CN105156377B - 一种液压泵的输出流量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压泵的输出流量控制装置，包括液压泵、液压缸、恒功率控制阀、流量压力控制阀,压力油经流量压力控制阀调节液压泵的输出流量和工作压力，经恒功率阀控制阀使液压泵的功率保持稳定。本发明采用流量控制阀、压力控制阀和恒功率控制阀联动，能实现对压力、功率、流量进行控制，满足液压泵的多种控制需求，如功率调节、安全保护；本发明采用压力变量控制的流量压力控制阀来进行变量控制，系统稳定性好。

Description

一种液压泵的输出流量控制装置

技术领域

本发明涉及一种液压泵的输出流量控制装置。

背景技术

液压泵是液压系统中的动力元件，它将电机输入的机械能转为液油的压力能，提供一定流量的压力油。

在实际生产工作中，由于传统的定量泵具有发热量大、效率低下等缺点，现有的液压泵，根据机械装置不同的工作方式和工作状况，已经出现了手动变量、负压油流变量、压力补偿变量、恒压变量等多种变量方式，利用这些变量方式的变量泵往往只能考虑到液压泵的个别性能，即并不能综合考虑压力、流量、功率、效率等各方面的性能。

专利号为CN2011104309595所公开的一种恒功率阀采用的是恒功率控制方式，基于这种恒功率阀，本申请设计了一种液压泵的输出流量控制装置。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种液压泵的输出流量控制装置，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

本发明提供一种液压泵的输出流量控制装置，它包括变量泵、液压缸、恒功率控制阀和流量压力控制阀，液压泵的吸油口连接油箱，液压泵的压油口连接流量压力控制阀和恒功率控制阀的进油口P，所述流量压力控制阀还设有出油口A、回油口O和控制口X，恒功率控制阀还设有液压油出口L和卸油口T，所述流量压力控制阀的出油口A连通恒功率控制阀的卸油口T，恒功率控制阀的卸油口T连通液压缸的无杆腔，恒功率控制阀的液压油出口L连通流量压力控制阀的回油口O，所述液压泵的压油口还连接一路控制油到节流阀L1，该节流阀L1连通控制口X，压力油经流量压力控制阀调节液压泵的输出流量和工作压力，经恒功率控制阀使液压泵的功率保持稳定。

本发明所述的流量压力控制阀包括流量控制阀和压力控制阀，进油口P连通流量控制阀的输入端时，流量控制阀的输出端通过压力控制阀连通至出油口A，进油口P连通压力控制阀的输入端时，压力控制阀的输出端直接连通出油口A。

本发明所述的恒功率控制阀的输出端连通液压缸的无杆腔。

本发明所述的液压泵为单向液压变量泵。

优点及有益效果：

(1)本发明采用流量控制阀、压力控制阀和恒功率控制阀联动，能实现对压力、功率、流量进行控制，满足液压泵的多种控制需求，如功率调节、安全保护；

(2)本发明采用压力变量控制的流量压力控制阀来进行变量控制，系统稳定性好。

附图说明

图1为本发明的液压原理图。

图2为本发明中的恒功率控制阀的结构图。

图3为本发明中的流量压力控制阀的结构图。

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。

参见图1-3，本发明包括：阀体1、第一左工作口2、第一中工作口3、第一右工作口4、第一阀芯5、第一弹簧座6、第一弹簧7、第一阀盖8、第二阀盖9、第二弹簧10、第二弹簧座11、第二右工作口12、第二中工作口13、第二阀芯14、第二左工作口15、调节活塞16、活塞杆17、阀芯18、侧向中孔19、活塞导向套20、弹簧座21、调整螺钉22、液压油通孔23、保护帽24、复位调整弹簧25、高压进油口26、球面座27、钢球28、单向阀弹簧29。

图1为本发明提供的一种液压泵的输出流量控制装置的液压控制原理图，它包括：液压泵、液压缸、恒功率控制阀和流量压力控制阀。

流量压力控制阀的结构原理：

所述的流量压力控制阀包括设置在一个阀体1内的流量控制阀和压力控制阀，阀体1底端设有进油口P、出油口A和回油口O，流量控制阀和压力控制阀的输入端都通过进油口P连通主油路管路，所述的流量控制阀设置在第一阀孔内，压力控制阀设置在第二阀孔内，流量控制阀包括设置在第一阀孔内的第一阀芯5、设置在第一阀芯5右端的第一弹簧座6、设置在第一弹簧座右端的第一弹簧7、连接在第一阀孔右端的第一阀盖8，所述的第一弹簧腔设有控制口X，主油路管路通过节流阀L1连接控制口X；所述的压力控制阀包括设置在第二阀孔内的第二阀芯15、连接在第二阀芯15右端的第二弹簧座11、连接在第二弹簧座11右端的第二弹簧10、连接在第二阀孔右端的第二阀盖9，所述的第二弹簧腔内设有开口连通出油口O；所述的第一弹簧7的刚性系数小于第二弹簧10的刚性系数。

