CN111734710A - 液压流量控制阀、液压控制系统和工程机械 - Google Patents

液压流量控制阀、液压控制系统和工程机械 Download PDF

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杨密密
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Suote Transmission Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明实施例提供一种液压流量控制阀、液压控制系统和工程机械，涉及工程机械领域。该液压流量控制阀包括：阀体、主阀芯、提升阀芯、复位弹簧和堵头；阀体设置有用于与第一油道连接的第一连接端、和用于与第二油道连接的第二连接端；主阀芯设置于阀体内，并设置有内部油道，内部油道包括相互连通的第一通道和第二通道；提升阀芯可滑动地设置于第二通道内，复位弹簧抵持于提升阀芯和堵头之间，用于使提升阀芯抵持于第二通道靠近第一通道的端面上；提升阀芯用于使液压油从第二油道流入第一油道而不能反向流动。本发明实施例能够实现油缸之间相互供油、节约能量；并且，节约空间。

Description

液压流量控制阀、液压控制系统和工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种液压流量控制阀、液压控制系统和工程机械。
背景技术
现有的包括液压控制系统的工程机械，当多个油缸同时动作时，即进行复合操作时，其只能实现该油缸对自己进行油液补给，不能实现多个油缸同时补给油液；或者，通过在主阀上连接外部接管道或外置阀块等方式实现两个油缸的连接，实现这两个油缸的一对一供油。这种结构复杂、功能较单一，只能实现一对一的油缸供油方式；对于安装空间有限的机械有一定局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压流量控制阀、液压控制系统和工程机械，其能够实现油缸之间相互供油、节约能量；并且，节约空间。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种液压流量控制阀，包括：阀体、主阀芯、提升阀芯、复位弹簧和堵头；
所述阀体设置有用于与第一油道连接的第一连接端、和用于与第二油道连接的第二连接端；
所述主阀芯设置于所述阀体内，并设置有内部油道，所述内部油道包括相互连通的第一通道和第二通道，其中，所述第一通道靠近所述第一连接端，且所述第二通道的截面尺寸大于所述第一通道的截面尺寸；
所述提升阀芯可滑动地设置于所述第二通道内，所述堵头封堵于所述第二通道远离所述第一通道的端口，所述复位弹簧抵持于所述提升阀芯和所述堵头之间，用于使所述提升阀芯抵持于所述第二通道靠近所述第一通道的端面上；
所述提升阀芯用于使所述第二油道内的液压油沿所述第二连接端、所述内部油道和所述第一连接端，流动至所述第一油道；并且，所述提升阀芯还用于使所述第一油道内的液压油沿所述第一连接端、所述第一通道，流动至所述第二通道和所述提升阀芯。
在可选的实施方式中，所述提升阀芯包括相互连接的锥形部和滑动部，所述锥形部能够伸入所述第一通道，所述滑动部可滑动地设置于所述第二通道内，所述复位弹簧抵持于所述滑动部和所述堵头之间。
在可选的实施方式中，所述滑动部设置有容置腔，所述提升阀芯的阀腔与所述容置腔连通，所述容置腔的截面尺寸大于所述第一通道的截面尺寸，所述复位弹簧部分容置于所述容置腔内。
在可选的实施方式中，所述第一通道和所述第二通道之间形成阶梯部，所述阶梯部设置有部分与所述锥形部的锥形面贴合的斜面。
在可选的实施方式中，所述锥形部和所述滑动部之间设置有开口。
在可选的实施方式中，所述主阀芯设置有组合孔，所述组合孔与所述第一通道连通，用于调节液压油流出或进入所述第一通道的流量。
在可选的实施方式中，所述主阀芯还设置有过液孔，所述过液孔与所述第二通道连通，并靠近所述第二连接端，用于供所述第二油道内的液压油流入所述内部油道。
