CN108533553A - 一种实现双定量泵分合流控制的合流阀及其液压系统 - Google Patents

Abstract

一种实现双定量泵分合流控制的合流阀及其液压系统。解决了现有合流阀只能单向合流且启闭特性不佳的问题。它包括主阀，所述的主阀，所述的主阀上设有第一控制阀、第二控制阀、选择梭阀和合流阀，所述的选择梭阀选取压力油通过第二控制阀作用于合流阀的控制腔使得合流阀的阀芯打开。所述的合流阀包括阀体和阀芯，所述的阀体上设有第一压力油口和第二压力油口，所述的阀芯具有关闭使得第一压力油口、第二压力油口相隔开的第一位置和打开使得第一压力油口、第二压力油口相连通的第二位置，所述阀芯的外表面呈阶梯式设计，所述阀芯在其径向上设有便于容置腔排油的泄油阻尼孔。本发明具有维修方便，动作可靠，使用寿命长等优点。

Description

一种实现双定量泵分合流控制的合流阀及其液压系统

技术领域

本发明涉及一种工程机械的液压控制系统，具体涉及一种实现双定量泵分合流控制的合流阀及其液压系统。

背景技术

现在工程机械普遍使用双泵，其主要目的有两个：其一、为了更好的实现系统的节能，防止由单个大排量油泵进油造成较大的能量损失；其二、为了实现更好的操作性能，两泵工作可以通过人为控制中间合流阀的通断，更好的控制及多动作良好的复合性能及各动作操作微动等性能。以起重机为例传统的控制方式为：双定量泵供油，第一泵用于主、副卷扬供油；第二泵用于伸缩、变幅供油。主副卷扬在多路阀第一泵油口侧，伸缩、变幅在多路阀第二泵油口侧，中间为单向合流控制联。这种控制方式缺点：仅实现第二泵向第一号泵合流，即双泵合流供主卷或副卷，但不能反向合流，即无法双泵合流供伸缩或变幅，这样就造成伸缩、变幅作业效率低。通常现有的合流阀采用常规的二通插装阀结构阀芯启闭时间特性和主机工况不匹配，主要体现在：1.合流阀不能完全关闭。复合动作时，出现动作延时，或抖动；2.合流阀启闭特性不佳，开启太快；关闭不及时。当进行两个动作复合操纵，其中一个动作的撤出或加入工况时，一方面，合流阀开启速度太快，冲击大，进而带来整车晃动；另一方面，合流阀关闭不及时，当流量饱和时，易出现动作延时或抖动现象。

发明内容

为解决背景技术中合流阀只能单向合流且启闭特性不佳的问题，本发明提供一种实现双定量泵分合流控制的合流阀及其液压系统。

本发明的技术方案是：一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，包括阀体、阀芯和阀盖，所述的阀盖和阀体相互配合形成容置腔，所述的阀芯设于容置腔内并将容置腔分隔出控制腔，所述的阀盖上设有与控制腔相连通的控制油道，所述的阀体上设有第一压力油口和第二压力油口，所述的控制腔内设有弹性件，所述的阀芯具有关闭使得第一压力油口、第二压力油口相隔开的第一位置和打开使得第一压力油口、第二压力油口相连通的第二位置，所述阀芯的外表面呈阶梯式设计，所述阀芯的一端在阀芯处于第一位置时插入第一压力油口中与第一压力油口相密封，所述阀芯在其径向上设有便于容置腔排油的泄油阻尼孔。

作为本发明的一种改进，所述的阀芯在第一压力油口的一端设有缓冲槽，所述的缓冲槽从阀芯的端部沿阀芯的轴向延伸设置。

作为本发明的进一步改进，所述的缓冲槽呈V字型。

作为本发明的进一步改进，所述的阀芯在缓冲槽设置的一端上设有圆周锥面。

作为本发明的进一步改进，还设有单向阻尼阀，所述的单向阻尼阀设于控制腔与控制油道之间，所述的单向阻尼阀包括阀座、阀块和阀球，所述的阀座具有控制油道进油时打开给控制腔进油的第一位置和与阀块贴合的第二位置，所述的阀座的外表面上铣出用于控制腔回油的回油平面。

