CN113323928B - 一种比例可控且可提高压力的液压分流系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种比例可控且可提高压力的液压分流系统，包括：定量泵，设置于油箱的外侧；电动机，通过联轴器连接于所述定量泵的外侧；分流阀，连接于所述定量泵的外侧，所述分流阀的外侧设置有调压单元，且所述调压单元包括第一直动式溢流阀、第二直动式溢流阀、第二换向阀和第一换向阀。该比例可控且可提高压力的液压分流系统以齿轮为执行元件，通过齿轮来控制直动式溢流阀弹簧的预紧力，进而调节溢流阀的压力，来控制两条支路的压力，设置初始滑块位置和齿轮啮合角度的关系，控制两支路压力和大于泵输出压力，最终实现任意压力的比例分配，结构稳定，成本较低。

Description

一种比例可控且可提高压力的液压分流系统

技术领域

本发明涉及液压系统技术领域，具体为一种比例可控且可提高压力的液压分流系统。

背景技术

液压控制阀按功能分类可分为:方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类，而压力控制阀按功能可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等，这类阀的共同点是利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理进行工作。

直动式溢流阀是由阀体、阀芯、调压弹簧、调节手轮、环形腔和导向活塞构成，通过旋转溢流阀阀体外的调压弹簧调节弹簧的预紧力，可实现液压系统溢流压力的调节。

现在常见的一个液压系统只能实现一个固定的压力比例分配，不能实现任意的压力比例，不能实现支路压力和大于泵输出压力，为了满足需要，常常需要设计其他的液压系统，结构复杂，成本高，故急需一种可实现任意压力比例调节且两支路压力和大于泵输出压力的液压系统。

所以我们提出了一种比例可控且可提高压力的液压分流系统，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种比例可控且可提高压力的液压分流系统，以解决上述背景技术提出的目前市场上液压系统只能实现一个固定的压力比例分配，不能实现任意的压力比例，不能实现支路压力和大于泵输出压力，为了满足需要，常常需要设计其他的液压系统，结构复杂，成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种比例可控且可提高压力的液压分流系统，包括：

定量泵，设置于油箱的外侧；

电动机，通过联轴器连接于所述定量泵的外侧；

分流阀，连接于所述定量泵的外侧，所述分流阀的外侧设置有调压单元，且所述调压单元包括第一直动式溢流阀、第二直动式溢流阀、第二换向阀和第一换向阀，并且所述分流阀的一侧输出端与第一直动式溢流阀和第一换向阀相连接，同时所述分流阀的另一侧输出端与第二直动式溢流阀和第二换向阀相连接。

优选的，所述油箱与定量泵的进油口之间连接有吸油过滤器，且所述油箱的内侧还设置有压力计和液位计。

通过采用上述技术方案，可以使得定量泵吸油过程中通过吸油过滤器对油箱中的油液进行过滤，同时压力计和液位计可以对油箱内部的油液进行实时监测，确保油箱可以稳定正常供油。

优选的，所述定量泵的供油量为恒定值。

通过采用上述技术方案，可以使得定量泵实现稳定供油，避免泵体输出的总油量压力存在变化，防止影响后续支路油压的分配比例。

优选的，所述调压单元还包括作为承托的机架，且所述机架的内侧平行轴连接有第一轴和第二轴，且所述第一轴、第二轴的轴端分别连接有第一齿轮、第二齿轮，并且所述第一齿轮、第二齿轮两者啮合连接，同时第一齿轮的齿数大于第二齿轮的齿数，而且所述第一齿轮的外侧连接有用于操控的旋转把手。

通过采用上述技术方案，可以利用旋转把手带动第一齿轮进行旋转，通过啮合作用带动第二齿轮进行旋转，进而使得第一轴、第二轴进行同步旋转，实现对液压分流系统的压力分配调节。

优选的，所述第一轴和第二轴的另一端分别连接有第一曲柄、第二曲柄，且所述第一曲柄、第二曲柄两者的端头分别轴连接有第三连杆、第四连杆，并且所述第三连杆、第四连杆两者的外侧分别铰接有第二滑块、第一滑块，所述机架的内部开设有滑轨，且所述滑轨与第一滑块、第二滑块构成滑动结构。

通过采用上述技术方案，可以使得第一轴、第二轴旋转过程中，通过第一曲柄、第二曲柄以及第三连杆、第四连杆的传动作用带动第一滑块、第二滑块沿滑轨进行自动滑动调节。

优选的，所述第一滑块、第二滑块通过第一连杆、第二连杆分别与第一直动式溢流阀、第二直动式溢流阀两者的弹簧杆结构相连接，且第一滑块、第四连杆、第一曲柄和第二滑块、第三连杆、第二曲柄分别构成曲柄滑块机构。

