CN108545612B - 一种闭式系统集成切换阀及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种闭式系统集成切换阀及控制方法。解决了现有切换阀不能适配大流量工况且工作中存在发热量大，抖动等的问题。它控制切换回路、变幅控制回路和伸缩控制回路，所述的控制切换回路包括第一压力口、第二压力口、第一换向阀、第二换向阀、第一插装阀、第二插装阀、第一滑阀、第二滑阀和梭阀；所述的变幅控制回路包括第三插装阀、第三换向阀，通过换向阀及插装阀的位置变换控制系统输出。本发明的有益效果是，采用闭式泵作为动力源，即可以驱动卷扬系统，也可以驱动伸缩、变幅系统，并采用双泵系统可以实现复合动作。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，压损少，冲击小，密封性能好，零泄漏使用寿命长等优点。

Description

一种闭式系统集成切换阀及控制方法

技术领域

本发明涉及一种液压控制系统，具体涉及一种闭式系统集成切换阀及控制方法。

背景技术

大吨位起重机，尤其是200吨以上产品，由于功率大、流量大、压力高，卷扬系统一般采用闭式系统，其容积调速的特点可以避免节流调速带来的压损，降低系统发热量。所谓容积调速，即利用对泵排量的调节来控制系统速度，这对马达驱动的进回油基本一致的起升系统非常有利。但是大吨位起重机工况复杂，除马达驱动的起升系统外，还有油缸驱动的伸缩和变幅系统，这种系统典型的特征是进回油量差别很大，一般采用开式系统进行控制，但这并不代表无法采用闭式系统进行控制，在适当增加部分补油功能时，是完全可以采用闭式系统进行控制的。

工程机械大流量控制系统中一般用二通逻辑插装阀实现开关换向功能，这是因为普通的工业用电磁阀已经不能满足系统通流量大的要求，如果强行用普通电磁阀通流大流量，会带来高压损、发热量大等系统性问题。工程机械大流量液压系统经常用到双泵或多泵系统，各执行元件根据需求来确定是使用单泵还是双泵提供流量，基于这种需求就需要对双泵或多泵系统的供油油路开启和关闭，以实现单泵、双泵或多泵供油。

对于大流量系统而言，传统的切换阀多采用二通逻辑插装阀配合先导级的换向阀来实现上述功能，通常共有ABC三个油口，当C口通高压时，A与B口无法连通，实现截止功能；当C口压力释放时，A和B口得以沟通，实现连通功能。综上所述可以看出，二通换向逻辑插装阀本质是一个二位二通逻辑开关阀，其特点是可以实现大流量、低压损工作。

现有的二通插装阀能满足一般的双泵控制系统，但是对于大吨位移动式起重机，特别是对于一些有特殊要求的场合，比如需要对流量进行节流控制，以获得良好的控制速度时，传统的二通逻辑插装阀因为其开关特性就无法实现节流调速，从而对执行元件造成冲击大，使得车体抖动，影响产品使用寿命，且二通插装阀在大流量密封性能差。

发明内容

为解决背景技术中现有切换阀不能适配大流量工况且工作中存在发热量大，抖动等的问题，本发明提供一种闭式系统集成切换阀及控制方法。

本发明的技术方案是：一种闭式系统集成切换阀，包括控制切换回路、变幅控制回路和伸缩控制回路，所述的控制切换回路包括第一压力口、第二压力口、第一换向阀、第二换向阀、第一插装阀、第二插装阀、第一滑阀、第二滑阀和梭阀；所述的变幅控制回路包括第三插装阀、第三换向阀；

梭阀，用于选取第一压力口和第二压力口的压力油，并输出给第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀；

第一换向阀，具有使得第一插装阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第一滑阀的第一位置，换向后使得第一滑阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第一插装阀的第二位置；

第二换向阀，具有使得第二插装阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第二滑阀的第一位置，换向后使得第二滑阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第二插装阀的第二位置；

第一插装阀，具有打开使得第一压力口与第一输出口相连通的第一位置，由梭阀处压力油经第一换向阀控制关闭的第二位置；

第二插装阀，具有打开使得第二压力口与第二输出口相连通的第一位置，由梭阀处压力油经第二换向阀控制关闭的第二位置；

第一滑阀，具有在第一插装阀处于第一位置时关闭的第一位置，在第一插装阀处于第二位置时打开使得第一压力口与合流口相连通的第二位置；

第二滑阀，具有在第二插装阀处于第一位置时关闭的第一位置，在第二插装阀处于第二位置时打开使得第二压力口与合流口相连通的第二位置；

第三换向阀，具有使得第三插装阀控制腔密闭的第一位置，使得第三插装阀控制腔与油箱相连通的第二位置；

第三插装阀，具有关闭的第一位置，在第三换向阀处于第二位置时使得合流口经第三插装阀与变幅接口相连通的第二位置；

伸缩控制回路，用于接受合流口的压力油并输出给伸缩油缸。

作为本发明的一种改进，伸缩控制回路包括伸缩先导阀和伸缩换向阀，

伸缩先导阀，用于接受先导压力油并输出给伸缩换向阀控制腔控制伸缩换向阀换向；

伸缩换向阀，用于接受合流口的压力油并由伸缩先导阀控制输出压力油至伸缩油缸有杆腔或伸缩油缸无杆腔接口。

作为本发明的进一步改进，还设有伸缩背压阀，所述的伸缩背压阀包括伸缩插装阀和伸缩背压换向阀，所述的伸缩背压换向阀与伸缩插装阀控制腔相连接并用于控制伸缩插装阀的启闭，所述的伸缩插装阀与伸缩换向阀相连接用于在伸缩油缸有杆腔回油时提供背压。