作为本发明的进一步改进，所述阀座上设有通油孔，所述的通油孔通过阻尼接头与控制腔相连通。

作为本发明的进一步改进，所述的通油孔包括中部的圆形孔和两端的弧形孔，所述的通油孔呈长条形设置。

作为本发明的进一步改进，所述的阀芯上设有沉头孔，所述弹性件设于沉头孔内，所述沉头孔的内壁上设有内螺纹

一种液压系统，包括主阀，所述的主阀，所述的主阀上设有第一控制阀、第二控制阀、选择梭阀和上述的合流阀，所述合流阀的第一压力油口与第一油泵相连接，所述的第二压力油口与第二油泵相连接，所述的第一控制阀具有安装时的第一位置和受工作油缸驱动换向的第二位置，所述的第二控制阀安装时的第一位置和在第一控制阀处于第二位置时受工作马达驱动换向的第二位置，所述的选择梭阀在第一控制阀和第二控制阀均处于第二位置时选取压力油通过第二控制阀作用于合流阀的控制腔使得合流阀的阀芯处于第二位置，所述合流阀的阀芯在第一控制阀处于第一位置和/或第二控制阀处于第一位置时打开使得第一油泵、第二油泵的压力油合流作用于负载端。

作为本发明的一种改进，所述的选择梭阀水平设置于主阀上。

本发明的有益效果是，能可靠实现双向合流控制，精准控制合流阀启闭，同时提高阀体加工工艺性能，同时解决了合流阀不能完全关闭，开启太快使得系统冲击大，关闭不及时抖动等问题。本发明还具有结构简单，装配、维修方便，动作可靠，使用寿命长等优点。

附图说明

附图1为现有合流阀控制单元的结构示意图。

附图2为附图1中合流阀的结构示意图。

附图3为本发明实施例的结构示意图。

附图4为本发明实施例的液压原理图。

附图5为附图3中合流阀2的阀芯22处于第一位置结构示意图。

附图6为附图3中合流阀2的阀芯22处于第二位置的结构示意图。

附图7为附图5中阀芯22的结构示意图。

附图8为附图5中单向阻尼阀26的爆炸结构示意图。

附图9为附图5中单向阻尼阀26的半剖结构示意图。

附图10为附图9中A向的结构示意图。

附图11为附图9中B向的结构示意图。

图中，1、主阀；2、合流阀；21、阀体；211、第一压力油口；212、第二压力油口；22、阀芯；221、泄油阻尼孔；222、缓冲槽；223、沉头孔；224、内螺纹；225、圆周锥面；23、阀盖；231、控制油道；24、容置腔；241、控制腔；25、弹性件；26、单向阻尼阀；261、阀座；2611、回油平面；2612、通油孔；2613、圆形孔；2614、弧形孔；262、阀块；263、阀球；264、阻尼接头；3、第一控制阀；4、第二控制阀；5、选择梭阀；6、工作油缸；7、工作马达；P1、第一油泵；P2、第二油泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

由图1结合图2-11所示，一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，包括阀体21、阀芯22和阀盖23，所述的阀盖23和阀体21相互配合形成容置腔24，所述的阀芯22设于容置腔24内并将容置腔24分隔出控制腔241，所述的阀盖23上设有与控制腔241相连通的控制油道231，所述的阀体21上设有第一压力油口211和第二压力油口212，所述的控制腔241内设有弹性件25，所述的阀芯22具有关闭使得第一压力油口211、第二压力油口212相隔开的第一位置和打开使得第一压力油口211、第二压力油口212相连通的第二位置，所述阀芯22的外表面呈阶梯式设计，所述阀芯22的一端在阀芯22处于第一位置时插入第一压力油口211中与第一压力油口211相密封，所述阀芯22在其径向上设有便于容置腔24排油的泄油阻尼孔221。本发明的有益效果是，能可靠实现双向合流控制，精准控制合流阀启闭，同时提高阀体加工工艺性能，同时解决了合流阀不能完全关闭，开启太快使得系统冲击大，关闭不及时抖动等问题。本发明还具有结构简单，装配、维修方便，动作可靠，使用寿命长等优点。

