CN108361234B - 一种具有智能流量控制的多路阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有智能流量控制的多路阀装置，包括至少二个并联的换向联，所述换向联包括主阀体以及设于主阀体内并可相对主阀体发生左右位移的主阀芯，其中，所述主阀体的两侧分别设置有用于驱动主阀芯发生左右位移的比例减压阀，所述比例减压阀与PC控制面板连接，比例减压阀的输出压力值曲线与主阀芯克服位移阻尼的曲线相吻合，进而可精确的带动主阀芯于主阀体内的位移量确保油路的稳定切换，同时控制主阀芯的位移量还能控制进出油口的开度大小，进而实现输出流量的智能控制，采用电液控制方式，工作重复精度较高，抗外界干扰性较强。

Description

一种具有智能流量控制的多路阀装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种具有智能流量控制的多路阀装置。

背景技术

多路阀是由两个及两个以上换向阀为主体的组合阀，用以操纵多个执行元件的运动，广泛用于消防车、起重机等工程车辆中。现有起重机的操作方式为操作者通过摇杆或者遥控进行吊机的各项动作（变幅、回转或吊臂伸缩等），而为完成起重机的各项动作就得依靠多路阀的油路切换功能，例如本申请人在之前所申请的授权公告号为CN104197046B就有公开了“一种带卸荷保护的多路阀”，如图8所示通过操作对应起重机动作的操作杆（图中未标注）可带动主阀芯的左右滑动进而实现油路的切换。此种多路阀的油路切换依靠人为左右摇动操作杆实现，容易受到外界的干扰，工作稳定性以及重复精度较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗外界干扰性强、工作稳定性以及重复精度较高的多路阀装置。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，包括至少二个并联的换向联，所述换向联包括主阀体以及设于主阀体内并可相对主阀体发生左右位移的主阀芯，其中，所述主阀体的两侧分别设置有用于驱动主阀芯发生左右位移的比例减压阀，所述比例减压阀与PC控制面板连接。

通过采用上述技术方案，每个换向联分别对应执行元件的其中一动作，通过PC控制面板与比例减压阀的连接实现对比例减压阀的启闭控制，进而可控制主油路的高压油输入至相应的比例减压阀内，而主油路的高压油再通过等比例减压后输入至主阀体内，保证输入至主阀体内的油压在设定范围内，而比例减压阀的输出压力值曲线与主阀芯克服位移阻尼的曲线相吻合，进而可精确的带动主阀芯于主阀体内的位移量确保油路的稳定切换，同时控制主阀芯的位移量还能控制进出油口的开度大小，进而实现输出流量的智能控制，采用电液控制方式，工作重复精度较高，抗外界干扰性较强。

作为优选地，所述主阀芯的一端设置有用于检测主阀芯位置信号的检测单元，所述检测单元包括设于主阀芯一端上的磁源元件以及相对主阀体保持静止的磁感元件，所述磁源元件与磁感元件正对设置。

通过采用上述技术方案，主阀芯于主阀体内的位移量利用检测单元来实现监控，便于外部的时时监控；具体主阀芯的位移量通过磁源元件相对磁感元件运动过程中，会导致的磁场的变化，磁感元件根据磁场的变化发出相应的传感信号，此传感信号可以通过外部连接的控制器进行接收，进而可方便的对主阀芯位移量或者油路处于的工作状态进行时时监控，提高了工作时的安全性，同时还能作为比例减压阀的监控反馈，当主阀芯的位移量超出/少于预计量时可对比例减压阀进行调节或者调节主阀芯的位移阻尼，更好的提升主阀芯的位移精度，提高多路阀装置的工作稳定性。

作为优选地，所述主阀芯的另一端还设置可驱动主阀芯左右位移的应急手动阀。

通过采用上述技术方案，当PC控制面板失效或者比例减压阀损坏时，可以手动操作应急手动阀而驱动主阀芯的左右位移，实现手动切换油路，提高安全稳定性。

作为优选地，所述换向联还包括连接在主阀体两侧的第一阀体与第二阀体，所述比例减压阀分别连接于第一阀体与第二阀体上。

通过采用上述技术方案，将比例减压阀分别安装连接在第一阀体与第二阀体上，减少了在主阀体上的结构设计，降低主阀体的制造难度；其次，比例减压阀可以集成在第一阀体或第二阀体上，方便整体更换，同时还能降低安装难度。

