CN111486145A - 一种设有电比例阀的负载敏感变量泵 - Google Patents

Abstract

一种设有电比例阀的负载敏感变量泵。解决了现有变量泵启动时排量大，造成稳定性差，能耗高，工作时调节精度差的问题。它包括变量泵、负载敏感阀和电比例阀，所述的变量泵上设有与主阀进油口相连接的变量泵出油口，所述的变量泵包括用于吸排油的转子组件和用于控制变量泵排量的限位机构，所述的限位机构包括用于转子组件限位的摇摆件和用于摇摆件摆动限位的限位柱塞件，所述变量泵具有安装时的第一位置，启动时的第二位置和工作时的第三位置。本发明具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长，输出可靠，更节能，稳定性更高，更环保，启动相应快，调节精度高等优点。

Description

一种设有电比例阀的负载敏感变量泵

技术领域

本发明涉及一种变量泵，具体涉及一种设有电比例阀的负载敏感变量泵。

背景技术

变量泵是排量可变的泵。变量泵可以为单作用叶片泵、径向柱塞泵或轴向柱塞泵，广泛用于冶金、矿山、工程机械、船舶、民航地面设备等液压传动领域。在起重机等大型机械设备的液压控制中，通常通过变量泵控制其动作，由于这类机械动作较为复杂，如包括变幅，卷扬、伸缩等动作，不同动作实际需要的流量不同，有些液压系统中还会涉及合流操作，因此普通的简单的变量泵并不能满足其需求。现有在变量泵上加装负载敏感阀，其可以根据负载的大小控制泵的输出流量，但是在实际使用过程中，当起重机刚启动或者低速操作时，由于泵输出的流量非常大，经常在起重机点火操作时存在车体抖动，稳定性差且能耗高等问题。

发明内容

为解决背景技术中现有变量泵启动时排量大，造成稳定性差，能耗高，工作时调节精度差的问题，本发明提供一种设有电比例阀的负载敏感变量泵。

本发明的技术方案是：一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，包括变量泵、负载敏感阀和电比例阀，所述的变量泵上设有与主阀进油口相连接的变量泵出油口，所述的变量泵包括用于吸排油的转子组件和用于控制变量泵排量的限位机构，所述的限位机构包括用于转子组件限位的摇摆件和用于摇摆件摆动限位的限位柱塞件，所述变量泵具有安装时的第一位置，启动时的第二位置和工作时的第三位置，所述的变量泵处于第二位置时具有变量泵出油口处的压力油经过电比例阀进入限位柱塞件并通过限位柱塞件关小摇摆件的摆角使得变量泵输出排量逐渐减小的第一状态和变量泵出油口处的压力油经过负载敏感阀、电比例阀进入限位柱塞件并通过限位柱塞件将变量泵的排量往零排量变量的第二状态，所述的电比例阀上设有第一阀体、第一阀芯和控制单元，所述的变量泵处于第三位置时，所述的变量泵具有在限位柱塞件内的压力油经电比例阀、负载敏感阀回油箱解除对摇摆件的限位时使得变量泵的输出排量逐渐增大的第三状态和由控制单元控制第一阀芯继续运动使得变量泵的输出排量向最大输出排量变量的第三状态。

作为本发明的一种改进，所述的电比例阀包括阀套，所述的第一阀芯套设于第一阀体内，所述第一阀芯的两端分别设有第一弹性件和第二弹性件，所述的第一阀芯具有安装时的第一位置、通过第一弹性件和第二弹性件相互作用实现动平衡的第二位置和由控制单元控制使得工作流量趋于最大输出流量的第三位置。

作为本发明的进一步改进，所述的阀套上设有调节组件，所述的调节组件与第一弹性件相连接并通过调节第一弹性件的弹性力调节第一阀芯的开口位置。

作为本发明的进一步改进，所述的阀套内设有第一连接套，所述的第一弹性件套设于第一连接套内，第一弹性件的一端与第一连接套相抵，另第一端与第一阀芯相抵，所述的调节组件与第一连接套的外壁相抵并用于调节第一弹性件的弹性力。

作为本发明的进一步改进，所述的第一阀体内设有第二连接套，所述的第二弹性件套设于第二连接套内，所述的第一阀体在第一阀芯靠近第二连接套的一端处设有安装腔，所述的摇摆件上设有反馈杆，所述的反馈杆上设有推压件，所述的推压件插入安装腔内并用于推压第二连接套。