第二方面，本发明实施例提供一种液压控制系统，包括液压油缸、有杆腔、先导控制手柄和如前述实施方式中任一项所述的液压流量控制阀，所述液压油缸与所述第一连接端连接，所述有杆腔与所述第二连接端连接，所述先导控制手柄用于控制所述主阀芯。
在可选的实施方式中，所述液压油缸、所述有杆腔、所述先导控制手柄和所述液压流量控制阀的数量为多个，多个所述液压流量控制阀对应连接。
第三方面，本发明实施例提供一种工程机械，包括前述实施方式中任一项所述的液压流量控制阀；或者，所述工程机械包括前述实施方式所述的液压控制系统。
本发明实施例的有益效果是：主阀芯内设置有内部油道，该内部油道包括相互连通的第一通道和第二通道，且第一通道的截面尺寸小于第二通道的截面尺寸。提升阀芯设置于第二通道内，压缩弹簧抵持在提升阀芯与堵头之间。在该液压流量控制阀工作时，第二油道内的油液通过第二连接端进入提升阀芯和第二通道(提升阀芯与第二通道之间形成的间隙)；此时，第二通道内的高压油液推动提升阀芯压缩该压缩弹簧，从而使该油液流动至第一通道，再通过第一连接端流动至第一油道，实现该油液的“重生”利用。在第一油道内的液压油通过第一连接端进入主阀芯的内部油道时，该油液从第一通道流入第二通道，并进入到提升阀芯，提升阀芯前后油液作用的面积差，能够有效防止油液反向顶开阀芯，而不能从第二连接端流向第二油道。本发明实施例能够在液压控制系统处于复杂的复合运动时，实现流量再利用，从而节约能量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的液压流量控制阀的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的液压控制系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的提升阀芯的结构示意图。
图标：11-第一液压油缸；12-第一先导控制手柄；13-第一方向控制阀；14-第二液压油缸；15-第二先导控制手柄；16-第二方向控制阀；17-第三液压油缸；18-第三先导控制手柄；19-第三方向控制阀；20-第四液压油缸；21-第四先导控制手柄；22-第四方向控制阀；23-液压泵；24-旁通阀；100-液压流量控制阀；110-阀体；111-第一连接端；112-第二连接端；120-主阀芯；121-内部油道；1211-第一通道；1212-第二通道；122-组合孔；123-过液孔；130-提升阀芯；131-锥形部；132-滑动部；133-容置腔；134-开口；40-复位弹簧；150-堵头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。
请参阅图1，本发明实施例提供一种液压流量控制阀100，该液压流量控制阀100可以应用于液压控制系统，比如工程机械的液压控制系统中。该工程机械可以为挖掘机等。该液压流量控制阀100能够在液压控制系统处于复杂的复合运动时，实现流量再利用，从而节约能量。
如图2所示，本发明实施例提供的液压流量控制阀100可以应用于液压控制系统中，在如图2所示的液压控制系统，其包括第一液压油缸11、第一先导控制手柄12、第一方向控制阀13、第二液压油缸14、第二先导控制手柄15、第二方向控制阀16、第三液压油缸17、第三先导控制手柄18、第三方向控制阀19、第四液压油缸20、第四先导控制手柄21、第四方向控制阀22、液压泵23、旁通阀24以及若干接口溢流阀，第一液压油缸11、第一先导控制手柄12和第一方向控制阀13对应连接，第二液压油缸14、第二先导控制手柄15和第二方向控制阀16对应连接，第三液压油缸17、第三先导控制手柄18和第三方向控制阀19对应连接，第四液压油缸20、第四先导控制手柄21和第四方向控制阀22对应连接，第一方向控制阀13、第二方向控制阀16、第三方向控制阀19和第四方向控制阀22对应连接。上述部件的连接方式可以参阅图2。