所述的阀芯22在第一压力油口211的一端设有缓冲槽222，所述的缓冲槽222从阀芯22的端部沿阀芯的轴向延伸设置。具体的说，所述的缓冲槽222呈V字型。更具体的说，所述的阀芯22在缓冲槽222设置的一端上设有圆周锥面225。合流阀初开时，油液经缓冲槽流入，由于缓冲槽呈V字型有一定锥度，随着阀芯位移的增加，缓冲槽过流面积逐渐增大，当合流阀全开时，依靠末端圆周锥面和缓冲槽同时过油。这样即可以使得合流阀快速开启，同时又能避免系统冲击力过大，避免车体晃动，特别适配在复合动作时，一个动作突然撤出或加入工况保持车体的稳定。

本发明还设有单向阻尼阀26，所述的单向阻尼阀26设于控制腔241与控制油道231之间，所述的单向阻尼阀26包括阀座261、阀块262和阀球263，所述的阀座261具有控制油道231进油时打开给控制腔241进油的第一位置和与阀块262贴合的第二位置，所述的阀座261的外表面上铣出用于控制腔241回油的回油平面2611。具体的说，所述阀座261上设有通油孔2612，所述的通油孔2612通过阻尼接头264与控制腔241相连通。更具体的说，所述的通油孔2612包括中部的圆形孔2613和两端的弧形孔2614，所述的通油孔2612呈长条形设置。为控制阀芯响应速度，合流阀控制腔处设有单向阻尼阀，单向阻尼阀与阀盖螺纹连接，在单向阻尼阀的外螺纹处，铣出回油平面：合流阀开启过程中，控制腔油液从单向阻尼阀外螺纹及铣出的回油平面回油，即利用单向阻尼阀外螺纹与阀盖出的螺纹充当回油阻尼；合流阀关闭过程中，负载油到达阀芯控制腔处，在油液的作用下将单向阀阀球压向阀座，此时利用阀座两端的弧形孔处过油，后经过阻尼接头，驱动阀芯关闭。

所述的阀芯22上设有沉头孔223，所述弹性件25设于沉头孔223内，所述沉头孔223的内壁上设有内螺纹224。这样的结构便于用工装将阀芯拔出，维修方便。

一种液压系统，包括主阀，所述的主阀，所述的主阀1上设有第一控制阀3、第二控制阀4、选择梭阀5和合流阀，所述合流阀2的第一压力油口211与第一油泵P1相连接，所述的第二压力油口212与第二油泵P2相连接，所述的第一控制阀3具有安装时的第一位置和受工作油缸6驱动换向的第二位置，所述的第二控制阀4安装时的第一位置和在第一控制阀3处于第二位置时受工作马达7驱动换向的第二位置，所述的选择梭阀5在第一控制阀3和第二控制阀4均处于第二位置时选取压力油通过第二控制阀4作用于合流阀2的控制腔241使得合流阀2的阀芯22处于第二位置，所述合流阀2的阀芯22在第一控制阀3处于第一位置和/或第二控制阀4处于第一位置时打开使得第一油泵P1、第二油泵P2的压力油合流作用于负载端。具体的说，所述的选择梭阀5水平设置于主阀1上。参看附图4，附图4为应用该合流阀的双泵分合流控制液压系统原理图。P1、P2泵双泵（一般双泵排量接近或相同）供油，选择梭阀用于取两侧负载压力，第一控制阀3用于感应负载的压力。合流阀2启闭由第二控制阀控制。

当同时操纵两侧动作时，第一控制阀3在工作油缸6侧压力的作用下实现换向，工作马达7侧负载压力达到第二控制阀4处，第二控制阀4实现换向，选择梭阀5取负载两侧最高压力，通过单向阻尼阀后，作用在合流阀2的控制腔，驱动合流阀关闭。此时双泵不合流，双泵各自供油，互不影响，实现100%复合动作，复合动作平稳可靠，微动性能好。当有一侧动作停止时，第一控制阀3停止向第二控制阀4提供先导油，第二控制阀4无压力油作用，不换向，合流阀上控制腔处压力经过细单向阻尼阀长螺纹阻尼油路后，延时将合流阀控制腔压力泄掉，合流阀打开，双泵合流供工作马达侧(或工作油缸侧)，作业效率提高100%。通过上述方法，非常巧妙、精准地实现合流阀的启闭时间控制，且合流阀芯能够完全关闭，控制精准、可靠、平稳。配套主机实现双向合流控制，伸缩、变幅单动作时，作业效率提高100%；实现100%动作复合，复合动作柔和、无冲击。此外，该阀还具有工艺性好，维修方便的特点。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (10)