作为本发明的进一步改进，所述的变幅控制回路上还设有定流滤波阀，定流滤波阀进油口在第三插装阀处于第一位置时用于接受合流口压力油或变幅接口压力油，定流滤波阀出油口与油箱相连接，定流滤波阀上设有变幅节流口，定流滤波阀进油口处的压力油分别与定流滤波阀控制腔、经变幅节流口后与定流滤波阀弹簧腔相连通，定流滤波阀控制腔的油压与定流滤波阀弹簧腔的压力相互配合控制定流滤波阀阀芯开启的大小。

作为本发明的进一步改进，还设有定流换向阀，所述的定流换向阀设于第三插装阀和定流滤波阀之间，所述的定流换向阀具有使得第三插装阀出油口、变幅接口分别与定流滤波阀进油口相连通的第一位置，使得第三插装阀出油口、变幅接口分别与定流滤波阀进油口相隔开的第二位置。

作为本发明的进一步改进，所述的第一滑阀包括阀套和阀芯，所述的阀套上设有第一工作口、第二工作口和容置腔，所述的阀芯套设于阀套的容置腔内并与阀套滑移配合，所述的阀芯具有打开使得第一工作口、第二工作口相互连通的第一状态和关闭使得第一工作口、第二工作口相互隔离的第二状态，所述的阀芯包括第一导向部、第二导向部和密封部，所述的第一导向部、第二导向部分别与其对应处的阀套内壁相贴合，所述的密封部呈锥形且在阀芯处于第二状态时与阀套相互配合实现密封。

作为本发明的进一步改进，所述的阀芯将阀套内的容置腔分隔为滑阀控制腔、滑阀连通腔和滑阀弹簧腔，所述的滑阀连通腔设于滑阀控制腔和滑阀弹簧腔之间，所述的滑阀弹簧腔内设有滑阀弹性件，所述的滑阀弹性件具有驱动阀芯趋于第一状态的运动趋势，所述的滑阀控制腔在进入压力油后通过第一导向部将阀芯压向第二状态。

作为本发明的进一步改进，还设有压力调节器，所述的压力调节器包括第四插装阀、换向阀组和多个压力溢流阀，多个压力溢流阀的调定压力均不相同，所述的换向阀组与第四插装阀控制腔相连接并通过换向阀组的换向使得第四插装阀控制器与特定的压力溢流阀相连通。

一种用于上述的闭式系统集成切换阀的控制方法，其可以进行如下控制：

①主卷单独动作；⑴单泵工况：第一换向阀不得电，第一插装阀控制腔泄油，第一插装阀打开，第一压力口通过第一插装阀流向第一输出口后，流向主卷扬马达，驱动主卷扬马达进行主卷动作；

②副卷单独工作：⑴单泵工况：第二换向阀不得电，第二插装阀控制腔泄油，第二插装阀打开，第二压力口通过第二插装阀流向第二输出口后，流向副卷扬马达，驱动副卷扬马达进行副卷动作；

③变幅单独动作：⑴单泵工况：第二换向阀得电，第三换向阀得电，第二压力口经第二滑阀至第三插装阀，然后到变幅接口，变幅接口外接变幅控制阀进油口，油液进而流向变幅缸无杆腔，从而驱动变幅动作；⑵双泵合流工况：第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀得电，第一压力口经第一滑阀，第二压力口经第二滑阀，合流后至第三插装阀，然后到变幅接口，变幅接口外接变幅控制阀进油口，油液进而流向变幅缸无杆腔，从而驱动变幅高速动作；

④伸缩动作：⑴单泵工况：第二换向阀得电，第二压力口经第二滑阀至伸缩换向阀，油液驱动伸缩油缸单泵动作；⑵双泵合流工况：第一换向阀和第二换向阀得电，第一压力口经第一滑阀，第二压力口经第二滑阀，合流后至伸缩换向阀，油液驱动伸缩油缸合流动作；

⑤复合动作：所述的复合动作包括主卷扬和副卷扬复合动作、主卷扬和变幅复合动作、主卷扬和伸缩单独动作、副卷扬和变幅复合动作、副卷扬和伸缩复合动作。

作为本发明的一种改进，⑴主卷扬和副卷扬复合动作：第一换向阀、第二换向阀均不得电，第一滑阀、第二滑阀在高压油作用下，处于断开状态，此时第一压力口供主卷扬、第二压力口供副卷扬，进行复合动作；

⑵主卷扬和变幅复合动作：第一换向阀不得电、第一滑阀处于断开状态，第二换向阀得电、第二滑阀处于连通状态，第三换向阀得电，此时第一压力口供主卷扬马达、第二压力口压力油经过第二滑阀到达第三插装阀处供变幅系统，进行复合动作；

⑶主卷扬和伸缩单独动作：第一换向阀不得电、第一滑阀关闭，第二插装阀开启连通，第二换向阀得电、第二滑阀开启连通，第三换向阀不得电，伸缩先导阀通过得失电进行控制伸缩换向阀换向，从而实现伸缩油缸伸或伸缩油缸油缸缩，此时第一压力口供主卷扬马达、第二压力口油经过第二滑阀到达伸缩换向阀处供伸缩，进行复合动作；

