CN107420365B - 负载敏感控制阀和负载敏感控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载敏感控制阀和负载敏感控制系统。负载敏感控制阀包括进油联。进油联包括用于与负载敏感泵的负载反馈口连接的负载敏感通道、用于排油的回油通道和流量控制阀，流量控制阀的进油口与负载敏感通道连接，流量控制阀的出油口与回油通道连接且控制从负载敏感通道流向回油通道的油液的流量为恒定值。本发明的负载敏感控制阀通过在负载敏感通道与回油通道之间设置流量控制阀来控制有一恒定的流量从负载敏感通道流到回油通道中，从而降低负载敏感通道的压力波动与冲击，实现负载敏感压力的稳定，从而使泵的流量的调节更加稳定。

Description

负载敏感控制阀和负载敏感控制系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种负载敏感控制阀和负载敏感控制系统。

背景技术

多路阀是工程机械液压系统的核心元件，位于泵和执行元件之间，用于控制液压油的流量大小和流向，从而集中控制工程机械执行元件的运动方向和速度。工程机械初期广泛应用节流型多路阀，节流型多路阀主要靠进油节流调节执行机构的流量，因此调速特性受负载压力影响很大。为提高多路阀的调控性能，负载敏感多路阀应运而生。由于负载敏感多路阀具有控制性能优越、结构紧凑灵活，对各类工程设备适应性强等诸多优点，在工程机械、矿山机械、港口机械领域都得到了广泛的应用。

由于工程机械施工工况恶劣，负载压差变化大造成负载敏感多路阀反馈的负载压力波动与冲击严重，反馈到负载敏感泵的变量机构后，导致负载敏感泵反复变化排量，导致系统流量不稳，使整个系统不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载敏感控制阀和负载敏感控制系统，以提高负载敏感泵的流量的稳定性。

本发明第一方面提供一种负载敏感控制阀，包括进油联，进油联包括用于与负载敏感泵的负载反馈口连接的负载敏感通道、用于排油的回油通道和流量控制阀，流量控制阀的进油口与负载敏感通道连接，流量控制阀的出油口与回油通道连接且控制从负载敏感通道流向回油通道的油液的流量为恒定值。

进一步地，流量控制阀包括第一节流元件和定差减压阀，第一节流元件的进油口与流量控制阀的进油口连接，第一节流元件的出油口与定差减压阀的进油口连接，定差减压阀的出油口与流量控制阀的出油口连接，定差减压阀的第一压力比较端与第一节流元件的进油口连接，定差减压阀的第二压力比较端与第一节流元件的出油口连接以控制第一节流元件的出油口与其进油口之间的压差为恒定值进而控制从负载敏感通道流向回油通道的油液的流量为恒定值。

进一步地，流量控制阀还包括第一过滤装置，第一过滤装置设置于第一节流元件的进油口与流量控制阀的进油口之间。

进一步地，进油联还包括设置于负载敏感通道与负载敏感泵的负载反馈口之间的单向阻尼阀，单向阻尼阀包括并联设置的单向阀和第二节流元件，单向阀的进油口与流量控制阀的进油口连接，单向阀的出油口与负载敏感泵的负载反馈口连接。

进一步地，进油联还包括用于与负载敏感泵的泵出口连接的进油通道和用于为工作联供油的供油通道，进油通道通过先导减压阀与供油通道连接。

进一步地，进油联还包括通油口，先导减压阀的出油口通过第一支路与通油口连接且先导减压阀的出油口通过第二支路与供油通道连接，其中，通油口用于与外部油源连接以为供油通道供油；或者，通油口用于为外部先导元件提供先导油源。

进一步地，进油联还包括第二过滤装置，第二过滤装置设置于第二支路上。

进一步地，进油联包括流量调节结构，流量调节结构设置于先导减压阀的出油口处，先导减压阀通过流量调节结构与第一支路和第二支路连接，其中，当通油口用于与外部油源连接以为供油通道供油时，流量调节结构为堵塞元件；或者，当通油口用于为外部先导元件提供先导油源时，流量调节结构为第三节流元件。

进一步地，进油联还包括与进油通道连通的至少两个进油口，至少两个进油口在进油联的阀体上的位置不同。

进一步地，进油联还包括设置于进油通道与回油通道之间的卸荷阀，卸荷阀的进油口与进油通道连通，卸荷阀的出油口与回油通道连通，卸荷阀的第一压力比较端与进油通道连接，卸荷阀的第二压力比较端与负载敏感通道连接以使进油通道的压力与负载敏感通道的压力的差值恒定。