作为本发明的进一步改进，所述的第一阀体上设有第一通油孔、第二通油孔和第三通油孔，所述的第一阀芯通过轴向运动使得第二通油孔分别与第一通油孔、第三通油孔相连通。

作为本发明的进一步改进，所述的负载敏感阀包括第二阀体和第二阀芯，所述的第二阀芯设于第二阀体内并相对第二阀体滑移配合，所述第二阀芯的一端设有用于调节第二阀芯开启压力的调压组件。

作为本发明的进一步改进，所述的调压组件包括调压件和顶压件，所述的顶压件和第二阀芯相抵，所述的调压件和顶压件之间设有调压弹簧。

作为本发明的进一步改进，所述的第二阀体上设有第四通油孔、第五通油孔和第六通油孔，所述的第四通油孔与变量泵出油口相连通，所述的第五通油孔与第一阀体上的第三通油孔相连通，所述的第六通油孔与主阀相连。

作为本发明的进一步改进，所述的第二阀体上设有第七通油孔，所述的第四通油孔在变量泵处于第二状态时通过第五通油孔与第一阀体上的第三通油孔相连通，所述的第六通油孔在变量泵处于第一状态时与主阀的回油口相连通，在变量泵处于第三状态时，所述的第六通油孔与主阀进油口相连通，第三通油孔通过第五通油孔、第七通油孔与油箱相连接。

本发明的有益效果是，设置了负载敏感阀和电比例阀，使得变量泵在启动或低速时能低排量甚至零排量输出，节能环保，避免车体抖动，稳定性好，工作时相应速度快，且通过电比例控制能在一定流量范围内进行精确控制，控制精度高，更节能环保。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。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图。

附图2为附图1去掉电比例阀3后的结构示意图。

附图3为附图1中负载敏感阀2的结构示意图。

附图4为附图3的剖视结构示意图。

附图5为附图1中电比例阀3的结构示意图。

附图6为附图5另一方向的结构示意图。

附图7为附图5的半剖结构示意图。

附图8为附图5另一方向的半剖结构示意图。

附图9为附图5的爆炸结构示意图。

图中，1、变量泵；11、变量泵出油口；12、转子组件；13、限位机构；131、摇摆件；1311、反馈杆；1312、推压件；132、限位柱塞件；14、复位机构；2、负载敏感阀；21、第二阀体；23、第二阀芯；24、调压组件；241、调压件；242、顶压件；243、调压弹簧；25、第四通油孔；26、第五通油孔；27、第六通油孔；28、第七通油孔；3、电比例阀；31、第一阀体；311、第一弹性件；312、第二弹性件；313、安装腔；314、第一通油孔；315、第二通油孔；316、第三通油孔；32、阀套；33、控制单元；331、顶推杆；34、第一阀芯；35、调节组件；351、调节螺丝；3511、斜面；36、第一连接套；361、锥面部；37、第二连接套；38、连接件。