⑷副卷扬和变幅复合动作：第二换向阀不得电、第二滑阀关闭，第一换向阀得电、第一滑阀开启连通，第一插装阀关闭，第三换向阀得电，此时第二压力口供副卷扬马达、第二压力口油经过合流阀第二滑阀到达第三插装阀处供变幅系统，进行复合动作；

⑸副卷扬和伸缩复合动作：第二换向阀不得电、第二滑阀关闭，第一换向阀得电、第一滑阀开启连通，第一插装阀关闭，第三换向阀不得电，伸缩先导阀通过得失电进行控制伸缩换向阀换向，此时第二压力口供副卷扬马达、第一压力口油经过第一滑阀到达伸缩换向阀处供伸缩，进行复合动作。

本发明的有益效果是，充分利用二通插装阀的大流量特性，实现大流量、低压损工作，同时结合换向滑阀大行程、节流调速性好等特点，并且充分结合系统中液压马达、油缸执行元件的实际需求，将二通插装阀和换向滑阀进行有机结合，形成了新的逻辑控制回路，使得液压系统控制方便可靠，性能好，采用闭式泵作为动力源，即可以驱动卷扬系统，也可以驱动伸缩、变幅系统，并采用双泵系统可以实现复合动作。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，压损少，冲击小，密封性能好，零泄漏使用寿命长等优点。

附图说明

附图1为本发明实施例的液压原理图。

附图2为控制切换回路I处的液压原理图。

附图3为附图2中阀芯52处于第一状态的结构示意图。

附图4为附图2中阀芯52处于第二状态的结构示意图。

附图5为附图4中D处的结构放大示意图。

附图6为附图1中变幅控制回路Ⅱ处的液压原理图。

附图7为附图1中压力调节器Ⅳ处的液压原理图。

图中，1、第一换向阀；2、第二换向阀；3、第一插装阀；4、第二插装阀；5、第一滑阀；51、阀套；511、第一工作口；512、第二工作口；513、容置腔；5131、滑阀控制腔；5132、滑阀连通腔；5133、滑阀弹簧腔；52、阀芯；521、第一导向部；522、第二导向部；523、密封部；524、节流槽；525、连接部；526、安装孔；53、弹性件；54、格莱圈；55、密封组件；551、密封环；552、密封圈。6、第二滑阀；7、梭阀；8、节流孔；9、第三换向阀；10、第三插装阀；11、伸缩先导阀；12、伸缩换向阀；13、伸缩背压阀；14、伸缩插装阀； 15、伸缩背压换向阀；16、定流滤波阀；161、变幅节流口；17、定流换向阀；18、第四插装阀；19、换向阀组；21、压力溢流阀；A1、第一输出口；A2、第二输出口；A3、伸缩油缸无杆腔接口；B3、伸缩油缸有杆腔；A5、变幅接口；Ⅰ、控制切换回路；Ⅱ、变幅控制回路；Ⅲ、伸缩控制回路；Ⅳ、压力调节器；P1、第一压力口；P2、第二压力口；P3、合流口；P4、先导压力油。

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所示，一种闭式系统集成切换阀，包括控制切换回路Ⅰ、变幅控制回路Ⅱ和伸缩控制回路Ⅲ，所述的控制切换回路Ⅰ包括第一压力口P1、第二压力口P2、第一换向阀1、第二换向阀2、第一插装阀3、第二插装阀4、第一滑阀5、第二滑阀6和梭阀7；所述的变幅控制回路包括第三插装阀、第三换向阀；

梭阀7，用于选取第一压力口和第二压力口的压力油，并输出给第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀；

第一换向阀1，具有使得第一插装阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第一滑阀的第一位置，换向后使得第一滑阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第一插装阀的第二位置；

第二换向阀2，具有使得第二插装阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第二滑阀的第一位置，换向后使得第二滑阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第二插装阀的第二位置；

第一插装阀3，具有打开使得第一压力口与第一输出口A1相连通的第一位置，由梭阀处压力油经第一换向阀控制关闭的第二位置；

第二插装阀4，具有打开使得第二压力口与第二输出口A2相连通的第一位置，由梭阀处压力油经第二换向阀控制关闭的第二位置；

第一滑阀5，具有在第一插装阀处于第一位置时关闭的第一位置，在第一插装阀处于第二位置时打开使得第一压力口与合流口P3相连通的第二位置；

第二滑阀6，具有在第二插装阀处于第一位置时关闭的第一位置，在第二插装阀处于第二位置时打开使得第二压力口与合流口相连通的第二位置；

第三换向阀9，具有使得第三插装阀控制腔密闭的第一位置，使得第三插装阀控制腔与油箱相连通的第二位置；

第三插装阀10，具有关闭的第一位置，在第三换向阀处于第二位置时使得合流口经第三插装阀与变幅接口相连通的第二位置；

伸缩控制回路Ⅲ，用于接受合流口P3的压力油并输出给伸缩油缸。本发明充分利用二通插装阀的大流量特性，实现大流量、低压损工作，同时结合换向滑阀大行程、节流调速性好等特点，并且充分结合系统中液压马达、油缸执行元件的实际需求，将二通插装阀和换向滑阀进行有机结合，形成了新的逻辑控制回路，使得液压系统控制方便可靠，性能好，采用闭式泵作为动力源，即可以驱动卷扬系统，也可以驱动伸缩、变幅系统，并采用双泵系统可以实现复合动作。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，压损少，冲击小，密封性能好，零泄漏使用寿命长等优点。

