CN104776076A

CN104776076A - 电动液压控制阀

Info

Publication number: CN104776076A
Application number: CN201410781619.0A
Authority: CN
Inventors: 雷文·克耶尔德; 弗罗布莱夫斯基·德克
Original assignee: Danfoss Power Solutions ApS
Current assignee: Danfoss Power Solutions ApS
Priority date: 2014-01-13
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2034-12-16
Also published as: DK2894353T3; BR102014033043A2; US20150198182A1; CN104776076B; EP2894353B1; EP2894353A1; US10215200B2; BR102014033043B1

Abstract

本发明公开一种电动液压控制阀(1)，所述电动液压控制阀(1)包括在第一压力腔(5)中通过压力在第一方向上可移位并且在第二压力腔(6)中通过压力在第二方向上可移位的控制阀元件(2)，每个压力腔(5、6)都经由电磁阀(11、12)连接到高压口(PP)和低压口(PT)之间的线路。所述控制阀应该在构造上是可靠的和简单的。为此，每个电磁阀(11、12)都是三通阀，并且包括第一阀座(17)和第二阀座(18)，所述第一阀座(17)和所述第二阀座(18)之间的空间(19)被连接到所述压力腔(5、6)，并且定位在所述空问(19)的外侧的第一阀元件(20)与所述第一阀座(17)协作，并且定位在所述空间(19)的外侧的第二阀元件(21)与所述第二阀座(18)协作。

Description

电动液压控制阀

技术领域

本发明涉及一种包括阀元件的电动液压控制阀，所述阀元件在第一压力腔中通过压力在第一方向上可移位并且在第二压力腔中通过压力在第二方向上可移位，每个压力腔都经由电磁阀连接到高压口和低压口之间的线路。

背景技术

这种控制阀，例如，从DE102005043458B4已知。高压口连接到比例阀。比例阀连接到具有两个输出端的活页阀，每个输出端都连接到两个压力腔中的一个。比例阀允许调节来自高压口的压力。活页阀旨在将来自比例阀的所述压力引导到两个压力腔中的一个。阀元件将根据哪个压力腔被供给来自比例阀的较高压力在两个方向中的一个方向上移动，直到在压力和弹簧力之间达到平衡。每个压力腔都还连接到两个双通电磁阀中的一个，其中两个双通电磁阀都通向低压供给端，并且当该双通电磁阀被打开时，允许液压流体从压力腔流出到低压口。

对于液压阀布置而言，经常要求不能仅手动调节控制阀而还能远程调节控制阀。为此，阀元件根据阀元件将移动的期望方向来充满压力。然后可以保持压力，直到阀元件已经到达期望的位置。

可以通过多个方式实现所述功能。首先，可以将两个压力腔都连接到两个电磁阀中的每个电磁阀。对于每个压力腔，一个电磁阀可以连接到高压口并且另一个电磁阀将连接到低压口。然后为移动阀元件，两个压力腔中的一个压力腔将通过打开通向高压口的对应电磁阀来充满较高的压力。同时，另一个压力腔将通过打开通向低压口的对应电磁阀来充满较低的压力。两个电磁阀保持打开，直到阀元件已经到达期望位置。

这种阀布置是可靠的，但是要求四个电磁阀和对应的控制部件。因此，生产成本相对较高。

发明内容

本发明的根本目的是提供可靠的并且构造简单的电动液压控制阀。

这种目的通过以上提到的电动液压控制阀来实现，其中，每个电磁阀是三通阀并且包括第一阀座和第二阀座，所述第一阀座和所述第二阀座之间的空间被连接到所述压力腔，并且定位在所述空间的外侧的第一阀元件与所述第一阀座协作，并且定位在所述空间的外侧的第二阀元件与所述第二阀座协作。

在这种控制阀中，阀元件可以借助两个压力腔中的压力差在两个相对的方向上移位。每个压力腔中的压力可以借助三通电磁阀调节。三通电磁阀具有连接到高压口的第一口、连接到低压口的第二口、和连接到腔的第三口。用于两个压力腔的两个电磁阀基本相同。设置在所述空间外侧的两个阀元件允许将在下文描述的多个操作模式。

在优选的实施例中，所述第二阀元件能够被所述第一阀元件移动。在这种情况下，第二阀元件不需要自己的电磁驱动器。

优选地，所述第一阀元件和所述第二阀元件能够在所述空间内的压力的影响下移动离开彼此。在这种情况下，例如，当第一阀元件已经关闭第一阀座时，第二阀元件可以进一步从第二阀座移动离开，以减少第二阀元件和第二阀座之间的流阻。