上述的第一方向控制阀13、第二方向控制阀16、第三方向控制阀19和第四方向控制阀22为本发明实施例提供的液压流量控制阀100。
在第一先导控制手柄12、第二先导控制手柄15、第三先导控制手柄18和第四先导控制手柄21中的至少两者同时动作时，相应的，相应的手柄信号转化为电信号来控制比例减压电磁阀控制相对应的方向控制阀移动，进行复合动作。与此同时，相应的信号同时会传递到旁通阀24芯，旁通阀24芯关闭，液压泵23提供的油液不再通过全部方向控制阀回到油箱，其提供的油液进入各个油缸以提供其动作的动力。
请继续参阅图1，在本发明实施例中，该液压流量控制阀100包括：阀体110、主阀芯120、提升阀芯130、复位弹簧40和堵头150；阀体110设置有用于与第一油道连接的第一连接端111、和用于与第二油道连接的第二连接端112；主阀芯120设置于阀体110内，并设置有内部油道121，内部油道121包括相互连通的第一通道1211和第二通道1212，其中，第一通道1211靠近第一连接端111，且第二通道1212的截面尺寸大于第一通道1211的截面尺寸；提升阀芯130可滑动地设置于第二通道1212内，堵头150封堵于第二通道1212远离第一通道1211的端口，复位弹簧40抵持于提升阀芯130和堵头150之间，用于使提升阀芯130抵持于第二通道1212靠近第一通道1211的端面上；提升阀芯130用于使第二油道内的液压油沿第二连接端112、内部油道121和第一连接端111，流动至第一油道；并且，提升阀芯130还用于使第一油道内的液压油沿第一连接端111、第一通道1211，流动至第二通道1212和提升阀芯130。
也就是说，该提升阀芯130能够使主阀芯120的内部油道121单向导通，使第二油道内的液压油通过主阀芯120的内部油道121流入第一油道内，实现流量重生；而在液压油从第一油道流入主阀芯120时，提升阀芯130能够阻止液压有流入第二油道。
在将该液压流量控制阀100应用于液压控制系统时，第一连接端111可以与液压油缸连接，第二连接端112可以与有杆腔或者无杆腔连接，用于回收该有杆腔或者无杆腔的能量。
应当理解的是，本发明实施例提供的液压流量控制阀100：主阀芯120内设置有内部油道121，该内部油道121包括相互连通的第一通道1211和第二通道1212，且第一通道1211的截面尺寸小于第二通道1212的截面尺寸。提升阀芯130设置于第二通道1212内，压缩弹簧抵持在提升阀芯130与堵头150之间。在该液压流量控制阀100工作时，第二油道内的油液通过第二连接端112进入提升阀芯130和第二通道1212(提升阀芯130与第二通道1212之间形成的间隙)；此时，第二通道1212内的高压油液推动提升阀芯130压缩该压缩弹簧，从而使该油液流动至第一通道1211，再通过第一连接端111流动至第一油道，实现该油液的“重生”利用。在第一油道内的液压油通过第一连接端111进入主阀芯120的内部油道121时，该油液从第一通道1211流入第二通道1212，并进入到提升阀芯130，提升阀芯130前后油液作用的面积差，能够有效防止油液反向顶开阀芯，而不能从第二连接端112流向第二油道。该液压流量控制阀100能够在液压控制系统处于复杂的复合运动时，实现流量再利用，从而节约能量。
在本发明实施例所对应的现有技术来说，如图2所示的液压控制系统(其中的方向控制阀为现有技术中的方向控制阀)：控制从液压泵23供给第一油缸的油液的控制阀为第一油液方向控制阀，控制从液压泵23供给第二油缸的油液的控制阀为第二油缸方向控制阀，以此类推，第三油缸方向控制阀，第三方向油缸控制阀等等，在第一油缸的有杆腔(或无杆腔)油液压力达到某一高压时，该油缸的有杆腔与无杆腔相连通，起到油液补给的作用。例如，其应用在工程机械挖掘机上进行作业时，油缸里有杆腔在下降的时候，由于重力作用，无杆腔油压压力很高，这时候通过外置或多路阀内部的机构装置把无杆腔和有杆腔连通，实现了无杆腔的高压油液向有杆腔供油，即流量再生的功能，防止有杆腔因速度过快而产生的吸空问题，同时节省了流量。