作为优选地，所述第一阀体的一侧还设置有第一端盖，所述磁感元件固定于第一端盖的底部；所述主阀芯设有磁源元件的一端从第一阀体内延伸至第一端盖内。

通过采用上述技术方案，第一端盖首先作为保护作用，将主阀芯的一端可完全包裹，在起到保护的同时还能减少外界对检测单元的干扰，更好的提高对主阀芯位移量的检测精度；其次，第一端盖还能作为磁感元件的安装载体，方便整体更换。

作为优选地，所述第二阀体的一侧还设置有第二端盖，所述应急手动阀的操作部从第一阀体内延伸至第二端盖内。

通过采用上述技术方案，第二端盖将应急手动阀的操作部包裹隐藏起来，在起到保护应急手动阀的同时避免人为误操作触碰到导致油路的意外切换，提高使用时的安全性。

作为优选地，所述第二阀体内开设有弹簧腔，所述弹簧腔内设置有可沿弹簧腔的轴向发生位移的第一弹簧座与第二弹簧座，第一弹簧座与第二弹簧座之间设置有弹性件；当主阀芯于主阀体内发生左右位移时，可驱动第一弹簧座/第二弹簧座施力于弹性件使弹性件发生弹性压缩。

通过采用上述技术方案，设于弹簧腔内的弹性件作为主阀芯于主阀体内左右位移时的阻尼设置，通过比例减压阀等比例减压后的油压进入到主阀体内，通过克服弹性件的弹性势能来达到主阀芯的位移，弹性件的弹性势能变化曲线与比例减压阀的输出压力曲线设置成相吻合，即可精确控制主阀芯的位移量。

作为优选地，所述主阀体内开设有第一油口、与第一油口连通的第一油道、第二油口、与第二油口连通的第二油道、第三油道、第四油道、第五油道以及第六油道；所述主阀芯在其外周面上依次间隔开设有第一油槽、第二油槽、第三油槽以及第一油孔、第二油孔与第三油孔；所述换向联还包括连接于主阀体上的出口压力补偿阀，所述出口压力补偿阀与第二油槽相对；所述第一油道与第一油槽相对，第二油道与第三油槽相对，所述第三油道的一端与出口压力补偿阀连通，第三油道另一端处于第一油槽与第二油槽之间，第四通道的一端与出口压力补偿阀连通，第四通道的另一端处于第二油槽与第三油槽之间，所述第五油道与第六油道的一端连通，且第五油道位于主阀芯相对第三油道和第四油道的另一侧。

通过采用上述技术方案，主阀芯于主阀体内的左右位移可实现第一油槽或第二油槽或第三油槽与主阀体内的各油道的交替连通进而实现油路的切换，其外在主阀体上还设置有出口压力补偿阀使得从主阀体内输出的油压大小保持恒定，出油压力过大时可以降低，出油压力过小时可以提升，保证后续执行元件的正常工作，提高工作时的稳定性。

作为优选地，所述第一油道和/或第二油道上设置有第一溢流阀。

通过采用上述技术方案，第一溢流阀的设置可以确保整个装置的安全使用，在进口或出口压力过大时及时起到卸压作用。

作为优选地，所述多路阀装置还包括主油路减压模块，所述主油路减压模块包括相串联的先导式减压阀与第一溢流阀，所述先导式减压阀的进油口连通有主油油道，所述先导式减压阀的出油口连通有出油油道的一端，其中出油油道的另一端与各换向联的比例减压阀连通。

通过采用上述技术方案，主油路的高压油将经过先导式减压阀降低进入到比例减压阀的进油油压，并且可保持进油油压一致，进而可保证比例减压阀的降压比例恒定，更进一步的提升了多路阀装置的稳定性，同时由于降低了主油路油压可避免高压油对比例减压阀的高压冲击，提高比例减压阀的使用寿命。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过PC控制面板对比例减压阀实现有线/无线控制实现进油口的进油切换，比例减压阀的输出油压与弹性件的弹性力曲线相吻合精准控制主阀芯于主阀体内的位移量，进而提高了阀体的工作稳定性，取代现有操作杆控制主阀芯位移的方式，降低了外界的干扰因素，重复精度较高，同时通过PC控制面板调节比例减压阀的电流可精确控制主阀芯的位移量，实现智能流量的控制；