所述的第一阀孔内壁上设有第一左工作口2、第一中工作口3和第一右工作口4，所述的第二阀孔内壁上设有第二左工作口15、第二中工作口13和第二右工作口12；所述的第一阀芯外壁上设有与第一左工作口2或第一中工作口3连通的连通开口，还设有与第一中工作口3或第一右工作口4连通的连通开口；所述的第二阀芯5外壁上设有与第二左工作口15或第二中工作口13连通的连通开口，设有与第二中工作口13或第二右工作口12连通的连通开口，还设有与第二右工作口12连通的连通开口。

当主油路管道的压力油刚进入进油口P时，较小的油压就能使第一弹簧向右移动，使压力油从流量控制阀进入，并通过第一中工作口3的开口的大小，使输出的流量不断变化,压力油经出油口A输出。当主油路管道的压力油的油压升高后，若控制口X打开，有油液从控制口X进入第一弹簧腔，则第一阀芯向左移，恢复原机能工位。当压力油的油压继续升高时，从压力控制阀输入端进入的压力油能够将第二阀芯向右压，在压缩第二弹簧的过程中，压力油需不断克服右端弹簧力的作用，从而不断调节压力油的工作压力的大小。

恒功率控制阀的结构原理：

本发明的恒功率控制阀采用专利号为CN2011104309595所公开的一种恒功率阀，所述的恒功率控制阀包括依次连接设置的调节活塞16、活塞导向套20和保护帽24，所述的活塞导向套20的左端部伸入调节活塞16内，并能与调节活塞16相对移动；调节活塞16左端与单向变量液压泵的斜盘连接，通过调节活塞16推动斜盘，改变斜盘的倾角，从而能够改变单向变量液压泵的排量。活塞导向套20的外壁上设有贯通活塞导向套20的进油口P、侧向中孔19及卸油口T。活塞导向套20内设有阀芯18，阀芯18内设有活塞杆17，贯通活塞杆17内设有液压油通孔23，活塞杆17的两端分别伸入调节活塞16和保护帽24内，液压油通孔23右端与保护帽24内腔相通；且阀芯18能与进油口P、侧向中控及卸油口T相对应配合；当通过进油口P向活塞导向套20内注入压力油时，能够推动阀芯在活塞导向套20内左右移动，并封堵或打开侧向中孔19及卸油口T。

活塞导向套20右端内设有套在活塞杆17上的弹簧座21，弹簧座21还连接在阀芯18的右端；弹簧座21右端安装有复位调整弹簧25，通过复位调整弹簧25能够与调节活塞16内压力油对阀芯向右的作用力相平衡，使得恒功率控制阀保持一种稳定状态；复位调整弹簧25右端还设有调整螺钉22，通过调整调整螺钉22的位置，能调节复位调整弹簧25相应的复位作用力。

调节活塞16上设有压力油进口26，调节活塞16的左端设有液压油出口L，都与调节活塞16内的腔体相连通，但调节活塞16内还设有球面座27将左边的液压油出口L和右边的压力油进口26堵住，球面座27内设有单向阀弹簧29，单向阀弹簧29右端连接有钢球28将液压油通孔23的左端堵住；活塞杆17的左端穿过球面座27，当活塞杆17内的液压油压力即液压油通孔23内的压力内大于单向阀弹簧29的弹力时，钢球28推动，活塞杆17内的液压油能够通过液压油出口L流出。

当从进油口P进入的压力油进入活塞导向套20与阀芯18之间时，推动阀芯18连通侧向中孔19，封闭卸油口T，通过侧向中孔19的压力油经过压力油进口26进入调节活塞16内，由于球面座27，压力油不能从液压油出口L流出，而是推动活塞导向套20向右运动。当调节活塞16在压力油的作用下推动单向变量液压泵的斜盘改变倾角，同时与复位调整弹簧25的作用力相平衡时，恒功率控制阀处于稳定状态，从而获得稳定的压力和流量。

