CN108533545B - 液压变量泵机械比例控制器及液压变量泵 - Google Patents

液压变量泵机械比例控制器及液压变量泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压变量泵及其液压变量泵机械比例控制器,用于控制液压泵斜盘的第一活塞缸和第二活塞缸的流量和压力,包括:反馈杆、驱动手柄、第一换向阀和第二换向阀以及用于选择第一换向阀或第二换向阀进行工作的电控安全开关。本申请中的第一换向阀为机械比例控制的先导阀,实现对液压变量泵的排量的等比例控制,而第二换向阀则作为卸荷阀,对液压变量泵进行卸荷。本申请采用电控开关阀作为选择阀,采用单级阀芯作为先导阀芯直接控制斜盘变量,巧妙采用反馈结构实现排量稳定,既实现了机械比例控制的安全功能,又保证了其结构简单,成本低廉,可靠性高,便于维护,对于产品品质竞争力和成本竞争力的提升具有重大意义。

Description

液压变量泵机械比例控制器及液压变量泵
技术领域
本发明涉及液压变量泵的控制器技术领域,具体的说,涉及一种液压变量泵及其液压变量泵机械比例控制器。
背景技术
林德液压现有带安全开关的液压柱塞泵机械控制器的方式如图1所示:
在安全开关02上电的情况下,液压手柄01带动压转阀03转动,改变先导油源F通往先导级变量缸05的压力,从而控制先导阀芯06移动,改变通往液压泵斜盘的控制活塞缸A、控制活塞缸B的流量和压力,从而改变斜盘摆角,进而改变液压泵的排量。斜盘旋转通过反馈杆间接推动先导阀芯06复位,使其达到液压平衡位置,从而使液压泵保持在稳定排量位置。手柄双向转动,带动换向阀04进行换向,可实现液压泵的双向变量控制。当安全开关02失电时,卸掉先导级变量缸05内的压力,使其回到中位,带动先导阀芯06回到中位,从而液压泵排量减低为0,实现紧急制动安全功能。
由于该控制器采用压转阀控制先导级变量缸压力发生变化,从而控制先导阀芯动作,进而控制液压泵的排量,两级变量结构复杂,控制的可靠性较低。
因此,如何提供一种液压变量泵机械比例控制器,以简化结构,提高可靠性,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种液压变量泵机械比例控制器,以简化结构,提高可靠性。本发明还提供了一种具有上述液压变量泵机械比例控制器的液压变量泵。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种液压变量泵机械比例控制器,用于控制液压泵斜盘的第一活塞缸和第二活塞缸的流量和压力,其包括:
反馈杆,所述斜盘可带动所述反馈杆转动;
驱动手柄,所述驱动手柄驱动所述反馈杆转动;
第一换向阀,所述反馈杆可带动所述第一换向阀的阀芯单向移动,所述第一换向阀的阀芯的另一侧设置有第一复位弹簧;
第二换向阀,所述斜盘控制所述第二换向阀的阀芯双向移动;
电控安全开关,所述电控安全开关得电时,所述驱动手柄驱动所述反馈杆顺时针转动时,先导油源通过所述第一换向阀的第一通路和所述电控安全开关与所述第一活塞缸联通,油箱通过所述第一换向阀的第二通路和所述电控安全开关与所述第二活塞缸联通;所述驱动手柄驱动所述反馈杆逆时针转动时,先导油源通过所述第一换向阀的第二通路和所述电控安全开关与所述第一活塞缸联通,油箱通过所述第一换向阀的第一通路和所述电控安全开关与所述第二活塞缸联通;所述斜盘驱动所述反馈杆转动时,所述第一换向阀的阀芯复位;
所述电控安全开关失电时,且当所述驱动手柄不在零位时,所述第二换向阀与所述电控安全开关联通,对所述第一活塞缸和所述第二活塞缸卸荷,至所述驱动手柄回复零位。
