CN113418024A - 一种电液比例节流流量复合控制方向阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电液比例节流流量复合控制方向阀，其包括流量控制系统、节流控制系统、电磁换向阀和主阀。通过采用流量控制系统和节流控制系统可实现节流控制和流量控制。并且，当采用流量控制系统进行控制时，流量控制系统排出的流量与负载变化无关，可以不受负载变化影响地连续控制主阀流量，控制精度高、抗干扰能力强、通流能力强。当采用节流控制系统进行控制时，具有响应快、鲁棒性强、抗污染能力强等优点，并且在流量切换过程中不存在冲击、振动等问题。并且流量控制系统排出的流量与主阀输出流量成比例，节流控制系统位移与主阀位移成比例，因此无需闭环控制，避免了传统采用传感器闭环控制的方案中传感器故障导致系统失控的问题。

Description

一种电液比例节流流量复合控制方向阀

技术领域

本发明涉及电液比例控制系统领域，特别是涉及一种电液比例节流流量复合控制方向阀。

背景技术

电液比例方向阀是电液比例控制技术中非常重要的元件，其作用是对流体流动方向和流量大小进行连续控制，在大流量应用场合，通常采用导控型电液比例方向阀。

现有导控型电液比例方向阀控制主阀芯位移的方式为：增设位移传感器对主阀芯位移进行检测，形成闭环回路进行控制，增加了控制的复杂性，而且一旦传感器发生故障，系统将失控，造成安全事故等风险。

现有导控型电液比例方向阀控制流量的方式为：在主阀上增设压差补偿器，保证主阀进出口压差不受负载波动影响，通过控制阀口开度连续控制流量。但是这种方法受稳态液动力影响，控制精度低，且增加了阀的节流损失，降低了阀的通流能力。

并且，现有导控型电液比例方向阀的先导阀通径小、抗污染能力低，容易发生堵塞，针对这一问题，现有的一种解决方案是先导阀采用数字液压阀，由多个电磁开关阀并联组成，如图2所示，给出了一种由4个电磁开关阀组成的数字液压阀，其流量比为1：2：4：8，假设第一电磁开关阀(27)流量为q₁，则第二电磁开关阀(28)、第三电磁开关阀(29)、第四电磁开关阀(30)的流量分别为2q₁、4q₁、8q₁，通过控制4个电磁开关阀的通断，即可以实现流量从0到15q₁的流量离散控制。其组合方式及输出流量如下表1所示，其中0表示关闭，1表示打开，该方案具有成本低、鲁棒性强、抗污染能力强的优点，可实现流量的准连续控制。

表1数字液压阀开关组合及输出流量表

但是，这种方案在流量切换过程中存在冲击、振动等问题，而且控制流量为离散曲线，仅仅为流量准连续控制，控制精度较低，若想达到高精度控制，需要更多数量的电磁开关阀，增加成本和阀的体积。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种电液比例节流流量复合控制方向阀。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电液比例节流流量复合控制方向阀，包括：流量控制系统、节流控制系统、电磁换向阀和主阀；

所述流量控制系统的A口和所述节流控制系统的A口均与所述电磁换向阀的R₃油口连接；所述流量控制系统的B口和所述节流控制系统的B口均与所述电磁换向阀的L₃油口连接；所述电磁换向阀的L₁油口与所述主阀的L₁油口连接；所述电磁换向阀的L₂油口与所述主阀的L₂油口连接；所述电磁换向阀的R₁油口与所述主阀的R₁油口连接；所述电磁换向阀的R₂油口与所述主阀的R₂口连接；

所述主阀包括：主阀体、第Ⅰ端盖、第Ⅱ端盖、主阀芯、定阀套、第Ⅰ动阀套、第Ⅱ动阀套、第Ⅰ弹簧、第Ⅱ弹簧、第Ⅰ孔用弹性卡圈和第Ⅱ孔用弹性卡圈；

所述主阀体内部设置有第二容腔；所述主阀芯、定阀套、第Ⅰ动阀套、第Ⅱ动阀套、第Ⅰ弹簧、第Ⅱ弹簧、第Ⅰ孔用弹性卡圈和第Ⅱ孔用弹性卡圈均置于所述第二容腔中；所述第二容腔的一侧面上开设有L₁油口、L₂油口、R₁油口和R₂油口；所述第二容腔的另一侧面上开设有T油口、A油口、P油口和B油口；所述第二容腔的一侧面上开设的L₁油口即为所述主阀的L₁油口；所述第二容腔的一侧面上开设的L₂油口即为所述主阀的L₂油口；所述第二容腔的一侧面上开设的R₁油口即为所述主阀的R₁油口；所述第二容腔的一侧面上开设的R₂油口即为所述主阀的R₂油口；