所述的第一插装阀控制腔、第二插装阀控制腔、第一滑阀控制腔、第二滑阀控制腔处均设有节流孔8。节流孔的设置使得切换时插装阀及滑阀受到的冲击小。

当然在实际工作过程中，滑阀和插装阀的位置可以变换，从而使得对不同工况进行调速，可以适配不同的液压系统特殊要求。此系统中滑阀的放置位置不受限制，由于现在系统中滑阀是合流出口，用于变幅和伸缩系统，为本发明的优选方式。

附图2中，第一插装阀3、第二插装阀4、第一滑阀5、第二滑阀6四处在滑阀及插装阀之间可以自由组合（换位），实现对不同位置工况进行调速，而其他工况则利用插装阀的大流量，低压损工况，系统效率高，控制可靠。本发明结合大吨位移动式起重机典型的双泵系统（参看附图2）进行进一步的说明，第一压力口P1、第二压力口P2分别连接1号油泵和2号油泵，第一输出口A1和第二输出口A2分别连接主起升、副起升动作，合流口P3口连接伸缩与变幅动作。四种工作逻辑中分别包含了主卷扬单独动作、副卷扬单独动作、主和副卷扬复合动作、主卷+伸缩/变幅动作、副卷+伸缩/变幅动作、伸缩/变幅双泵供油动作。本发明充分利用二通插装阀的大流量特性，实现大流量、低压损工作，同时结合换向滑阀大行程、节流调速性好等特点，并且充分结合系统中液压马达、油缸执行元件的实际需求，将二通插装阀和换向滑阀进行有机结合，形成了新的逻辑控制回路，使得液压系统控制方便可靠，性能好。当然本发明滑阀中还设有锥阀结构，使得本发明中密封性能好，在液压系统中根据系统执行元件的需求，需要滑阀就用滑阀，需要锥阀就用锥阀，锥阀和滑阀的位置不受限制，仅根据实际工况需要进行选择，使得产品适配范围广。

伸缩控制回路Ⅲ包括伸缩先导阀11和伸缩换向阀12，

伸缩先导阀11，用于接受先导压力油P4并输出给伸缩换向阀12控制腔控制伸缩换向阀12换向；

伸缩换向阀12，用于接受合流口P3的压力油并由伸缩先导阀11控制输出压力油至伸缩油缸有杆腔B3或伸缩油缸无杆腔接口A3。

本发明还设有伸缩背压阀13，所述的伸缩背压阀13包括伸缩插装阀14和伸缩背压换向阀15，所述的伸缩背压换向阀与伸缩插装阀控制腔相连接并用于控制伸缩插装阀的启闭，所述的伸缩插装阀与伸缩换向阀相连接用于在伸缩油缸有杆腔B3回油时提供背压。伸缩背压换向阀的伸缩背压是指用于伸缩背压控制的换向阀，而非该换向阀具有伸缩背压功能。具体的说，所述的伸缩换向阀为三位四通电液换向阀，伸缩换向阀的伸缩先导阀换向处于左位，先导压力油P4的先导油到达伸缩换向阀控制腔处，使得伸缩换向阀换向至右位,主油路合流口P3压力油到达伸缩换向阀然后至伸缩油缸无杆腔接口A3处，进行油缸伸动作。此时，伸缩油缸有杆腔B3回油到达，通过伸缩换向阀到达伸缩插装阀14处,伸缩背压换向阀15不得电，提供一定的背压,防止油液全部回油。伸缩换向阀的伸缩先导阀换向处于右位，先导压力油P4的先导油到达伸缩换向阀控制腔处，使得伸缩换向阀换向至左位, 主油路合流口P3压力油到达伸缩换向阀然后至伸缩油缸有杆腔B3处，进行油缸缩动作。此时，油缸无杆腔回油，通过伸缩换向阀到达伸缩插装阀14处, 伸缩背压换向阀15得电，不提供背压。在伸缩系统中，通过伸缩背压换向阀15的得电和失电，提供一定的缩臂背压，用于当油缸缩到底时，因力不平衡引起的反弹，又向前伸出一小段；另一方面用于防止吊臂伸出去后，静置一段时间后再进行缩臂，由于油液没有充满而导致缩臂延时，提供一定的背压，可有效消除上述问题。

所述的变幅控制回路Ⅱ上还设有定流滤波阀16，定流滤波阀进油口在第三插装阀处于第一位置时用于接受合流口压力油或变幅接口压力油，定流滤波阀出油口与油箱相连接，定流滤波阀上设有变幅节流口161，定流滤波阀16进油口处的压力油分别与定流滤波阀控制腔、经变幅节流口161后与定流滤波阀弹簧腔相连通，定流滤波阀控制腔的油压与定流滤波阀弹簧腔的压力相互配合控制定流滤波阀阀芯开启的大小。定流滤波阀的设置，可以起到缓冲滤波作用，有效降低动作初始状态的压力峰值，本实用新本发明有效解决了变幅起落瞬间因负载摩擦力变化导致的冲击问题，消除系统压力峰值，保证动作的启动柔和、平稳。本发明还具有控制方便、可靠，成本低，性能稳定，使用寿命长等优点。