优选的,上述的液压变量泵机械比例控制器中,所述驱动手柄为具有凸轮结构的手柄,所述凸轮的外缘与所述反馈杆相抵,所述凸轮为轴对称结构。
优选的,上述的液压变量泵机械比例控制器中,所述电控安全开关为电磁换向阀,所述电磁换向阀的第一出口与所述第一活塞缸联通,所述电磁换向阀的第二出口与所述第二活塞缸联通;
所述电磁换向阀得电时,所述驱动手柄驱动所述反馈杆顺时针转动时,所述第一换向阀的第一输出端与所述电磁换向阀的第一入口联通,所述第一换向阀的第二输出端与所述电磁换向阀的第二入口联通;所述驱动手柄驱动所述反馈杆逆时针转动时,所述第一换向阀的第一输出端与所述电磁换向阀的第二入口联通,所述第一换向阀的第二输出端与所述电磁换向阀的第一入口联通;
所述电磁换向阀失电时,且当所述驱动手柄在顺时针某位时,所述第二换向阀的第一输出口与所述电磁换向阀的第三入口联通,所述第二换向阀的第二输出口与所述电磁换向阀的第四入口联通;当所述驱动手柄在顺时针某位时,所述第二换向阀的第一输出口与所述电磁换向阀的第四入口联通,所述第二换向阀的第二输出口与所述电磁换向阀的第三入口联通。
优选的,上述的液压变量泵机械比例控制器中,所述反馈杆与所述第一换向阀的阀芯通过设置在所述反馈杆上的半凸轮结构相抵。
优选的,上述的液压变量泵机械比例控制器中,所述第二换向阀的阀芯与所述斜盘通过双侧凸轮结构连接。
一种液压变量泵,包括液压变量泵机械比例控制器,其中,所述液压变量泵机械比例控制器为上述任一项所述的液压变量泵机械比例控制器。
经由上述的技术方案可知,本发明公开了一种液压变量泵机械比例控制器,用于控制液压泵斜盘的第一活塞缸和第二活塞缸的流量和压力,包括:反馈杆、驱动手柄、第一换向阀和第二换向阀以及用于选择第一换向阀或第二换向阀进行工作的电控安全开关。本申请中的第一换向阀为机械比例控制的先导阀,实现对液压变量泵的排量的等比例控制,而第二换向阀则作为卸荷阀,对液压变量泵进行卸荷。本申请采用电控开关阀作为选择阀,采用单级阀芯作为先导阀芯直接控制斜盘变量,巧妙采用反馈结构实现排量稳定,既实现了机械比例控制的安全功能,又保证了其结构简单,成本低廉,可靠性高,便于维护,对于产品品质竞争力和成本竞争力的提升具有重大意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的液压变量泵机械比例控制器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的液压变量泵机械比例控制器的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的电控安全开关上电,驱动手柄在零位时控制器状态的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的电控安全开关上电,驱动手柄驱动手柄顺时针转动时控制器开始状态的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的电控安全开关上电,驱动手柄驱动手柄顺时针转动时控制器结束状态的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的电控安全开关上电,驱动手柄驱动手柄逆时针转动时控制器开始状态结构示意图;