2、通过在主油路上设置主油路减压模块首先降低输入至比例减压阀的油压，确保比例减压阀的正常工作，其次，保证输入至减压阀的油压恒定，确保通过比例减压阀的输出油压同样恒定，提高主阀芯位移时的稳定性。

附图说明

图1为多路阀装置的液压原理图；

图2为换向联的结构示意图；

图3为换向联的液压原理图；

图4为主阀芯的结构示意图；

图5为主油路减压模块的结构示意图；

图6为主油路减压模块的液压原理图；

图7为进油压力补偿模块的液压原理图；

图8为换向联在一工作状态下的结构示意图；

图9为换向联在另一工作状态下的结构示意图。

图中：100、主油路减压模块；110、减压阀体；111、主油油道；112、出油油道；120、阻尼滤网；130、先导式减压阀；140、第二溢流阀；113、回油口；200、进油压力补偿模块；210、入口压力补偿阀；300、工作联模块；400、换向联；400a、出口压力补偿阀；400b、第一溢流阀；410、主阀体；410a、第一油口；410b、第二油口；411、第一油道；412、第二油道；413、第三油道；414、第四油道；415、第五油道；416、第六油道；420、主阀芯；421、第一油槽；422、第二油槽；423、第三油槽；424、第一油孔；425、第二油孔；426、第三油孔；430、检测单元； 431、磁源元件；432、磁感元件；440、比例减压阀；450、应急手动阀；451、连接部；452、操作部；460、第一阀体；460a、第一进油道；461、第一压力腔；470、第二阀体；470a、第二进油道；471、第二压力腔；472、弹簧腔；473、第一弹簧座；474、第二弹簧座；475、弹性件；480、第一端盖；490、第二端盖。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参阅图1，一种具有智能流量控制的多路阀装置，包括依次连接的主油路减压模块100、进油压力补偿模块200以及工作联模块300。主油路减压模块100用于降低主油路的进油口压力并输出一恒定出口油压；进油压力补偿模块200用于补偿主油路的油压使其稳定在预期的设定值；工作联模块300用于油路的分配切换，实现外部执行元件的各项动作。

共同参阅图2与图3，工作联模块300包括多个互相并联的换向联400，本实施例中采用了四个换向联400组合形成工作联模块300。每个换向联400均包括主阀体410以及设于主阀体410内并可相对主阀体410发生横向位移的主阀芯420。主阀芯420的一端从主阀体410内延伸而出且在端部设置有检测单元430，主阀芯420的另一端同样从主阀体410内延伸而出，且在该端设置有应急手动阀450。

主阀体410的两侧还分别连接有第一阀体460与第二阀体470，第一阀体460与第二阀体470的上分别安装有比例减压阀440，比例减压阀440通过线圈接头连接到PC控制面板（图中未示出）上。第一阀体460内开设有第一进油道460a以及与第一进油道460a连通的第一压力腔461，主阀芯420的一端穿过第一压力腔461并从第一阀体460内延伸而出；第二阀体470开设有第二进油道470a、弹簧腔472以及第二压力腔471，弹簧腔472与第二压力腔471相连通，第二进油道470a与弹簧腔472连通。弹簧腔472内设置有第一弹簧座473与第二弹簧座474，第一弹簧座473与第二弹簧座474沿主阀芯420的轴向安装，并且在两者之间还设置有一弹性件475，优选弹性件475为压缩弹簧。

此外，第一阀体460的外侧还设置有第一端盖480，主阀芯420的一端刚好延伸至第一端盖480内并被第一端盖480所包裹；第二阀体470的外侧设置有第二端盖490，应急手动阀450的一端延伸至第二端盖490内并被第二端盖490所包裹。

上述的检测单元430包括固定在主阀芯420一端上的磁源元件 431以及固定在第一端盖480内表面上的磁感元件432，并且磁源元件 431与磁感元件432互相对应。