优选地，孔布置在所述高压口和所述第二阀座之间。这种孔可以与两个电磁阀中的一个电磁阀的调节，即该电磁阀的间断性打开一起使用。在这种情况下，阀元件围绕期望位置或设定点来回地移动。孔消除外部压力脉冲。

在优选的实施例中，支线连接所述压力腔和所述低压口，其中支线止回阀被设置在所述支线中并且朝所述压力腔打开。这种支线止回阀的优点体现在当低压口处的压力低于高压口处的压力时的操作异常中。

在另一优选的实施例中，旁通线连接所述高压口和所述低压口，其中旁通线止回阀被设置在所述旁通线中朝所述高压口打开。旁通线和旁通线止回阀在低压口处的压力高于高压口处的压力的情况下基本上具有相同的优点。

优选地，压力口止回阀被设置在所述电磁阀和所述高压口之间，所述压力口止回阀朝所述电磁阀打开。这种压力口止回阀的优点是一旦控制阀元件已经到达期望位置时可以避免控制阀元件的运动。

然而，在一些情况下，优选的是所述压力口止回阀由旁通孔桥接。在本实施例中，控制阀的小范围运动是可能的。然而，能量消耗被降低至最小。

在优选的实施例中，在第一位置处，所述第二阀元件通过所述第二阀座突出并且接触所述第一阀元件，将所述第一阀元件抬离所述第一阀座。第二阀元件可以由高压口处的压力致动，向后驱动杆第一阀元件并且打开压力腔和低压口之间的连接。

优选地，在第二位置处，所述第一阀元件通过所述第一阀座突出，并且接触所述第二阀元件，将所述第二阀元件抬离所述第二阀座。当电磁驱动器被致动时，第一阀元件可以用于致动第二阀元件，打开压力腔和高压口之间的连接。

优选地，在第三位置处，所述第一阀元件接触所述第一阀座，并且所述第二阀元件至少部分地关闭所述压力腔和所述高压口之间的连接。当第二阀元件关闭压力腔和高压口之间的连接时，所述第二阀元件兼任止回阀的一部分。

优选地，所述电磁阀包括被供给有调制电能的线圈装置。换句话说，线圈装置可以被打开或关闭，打开或关闭三通阀中相应的路径。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中：

图1是电动液压控制阀的示意图，

图2示意性地示出电动液压控制阀的第二实施例，

图3示意性地示出电动液压控制阀的第三实施例，

图4示意性地示出电动液压控制阀的第四实施例，

图5示意性地示出电动液压控制阀的第五实施例，

图6示意性地示出电动液压控制阀的第六实施例，

图7示意性地示出根据第一实施例的电磁阀的部件，

图8示意性地示出根据第二实施例的电磁阀的部件；以及

图9示意性地示出根据第三实施例的电磁阀。

具体实施方式

如图1所示的电动液压控制阀包括成能够在壳体的膛3中移动的滑动装置的形式的控制阀元件2。不具体地描述控制阀元件2。电动液压控制阀可以具有周向的或纵向的沟槽并且与在膛3的内壁中的其它沟槽、狭槽或开口协作。

控制阀2可以在两个相对的方向上在膛3中移动。一个方向由箭头4指示。

控制阀元件2布置在第一压力腔5和第二压力腔6之间。第一压力腔5中的压力作用在控制阀元件2的第一面7上，并且第二压力腔6中的压力作用在控制阀元件2的第二面8上。根据作用在面7、8上的压差，控制阀元件2在纵向上在膛3内移动。

另外，可以具有作用在控制阀元件2上的弹簧9、10。弹簧9、10是压力弹簧，即它们可以推动控制阀元件2，但是它们不能牵拉控制阀元件2。也可以设想一种解决方案来用复式工作弹簧取代两个弹簧。

图1示出了第一压力腔5中的压力超过第二压力腔6中的压力的情况。只要由压力腔5、6中的压力之间的压差生成的力大于由弹簧10生成的抵制力，则控制阀元件2将在由箭头4指示的方向上移动。在这种情况下，第一压力腔5中的弹簧9保持未压缩状态。

为调节第一压力腔5中的压力，提供了第一电磁阀11。同样地提供第二电磁阀12，以调节第二压力腔6中的压力。两个电磁阀11、12被布置在高压口PP和低压口PT之间的线路中。高压口PP可以被供给，例如，先导压力。低压口PT可以连接到箱体13。