图7为本发明实施例提供的电控安全开关上电,驱动手柄驱动手柄逆时针转动时控制器结束状态的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的驱动手柄驱动手柄在零位,电控安全开关失电时控制器状态的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的驱动手柄驱动手柄在顺时针某位置时,电控安全开关失电时控制器状态的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种液压变量泵机械比例控制器,以简化结构,提高可靠性。本发明的另一核心是提供一种具有上述液压变量泵机械比例控制器的液压变量泵。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
如图2-图9所示,本发明公开了一种液压变量泵机械比例控制器,用于控制液压泵的斜盘11的第一活塞缸13和第二活塞缸12的流量和压力,包括:反馈杆2、驱动手柄1、第一换向阀3和第二换向阀4以及用于选择第一换向阀3或第二换向阀4进行工作的电控安全开关。反馈杆2通过销钉与斜盘11的连接杆铰接在一起,连接杆与斜盘11固定连接,连接杆与反馈杆2的铰接点14处同时和第二换向阀4的阀芯双侧凸轮连接,反馈杆2中间位置和第一换向阀3的阀芯单侧凸轮接触。本申请中反馈杆2无法带动斜盘11转动,但是斜盘11转动时可带动反馈杆2复位。
具体的,斜盘11可带动反馈杆2转动连接;上述的驱动手柄1可以驱动反馈杆2转动;反馈杆2可带动第一换向阀3的阀芯单向移动,第一换向阀3的阀芯的另一侧设置有第一复位弹簧6,以实现第一换向阀3的阀芯复位;斜盘11控制第二换向阀4的阀芯双向移动;当电控安全开关得电时,且当驱动手柄1驱动反馈杆2顺时针转动时,先导油源F通过第一换向阀3的第一通路和电控安全开关与第一活塞缸13联通,油箱通过第一换向阀3的第二通路和电控安全开关与第二活塞缸12联通;驱动手柄1驱动反馈杆2逆时针转动时,先导油源F通过第一换向阀3的第二通路和电控安全开关与第一活塞缸13联通,油箱通过第一换向阀3的第一通路和电控安全开关与第二活塞缸12联通;斜盘11驱动所述反馈杆2转动时,第一换向阀3的阀芯复位。
当电控安全开关失电时,且当驱动手柄1不在零位时,第二换向阀4与电控安全开关联通,对第一活塞缸13和第二活塞缸12卸荷,至驱动手柄1回复零位。
本申请中的第一换向阀3为机械比例控制的先导阀,实现对液压变量泵的排量的等比例控制,而第二换向阀则4作为卸荷阀,对液压变量泵进行卸荷。本申请采用电控开关阀作为选择阀,采用单级阀芯作为先导阀芯直接控制斜盘11变量,巧妙采用反馈结构实现排量稳定,既实现了机械比例控制的安全功能,又保证了其结构简单,成本低廉,可靠性高,便于维护,对于产品品质竞争力和成本竞争力的提升具有重大意义。
本申请中的驱动手柄1为具有凸轮结构的手柄,在驱动手柄1转动过程中可驱动反馈杆2绕连接点转动,该凸轮的外缘与反馈杆2相抵,通过凸轮的相抵推动反馈杆2转动。为了实现液压变量泵的双向控制,本申请中的凸轮为轴对称结构,在凸轮的对称轴位置与反馈杆2相抵时,即驱动手柄1为零位置,反馈杆2为零位置,随着驱动手柄1的转动可驱动反馈杆2转动。
本申请中的电控安全开关为电磁换向阀5,具体的电磁换向阀5的第一出口与第一活塞缸13联通,电磁换向阀5的第二出口与第二活塞缸12联通。具体的,电磁换向阀5的第一出口与所述第一活塞缸13之间管路上设置有第一节流孔10,电磁换向阀5的第二出口与所述第二活塞缸12之间的管路上设置有第二节流孔9。该电磁换向阀5具有用于对阀芯复位的压缩弹簧8。
结合上述结构,本结构的工作原理:
(1)、电控安全开关上电,驱动手柄驱动手柄在零位。
此时第一换向阀3作为有效先导阀,第一换向阀3的阀芯处在液压动态平衡状态,先导油源F和斜盘11的第一活塞缸13和第二活塞缸12隔断,第一活塞缸13和第二活塞缸12两个腔压力相等,液压变量泵排量为0,如图3所示。