进一步地，进油联包括设置于进油通道与回油通道之间的第一溢流阀；和/或，进油联包括设置于负载敏感通道与回油通道之间的第二溢流阀。

进一步地，负载敏感控制阀为多路阀。

本发明第二方面提供一种负载敏感控制系统，负载敏感控制系统包括用于与负载敏感泵的负载反馈口连接的负载敏感通道、用于排油的回油通道和流量控制阀，流量控制阀的进油口与负载敏感通道连接，流量控制阀的出油口与回油通道连接且控制从负载敏感通道流向回油通道的油液的流量为恒定值。

进一步地，负载敏感控制系统还包括设置于负载敏感通道与负载敏感泵的负载反馈口之间的单向阻尼阀，单向阻尼阀的单向阀的进油口与流量控制阀的进油口连接，单向阻尼阀的单向阀的出油口与负载敏感泵的负载反馈口连接。

基于本发明提供的负载敏感控制阀和负载敏感控制系统，负载敏感控制阀包括进油联。进油联包括用于与负载敏感泵的负载反馈口连接的负载敏感通道、用于排油的回油通道和流量控制阀，流量控制阀的进油口与负载敏感通道连接，流量控制阀的出油口与回油通道连接且控制从负载敏感通道流向回油通道的油液的流量为恒定值。本发明的负载敏感控制阀通过在负载敏感通道与回油通道之间设置流量控制阀来控制有一恒定的流量从负载敏感通道流到回油通道中，从而降低负载敏感通道的压力波动与冲击，实现负载敏感压力的稳定，从而使泵的流量的调节更加稳定。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的多路阀的进油联的原理示意图；

图2为图1所示的进油联的外部结构示意图；

图3为图2所示的进油联的局部剖视结构示意图；

图4为图2所示的进油联的局部剖视结构示意图；

图5为图2所示的进油联的局部剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本发明实施例的负载敏感控制阀包括进油联。进油联包括用于与负载敏感泵的负载反馈口连接的负载敏感通道、用于排油的回油通道和流量控制阀，流量控制阀的进油口与负载敏感通道连接，流量控制阀的出油口与回油通道连接且控制从负载敏感通道流向回油通道的油液的流量为恒定值。本发明实施例的负载敏感控制阀通过在负载敏感通道与回油通道之间设置流量控制阀来控制有一恒定的流量从负载敏感通道流到回油通道中，从而降低负载敏感通道的压力波动与冲击，实现负载敏感压力的稳定，从而使泵的流量的调节更加稳定。

优选地，进油联还包括设置于负载敏感通道与负载敏感泵的负载反馈口之间的单向阻尼阀，单向阻尼阀包括并联设置的单向阀和第二节流元件，单向阀的进油口与流量控制阀的进油口连接，单向阀的出油口与负载敏感泵的负载反馈口连接。当进油联反馈的负载敏感压力不断增大时，单向阻尼阀起单向阀的作用，能够快速地调节负载敏感泵的排量，使排量增加，提高负载敏感泵的跟随相应能力。当进油联反馈的负载敏感压力不断减小时，单向阻尼阀起阻尼的作用，缓慢降低负载敏感泵的负载反馈口所接收到的压力，从而缓慢调小负载敏感泵的排量，使负载敏感泵的稳定性更好。

本发明实施例的负载敏感控制阀的负载敏感通道的的压力在流量控制阀和单向阻尼阀的共同作用下，降低负载敏感压力的波动，极大地增加了负载敏感泵的流量调节的稳定性。

本发明实施例的负载敏感控制系统包括用于与负载敏感泵的负载反馈口连接的负载敏感通道、用于排油的回油通道和流量控制阀，流量控制阀的进油口与负载敏感通道连接，流量控制阀的出油口与回油通道连接且控制从负载敏感通道流向回油通道的油液的流量为恒定值。本发明实施例的负载敏感控制系统通过在负载敏感通道与回油通道之间设置流量控制阀来控制有一恒定的流量从负载敏感通道流到回油通道中，从而降低负载敏感通道的压力波动与冲击，实现负载敏感压力的稳定，从而使泵的流量的调节更加稳定。