两个电磁阀11、12具有相同的构造。因此，将仅更详细地描述电磁阀11。

电磁阀11是三通阀，所述三通阀具有连接到高压口PP的第一口14、连接到低压口PT的第二口15、和连接到压力腔5的第三口16。电磁阀11包括第一阀座17和第二阀座18。空间19布置在两个阀座17、18之间。

第一阀元件20与第一阀座17协作，即第一阀元件20可以接触第一阀座17以关闭空间19和第二口15之间的连接，或第一阀元件20可以移离第一阀座17以打开空间19和第二口15之间的所述连接。

第二阀元件21与第二阀座18协作，即第二阀元件21可以移动以接触第二阀座18从而关闭空间19和第一口14之间的连接，或第二阀元件21可以移离第二阀座18以打开所述连接。

第一阀元件20由电磁驱动器22移动。电磁驱动器22包括线圈装置23和电枢24。当线圈装置23被供给电能时，电枢24被拉到线圈装置23中，并且经由推杆25致动第一阀元件20以关闭第一阀座17中的开口。在该位置处，第一阀元件20接触第二阀元件21。该接触由另一推杆26表示。然而，如下文图7至9的图示可知，这种推杆26没有必要存在于所有情况下。然而，当第一阀元件20接触第一阀座17时，第二阀元件21被抬离第二阀座18以打开高压口PP和第一压力腔5之间的连接。

另一个电磁阀12被示出在断电状态，即线圈装置23未被供给电能，从而电枢24被定位在线圈装置23外。第一阀元件20被布置离开第一阀座17，并且第二阀元件21已经被移动以接触第二阀座18，从而高压口PP和第二压力腔6之间的连接被中断，并且第二压力腔6和低压口PT之间的连接被打开。

这种电动液压控制阀1的操作可以如下描述：

当第一电磁阀11被致动时，第一电磁阀11的线圈装置23被通电，从而第一阀元件20连同第一阀座17中断压力腔5和低压口PT之间的连接。同时，高压口PP和第一压力腔5之间的连接被建立，从而来自高压口PP的液压流体可以进入第一压力腔5中，增加了第一压力腔5中的压力。第二电磁阀12不被通电，从而第二压力腔6和高压口PP之间的连接被关闭，并且第二压力腔6和低压口PT之间的连接被建立。控制阀元件2开始移动。压力腔6中的液压流体可以被压出，经由第二电磁阀12流到低压口PT。只要第一电磁阀11被通电，则控制阀元件2被移动直到控制阀元件2到达端部止动器。然而，控制阀元件2的运动能够在到达端部止动器之前终止。在这种情况下，两个电磁阀11、12都不被通电，从而高压口PP不与压力腔5、6中的任何一个连接。

图2示出了控制阀1的第二实施例，其中相同的数字指定相同的元件。

在本实施例中，每个压力腔5、6由支线27连接到低压口PT。支线止回阀28被布置在所述支线27中并且朝压力腔5打开。此外，止回阀29被设置在两个支线止回阀28和低压口PT之间，所述止回阀29朝低压口PT打开。

在″正常状态″下，所述控制阀的操作与图1的实施例中的操作相同。然而，当高压口处的压力下降到低压口PT处的压力之下时，控制阀的操作更可靠，因为没有来自低压口PT的背压，但是被压出压力腔5、6中的一个之外例如压力腔5之外的液压流体可以流过第一电磁阀11的第二口15以流到支线止回阀28’从而打开该支线止回阀28’并且进入第二压力腔6。此外，在这种情况下(控制阀元件2在与箭头4示出的方向相反的方向上移动)，第一电磁阀11被断电并且第一阀元件20被第一压力腔5中的压力抬离第一阀座17，并且第二阀元件21被第一压力腔5中的压力抬离第二阀座18。

图3示出了电动液压控制阀1的第三实施例。相同数字指定相同元件。

在本实施例中，在高压口PP和低压口PT之间存在旁通线30。低压口PT再次设置有止回阀29，止回阀29朝所述低压口PT打开。此外，所述旁通线30设置有旁通线止回阀31，旁通线止回阀31朝高压口PP打开。

在″正常状态″下，即当高压口PP处的压力高于低压口PT处的压力时，操作与图1的实施例中的操作相同。然而，在异常操作状态下，即当高压口PP处的压力低于低压口PT处的压力时，被压出第一压力腔5外的液压流体可以经由第一电磁阀11的第二口15和支线30流出以进入第二压力腔6。