通过采用上述技术方案，可以使得第一滑块、第二滑块滑动过程中通过第一连杆、第二连杆带动第一直动式溢流阀、第二直动式溢流阀两者的弹簧杆结构进行同步运动，进而实现对第一直动式溢流阀、第二直动式溢流阀两者的便捷调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该比例可控且可提高压力的液压分流系统以齿轮为执行元件，通过齿轮来控制直动式溢流阀弹簧的预紧力，进而调节溢流阀的压力，来控制两条支路的压力，设置初始滑块位置和齿轮啮合角度的关系，控制两支路压力和大于泵输出压力，最终实现任意压力的比例分配，结构稳定，成本较低；

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为本发明机架立体结构示意图；

图3为本发明机架俯视结构示意图。

图中：1、油箱；2、压力计；3、吸油过滤器；4、液位计；5、定量泵；6、联轴器；7、电动机；8、分流阀；9、第一直动式溢流阀；10、第二直动式溢流阀；11、第二换向阀；12、第一换向阀；13、第一连杆；14、第二连杆；15、第一滑块；16、第二滑块；17、第三连杆；18、第四连杆；19、第一曲柄；20、第二曲柄；21、第一轴；22、第二轴；23、第一齿轮；24、第二齿轮；25、机架；2501、滑轨；26、旋转把手。

具体实施方式

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。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种比例可控且可提高压力的液压分流系统，包括油箱1、压力计2、吸油过滤器3、液位计4、定量泵5、联轴器6、电动机7、分流阀8、第一直动式溢流阀9、第二直动式溢流阀10、第二换向阀11、第一换向阀12、第一连杆13、第二连杆14、第一滑块15、第二滑块16、第三连杆17、第四连杆18、第一曲柄19、第二曲柄20、第一轴21、第二轴22、第一齿轮23、第二齿轮24、机架25、滑轨2501和旋转把手26。

定量泵5，设置于油箱1的外侧；

电动机7，通过联轴器6连接于定量泵5的外侧；

分流阀8，连接于定量泵5的外侧，分流阀8的外侧设置有调压单元，且调压单元包括第一直动式溢流阀9、第二直动式溢流阀10、第二换向阀11和第一换向阀12，并且分流阀8的一侧输出端与第一直动式溢流阀9和第一换向阀12相连接，同时分流阀8的另一侧输出端与第二直动式溢流阀10和第二换向阀11相连接。

油箱1与定量泵5的进油口之间连接有吸油过滤器3，且油箱1的内侧还设置有压力计2和液位计4。

定量泵5的供油量为恒定值。

调压单元还包括作为承托的机架25，且机架25的内侧平行轴连接有第一轴21和第二轴22，且第一轴21、第二轴22的轴端分别连接有第一齿轮23、第二齿轮24，并且第一齿轮23、第二齿轮24两者啮合连接，同时第一齿轮23的齿数大于第二齿轮24的齿数，而且第一齿轮23的外侧连接有用于操控的旋转把手26。

第一轴21和第二轴22的另一端分别连接有第一曲柄19、第二曲柄20，且第一曲柄19、第二曲柄20两者的端头分别轴连接有第三连杆17、第四连杆18，并且第三连杆17、第四连杆18两者的外侧分别铰接有第二滑块16、第一滑块15，机架25的内部开设有滑轨2501，且滑轨2501与第一滑块15、第二滑块16构成滑动结构。

第一滑块15、第二滑块16通过第一连杆13、第二连杆14分别与第一直动式溢流阀9、第二直动式溢流阀10两者的弹簧杆结构相连接，且第一滑块15、第四连杆18、第一曲柄19和第二滑块16、第三连杆17、第二曲柄20分别构成曲柄滑块机构。

工作原理：在使用该比例可控且可提高压力的液压分流系统时，首先，如图1-3所示，电动机7通过联轴器6带动定量泵5进行工作，从油箱1中抽取液压油为整个回路提供液压油，定量泵5流出的液压油经过分流阀8形成两条供油支路，液压油分别流向第一直动式溢流阀9、第二直动式溢流阀10。

旋转把手26使得第一齿轮23转动，第一齿轮23转动带动与之啮合的第二齿轮24转动，第一齿轮23与第二齿轮24分别带动第一轴21和第二轴22转动，第一轴21与第二轴22分别带动第一曲柄19和第二曲柄20转动，曲柄滑块机构将第一曲柄19、第二曲柄20转动转化为第一滑块15与第二滑块16的移动，第一滑块15与第二滑块16通过第二连杆14与第一连杆13带动溢流阀弹簧杆移动，即调节弹簧的压缩量，达到调节弹簧预紧力的作用，进而调节这两条支路的压力。进而控制第一直动式溢流阀9、第二直动式溢流阀10的溢流压力，从而实现对两条支路压力的任意分配。