本发明还设有定流换向阀17，所述的定流换向阀17设于第三插装阀10和定流滤波阀16之间，所述的定流换向阀具有使得第三插装阀出油口、变幅接口分别与定流滤波阀进油口相连通的第一位置，使得第三插装阀出油口、变幅接口分别与定流滤波阀进油口相隔开的第二位置。具体的说，所述的定流换向阀为二位二通换向阀。定流换向阀是电磁换向阀，其定流是用于指该换向阀用于控制定流滤波阀而非该换向阀具有定流功能。

更具体的说，所述的定流换向阀为电磁换向阀。定流换向阀为电磁阀，可以瞬间开启或关闭，变幅开始时，为常通状态，消除系统压力峰值，保证动作的启动柔和、平稳；在工作过程中，可以切换定流换向阀，并使之关闭，减少工作中流量损失。

本发明定流滤波阀以及液压控制系统原理如下：变幅接口A5接变幅控制阀进入油缸大腔，在变幅接口A5处增加定流量滤波阀，该阀前设有常开式二位二通电磁换向阀。

其工作原理为：当进行变幅起升工况时，来自变量泵的高压油到达二通插装阀进油口，二通插装阀控制端盖的控制换向阀（为电磁阀）得电换向，第三插装阀开启，此时定流换向阀（也为电磁阀）不得电，系统启动瞬间压力峰值通过定流量滤波阀旁通回油，削减压力峰值。同理，变幅下落时，油液从变幅接口A5流向合流口P3，当因变幅下落瞬间负载变化导致起始状态的压力波动时，会通过定流量滤波阀旁通回油，削减压力峰值。在实际工作过程中，可以切换定流换向阀，并使之关闭，减少工作中流量损失，本发明有效解决了变幅起落瞬间因负载摩擦力变化导致的冲击问题，消除系统压力峰值，保证动作的启动柔和、平稳。

所述的第一滑阀5包括阀套51和阀芯52，所述的阀套51上设有第一工作口511、第二工作口512和容置腔513，所述的阀芯52套设于阀套51的容置腔513内并与阀套51滑移配合，所述的阀芯52具有打开使得第一工作口511、第二工作口512相互连通的第一状态和关闭使得第一工作口511、第二工作口512相互隔离的第二状态，所述的阀芯52包括第一导向部521、第二导向部522和密封部523，所述的第一导向部521、第二导向部522分别与其对应处的阀套51内壁相贴合，所述的密封部523呈锥形且在阀芯52处于第二状态时与阀套51相互配合实现密封。具体的说，第一工作口511和第二工作口512均设于阀套的侧壁上，这样使得产品在大流量系统中进一步减少漏油可能。本发明阀芯采用滑阀的结构形式，过流面积随阀芯位移进行渐变，且阀芯和阀套能够形成锥阀线密封，实现零泄漏的功能，使得产品即能保证现有插装阀大流量、低压损的特点，同时密封可靠，随着阀芯的运动，节流槽逐步开启，实现过流面积的逐步变大，进而实现流量的缓慢增加，时间节流调速。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长等优点。当阀芯处于第一状态时，如图3所示，插装式滑阀在弹性件如弹簧的作用下阀芯处于上位，此时第一工作口511和第二工作口512接通，滑阀处于打开开启的位置；当阀芯处于第二状态时，如图4所示，滑阀控制腔通高压油时，阀芯在高压油的作用下向下移动，且压缩弹簧，此时第一工作口511和第二工作口512口关闭，滑阀处于关闭的位置。在第一工作口511和第二工作口512口关闭时由阀芯和阀套形成线密封，以实现零泄漏；随着阀芯的运动，节流槽逐步开启，实现过流面积的逐步变大，进而实现流量的缓慢增加，时间节流调速。本发明采用滑阀加锥阀相结合的结构形式，即可以实现节流口的调速，也可以实现锥阀的零泄漏。

所述的阀芯52在靠近密封部523处向内凹陷形成节流槽524。节流槽的设置在阀芯运动开启时，节流槽逐步开启，实现过流面积的逐步变大，进而实现流量的缓慢增加，时间节流调速，从而减少对车体的瞬时冲击，避免车体抖动。

所述的节流槽524设于第一工作口511和第二工作口512之间，所述的节流槽524呈环形设置。这样使得产品便于加工，便于精确控制。

所述的节流槽524有两个，且两个节流槽524呈阶梯式设置。这样的结构使得产品节流调速效果更好。具体的说，每个阶梯上的节流槽可以为多个，多个节流槽周向均布于阀芯处，也可以为整个呈环形。当然再实际工作过程中，靠近密封部处节流槽的径向深度小于远离密封部处节流槽的径向深度。这样的结构使得产品节流效果更好。

所述的第一导向部521和第二导向部522之间设有连接部525，所述的第一导向部521的直径大于第二导向部522的直径，所述的第二导向部522的直径大于连接部525的直径。本发明通过第一导向部和第二导向部进行导向，使得阀芯运动平稳，特别是在大流量系统中，更具体说，密封部设于第一导向部处。这样的结构便于阀芯的安装，运动。