图4示出了电动液压控制阀1的第四实施例，其中相同的数字指定相同的元件。

除了图1示出的实施例，孔32布置在高压口PP和第一电磁阀11之间。类似地，孔32’布置在高压口PP和第二电磁阀12之间。

这种实施例可以通过正在被调制的电磁阀11、12中的一个操作。例如，可以通电第一电磁阀21以增加第一压力腔5中的压力。所述增加的压力在箭头4的方向上移动控制阀元件2。第二电磁阀12被断电，从而来自第二压力腔6的液压流体可以溢出到低压口PT。

然而，当控制阀元件2已经到达期望位置时，第二电磁阀12被周期性地″打开″和″关闭″。当两个电磁阀11、12都被通电时，仅在压力腔5、6和高压口PP之间存在连接，并且在压力腔5、6和低压口PT之间没有连接。因为第二弹簧10比第一弹簧9压缩更多并且两个压力腔5、6中的压力相等，因此控制阀元件2向后，即在与由箭头4示出的方向相反的方向上移动。随后，第二电磁阀12被再次断电，允许液压流体流出压力腔6流向低压口PT。这样可以让控制阀元件2围绕期望位置″摇摆″。

图4的实施例可以结合图2和3示出的支线27或旁通线30。

图5示出了电动液压控制阀1的第五实施例，其中相同的数字指定相同的元件。

在本实施例中，压力口止回阀33布置在高压口PP和电磁阀11之间，同样地朝电磁阀11打开，压力口止回阀33’布置在高压口PP和第二电磁阀12之间。

当第一电磁阀11被通电时，液压流体可以进入第一压力腔5，因为压力口止回阀33由高压口PP处的压力打开。第二电磁阀12被断电，从而来自第二压力腔6的液压流体可以流出到低压口PT。

当已经到达控制阀元件2的期望位置时，电磁阀11、12都被通电。腔5中的压力因为弹簧10的弹力而增加。这又表示，腔5中的压力等于腔6中的压力加上弹簧10的力，换句话说高压口处的压力加上弹簧10的力。所述压力高于高压口PP处的压力，并且止回阀33将关闭。控制阀元件2的运动是不可能的，因为液压流体不能溢出第一压力腔5。第一电磁阀11的第三口16和低压口PT之间的连接由驻靠第一阀座17的第一阀元件20中断。第三口16和高压口PP之间的连接由压力口止回阀33中断。这样可以将控制阀元件2保持在固定的位置。

在异常操作状态下，当低压口PT处的压力高于高压口PP处的压力时，控制阀元件2被锁定。电磁阀11、12中断低压口PT和压力腔5、6之间的连接，并且压力口止回阀33、33’中断压力腔5、6和高压口PP之间的连接，从而系统中的液压流体被困住。

图6示出了第六实施例，其中相同的数字指定相同的元件。

图5示出的实施例和图6示出的实施例之间的差异是压力口止回阀33由旁通孔34桥接。同样地，在到第二电磁阀12的线路中的压力口止回阀33’由旁通孔34’桥接。所述操作类似于图4的操作。电磁阀11被通电以增加第一压力腔中的压力，同时第二电磁阀12不被通电，允许液压流体从第二压力腔6流出到达低压口PT。

当控制阀元件2已经到达期望位置时，两个电磁阀11、12都被通电，从而由于压力腔5、6中的压力相等并且第二弹簧10的力超过第一弹簧9的力，因此控制阀元件2在与由箭头4示出的方向相反的方向上稍微移动。被压出第一压力腔5的液压流体可以流过旁通孔34以到达第二压力腔6。这样可以让控制阀元件2围绕期望位置″摇摆″。

在″异常″操作状态下，即当高压口PP处的压力低于低压口PT处的压力时，控制阀元件2借助于止回阀33、33’被锁定。这适用于图5和6的实施例。

图7示出了图1至4的实施例示出的电磁阀11的部件。相同数字指定相同元件。

可以看到第一阀元件20是球体形式。第二阀元件21同样也是球体形式。

当第一电磁阀11被断电时，推杆25被拉回。第二阀元件21由作用在第一口14中的压力压抵第二阀座18，从而中断第一口14和第三口16之间的连接。同时，第一阀元件20被抬离第一阀座17，经由两个阀座17、18之间的空间19在第三口16和第二口15之间建立连接。在这种情况下，两个阀元件20、21彼此接触，从而图1示出的推杆26没有必要。然而，根据空间19的尺寸，可以使用所述推杆(或任何其它的相应元件)。

图7b示出的情况是，其中第一电磁阀11被通电从而推杆25和第一阀元件20被相应地朝第一阀座17推动，从而中断第二口15和空间19之间的连接。这样，中断了第二口15和第三口16之间的连接。同时，第一阀元件20推动第二阀元件21离开第二阀座18，从而建立了第一口14和空间19以及第三口16之间的连接。