(2)、电控安全开关上电,驱动手柄驱动手柄顺时针转动。
驱动手柄1顺时针转动一个角度,推动反馈杆2绕斜盘与反馈杆连接点14向左转动,由于此时斜盘尚未发生转动,斜盘与反馈杆连接点14保持不动,第一换向阀的阀芯3向左移动,先导油源F和第一活塞缸13接通,第二活塞缸12和油箱联通。具体的,先导油源F通过第一换向阀3的第一通路联通电磁换向阀5,电磁换向阀5的第一出口与第一活塞缸13联通,油箱通过第一换向阀3的第二通路联通电磁换向阀5,电磁换向阀5的第二出口与第二活塞缸12联通。上述导通后,第一活塞缸13的压力大于第二活塞缸12的压力,从而推动斜盘11逆时针转动,使液压变量泵排量增大,如图4所示。
斜盘11旋转,带动反馈杆2反向移动,第一换向阀3的阀芯在复位弹簧6的作用下复位,关闭先导油源F和第一活塞缸13的联通以及第二活塞缸12和油箱的联通,使液压变量泵保持在一个稳定排量上,如图5所示。再次顺时针旋转手柄1,泵的排量会进一步增大,驱动手柄1的摆动角度和液压变量泵的排量变化成正比关系。
(3)、电控安全开关上电,驱动手柄驱动手柄逆时针转动。
驱动手柄1逆时针转动一个角度,第一换向阀3的阀芯在复位弹簧6的作用力下推动反馈杆2绕斜盘11与反馈杆的铰接点14向左转动,此时斜盘尚未发生转动,斜盘11与反馈杆2的铰接点14保持不动,先导油源F和第二活塞缸12接通,第一活塞缸13和油箱联通,推动斜盘11转动顺时针旋转,液压变量泵的排量减小,如图6所示。具体的,先导油源F通过第一换向阀3的第二通路联通电磁换向阀5,电磁换向阀5的第一出口与第二活塞缸12联通,油箱通过第一换向阀3的第一通路联通电磁换向阀5,电磁换向阀5的第二出口与第一活塞缸13联通。
斜盘11旋转,带动反馈杆2反向移动,第一换向阀3的阀芯在反馈杆2的推动下复位,关闭先导油源F和第二活塞缸12的联通以及第一活塞缸13和油箱的联通,使液压变量泵保持在一个稳定排量上,如图7所示。再次逆时针旋转驱动手柄1,液压变量泵的排量会进一步减小,驱动手柄1的摆动角度和液压变量泵的排量变化成正比关系。
(4)、驱动手柄驱动手柄在零位,电控安全开关失电。
此时第二换向阀4作为有效先导阀,第二换向阀4的阀芯处在液压动态平衡状态,先导油源F和第一活塞缸13、第二活塞缸12隔断,第一活塞缸13和第二活塞缸12压力相等,液压变量泵排量为0,如图8所示。
(5)、驱动手柄驱动手柄在顺时针某位置时,电控安全开关失电。
此时由于第二换向阀的阀芯与斜盘通过双侧凸轮机构直接连接,先导油源和第二活塞缸接通,第一活塞缸接通油箱,如图9所示,第二活塞缸压力升高推动斜盘顺时针旋转,使液压变量泵回到图8所示的零位状态。
(6)、驱动手柄驱动手柄在逆时针某位置时,电控安全开关5失电。
此时由于第二换向阀4的阀芯与斜盘11通过双侧凸轮机构直接连接,先导油源F和第一活塞缸13接通,第二活塞缸12接通油箱,第一活塞缸13压力升高推动斜盘11逆时针旋转,使液压变量泵回到图8所示的零位状态。
且当驱动手柄1在顺时针某位时,第二换向阀4的第一输出口与电磁换向阀5的第三入口联通,第二换向阀4的第二输出口与电磁换向阀5的第四入口联通;当驱动手柄1在顺时针某位时,第二换向阀4的第一输出口与电磁换向阀5的第四入口联通,第二换向阀4的第二输出口与电磁换向阀5的第三入口联通。
本申请中的第一换向阀3和第二换向阀4均与电磁换向阀5的连接,只是在根据电磁换向阀5的得失电情况选择联通的通路。本申请中的第一换向阀3和第二换向阀4均为现有技术的液压换向阀,通过阀芯位置的改变实现通路的导通与切断。本申请中的第二换向阀4也具有用于对阀芯复位的复位压缩弹簧7。