所述的第一导向部521上设有便于插拔阀芯52的安装孔526。这样的结构便于阀芯的拆装。

所述的阀芯52将阀套51内的容置腔513分隔为滑阀控制腔5131、滑阀连通腔5132和滑阀弹簧腔5133，所述的滑阀连通腔5132设于滑阀控制腔5131和滑阀弹簧腔5133之间，所述的滑阀弹簧腔5133内设有弹性件53，所述的弹性件53具有驱动阀芯52趋于第一状态的运动趋势，所述的滑阀控制腔5131在进入压力油后通过第一导向部521将阀芯52压向第二状态。这样的结构使得产品动作简单可靠，系统响应快。

所述的第一导向部521设于滑阀控制腔5131和滑阀连通腔5132之间并将滑阀控制腔5131和滑阀连通腔5132分隔开，所述的第一导向部521周向上设有格莱圈54。阀芯上设置格莱圈，将滑阀控制腔和工作口进行隔绝，避免高压导致的内部泄露问题。

所述的阀套51外表面呈阶梯状设置，每一阶梯状阀套51的外表面上均设有密封组件55。具体的说，所述的密封组件55包括密封环551和密封圈552，所述的密封环551有两个，所述的密封圈552设于两个密封环551之间。阀套外表面呈阶梯状设置便于产品安装，多组密封组件使得产品密封性能好。

本发明还设有压力调节器21，所述的压力调节器21包括第四插装阀18、换向阀组19和多个压力溢流阀21，多个压力溢流阀21的调定压力均不相同，所述的换向阀组与第四插装阀控制腔相连接并通过换向阀组的换向使得第四插装阀控制器与特定的压力溢流阀相连通。换向阀组19包括一个三位四通电磁换向阀和一个二位二通电磁换向阀，三位四通电磁换向阀的中位是“H”型，本发明通过四个压力溢流阀设定压力不一样，从而实现多级压力控制选择。换向阀组的三位四通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀处通过不同的得失电组合，来实现不同的溢流阀压力等级设定，来满足上述多种工况的不同的压力等级需要。运用本发明的液压系统中的不同执行机构执行不同功能时，可以根据需要选择合适的压力等级，从而得到保护执行机构、降低能耗、平稳工作等良好的效果。

一种用于上述的闭式系统集成切换阀的控制方法，其可以进行如下控制：

⑥主卷单独动作；⑴单泵工况：第一换向阀不得电，第一插装阀控制腔泄油，第一插装阀打开，第一压力口通过第一插装阀流向第一输出口后，流向主卷扬马达，驱动主卷扬马达进行主卷动作；

⑦副卷单独工作：⑴单泵工况：第二换向阀不得电，第二插装阀控制腔泄油，第二插装阀打开，第二压力口通过第二插装阀流向第二输出口后，流向副卷扬马达，驱动副卷扬马达进行副卷动作；

⑧变幅单独动作：⑴单泵工况：第二换向阀得电，第三换向阀得电，第二压力口经第二滑阀至第三插装阀，然后到变幅接口，变幅接口外接变幅控制阀进油口，油液进而流向变幅缸无杆腔，从而驱动变幅动作；⑵双泵合流工况：第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀得电，第一压力口经第一滑阀，第二压力口经第二滑阀，合流后至第三插装阀，然后到变幅接口，变幅接口外接变幅控制阀进油口，油液进而流向变幅缸无杆腔，从而驱动变幅高速动作；

⑨伸缩动作：⑴单泵工况：第二换向阀得电，第二压力口经第二滑阀至伸缩换向阀，油液驱动伸缩油缸单泵动作；⑵双泵合流工况：第一换向阀和第二换向阀得电，第一压力口经第一滑阀，第二压力口经第二滑阀，合流后至伸缩换向阀，油液驱动伸缩油缸合流动作；

⑩复合动作：所述的复合动作包括主卷扬和副卷扬复合动作、主卷扬和变幅复合动作、主卷扬和伸缩单独动作、副卷扬和变幅复合动作、副卷扬和伸缩复合动作。

复合动作包括以下几种：

⑴主卷扬和副卷扬复合动作：第一换向阀、第二换向阀均不得电，第一滑阀、第二滑阀在高压油作用下，处于断开状态，此时第一压力口供主卷扬、第二压力口供副卷扬，进行复合动作；

⑵主卷扬和变幅复合动作：第一换向阀不得电、第一滑阀处于断开状态，第二换向阀得电、第二滑阀处于连通状态，第三换向阀得电，此时第一压力口供主卷扬马达、第二压力口压力油经过第二滑阀到达第三插装阀处供变幅系统，进行复合动作；

⑶主卷扬和伸缩单独动作：第一换向阀不得电、第一滑阀关闭，第二插装阀开启连通，第二换向阀得电、第二滑阀开启连通，第三换向阀不得电，伸缩先导阀通过得失电进行控制伸缩换向阀换向，从而实现伸缩油缸伸或伸缩油缸油缸缩，此时第一压力口供主卷扬马达、第二压力口油经过第二滑阀到达伸缩换向阀处供伸缩，进行复合动作；B3伸缩缸缩油口，A3、A3’口接伸缩缸平衡阀进油口，进而到达伸缩缸无缸腔（伸油口）。

⑷副卷扬和变幅复合动作：第二换向阀不得电、第二滑阀关闭，第一换向阀得电、第一滑阀开启连通，第一插装阀关闭，第三换向阀得电，此时第二压力口供副卷扬马达、第二压力口油经过合流阀第二滑阀到达第三插装阀处供变幅系统，进行复合动作；