所述第Ⅰ端盖扣设在所述主阀体的一端；所述第Ⅱ端盖扣设在所述主阀体的另一端；所述第Ⅰ动阀套安装在所述主阀芯的一端；所述第Ⅱ动阀套安装在所述主阀芯的另一端；所述第Ⅰ弹簧的一端与所述第Ⅰ动阀套连接；所述第Ⅰ弹簧的另一端与所述第Ⅰ端盖连接；所述定阀套与所述主阀体间通过所述第Ⅰ孔用弹性卡圈和所述第Ⅱ孔用弹性卡圈进行轴向定位；所述主阀芯设置在所述定阀套内，且所述主阀芯在所述定阀套内轴向移动；所述第Ⅱ弹簧的一端与所述第Ⅱ动阀套连接；所述第Ⅱ弹簧的另一端与所述第Ⅱ端盖连接。

其中，所述第Ⅰ动阀套和所述所述第Ⅱ动阀套上均开设有节流槽。

优选地，所述流量控制系统包括：电动机和液压泵/马达；

所述电动机与所述液压泵/马达同轴连接；所述液压泵/马达的A口即为所述流量控制系统的A口；所述液压泵/马达的B口即为所述流量控制系统的B口。

优选地，所述节流控制系统包括：比例节流阀和多个电磁开关阀；

所述比例节流阀的A口和多个所述电磁开关阀的A口构成所述节流控制系统的A口；所述比例节流阀的B口和多个所述电磁开关阀的B口构成所述节流控制系统的B口。

优选地，将所述节流控制系统中的所述比例节流阀替换为电磁开关阀。

优选地，所述电磁换向阀包括：电磁换向阀端盖、电磁换向阀弹簧、电磁换向阀阀芯、电磁换向阀阀体和电磁铁；

所述电磁换向阀阀体的内部设置有第一容腔；所述电磁换向阀端盖扣设在所述电磁换向阀阀体的一端；所述电磁换向阀阀芯设置在所述第一容腔中，且所述在所述第一容腔中轴向移动；所述电磁换向阀弹簧的一端固定在所述电磁换向阀端盖上；所述电磁换向阀弹簧的另一端固定在所述电磁换向阀阀芯的一端；所述电磁铁安装在所述电磁换向阀阀体的另一端；所述第一容腔的一侧面开设有L₃油口和R₃油口；所述第一容腔的另一侧面开设有L₁油口、L₂油口、R₁油口和R₂油口；所述第一容腔的一侧面开设的L₃油口即为所述电磁换向阀的L₃油口；所述第一容腔的一侧面开设的R₃油口即为所述电磁换向阀的R₃油口；所述第一容腔的另一侧面开设的L₁油口即为所述电磁换向阀的L₁油口；所述第一容腔的另一侧面开设的L₂油口即为所述电磁换向阀的L₂油口；所述第一容腔的另一侧面开设的R₁油口即为所述电磁换向阀的R₁油口；所述第一容腔的另一侧面开设的R₂油口即为所述电磁换向阀的R₂油口。

优选地，所述电磁换向阀为单边电磁铁控制的二位电磁换向阀或双边电磁铁控制的带中位关闭的三位电磁换向阀。

优选地，还包括供电系统；

所述供电系统分别与所述流量控制系统、所述节流控制系统和所述电磁换向阀电连接。

优选地，所述供电系统包括：三相电源、滤波器、储电装置和驱动器；

所述三相电源与所述滤波器电连接；所述滤波器分别与所述储电装置和所述驱动器电连接；所述储电装置与所述驱动器电连接。

优选地，所述储电装置为超级电容或蓄电池。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的电液比例节流流量复合控制方向阀，包括流量控制系统、节流控制系统、电磁换向阀和主阀。通过采用流量控制系统和节流控制系统可实现流量控制和节流控制。由于动阀套和节流槽的设计，使先导级位移与主阀位移成比例，先导级流量与主阀流量成比例，无需采用传感器构成闭环回路控制，降低了控制复杂性，并且避免了传感器故障导致系统失控的风险。并且，当采用流量控制系统控制时，流量控制系统排出的流量与负载压力变化无关，可以不受负载变化影响地连续控制主阀流量，达到控制精度高和抗干扰能力强的目的，同时解决采用压差补偿器后造成阀通流能力降低的问题。当采用节流控制系统控制时，具有响应快、鲁棒性强、抗污染能力强等优点，也避免了在流量切换过程中存在冲击、振动的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有数字液压阀的结构示意图；