当压力腔中的压力和相应地在第三口16中的压力大于高压口PP处的压力和相应在第一口14处的压力时，发生图7c示出的情况。在这种情况下，第二阀元件21移动更远离开第二阀座18，从而两个阀元件20、21再不彼此接触。

第一口14可以用于仅通过改变第一口14的尺寸来形成孔32。

图8示出了用于图5示出的实施例中的电磁阀11的部件。相同数字指定相同元件。

图8a示出的情况是，其中第一电磁阀11不被通电并且推杆25被拉回时，从而第一阀元件20不接触第一阀座17。经由空间19在第三口16和第二口15之间建立了连接。

图8b示出的情况是，其中电磁阀11被通电时，从而推杆25移动第一阀元件17以接触第一阀座17。在这种情况下，中断了第二口15和第三口16之间的连接。在这种情况下，第一阀元件20接触第二阀元件21，并且将第二阀元件21搬离第二阀座18以在第一口14和第三口16之间建立连接。在第二口15和第三口16之间没有连接。

图8c示出的情况是，其中压力腔5中的压力因此和第三口16中的压力大于第一口14中的压力。该压差推动第二阀元件21以接触第一口14的开口35以关闭第一口14。可以看到，第二阀元件21作用为压力口止回阀33的止回阀元件。

图9示出了用于图6的实施例中的电磁阀11的部件。图9的实施例基本上类似于图8的实施例。仅有的差异是在第一口14的开口35的壁中存在间隙36，即限制开口35的圆形线路的中断。

当第二阀元件21抵靠开口35停止移动时，依然存在通过间隙36的流动路径，形成了旁通孔34。

可以组合在不同的实施例中示出的解决方案。例如，止回阀28和31可以与图5和6示出的原理联合使用。

Claims

1.一种电动液压控制阀(1)，其包括控制阀元件(2)，所述控制阀元件通过第一压力腔(5)中的压力在第一方向上可移位并且通过第二压力腔(6)中的压力在第二方向上可移位，每个压力腔(5、6)都经由电磁阀(11、12)连接到高压口(PP)和低压口(PT)之间的线路，其特征在于，每个电磁阀(11、12)是三通阀并且包括第一阀座(17)和第二阀座(18)，所述第一阀座(17)和所述第二阀座(18)之间的空间(19)被连接到所述压力腔(5、6)，并且定位在所述空间(19)的外侧的第一阀元件(20)与所述第一阀座(17)协作，并且定位在所述空间(19)的外侧的第二阀元件(21)与所述第二阀座(18)协作。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于所述第二阀元件(21)能够通过所述第一阀元件(20)移动。

3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于所述第一阀元件(20)和所述第二阀元件(21)能够在所述空间(19)内的压力的影响下移动离开彼此。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制阀，其特征在于孔(32、32’)被设置在所述高压口(PP)和所述第二阀座(18)之间。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制阀，其特征在于支线(27)连接所述压力腔(5、6)和所述低压口(PT)，其中支线止回阀(28)被设置在所述支线(27)中并且向所述压力腔(5、6)打开。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制阀，其特征在于旁通线(30)连接所述高压口(PP)和所述低压口(PT)，其中旁通线止回阀(31)被设置在所述旁通线(30)中并且向所述高压口(PP)打开。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的控制阀，其特征在于压力口止回阀(33、33’)被设置在所述电磁阀(11、12)和所述高压口(PP)之间并且向所述电磁阀(11、12)打开。

8.根据权利要求7所述的控制阀，其特征在于所述压力口止回阀(33、33’)由旁通孔(34、34’)桥接或跨过。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的控制阀，其特征在于在第一位置，所述第二阀元件(21)通过所述第二阀座(18)突出并且接触所述第一阀元件(20)，将所述第一阀元件(20)从所述第一阀座(17)抬离或移开。

10.根据权利要求9所述的控制阀，其特征在于在第二位置，所述第一阀元件(20)通过所述第一阀座(17)突出并且接触所述第二阀元件(21)，将所述第二阀元件(21)从所述第二阀座(18)抬离或移开。

11.根据权利要求10所述的控制阀，其特征在于在第三位置所述第一阀元件(20)接触所述第一阀座(17)，并且所述第二阀元件(21)至少部分地关闭所述压力腔(5、6)和所述高压口(PP)之间的连接。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的控制阀，其特征在于所述电磁阀(11、12)包括被供给调制电能的线圈装置(23)。