图中第一齿轮23、第二齿轮24和第一曲柄19、第二曲柄20均分别与第一轴21和第二轴22刚性连接，所以齿轮转动的角度和曲柄相同，第一曲柄19、第二曲柄20转动角度为α₁、α₂，为简化计算，两组曲柄滑块机构尺寸相同，曲柄长为r，连杆长为L，滑块位移为s₁、s₂，其关系得如下关系式一：

s₁＝r{(1+1/λ)+[cosα₁+1/λ(1-λ²s²inα₁)]}≈r[(1-cosα₁)+λ(1-cos2α₁)/4]s₂≈r[(1-cosα₂)+λ(1-cos2α₂)/4]

第一齿轮23、第二齿轮24啮合，旋转角度α和齿轮半径得如下关系

式二：

α₁r₁＝α₂r₂

式中λ＝r/L

左边的第一直动式溢流阀9的溢流压力P₁和右边的第二直动式溢流阀10的溢流压力P₂之比即比例系数K，其关系得如下关系式三：

令f(α)＝cosα≈f(α₀)+f'(α₀)×(α-α₀)，得如下关系式四：

Kr[1-cosα₂+λ(1-cos2α₂)/4]+KΔx＝r[1-cosα₁+λ(1-cosα₂)]+Δx

式中

记

根据关系式四，齿轮转过的角度α和任意压力比例系数K之间的关系得如下关系式五：

根据初始第一滑块15、第二滑块16位置和第一齿轮23、第二齿轮24啮合角度α的关系及要求两支路压力和大于泵输出压力P_d得关系式六：

k₁(2Δx+s₁+s₂)>P_d

式中E＝-P_d/2λk₁+Δx/λ+1+λ/2；从而完成一系列工作。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (3)

1.一种比例可控且可提高压力的液压分流系统，其特征在于，包括：

定量泵，设置于油箱的外侧；

电动机，通过联轴器连接于所述定量泵的外侧；

分流阀，连接于所述定量泵的外侧，所述分流阀的外侧设置有调压单元，且所述调压单元包括第一直动式溢流阀、第二直动式溢流阀、第二换向阀和第一换向阀，并且所述分流阀的一侧输出端与第一直动式溢流阀和第一换向阀相连接，同时所述分流阀的另一侧输出端与第二直动式溢流阀和第二换向阀相连接；

所述调压单元还包括作为承托的机架，且所述机架的内侧平行轴连接有第一轴和第二轴，且所述第一轴、第二轴的轴端分别连接有第一齿轮、第二齿轮，并且所述第一齿轮、第二齿轮两者啮合连接，同时第一齿轮的齿数大于第二齿轮的齿数，而且所述第一齿轮的外侧连接有用于操控的旋转把手；

所述第一轴和第二轴的另一端分别连接有第一曲柄、第二曲柄，且所述第一曲柄、第二曲柄两者的端头分别轴连接有第三连杆、第四连杆，并且所述第三连杆、第四连杆两者的外侧分别铰接有第二滑块、第一滑块，所述机架的内部开设有滑轨，且所述滑轨与第一滑块、第二滑块构成滑动结构；

所述第一滑块、第二滑块通过第一连杆、第二连杆分别与第一直动式溢流阀、第二直动式溢流阀两者的弹簧杆结构相连接，且第一滑块、第四连杆、第一曲柄和第二滑块、第三连杆、第二曲柄分别构成曲柄滑块机构；

所述第一齿轮、第二齿轮和第一曲柄、第二曲柄均分别与第一轴和第二轴刚性连接，所以齿轮转动的角度和曲柄相同，第一曲柄、第二曲柄转动角度为

、

，为简化计算，两组曲柄滑块机构尺寸相同，曲柄长为r，连杆长为L，滑块位移为

、

，其关系得如下关系式一：

第一齿轮、第二齿轮啮合，旋转角度

和齿轮半径得如下关系式二：

式中

左边的第一直动式溢流阀的溢流压力P1和右边的第二直动式溢流阀的溢流压力P2之比即比例系数K，其关系得如下关系式三：

令

，得如下关系式四：

式中

记

；

；

根据关系式四，齿轮转过的角度

和任意压力比例系数K之间的关系得如下关系式五：

根据初始第一滑块、第二滑块位置和第一齿轮、第二齿轮啮合角度

的关系及要求两支路压力和大于泵输出压力

得关系式六：

式中

确保两支路压力和大于泵输出压力。

2.根据权利要求1所述的一种比例可控且可提高压力的液压分流系统，其特征在于：所述油箱与定量泵的进油口之间连接有吸油过滤器，且所述油箱的内侧还设置有压力计和液位计。

3.根据权利要求1所述的一种比例可控且可提高压力的液压分流系统，其特征在于：所述定量泵的供油量为恒定值。

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