优选地，负载敏感控制系统还包括设置于负载敏感通道与负载敏感泵的负载反馈口之间的单向阻尼阀，单向阻尼阀的单向阀的进油口与流量控制阀的进油口连接，单向阻尼阀的单向阀的出油口与负载敏感泵的负载反馈口连接。当负载敏感通道反馈的负载敏感压力不断增大时，单向阻尼阀起单向阀的作用，能够快速地调节负载敏感泵的排量，使排量增加，提高负载敏感泵的跟随相应能力。当进油联反馈的负载敏感压力不断减小时，单向阻尼阀起阻尼的作用，缓慢降低负载敏感泵的负载反馈口所接收到的压力，从而缓慢调小负载敏感泵的排量，使负载敏感泵的稳定性更好。本发明实施例的负载敏感控制系统的负载敏感通道的的压力在流量控制阀和单向阻尼阀的共同作用下，降低负载敏感压力的波动，极大地增加了负载敏感泵的流量调节的稳定性。

下面将根据图1至图5对本发明一具体实施例的负载敏感控制阀的结构进行详细说明。图1至图5示出的是本发明一实施例的负载敏感多路阀的结构，但是本发明的设计思路并不限于多路阀，只要是具有负载敏感反馈特性的控制阀，甚至液压系统均能利用本发明实施例的设计思路。

如图1所示，本实施例的负载敏感多路阀的进油联包括负载敏感通道Ls、回油通道C和设置于负载敏感通道Ls和回油通道C之间的流量控制阀1。回油通道C通过排油口T向油箱排油。

流量控制阀1包括第一节流元件12和定差减压阀13。第一节流元件12的进油口与流量控制阀1的进油口连接，第一节流元件12的出油口与定差减压阀13的进油口连接，定差减压阀13的出油口与流量控制阀1的出油口连接，定差减压阀13的第一压力比较端与第一节流元件12的进油口连接，定差减压阀13的第二压力比较端与第一节流元件12的出油口连接以控制第一节流元件12的出油口与其进油口之间的压差为恒定值进而控制从负载敏感通道Ls流向回油通道C的油液的流量为恒定值。

具体地，第一节流元件为可调式阻尼孔。

流量控制阀1还包括第一过滤装置11。第一过滤装置11设置于第一节流元件12的进油口与流量控制阀1的进油口之间。通过在第一节流元件的上游设置第一过滤装置11，对油液进行过滤，有效避免油液中的杂质堵塞第一节流元件的节流孔。

进油联还包括用于与负载敏感泵的泵出口连接的进油通道A和用于为工作联供油的供油通道D，进油通道A通过先导减压阀6与供油通道D连接。如图1所示，供油通道D的端部为供油口Q，供油口Q与多路阀的工作联连接。先导减压阀6的进油口与进油通道A连接，先导减压阀6的出油口与供油通道D连接，先导减压阀6的泄油口通过阀体的泄油通道B与泄油口Y连接。先导减压阀将从进油通道A进入进油联的油液的压力降低为先导供油压力，为供油通道D提供先导油源，此时，进油通道A与负载敏感液压泵的泵出口连接，因此实现负载敏感多路阀的内部供油功能。另外，先导减压阀实现先导单独泄油，保证先导控制的可靠性。

优选地，如图1和图3所示，进油联还包括通油口X。先导减压阀6的出油口通过第一支路与通油口X连接且先导减压阀6的出油口通过第二支路与供油通道D连接，其中，通油口X用于与外部油源连接以为供油通道供油。通油口X与供油通道A连通，因此如果将通油口X与外部先导油源连接，即可将外部油源引入到负载敏感多路阀的内部，实现多路阀的外部供油功能。因此本实施例的负载敏感多路阀实现内部供油和外部供油的集成化设计，提高阀体的通用性与应用范围。

优选地，由于通油口X与先导减压阀6的出油口连通，因此通油口X用于为外部先导元件提供先导油源。例如，通油口X可以为外部油路块、先导手柄及先导踏板等外部先导元件提供先导油源，省去液压系统先导油泵，使得本实施例的负载敏感多路阀的结构简单。另外，通油口还可以作为先导压力测压口，方便获得先导油源压力，为维修调试提供方便。当然在通油口无需发挥作用时，可以用堵头将通油口堵死。

优选地，如图1和图3所示，进油联包括流量调节结构，流量调节结构设置于先导减压阀6的出油口处，先导减压阀6通过流量调节结构与第一支路和第二支路连接。当通油口X用于为外部先导元件提供先导油源时，流量调节结构为第三节流元件。第三节流元件可以为阻尼孔，用于降低油液的压力波动，提高先导控制性能。