共同参阅图2与图4，主阀体410内还开设有第一油口410a、与第一油口410a连通的第一油道411、第二油口410b、与第二油口410b连通的第二油道412、第三油道413、第四油道414、第五油道415以及第六油道416；主阀芯420在其外周面上依次间隔开设有第一油槽421、第二油槽422、第三油槽423以及第一油孔424、第二油孔425与第三油孔426，其中第一油孔424、第二油孔425与第三油孔426的轴线均垂直于主阀芯420的轴线。

另外，在主阀体410上还设置有出口压力补偿阀400a，出口压力补偿阀400a垂直安装于主阀芯420，出口压力补偿阀400a与第二油槽422对应；第一油道411与第一油槽421对应，第二油道412与第三油槽423对应，第三油道413的一端与出口压力补偿阀400a连通，第三油道413另一端处于第一油槽421与第二油槽422之间，第四通道的一端与出口压力补偿阀400a连通，第四通道的另一端处于第二油槽422与第三油槽423之间，第五油道415与第六油道416的一端连通，且第五油道415位于主阀芯420相对第三油道413和第四油道414的另一侧。特别的在第一油道411和/或第二油道412上还设置有第一溢流阀400b，确保换向联400的工作安全。

应急手动阀450包括连接于主阀芯420一端的连接部451以及操作部452，其中操作部452置于第二端盖490内。

共同参阅图5与图6，主油路减压阀模块包括相串联的阻尼滤网120、先导式减压阀130以及第二溢流阀140。更具体的，主油路减压阀模块包括减压阀体110，在减压阀体110内开设有主油油道111以及出油油道112，主油油道111的一端连通阻尼滤网120，出油油道112的一端分别连通先导式减压阀130与第二溢流阀140，主油油道111依次通过阻尼滤网120以及先导式减压阀130后的低压油输入至出油油道112内，出油油道112的另一端分别连通各换向联400的比例减压阀440（如图3所示的低压油p'的走向）。

参阅图7，进油压力补偿模块200包括互相并联的第二溢流阀140以及入口压力补偿阀210，第二溢流阀140与入口压力补偿阀210的一端均主油油道111连通，另一端连通回油道。

参阅图8，主油路的高压油P经过主油路减压阀模块输出低压油p'，低压油p'输送至各换向联400的比例减压阀440内。当PC控制面板开启其中一换向联400处于第一阀体460上的比例减压阀440时，主油油道111降压后进入到第一进油道460a内，并最终进入到第一压力腔461内，此时主阀芯420受到向右的推力使其发生位移，同时带动第一弹簧座473靠向第二弹簧座474一侧位移，弹性件475被压缩变形，直到进油油压等于弹性件475压缩所产生的弹性力时主阀芯420位移停止。此时，第二油口410b为进油口，第一油口410a为出油口，箭头表示液压油的流向。

具体的，液压油从第二油孔425进入到主阀体410内，经过第二油槽422通向出口压力补偿阀400a，出口压力补偿阀400a打开后使得第二油槽422与第三油道413连通，而此时第三油道413又与第一油道411连通，液压油最终从第一油口410a排出。

回油路径为：液压油从第二油口410b进入并流向至第二油道412，第二油道412与第三油槽423连通，第三油槽423与第三油孔426连通，最终通过第三油孔426进入到第五油道415内，从第六油道416回油箱。

同理，图9示出了当PC控制面板开启第二阀体470上的比例减压阀440时的液压油流动路径。降压后的液压油进入到第二进油道470a内，并最终通入到第二压力腔471中，此时推动主阀芯420向左发生位移，同时由第二弹簧座474施力于弹性件475使其发生变形直到液压力与弹簧力达到平衡，主阀芯420位移停止。此状态下，第一油口410a为进油口，第二油口410b为出油口。

具体的，液压油从第二油孔425进入到主阀体410内，经过第二油槽422通向出口压力补偿阀400a，出口压力补偿阀400a打开后使得第二油槽422与第四油道414连通，而此时第四油道414又与第二油道412连通，液压油最终从第二油口410b排出。

回油路径为：液压油从第一油口410a进入并流向至第一油道411，第一油道411与第一油槽421连通，第一油槽421与第一油孔424连通，最终通过第一油孔424进入到第五油道415内，从第六油道416回油箱。