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2-9所示，一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，包括变量泵1、负载敏感阀2和电比例阀3，所述的变量泵1上设有与主阀进油口相连接的变量泵出油口11，所述的变量泵1包括用于吸排油的转子组件12和用于控制变量泵1排量的限位机构13，所述的限位机构13包括用于转子组件12限位的摇摆件131和用于摇摆件131摆动限位的限位柱塞件132，具体的说，变量泵内转子组件转动带动吸排油动作，及限位柱塞件通入压力油对摇摆件进行限位从而对泵排量进行调节控制，及通过复位机构14使得摇摆件复位等为现有技术，再次不做赘述。所述变量泵1具有安装时的第一位置，启动时的第二位置和工作时的第三位置，所述的变量泵1处于第二位置时具有变量泵出油口11处的压力油经过电比例阀3进入限位柱塞件132并通过限位柱塞件132关小摇摆件131的摆角使得变量泵1输出排量逐渐减小的第一状态和变量泵出油口11处的压力油经过负载敏感阀2、电比例阀3进入限位柱塞件132并通过限位柱塞件132将变量泵1的排量往零排量变量的第二状态，所述的电比例阀3上设有第一阀体31、第一阀芯34和控制单元33，所述的变量泵1处于第三位置时，所述的变量泵1具有在限位柱塞件132内的压力油经电比例阀3、负载敏感阀2回油箱解除对摇摆件131的限位时使得变量泵1的输出排量逐渐增大的第三状态和由控制单元33控制第一阀芯34继续运动使得变量泵1的输出排量向最大输出排量变量的第三状态。本发明的有益效果是，设置了负载敏感阀和电比例阀，使得变量泵在启动或低速时能低排量甚至零排量输出，节能环保，避免车体抖动，稳定性好，工作时相应速度快，且通过电比例控制能在一定流量范围内进行精确控制，控制精度高，更节能环保。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。以起重机为例进行进一步的说明：本发明与起重机的主阀配合使用时，当起重机点火后，由于负载敏感阀的LS口（即第六通油孔27）连接主阀回油口T，变量泵出油口11接起重机主阀的进油口P，由于此时主阀的主阀杆处于中位，所以变量泵出口的油液流不出去，成堵死状态，变量泵出油口的压力瞬间上升，变量泵出油口压力上升的同时，变量泵出油口通过内部油道及外接油道与电比例阀的第一通油孔相连，第一通油孔内的压力油通过电比例第一阀芯的运动进入第二通油孔，第二通油孔内的压力油进入限位柱塞件，使得变量泵往小排量方向变量，即变量泵处于第一状态；当变量到设定排量值Q后（此时电比例阀是控制单元不得电，其通过调节组件调节其Q值，即通过第一弹性件、第二弹性件及反馈杆推压件处的压力及调节组件相互配合实现第一阀芯的动平衡），变量泵出油口11的压力继续上升，当压力上升至负载敏感设定压力值△P时（即克服调压组件的调定压力时），第二阀芯在第四通油孔处压力的推动下向右移动（参看图4），使得第四通油孔的压力油经第五通油孔、第三通油孔、第二通油孔进入限位柱塞件内，继续推动摇摆件摆动（摆角变小），使得变量泵往零排量变量，即变量泵处于第二状态；上述过程为一个瞬间过程，实际工况中，起重机一点火后，变量泵在电比例及负载敏感阀的作用下，瞬间变为零排量，使起重机在怠速的情况下，变量泵处于零排量，节能环保，减少车体抖动，产品稳定性好，能耗低。当起重机需要工作时，起重机主阀需要工作时，使负载敏感阀的LS口接通主阀的P口,移动主阀阀杆，此时变量泵出油口有油液流出，第二阀芯在调压组件调压弹簧的作用下向左移动，此时限位柱塞件内的油液通过第二通油孔、第三通油孔、第五通油孔、第七通油孔回油箱，此时变量泵摇摆件在在复位机构14（复位机构通常包括复位弹簧及复位活塞）的作用下往大排量变量，即第一通油口选取变量泵出油口处的高压油经第二通油孔进入限位柱塞件内，限位柱塞件内的高压油经第二通油孔、第三通油孔回油箱，第一阀芯出于动平衡状态下，变量泵至设定排量值Q，即变量泵处于第三状态；此时，增加控制单元的控制力（通常是通过电磁阀的电流提供精确控制），这时，控制单元的顶推杆顶推第一阀芯克服反馈杆推压件的推力，变量泵的排量会从设定的排量值Q往最大排量进行变量，即变量泵处于第四状态；电流的增加与汽车油门关联，加大汽车油门的同时电流也相应增加，本发明在泵排量达到Q值后进行调节控制，其控制精度更高，更符合起重机的实际工况。

所述的电比例阀3包括阀套32，所述的第一阀芯34套设于第一阀体31内，所述第一阀芯34的两端分别设有第一弹性件311和第二弹性件312，所述的第一阀芯34具有安装时的第一位置、通过第一弹性件311和第二弹性件312相互作用实现动平衡的第二位置和由控制单元33控制使得工作流量趋于最大输出流量的第三位置。具体的说，所述的阀套32上设有调节组件35，所述的调节组件35与第一弹性件311相连接并通过调节第一弹性件311的弹性力调节第一阀芯34的开口位置。本发明的有益效果是，设置了调节组件，可以对第一阀芯的受力情况进行调节，从而使得对电比例阀进行流量输出设置，再通电状况下，其电磁控制流量时由于从设定值开始电比例控制，使得其调节精度高。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。本发明是在电比例阀工作时通过第一弹性件和第二弹性件的作用使得阀芯开口到一定位置，达到动平衡，从而使得输出流量到达设定值（Q），当控制单元动作时，可以继续控制第一阀芯运动，从而使得阀体上的流量向最大输出流量变化，当然在实际生产过程中，也可以控制其向最小流量变化。这样使得该比例阀的控制可以从原先的O到最大流量变化改变为从Q值到最大流量的变化控制，使得单位电流对阀芯及流量的控制更敏感，控制更精确。