本申请中的反馈杆2与第一换向阀3的阀芯通过设置在反馈杆2上的半凸轮结构相抵,具体的,在反馈杆2靠近第一换向阀3的一侧设置有凸起结构,通过反馈杆2的转动,推动第一换向阀3的阀芯的移动。
第二换向阀4的的阀芯与斜盘11通过双侧凸轮结构连接,双侧凸轮结构具体包括中间凸轮以及设置在中间凸轮两侧的顶杆机构,在斜盘11转动时可带动中间凸轮转动,通过顶杆机构实现第二换向阀4的阀芯双向移动。
此外,本申请还公开了一种液压变量泵,包括液压变量泵机械比例控制器,其中,该液压变量泵机械比例控制器为上述实施例中公开的液压变量泵机械比例控制器,因此,具有该液压变量泵机械比例控制器的液压变量泵也具有上述所有技术效果,在此不再一一赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种液压变量泵机械比例控制器,用于控制液压泵斜盘的第一活塞缸和第二活塞缸的流量和压力,其特征在于,包括:
反馈杆,所述斜盘可带动所述反馈杆转动;
驱动手柄,所述驱动手柄驱动所述反馈杆转动;
第一换向阀,所述反馈杆可带动所述第一换向阀的阀芯单向移动,所述第一换向阀的阀芯的另一侧设置有第一复位弹簧;
第二换向阀,所述斜盘控制所述第二换向阀的阀芯双向移动;
电控安全开关,所述电控安全开关得电时,所述驱动手柄驱动所述反馈杆顺时针转动时,先导油源通过所述第一换向阀的第一通路和所述电控安全开关与所述第一活塞缸联通,油箱通过所述第一换向阀的第二通路和所述电控安全开关与所述第二活塞缸联通;所述驱动手柄驱动所述反馈杆逆时针转动时,先导油源通过所述第一换向阀的第二通路和所述电控安全开关与所述第一活塞缸联通,油箱通过所述第一换向阀的第一通路和所述电控安全开关与所述第二活塞缸联通;所述斜盘驱动所述反馈杆转动时,所述第一换向阀的阀芯复位;
所述电控安全开关失电时,且当所述驱动手柄不在零位时,所述第二换向阀与所述电控安全开关联通,对所述第一活塞缸和所述第二活塞缸卸荷,至所述驱动手柄回复零位。
2.根据权利要求1所述的液压变量泵机械比例控制器,其特征在于,所述驱动手柄为具有凸轮结构的手柄,所述凸轮的外缘与所述反馈杆相抵,所述凸轮为轴对称结构。
3.根据权利要求1所述的液压变量泵机械比例控制器,其特征在于,所述电控安全开关为电磁换向阀,所述电磁换向阀的第一出口与所述第一活塞缸联通,所述电磁换向阀的第二出口与所述第二活塞缸联通;
所述电磁换向阀得电时,所述驱动手柄驱动所述反馈杆顺时针转动时,所述第一换向阀的第一输出端与所述电磁换向阀的第一入口联通,所述第一换向阀的第二输出端与所述电磁换向阀的第二入口联通;所述驱动手柄驱动所述反馈杆逆时针转动时,所述第一换向阀的第一输出端与所述电磁换向阀的第二入口联通,所述第一换向阀的第二输出端与所述电磁换向阀的第一入口联通;
所述电磁换向阀失电时,且当所述驱动手柄在顺时针某位时,所述第二换向阀的第一输出口与所述电磁换向阀的第三入口联通,所述第二换向阀的第二输出口与所述电磁换向阀的第四入口联通;当所述驱动手柄在顺时针某位时,所述第二换向阀的第一输出口与所述电磁换向阀的第四入口联通,所述第二换向阀的第二输出口与所述电磁换向阀的第三入口联通。
4.根据权利要求1所述的液压变量泵机械比例控制器,其特征在于,所述反馈杆与所述第一换向阀的阀芯通过设置在所述反馈杆上的半凸轮结构相抵。
5.根据权利要求1所述的液压变量泵机械比例控制器,其特征在于,所述第二换向阀的阀芯与所述斜盘通过双侧凸轮结构连接。
6.一种液压变量泵,包括液压变量泵机械比例控制器,其特征在于,所述液压变量泵机械比例控制器为如权利要求1-5任一项所述的液压变量泵机械比例控制器。
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