⑸副卷扬和伸缩复合动作：第二换向阀不得电、第二滑阀关闭，第一换向阀得电、第一滑阀开启连通，第一插装阀关闭，第三换向阀不得电，伸缩先导阀通过得失电进行控制伸缩换向阀换向，此时第二压力口供副卷扬马达、第一压力口油经过第一滑阀到达伸缩换向阀处供伸缩，进行复合动作。B3口接伸缩缸缩油口，A3、A3’口接伸缩缸平衡阀进油口，进而到达伸缩缸无缸腔（伸油口）。具体的说，所述的伸缩换向阀为三位四通电液换向阀，伸缩换向阀的伸缩先导阀换向处于左位，先导压力油P4的先导油到达伸缩换向阀控制腔处，使得伸缩换向阀换向至右位,主油路合流口P3压力油到达伸缩换向阀然后至伸缩油缸无杆腔接口A3处，进行油缸伸动作。此时，伸缩油缸有杆腔B3回油到达，通过伸缩换向阀到达伸缩插装阀14处,伸缩背压换向阀15不得电，提供一定的背压,防止油液全部回油。伸缩换向阀的伸缩先导阀换向处于右位，先导压力油P4的先导油到达伸缩换向阀控制腔处，使得伸缩换向阀换向至左位, 主油路合流口P3压力油到达伸缩换向阀然后至伸缩油缸有杆腔B3处，进行油缸缩动作。此时，油缸无杆腔回油，通过伸缩换向阀到达伸缩插装阀14处, 伸缩背压换向阀15得电，不提供背压。在伸缩系统中，通过伸缩背压换向阀15的得电和失电，提供一定的缩臂背压，用于当油缸缩到底时，因力不平衡引起的反弹，又向前伸出一小段；另一方面用于防止吊臂伸出去后，静置一段时间后再进行缩臂，由于油液没有充满而导致缩臂延时，提供一定的背压，可有效消除上述问题。

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)

1.一种闭式系统集成切换阀，其特征在于，包括控制切换回路、变幅控制回路和伸缩控制回路，所述的控制切换回路包括第一压力口、第二压力口、第一换向阀、第二换向阀、第一插装阀、第二插装阀、第一滑阀、第二滑阀和梭阀；所述的变幅控制回路包括第三插装阀、第三换向阀；

梭阀，用于选取第一压力口和第二压力口的压力油，并输出给第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀；

第一换向阀，具有使得第一插装阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第一滑阀的第一位置，换向后使得第一滑阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第一插装阀的第二位置；

第二换向阀，具有使得第二插装阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第二滑阀的第一位置，换向后使得第二滑阀控制腔与油箱相连接并接受梭阀处压力油供给给第二插装阀的第二位置；

第一插装阀，具有打开使得第一压力口与第一输出口相连通的第一位置，由梭阀处压力油经第一换向阀控制关闭的第二位置；

第二插装阀，具有打开使得第二压力口与第二输出口相连通的第一位置，由梭阀处压力油经第二换向阀控制关闭的第二位置；

第一滑阀，具有在第一插装阀处于第一位置时关闭的第一位置，在第一插装阀处于第二位置时打开使得第一压力口与合流口相连通的第二位置；

第二滑阀，具有在第二插装阀处于第一位置时关闭的第一位置，在第二插装阀处于第二位置时打开使得第二压力口与合流口相连通的第二位置；

第三换向阀，具有使得第三插装阀控制腔密闭的第一位置，使得第三插装阀控制腔与油箱相连通的第二位置；

第三插装阀，具有关闭的第一位置，在第三换向阀处于第二位置时使得合流口经第三插装阀与变幅接口相连通的第二位置；

伸缩控制回路，用于接受合流口的压力油并输出给伸缩油缸。

2.根据权利要求1所述的闭式系统集成切换阀，其特征在于，伸缩控制回路包括伸缩先导阀和伸缩换向阀，

伸缩先导阀，用于接受先导压力油并输出给伸缩换向阀控制腔控制伸缩换向阀换向；

伸缩换向阀，用于接受合流口的压力油并由伸缩先导阀控制输出压力油至伸缩油缸有杆腔接口或伸缩油缸无杆腔接口。

3.根据权利要求2所述的闭式系统集成切换阀，其特征在于，还设有伸缩背压阀，所述的伸缩背压阀包括伸缩插装阀和伸缩平衡换向阀，所述的伸缩平衡换向阀与伸缩插装阀控制腔相连接并用于控制伸缩插装阀的启闭，所述的伸缩插装阀与伸缩换向阀相连接用于在伸缩油缸有杆腔接口回油时提供背压。

4.根据权利要求1所述的闭式系统集成切换阀，其特征在于，所述的变幅控制回路上还设有定流滤波阀，定流滤波阀进油口在第三插装阀处于第一位置时用于接受合流口压力油或变幅接口压力油，定流滤波阀出油口与油箱相连接，定流滤波阀上设有变幅节流口，定流滤波阀进油口处的压力油分别与定流滤波阀控制腔、经变幅节流口后与定流滤波阀弹簧腔相连通，定流滤波阀控制腔的油压与定流滤波阀弹簧腔的压力相互配合控制定流滤波阀阀芯开启的大小。

5.根据权利要求4所述的闭式系统集成切换阀，其特征在于，还设有定流换向阀，所述的定流换向阀设于第三插装阀和定流滤波阀之间，所述的定流换向阀具有使得第三插装阀出油口、变幅接口分别与定流滤波阀进油口相连通的第一位置，使得第三插装阀出油口、变幅接口分别与定流滤波阀进油口相隔开的第二位置。