所述的阀套32内设有第一连接套36，所述的第一弹性件311套设于第一连接套36内，第一弹性件311的一端与第一连接套36相抵，另第一端与第一阀芯34相抵，所述的调节组件35与第一连接套36的外壁相抵并用于调节第一弹性件311的弹性力。具体的说，所述的第一连接套36的外壁上设有便于调节组件35顶推的锥面部361。更具体的说，所述的调节组件35包括调节螺丝351，所述的调节螺丝351与第一连接套36的锥面部361相抵，所述调节螺丝351中心的延长线落于第一连接套36的锥面部361上。更具体的说，所述的调节螺丝351穿过阀套32与第一连接套36的外壁相抵，所述的调节螺丝351上设有与锥面部361相适配的斜面3511。这样的结构使得可以通过调节螺钉调节设定值Q，斜面和锥面部的配合使得调节螺丝调节可靠方便。第一连接套的设置便于对第一阀芯进行按压，便于驱动第一阀芯运动，便于调节第一弹性件的弹性力。

所述的控制单元33设于第一阀芯34靠近第一连接套36的一端处，所述的控制单元33上设有用于顶推第一阀芯34的顶推杆331。这样的结构便于控制单元驱动第一阀芯动作，具体的说，所述的控制单元可以采用电磁驱动顶推杆运动。

所述的第一阀体31内设有第二连接套37，所述的第二弹性件312套设于第二连接套37内，所述的第一阀体31在第一阀芯34靠近第二连接套37的一端处设有安装腔313，所述的摇摆件131上设有反馈杆1311，所述的反馈杆1311上设有推压件1312，所述的推压件1312插入安装腔313内并用于推压第二连接套37。这样能对电比例阀的输出进行反馈控制。

所述的第一阀芯34上设有连接件38，所述的第二弹性件312的一端与第二连接套37相抵，另一端与连接件38相抵，所述的连接件38插入第二连接套37内。这样的结构使得第二弹性件顶压对第一阀芯方便可靠，便于第一阀芯可靠动作。

所述的第一阀体31上设有第一通油孔314、第二通油孔315和第三通油孔316，所述的第一阀芯34通过轴向运动使得第二通油孔315分别与第一通油孔314、第三通油孔316相连通，所述的第二通油孔与限位柱塞件相连通，所述的变量泵处于第一状态时，第一通油孔314和第二通油孔315相连通并使得第一阀芯趋于第二位置，所述的变量泵处于第二状态时，第三通油孔316与第二通油孔相连通，且第三通油孔内设有高压油，即此时为第三通油孔向第二通油孔供油，所述的变量泵处于第三状态时，第二通油孔与第三通油孔相连通且第二通油孔内设有高压油，即此时为第二通油孔向第三通油孔供油。样的结构可以通过第一阀芯的不同位置切换第二通油孔的连通状况，从而使得本发明控制方便可靠。

所述的负载敏感阀2包括第二阀体21和第二阀芯23，所述的第二阀芯23设于第二阀体21内并相对第二阀体21滑移配合，所述第二阀芯23的一端设有用于调节第二阀芯23开启压力的调压组件24。具体的说，所述的调压组件24包括调压件241和顶压件242，所述的顶压件242和第二阀芯23相抵，所述的调压件241和顶压件242之间设有调压弹簧243。调压组件可以调节并平衡负载敏感开启值，更具体的说，所述的调压弹簧有两根使得产品稳定性更高。

所述的第二阀体21上设有第四通油孔25、第五通油孔26和第六通油孔27，所述的第四通油孔25与变量泵出油口11相连通，所述的第五通油孔26与第一阀体31上的第三通油孔316相连通，所述的第六通油孔27与主阀相连。具体的说，所述的第二阀体21上设有第七通油孔28，所述的第四通油孔25在变量泵1处于第二状态时通过第五通油孔26与第一阀体31上的第三通油孔316相连通，所述的第六通油孔27在变量泵1处于第一状态时与主阀的回油口相连通，在变量泵1处于第三状态时，所述的第六通油孔27与主阀进油口相连通，第三通油孔316通过第五通油孔26、第七通油孔28与油箱相连接。这样的结构使得产品动作可靠，且通过负载敏感阀与电比例阀的配合控制使得变量泵具有输出可靠，更节能，稳定性更高，更环保，启动相应快，调节精度高等优点。

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)