1.一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，包括阀体（21）、阀芯（22）和阀盖（23），其特征在于:所述的阀盖（23）和阀体（21）相互配合形成容置腔（24），所述的阀芯（22）设于容置腔（24）内并将容置腔（24）分隔出控制腔（241），所述的阀盖（23）上设有与控制腔（241）相连通的控制油道（231），所述的阀体（21）上设有第一压力油口（211）和第二压力油口（212），所述的控制腔（241）内设有弹性件（25），所述的阀芯（22）具有关闭使得第一压力油口（211）、第二压力油口（212）相隔开的第一位置和打开使得第一压力油口（211）、第二压力油口（212）相连通的第二位置，所述阀芯（22）的外表面呈阶梯式设计，所述阀芯（22）的一端在阀芯（22）处于第一位置时插入第一压力油口（211）中与第一压力油口（211）相密封，所述阀芯（22）在其径向上设有便于容置腔（24）排油的泄油阻尼孔（221）。

2.根据权利要求1所述的一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，其特征在于所述的阀芯（22）在第一压力油口（211）的一端设有缓冲槽（222），所述的缓冲槽（222）从阀芯（22）的端部沿阀芯的轴向延伸设置。

3.根据权利要求2所述的一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，其特征在于所述的缓冲槽（222）呈V字型。

4.根据权利要求2所述的一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，其特征在于所述的阀芯（22）在缓冲槽（222）设置的一端上设有圆周锥面（225）。

5.根据权利要求1所述的一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，其特征在于还设有单向阻尼阀（26），所述的单向阻尼阀（26）设于控制腔（241）与控制油道（231）之间，所述的单向阻尼阀（26）包括阀座（261）、阀块（262）和阀球（263），所述的阀座（261）具有控制油道（231）进油时打开给控制腔（241）进油的第一位置和与阀块（262）贴合的第二位置，所述的阀座（261）的外表面上铣出用于控制腔（241）回油的回油平面（2611）。

6.根据权利要求5所述的一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，其特征在于所述阀座（261）上设有通油孔（2612），所述的通油孔（2612）通过阻尼接头（264）与控制腔（241）相连通。

7.根据权利要求6所述的一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，其特征在于所述的通油孔（2612）包括中部的圆形孔（2613）和两端的弧形孔（2614），所述的通油孔（2612）呈长条形设置。

8.根据权利要求6所述的一种实现双定量泵分合流控制的合流阀，其特征在于所述的阀芯（22）上设有沉头孔（223），所述弹性件（25）设于沉头孔（223）内，所述沉头孔（223）的内壁上设有内螺纹（224）。

9.一种液压系统，其特征在于：包括主阀，所述的主阀，所述的主阀（1）上设有第一控制阀（3）、第二控制阀（4）、选择梭阀（5）和采用权利要求1-8中任意一项所述的合流阀，所述合流阀（2）的第一压力油口（211）与第一油泵（P1）相连接，所述的第二压力油口（212）与第二油泵（P2）相连接，所述的第一控制阀（3）具有安装时的第一位置和受工作油缸（6）驱动换向的第二位置，所述的第二控制阀（4）安装时的第一位置和在第一控制阀（3）处于第二位置时受工作马达（7）驱动换向的第二位置，所述的选择梭阀（5）在第一控制阀（3）和第二控制阀（4）均处于第二位置时选取压力油通过第二控制阀（4）作用于合流阀（2）的控制腔（241）使得合流阀（2）的阀芯（22）处于第二位置，所述合流阀（2）的阀芯（22）在第一控制阀（3）处于第一位置和/或第二控制阀（4）处于第一位置时打开使得第一油泵（P1）、第二油泵（P2）的压力油合流作用于负载端。

10.根据权利要求9所述的一种液压系统，其特征在于所述的选择梭阀（5）水平设置于主阀（1）上。