当通油口X用于与外部油源连接以为供油通道供油时，流量调节结构可以为堵塞元件。当然流量调节结构可以具有可调节的阀口开度，此时可以通过调节流量调节结构的阀口开度来使流量调节结构具有节流功能或者堵塞功能。

为了使本实施例的负载敏感多路阀在内部供油和外部供油两种方式下均可以实现油液的过滤保证先导油路的油液的清洁性以提高先导控制油路的可靠性，本实施例的进油联还包括第二过滤装置5，第二过滤装置5设置于第二支路上。将第二过滤装置5设置于第二支路上使得不管是内部供油还是外部供油，油液在流向供油通道D的过程中均需要通过第二过滤装置5，因此油液均能得到过滤。第二过滤装置5的设置解决阀体内先导油路油液污染造成先导电比例阀卡滞、操作无动作等问题，提高多路阀可靠性。

优选地，如图1和图2所述，进油联还包括与进油通道A连通的至少两个进油口。至少两个进油口在进油联的阀体上的位置不同。具体地，至少两个进油口为第一进油口P1和第二进油口P1。第一进油口P1和第二进油口P2均与进油通道A连接，可以实现单油口进油或双油口进油，由于第一进油口P1和第二进油口P2在进油联阀体上的布置位置不同，增加进油口连接的灵活性，提高多路阀安装与维护的方便性。而且双进油口设计增加进油联的进油能力。

优选地，本实施例的进油联还设有与进油通道A连通的进油测压口MP，可以实现对进油通道A内油液压力的测量。

进油联还包括设置于进油通道与回油通道之间的卸荷阀，卸荷阀的进油口与进油通道连通，卸荷阀的出油口与回油通道连通，卸荷阀的第一压力比较端与进油通道连接，卸荷阀的第二压力比较端与负载敏感通道连接以使进油通道的压力与负载敏感通道的压力的差值达到一定值时卸荷。

在本发明实施例中，卸荷阀为二通定差阀，其结构如图4所示，二通定差阀属于滑阀形式，安装在二通定差阀的阀芯孔中，通过二通定差阀控制进油联进油通道与回油通道连通，进油通道的压力通过二通定差阀阀芯31上的中心孔经过阻尼32作用在二通定差阀阀芯31的右端面上，二通定差阀阀芯31的左端面与负载敏感通道连通，由于二通定差阀阀芯的两端面面积相同，所以控制的压差由设置在左端面上的弹簧33调定。实现了负载敏感多路阀应用于具有最小排量限制下的负载敏感变量泵时，降低中位时系统的卸荷压力，节约能量。实现了负载敏感多路阀应用于定量泵时，保证泵压力与负载反馈压力差值恒定，降低负载压力与泵压力对系统流量的影响，实现负载敏感功能。通过调换弹簧33或者调压块34，实现压差的调节。

通过将阻尼设置为节流元件或堵头，可实现是否具有定差阀功能的选择。并且在一个可选的实施例中，弹簧还可以设置为螺纹可调式结构，方便压差的调节。

本实施例的多路阀的进油联包括设置于进油通道A与回油通道C之间的第一溢流阀4和设置于负载敏感通道Ls与回油通道C之间的第二溢流阀8。第一溢流阀4具有安全溢流功能，同时具备防吸空功能，避免进油通道A吸空现象。第一溢流阀方便拆装与维修，增强维护性。第二溢流阀8用于限制负载敏感反馈通道Ls的油液压力。进油联同时设置第一溢流阀4和第二溢流阀8，可以实现多路阀进油联双级压力调节功能。当第二溢流阀8开启时，负载敏感通道Ls的压力得到限制并反馈到负载敏感泵的负载反馈口，负载敏感泵的排量减小，输出流量减小，这样既限制系统的压力，又降低系统流量，更加节能。并且，在负载敏感多路阀各工作联设置压力一样情况下，可以省去各个工作联的负载反馈溢流阀，降低多路阀的成本。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (13)