1.一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于:包括变量泵（1）、负载敏感阀（2）和电比例阀（3），所述的变量泵（1）上设有与主阀进油口相连接的变量泵出油口（11），所述的变量泵（1）包括用于吸排油的转子组件（12）和用于控制变量泵（1）排量的限位机构（13），所述的限位机构（13）包括用于转子组件（12）限位的摇摆件（131）和用于摇摆件（131）摆动限位的限位柱塞件（132），所述变量泵（1）具有安装时的第一位置，启动时的第二位置和工作时的第三位置，所述的变量泵（1）处于第二位置时具有变量泵出油口（11）处的压力油经过电比例阀（3）进入限位柱塞件（132）并通过限位柱塞件（132）关小摇摆件（131）的摆角使得变量泵（1）输出排量逐渐减小的第一状态和变量泵出油口（11）处的压力油经过负载敏感阀（2）、电比例阀（3）进入限位柱塞件（132）并通过限位柱塞件（132）将变量泵（1）的排量往零排量变量的第二状态，所述的电比例阀（3）上设有第一阀体（31）、第一阀芯（34）和控制单元（33），所述的变量泵（1）处于第三位置时，所述的变量泵（1）具有在限位柱塞件（132）内的压力油经电比例阀（3）、负载敏感阀（2）回油箱解除对摇摆件（131）的限位时使得变量泵（1）的输出排量逐渐增大的第三状态和由控制单元（33）控制第一阀芯（34）继续运动使得变量泵（1）的输出排量向最大输出排量变量的第三状态。

2.根据权利要求1所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的电比例阀（3）包括阀套（32），所述的第一阀芯（34）套设于第一阀体（31）内，所述第一阀芯（34）的两端分别设有第一弹性件（311）和第二弹性件（312），所述的第一阀芯（34）具有安装时的第一位置、通过第一弹性件（311）和第二弹性件（312）相互作用实现动平衡的第二位置和由控制单元（33）控制使得工作流量趋于最大输出流量的第三位置。

3.根据权利要求2所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的阀套（32）上设有调节组件（35），所述的调节组件（35）与第一弹性件（311）相连接并通过调节第一弹性件（311）的弹性力调节第一阀芯（34）的开口位置。

4.根据权利要求2所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的阀套（32）内设有第一连接套（36），所述的第一弹性件（311）套设于第一连接套（36）内，第一弹性件（311）的一端与第一连接套（36）相抵，另第一端与第一阀芯（34）相抵，所述的调节组件（35）与第一连接套（36）的外壁相抵并用于调节第一弹性件（311）的弹性力。

5.根据权利要求2所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的第一阀体（31）内设有第二连接套（37），所述的第二弹性件（312）套设于第二连接套（37）内，所述的第一阀体（31）在第一阀芯（34）靠近第二连接套（37）的一端处设有安装腔（313），所述的摇摆件（131）上设有反馈杆（1311），所述的反馈杆（1311）上设有推压件（1312），所述的推压件（1312）插入安装腔（313）内并用于推压第二连接套（37）。

6.根据权利要求2所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的第一阀体（31）上设有第一通油孔（314）、第二通油孔（315）和第三通油孔（316），所述的第一阀芯（34）通过轴向运动使得第二通油孔（315）分别与第一通油孔（314）、第三通油孔（316）相连通，所述的第二通油孔与限位柱塞件相连通，所述的变量泵处于第一状态时，第一通油孔（314）和第二通油孔（315）相连通并使得第一阀芯趋于第二位置，所述的变量泵处于第二状态时，第三通油孔（316）与第二通油孔相连通，且第三通油孔内设有高压油，所述的变量泵处于第三状态时，第二通油孔与第三通油孔相连通且第二通油孔内设有高压油。

7.根据权利要求6所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的负载敏感阀（2）包括第二阀体（21）和第二阀芯（23），所述的第二阀芯（23）设于第二阀体（21）内并相对第二阀体（21）滑移配合，所述第二阀芯（23）的一端设有用于调节第二阀芯（23）开启压力的调压组件（24）。

8.根据权利要求7所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的调压组件（24）包括调压件（241）和顶压件（242），所述的顶压件（242）和第二阀芯（23）相抵，所述的调压件（241）和顶压件（242）之间设有调压弹簧（243）。

9.根据权利要求7所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的第二阀体（21）上设有第四通油孔（25）、第五通油孔（26）和第六通油孔（27），所述的第四通油孔（25）与变量泵出油口（11）相连通，所述的第五通油孔（26）与第一阀体（31）上的第三通油孔（316）相连通，所述的第六通油孔（27）与主阀相连。

10.根据权利要求9所述的一种设有电比例阀的负载敏感变量泵，其特征在于所述的第二阀体（21）上设有第七通油孔（28），所述的第四通油孔（25）在变量泵（1）处于第二状态时通过第五通油孔（26）与第一阀体（31）上的第三通油孔（316）相连通，所述的第六通油孔（27）在变量泵（1）处于第一状态时与主阀的回油口相连通，在变量泵（1）处于第三状态时，所述的第六通油孔（27）与主阀进油口相连通，第三通油孔（316）通过第五通油孔（26）、第七通油孔（28）与油箱相连接。

Images