然而，在该现有技术中，当多个油缸同时动作时，即进行复合操作时，只能实现该油缸对自己进行油液补给，不能实现多个油缸同时补给油液。或通过在主阀外把第一油缸与第二油缸外部接管道或外置阀块等方式实现油缸连接；这种结构上复杂，且功能上较单一，只能实现一对一的油缸供油方式，而且对于安装空间有限的机械有一定局限性。
本发明实施例，请参阅图2，其中的方向控制阀为本发明实施例提供的液压流量控制阀100，在第一油缸、第二油缸、第三油缸和第四油缸中至少两者同时同坐时，即相关的工程机械进行复杂的复合动作时，不管其余油缸回油腔油压的高低，只要有油缸回油液压压力过大，即充分有效的重新利用这部分原来要回到油箱的液压油，实现流量再利用。
请参阅图3，在可选的实施方式中，该提升阀芯130可以包括相互连接的锥形部131和滑动部132，锥形部131能够伸入第一通道1211，滑动部132可滑动地设置于第二通道1212内，复位弹簧40抵持于滑动部132和堵头150之间。
进一步地，该滑动部132设置有容置腔133，提升阀芯130的阀腔与容置腔133连通，容置腔133的截面尺寸大于第一通道1211的截面尺寸，复位弹簧40部分容置于容置腔133内。
进一步地，该第一通道1211和第二通道1212之间形成阶梯部，阶梯部设置有部分与锥形部131的锥形面贴合的斜面。
可选地，锥形部131和滑动部132之间设置有开口134，该开口134能够供油液流入第二通道1212和提升阀芯130的阀腔内，从而推动提升阀芯130压缩该压缩弹簧。
在可选的实施方式中，主阀芯120设置有组合孔122，组合孔122与第一通道1211连通，用于调节液压油流出或进入第一通道1211的流量。在本发明实施例中，组合孔122的数量不做具体限定，先导控制手柄可以控制组合孔122中使用的数量，从而实现精准控制油液再生流量的多少。
在可选的实施方式中，主阀芯120还设置有过液孔123，过液孔123与第二通道1212连通，并靠近第二连接端112，用于供第二油道内的液压油流入内部油道121。
本发明实施例提供一种液压控制系统，其包括液压油缸、有杆腔、先导控制手柄和如前述实施方式中任一项的液压流量控制阀100，液压油缸与第一连接端111连接，有杆腔与第二连接端112连接，先导控制手柄用于控制主阀芯120。
在可选的实施方式中，液压油缸、有杆腔、先导控制手柄和液压流量控制阀100的数量为多个，多个液压流量控制阀100对应连接。
本发明实施例提供一种工程机械，包括前述实施方式中任一项的液压流量控制阀100；或者，工程机械包括前述实施方式的液压控制系统。
本发明实施例的有益效果是：主阀芯120内设置有内部油道121，该内部油道121包括相互连通的第一通道1211和第二通道1212，且第一通道1211的截面尺寸小于第二通道1212的截面尺寸。提升阀芯130设置于第二通道1212内，压缩弹簧抵持在提升阀芯130与堵头150之间。在该液压流量控制阀100工作时，第二油道内的油液通过第二连接端112进入提升阀芯130和第二通道1212(提升阀芯130与第二通道1212之间形成的间隙)；此时，第二通道1212内的高压油液推动提升阀芯130压缩该压缩弹簧，从而使该油液流动至第一通道1211，再通过第一连接端111流动至第一油道，实现该油液的“重生”利用。在第一油道内的液压油通过第一连接端111进入主阀芯120的内部油道121时，该油液从第一通道1211流入第二通道1212，并进入到提升阀芯130，提升阀芯130前后油液作用的面积差，能够有效防止油液反向顶开阀芯，而不能从第二连接端112流向第二油道。本发明实施例能够在液压控制系统处于复杂的复合运动时，实现流量再利用，从而节约能量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压流量控制阀，其特征在于，包括：阀体(110)、主阀芯(120)、提升阀芯(130)、复位弹簧(40)和堵头(150)；