6.根据权利要求1所述的闭式系统集成切换阀，其特征在于，所述的第一滑阀包括阀套和阀芯，所述的阀套上设有第一工作口、第二工作口和容置腔，所述的阀芯套设于阀套的容置腔内并与阀套滑移配合，所述的阀芯具有打开使得第一工作口、第二工作口相互连通的第一状态和关闭使得第一工作口、第二工作口相互隔离的第二状态，所述的阀芯包括第一导向部、第二导向部和密封部，所述的第一导向部、第二导向部分别与其对应处的阀套内壁相贴合，所述的密封部呈锥形且在阀芯处于第二状态时与阀套相互配合实现密封。

7.根据权利要求6所述的闭式系统集成切换阀，其特征在于，所述的阀芯将阀套内的容置腔分隔为滑阀控制腔、滑阀连通腔和滑阀弹簧腔，所述的滑阀连通腔设于滑阀控制腔和滑阀弹簧腔之间，所述的滑阀弹簧腔内设有滑阀弹性件，所述的滑阀弹性件具有驱动阀芯趋于第一状态的运动趋势，所述的滑阀控制腔在进入压力油后通过第一导向部将阀芯压向第二状态。

8.根据权利要求1所述的闭式系统集成切换阀，其特征在于，还设有压力调节器，所述的压力调节器包括第四插装阀、换向阀组和多个压力溢流阀，多个压力溢流阀的调定压力均不相同，所述的换向阀组与第四插装阀控制腔相连接并通过换向阀组的换向使得第四插装阀控制器与特定的压力溢流阀相连通。

9.一种用于权利要求1-8中任意一项所述的闭式系统集成切换阀的控制方法，其特征在于，其可以进行如下控制：

①主卷单独动作；⑴单泵工况：第一换向阀不得电，第一插装阀控制腔泄油，第一插装阀打开，第一压力口通过第一插装阀流向第一输出口后，流向主卷扬马达，驱动主卷扬马达进行主卷动作；

②副卷单独工作：⑴单泵工况：第二换向阀不得电，第二插装阀控制腔泄油，第二插装阀打开，第二压力口通过第二插装阀流向第二输出口后，流向副卷扬马达，驱动副卷扬马达进行副卷动作；

③变幅单独动作：⑴单泵工况：第二换向阀得电，第三换向阀得电，第二压力口经第二滑阀至第三插装阀，然后到变幅接口，变幅接口外接变幅控制阀进油口，油液进而流向变幅缸无杆腔，从而驱动变幅动作；⑵双泵合流工况：第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀得电，第一压力口经第一滑阀，第二压力口经第二滑阀，合流后至第三插装阀，然后到变幅接口，变幅接口外接变幅控制阀进油口，油液进而流向变幅缸无杆腔，从而驱动变幅高速动作；

④伸缩动作：⑴单泵工况：第二换向阀得电，第二压力口经第二滑阀至伸缩换向阀，油液驱动伸缩油缸单泵动作；⑵双泵合流工况：第一换向阀和第二换向阀得电，第一压力口经第一滑阀，第二压力口经第二滑阀，合流后至伸缩换向阀，油液驱动伸缩油缸合流动作；

⑤复合动作：所述的复合动作包括主卷扬和副卷扬复合动作、主卷扬和变幅复合动作、主卷扬和伸缩单独动作、副卷扬和变幅复合动作、副卷扬和伸缩复合动作。

10.根据权利要求9所述的闭式系统集成切换阀的控制方法，其特征在于，复合动作包括以下几种：

⑴主卷扬和副卷扬复合动作：第一换向阀、第二换向阀均不得电，第一滑阀、第二滑阀在高压油作用下，处于断开状态，此时第一压力口供主卷扬、第二压力口供副卷扬，进行复合动作；

⑵主卷扬和变幅复合动作：第一换向阀不得电、第一滑阀处于断开状态，第二换向阀得电、第二滑阀处于连通状态，第三换向阀得电，此时第一压力口供主卷扬马达、第二压力口压力油经过第二滑阀到达第三插装阀处供变幅系统，进行复合动作；

⑶主卷扬和伸缩单独动作：第一换向阀不得电、第一滑阀关闭，第二插装阀开启连通，第二换向阀得电、第二滑阀开启连通，第三换向阀不得电，伸缩先导阀通过得失电进行控制伸缩换向阀换向，从而实现伸缩油缸伸或伸缩油缸油缸缩，此时第一压力口供主卷扬马达、第二压力口油经过第二滑阀到达伸缩换向阀处供伸缩，进行复合动作；

⑷副卷扬和变幅复合动作：第二换向阀不得电、第二滑阀关闭，第一换向阀得电、第一滑阀开启连通，第一插装阀关闭，第三换向阀得电，此时第二压力口供副卷扬马达、第二压力口油经过合流阀第二滑阀到达第三插装阀处供变幅系统，进行复合动作；

⑸副卷扬和伸缩复合动作：第二换向阀不得电、第二滑阀关闭，第一换向阀得电、第一滑阀开启连通，第一插装阀关闭，第三换向阀不得电，伸缩先导阀通过得失电进行控制伸缩换向阀换向，此时第二压力口供副卷扬麻烦、第一压力口油经过第一滑阀到达伸缩换向阀处供伸缩，进行复合动作。

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