当PC控制面板失灵时，可取下第二端盖490手动操作应急手动阀450拉动主阀芯420的位移达到手动控制目的。本实施例中弹性件475的选用满足其压缩弹簧力变化曲线与比例减压阀440的输入电流与输出电压曲线相吻合，同时压缩弹簧力变化曲线还与应急手动阀450的操作手感相适配，已达到最佳操作感觉。

本实施例中所提到的方向指代词“左”与“右”均以图示为参考标准。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，包括至少二个并联的换向联（400），所述换向联（400）包括主阀体（410）以及设于主阀体（410）内并可相对主阀体（410）发生左右位移的主阀芯（420），其中，所述主阀体（410）的两侧分别设置有用于驱动主阀芯（420）发生左右位移的比例减压阀（440），所述比例减压阀（440）与PC控制面板连接；

所述主阀芯（420）的一端设置有用于检测主阀芯（420）位置信号的检测单元（430），所述检测单元（430）包括设于主阀芯（420）一端上的磁源元件（ 431）以及相对主阀体（410）保持静止的磁感元件（432），所述磁源元件（ 431）与磁感元件（432）正对设置；

所述多路阀装置还包括主油路减压模块（100），所述主油路减压模块（100）包括相串联的先导式减压阀（130）与第一溢流阀（400b），所述先导式减压阀（130）的进油口连通有主油油道（111），所述先导式减压阀（130）的出油口连通有出油油道（112）的一端，其中出油油道（112）的另一端与各换向联（400）的比例减压阀（440）连通。

2.根据权利要求1所述的一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，所述主阀芯（420）的一端还设置可驱动主阀芯（420）左右位移的应急手动阀（450）。

3.根据权利要求2所述的一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，所述换向联（400）还包括连接在主阀体（410）两侧的第一阀体（460）与第二阀体（470），所述比例减压阀（440）分别连接于第一阀体（460）与第二阀体（470）上。

4.根据权利要求3所述的一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，所述第一阀体（460）的一侧还设置有第一端盖（480），所述磁感元件（432）固定于第一端盖（480）的底部；所述主阀芯（420）设有磁源元件（ 431）的一端从第一阀体（460）内延伸至第一端盖（480）内。

5.根据权利要求3所述的一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，所述第二阀体（470）的一侧还设置有第二端盖（490），所述应急手动阀（450）的操作部（452）从第一阀体（460）内延伸至第二端盖（490）内。

6.根据权利要求3所述的一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，所述第二阀体（470）内开设有弹簧腔（472），所述弹簧腔（472）内设置有可沿弹簧腔（472）的轴向发生位移的第一弹簧座（473）与第二弹簧座（474），第一弹簧座（473）与第二弹簧座（474）之间设置有弹性件（475）；当主阀芯（420）于主阀体（410）内发生左右位移时，可驱动第一弹簧座（473）/第二弹簧座（474）施力于弹性件（475）使弹性件（475）发生弹性压缩。

7.根据权利要求3所述的一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，所述主阀体（410）内开设有第一油口（410a）、与第一油口（410a）连通的第一油道（411）、第二油口（410b）、与第二油口（410b）连通的第二油道（412）、第三油道（413）、第四油道（414）、第五油道（415）以及第六油道（416）；所述主阀芯（420）在其外周面上依次间隔开设有第一油槽（421）、第二油槽（422）、第三油槽（423）以及第一油孔（424）、第二油孔（425）与第三油孔（426）；所述换向联（400）还包括连接于主阀体（410）上的出口压力补偿阀（400a），所述出口压力补偿阀（400a）与第二油槽（422）相对；所述第一油道（411）与第一油槽（421）相对，第二油道（412）与第三油槽（423）相对，所述第三油道（413）的一端与出口压力补偿阀（400a）连通，第三油道（413）另一端处于第一油槽（421）与第二油槽（422）之间，第四通道的一端与出口压力补偿阀（400a）连通，第四通道的另一端处于第二油槽（422）与第三油槽（423）之间，所述第五油道（415）与第六油道（416）的一端连通，且第五油道（415）位于主阀芯（420）相对第三油道（413）和第四油道（414）的另一侧。

8.根据权利要求7所述的一种具有智能流量控制的多路阀装置，其特征在于，所述第一油道（411）和/或第二油道（412）上设置有第一溢流阀（400b）。

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