1.一种负载敏感控制阀，其特征在于，包括进油联，所述进油联包括用于与负载敏感泵的负载反馈口连接的负载敏感通道、用于排油的回油通道和流量控制阀，所述流量控制阀的进油口与所述负载敏感通道连接，所述流量控制阀的出油口与所述回油通道连接且控制从所述负载敏感通道流向所述回油通道的油液的流量为恒定值，所述流量控制阀包括第一节流元件和定差减压阀，所述第一节流元件的进油口与所述流量控制阀的进油口连接，所述第一节流元件的出油口与所述定差减压阀的进油口连接，所述定差减压阀的出油口与所述流量控制阀的出油口连接，所述定差减压阀的第一压力比较端与所述第一节流元件的进油口连接，所述定差减压阀的第二压力比较端与所述第一节流元件的出油口连接以控制所述第一节流元件的出油口与其进油口之间的压差为恒定值进而控制从所述负载敏感通道流向所述回油通道的油液的流量为恒定值。

2.根据权利要求1所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述流量控制阀还包括第一过滤装置，所述第一过滤装置设置于所述第一节流元件的进油口与所述流量控制阀的进油口之间。

3.根据权利要求1所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述进油联还包括设置于所述负载敏感通道与所述负载敏感泵的负载反馈口之间的单向阻尼阀，所述单向阻尼阀包括并联设置的单向阀和第二节流元件，所述单向阀的进油口与所述流量控制阀的进油口连接，所述单向阀的出油口与所述负载敏感泵的负载反馈口连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述进油联还包括用于与负载敏感泵的泵出口连接的进油通道和用于为工作联供油的供油通道，所述进油通道通过先导减压阀与所述供油通道连接。

5.根据权利要求4所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述进油联还包括通油口，所述先导减压阀的出油口通过第一支路与所述通油口连接且所述先导减压阀的出油口通过第二支路与所述供油通道连接，其中，所述通油口用于与外部油源连接以为所述供油通道供油；或者，所述通油口用于为外部先导元件提供先导油源。

6.根据权利要求5所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述进油联还包括第二过滤装置，所述第二过滤装置设置于第二支路上。

7.根据权利要求5所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述进油联包括流量调节结构，所述流量调节结构设置于所述先导减压阀的出油口处，所述先导减压阀通过所述流量调节结构与所述第一支路和所述第二支路连接，其中，当所述通油口用于与外部油源连接以为所述供油通道供油时，所述流量调节结构为堵塞元件；或者，当所述通油口用于为外部先导元件提供先导油源时，所述流量调节结构为第三节流元件。

8.根据权利要求4所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述进油联还包括与所述进油通道连通的至少两个进油口，所述至少两个进油口在所述进油联的阀体上的位置不同。

9.根据权利要求4所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述进油联还包括设置于所述进油通道与所述回油通道之间的卸荷阀，所述卸荷阀的进油口与所述进油通道连通，所述卸荷阀的出油口与所述回油通道连通，所述卸荷阀的第一压力比较端与所述进油通道连接，所述卸荷阀的第二压力比较端与所述负载敏感通道连接以使所述进油通道的压力与所述负载敏感通道的压力的差值达到一定值时卸荷。

10.根据权利要求4所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述进油联包括设置于所述进油通道与所述回油通道之间的第一溢流阀；和/或，所述进油联包括设置于所述负载敏感通道与所述回油通道之间的第二溢流阀。

11.根据权利要求1所述的负载敏感控制阀，其特征在于，所述负载敏感控制阀为多路阀。

12.一种负载敏感控制系统，其特征在于，所述负载敏感控制系统包括用于与负载敏感泵的负载反馈口连接的负载敏感通道、用于排油的回油通道和流量控制阀，所述流量控制阀的进油口与所述负载敏感通道连接，所述流量控制阀的出油口与所述回油通道连接且控制从所述负载敏感通道流向所述回油通道的油液的流量为恒定值，所述流量控制阀包括第一节流元件和定差减压阀，所述第一节流元件的进油口与所述流量控制阀的进油口连接，所述第一节流元件的出油口与所述定差减压阀的进油口连接，所述定差减压阀的出油口与所述流量控制阀的出油口连接，所述定差减压阀的第一压力比较端与所述第一节流元件的进油口连接，所述定差减压阀的第二压力比较端与所述第一节流元件的出油口连接以控制所述第一节流元件的出油口与其进油口之间的压差为恒定值进而控制从所述负载敏感通道流向所述回油通道的油液的流量为恒定值。

13.根据权利要求12所述的负载敏感控制系统，其特征在于，所述负载敏感控制系统还包括设置于所述负载敏感通道与所述负载敏感泵的负载反馈口之间的单向阻尼阀，所述单向阻尼阀的单向阀的进油口与所述流量控制阀的进油口连接，所述单向阻尼阀的单向阀的出油口与所述负载敏感泵的负载反馈口连接。