙连通，所述套阀相对所述主阀芯向左移动时所述通油间隙左端关闭，所述通油间隙的右端与所述第三腔连通，所述套阀相对所述主阀芯向右移动时所述通油间隙右端关闭，所述通油间隙的左端与所述第一腔连通。

2.根据权利要求1所述的液控随动阀，其特征在于所述阀套的右端具有导向部，所述导向部的外径小于所述主阀芯孔洞的内径，所述导向部的内孔与所述主阀芯密封配合，在导向部上设置有连通第一腔和主阀芯内孔的径向通孔。

3.根据权利要求1所述的液控随动阀，其特征在于所述P油口至第一腔的连接油路上、所述C油口至第二腔的连接油路上、所述T油口至第三腔的连接油路上各自设置有节流孔。

4.根据权利要求1所述的液控随动阀，其特征在于在所述主阀芯孔洞内设置有阀芯左轴承和阀芯右轴承，所述阀芯左轴承和阀芯右轴承各自套装在所述主阀芯的左端和右端，所述套阀弹簧的一端与所述阀芯右轴承接触连接，另一端与所述套阀接触连接。

5.根据权利要求1所述的液控随动阀，其特征在于所述阀体组件的右端设置有调节阀芯弹簧弹力的螺旋调节装置，所述阀芯弹簧的一端与所述的螺旋调节装置接触连接，另一端与所述的主阀芯右端接触连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液控随动阀，其特征在于所述阀体组件包括阀块、位于阀块左端的左端盖和位于所述阀块右端的右端盖，所述的A油口设置在所的左端盖上，所述的B油口和所述的螺旋调节装置设置在所述的右端盖上。

7.一种负载敏感模拟阀，其特征在于包括权利要求1至权利要求6中任一项所述的液控随动阀外还包括流量控制阀、节流阀、稳压差控制阀；所述流量控制阀串接在稳压差控制阀的出油口与油箱回油接口之间，所述稳压差控制阀的进油口与稳压差控制阀的阀杆弹簧腔连通，所述稳压差控制阀的进油口经节流阀与稳压差控制阀的阀杆非弹簧腔连通后与所述液控随动阀的A油口连通，所述液控随动阀的C油口与所述流量控制阀的阀杆非弹簧腔连通，流量控制阀的阀杆弹簧腔连通油箱回油接口连通。