所述阀体(110)设置有用于与第一油道连接的第一连接端(111)、和用于与第二油道连接的第二连接端(112)；
所述主阀芯(120)设置于所述阀体(110)内，并设置有内部油道(121)，所述内部油道(121)包括相互连通的第一通道(1211)和第二通道(1212)，其中，所述第一通道(1211)靠近所述第一连接端(111)，且所述第二通道(1212)的截面尺寸大于所述第一通道(1211)的截面尺寸；
所述提升阀芯(130)可滑动地设置于所述第二通道(1212)内，所述堵头(150)封堵于所述第二通道(1212)远离所述第一通道(1211)的端口，所述复位弹簧(40)抵持于所述提升阀芯(130)和所述堵头(150)之间，用于使所述提升阀芯(130)抵持于所述第二通道(1212)靠近所述第一通道(1211)的端面上；
所述提升阀芯(130)用于使所述第二油道内的液压油沿所述第二连接端(112)、所述内部油道(121)和所述第一连接端(111)，流动至所述第一油道；并且，所述提升阀芯(130)还用于使所述第一油道内的液压油沿所述第一连接端(111)、所述第一通道(1211)，流动至所述第二通道(1212)和所述提升阀芯(130)。
2.根据权利要求1所述的液压流量控制阀，其特征在于，所述提升阀芯(130)包括相互连接的锥形部(131)和滑动部(132)，所述锥形部(131)能够伸入所述第一通道(1211)，所述滑动部(132)可滑动地设置于所述第二通道(1212)内，所述复位弹簧(40)抵持于所述滑动部(132)和所述堵头(150)之间。
3.根据权利要求2所述的液压流量控制阀，其特征在于，所述滑动部(132)设置有容置腔(133)，所述提升阀芯(130)的阀腔与所述容置腔(133)连通，所述容置腔(133)的截面尺寸大于所述第一通道(1211)的截面尺寸，所述复位弹簧(40)部分容置于所述容置腔(133)内。
4.根据权利要求2所述的液压流量控制阀，其特征在于，所述第一通道(1211)和所述第二通道(1212)之间形成阶梯部，所述阶梯部设置有部分与所述锥形部(131)的锥形面贴合的斜面。
5.根据权利要求2所述的液压流量控制阀，其特征在于，所述锥形部(131)和所述滑动部(132)之间设置有开口(134)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的液压流量控制阀，其特征在于，所述主阀芯(120)设置有组合孔(122)，所述组合孔(122)与所述第一通道(1211)连通，用于调节液压油流出或进入所述第一通道(1211)的流量。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的液压流量控制阀，其特征在于，所述主阀芯(120)还设置有过液孔(123)，所述过液孔(123)与所述第二通道(1212)连通，并靠近所述第二连接端(112)，用于供所述第二油道内的液压油流入所述内部油道(121)。
8.一种液压控制系统，其特征在于，包括液压油缸、有杆腔、先导控制手柄和如权利要求1-7中任一项所述的液压流量控制阀(100)，所述液压油缸与所述第一连接端(111)连接，所述有杆腔与所述第二连接端(112)连接，所述先导控制手柄用于控制所述主阀芯(120)。
9.根据权利要求8所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压油缸、所述有杆腔、所述先导控制手柄和所述液压流量控制阀(100)的数量为多个，多个所述液压流量控制阀(100)对应连接。
10.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的液压流量控制阀(100)；或者，所述工程机械包括权利要求8或9所述的液压控制系统。
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