当停止向进油口P注入压力油时，阀芯18和活塞导向套20在复位调整弹簧25的作用力下复位，压力油通过卸油口T卸油，恒功率控制阀复位为零排量状态，便于下次使用。

本发明液压泵的压油口排出的压力油均连通流量压力控制阀和恒功率控制阀的输入端，流量控制阀的输出端连接压力控制阀的第二中工作口13，第二中工作口13能够连通出油口A，出油口A与恒功率控制阀的卸油口T连通，恒功率控制阀的液压油出口L与流量压力控制阀的回油口O连通，恒功率控制阀连接并集成在液压缸上。

本发明中的一种液压泵的输出流量控制装置控制方法，由以下步骤实现：

(1)当液压泵在启动时，从液压泵的压油口输出的压力油进入流量压力控制阀的流量控制阀内，由于第一弹簧的刚性系数较小，因此较小的油压力就足以克服第一弹簧的弹簧力，使第一阀芯向右移动，当液压力达到第一弹簧的最大弹簧力时，该流量控制阀在较小的液压泵的工作压力作用下，即换于左端机能工位，此时第一阀孔的第一中工作口3连通第二阀孔的第二中工作口13，压力油最后经出油口A进入恒功率控制阀内，并经恒功率控制阀的卸油口T进入液压缸的无杆腔内，则液压缸有活塞杆的一端会回油，活塞杆会从液压缸的缸筒内伸出，使液压泵的排量迅速减小，从而使液压泵的启动转矩小，实现液压泵的低负荷启动；

(2)当液压泵由启动状态转入正常工作状态时，主油路管道内的压力油经过节流阀L1到达并接通流量控制阀上的控制口X，控制口X处的压力为控制油压力，控制油进入流量控制阀的第一弹簧腔内，迅速抵消第一阀芯内的压力油对第一弹簧向右的压力，使第一阀芯回移，恢复右端机能工位，此时流量控制阀的输出端的流量为零；当系统的压力油的压力p增大，刚好抵消此时第一弹簧的弹簧力和控制油压力的总和时，第一阀芯开始向右移动，同时第一中工作口4的开口逐渐增大，即输出流量也增大，当压力油的压力p增大至弹簧的弹力最大时，此时输出端的流量Qmax最大，因此流量控制阀可使压力油的输出流量实现从零到Qmax的无级调节；通过节流阀L1可以对控制口X的压力进行控制，从而对压力油的流量Qn进行控制；

同时，压力油进入压力控制阀内，不断将第二阀芯向右压，通过与第二弹簧的弹簧力相互作用，调节控制压力油的压力p的大小；

(3)当液压泵的工作压力突然上升时，进入恒功率控制阀内的压力油推动活塞杆向右移动，恒功率控制阀迅速换于左端机能工位，同时压力油从液压油出口L流回流量压力控制阀，活塞杆推动与调节活塞连接的液压泵的斜盘，使斜盘的倾角减小，从而减小液压泵的排量，减小液压泵的输出功率，使液压泵的输出功率p*Q保持恒定。

如果液压泵的工作压力降低，恒功率控制阀中的复位调整弹簧15会复位，液压缸斜盘的倾角会自动增大，从而提高液压泵的输出功率，使液压泵的输出功率稳定。

以上显示和描述了本发明的基本原理和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效物界定。

Claims (4)

1.一种液压泵的输出流量控制装置，其特征在于：它包括变量泵、液压缸、恒功率控制阀和流量压力控制阀，液压泵的吸油口连接油箱，液压泵的压油口连接流量压力控制阀和恒功率控制阀的进油口P，所述流量压力控制阀还设有出油口A、回油口O和控制口X，恒功率控制阀还设有液压油出口L和卸油口T，所述流量压力控制阀的出油口A连通恒功率控制阀的卸油口T，恒功率控制阀的卸油口T连通液压缸的无杆腔，恒功率控制阀的液压油出口L连通流量压力控制阀的回油口O，所述液压泵的压油口还连接一路控制油到节流阀L1，该节流阀L1连通控制口X，压力油经流量压力控制阀调节液压泵的输出流量和工作压力，经恒功率控制阀使液压泵的功率保持稳定。

2.根据权利要求1所述的一种液压泵的输出流量控制装置，其特征在于，所述的流量压力控制阀包括流量控制阀和压力控制阀，进油口P连通流量控制阀的输入端时，流量控制阀的输出端通过压力控制阀连通至出油口A，进油口P连通压力控制阀的输入端时，压力控制阀的输出端直接连通出油口A。

3.根据权利要求1所述的一种液压泵的输出流量控制装置，其特征在于，所述的恒功率控制阀的输出端连通液压缸的无杆腔。

4.根据权利要求1所述的一种液压泵的输出流量控制装置，其特征在于，所述的液压泵为单向液压变量泵。