图2为本发明电液比例节流流量复合控制方向阀的结构示意图；

图3为本发明提供的节流控制系统的结构示意图；

图4为本发明提供的第I动阀套的三维图；

图5为本发明提供的定阀套的三维图；

图6为本发明提供的主阀芯的三维图；

图7为本发明提供的主阀芯的剖面图。

符号说明：

1-主阀体，2-第Ⅰ端盖，3-第Ⅱ端盖，4-主阀芯，5-定阀套，6-第Ⅰ动阀套，7-第Ⅱ动阀套，8-第Ⅰ弹簧，9-第Ⅱ弹簧，10-第Ⅰ孔用弹性卡圈，11-第Ⅱ孔用弹性卡圈，12-电磁铁，13-电磁换向阀阀体，14-电磁换向阀阀芯，15-电磁换向阀弹簧，16-电磁换向阀端盖，17-第Ⅰ比例节流阀，18-第Ⅱ电磁开关阀，19-第Ⅲ电磁开关阀，20-第Ⅳ电磁开关阀，21-液压泵/马达，22-电动机，23-驱动器，24-滤波器，25-三相电源，26-储电装置，27-第一电磁开关阀，28-第二电磁开关阀，29-第三电磁开关阀，30-第四电磁开关阀。

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。

本发明的目的是提供一种电液比例节流流量复合控制方向阀，以提高流量控制精度、简化控制的复杂性、降低阀的成本，解决传统导控型电液比例方向阀输出流量受负载波动影响、避免在位移传感器故障时系统失控的问题，解决数字液压阀在流量切换过程中存在冲击、振动等问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的电液比例节流流量复合控制方向阀，包括：流量控制系统、节流控制系统、电磁换向阀和主阀。其中，电磁换向阀优选为单边电磁铁控制的二位电磁换向阀或双边电磁铁控制的带中位关闭的三位电磁换向阀。

流量控制系统的A口和节流控制系统的A口均与电磁换向阀的R₃油口连接。流量控制系统的B口和节流控制系统的B口均与电磁换向阀的L₃油口连接。电磁换向阀的L₁油口与主阀的L₁油口连接。电磁换向阀的L₂油口与主阀的L₂油口连接。电磁换向阀的R₁油口与主阀的R₁油口连接。电磁换向阀的R₂油口与主阀的R₂口连接。

如图2所示，本发明上述采用的流量控制系统优选包括：电动机22和液压泵/马达21。优选地，本发明采用的液压泵/马达21为定排量液压泵/马达21或变排量液压泵/马达21。采用的电动机22为异步电机或伺服电机。

电动机22与液压泵/马达21同轴连接。液压泵/马达21的A口即为流量控制系统的A口。液压泵/马达21的B口即为流量控制系统的B口。

如图2所示，本发明上述采用的节流控制系统优选包括：比例节流阀和多个电磁开关阀。

比例节流阀的A口和多个电磁开关阀的A口构成节流控制系统的A口。比例节流阀的B口和多个电磁开关阀的B口构成节流控制系统的B口。其中，比例节流阀也可以替换为电磁开关阀。

如图2所示，本发明上述采用的电磁换向阀优选包括：电磁换向阀端盖16、电磁换向阀弹簧15、电磁换向阀阀芯14、电磁换向阀阀体13和电磁铁12。

电磁换向阀阀体13的内部设置有第一容腔。电磁换向阀端盖16扣设在电磁换向阀阀体13的一端。电磁换向阀阀芯14设置在第一容腔中，且在第一容腔中轴向移动。电磁换向阀弹簧15的一端固定在电磁换向阀端盖16上。电磁换向阀弹簧15的另一端固定在电磁换向阀阀芯14的一端。电磁铁12安装在电磁换向阀阀体13的另一端。第一容腔的一侧面开设有L₃油口和R₃油口。第一容腔的另一侧面开设有L₁油口、L₂油口、R₁油口和R₂油口。第一容腔的一侧面开设的L₃油口即为电磁换向阀的L₃油口。第一容腔的一侧面开设的R₃油口即为电磁换向阀的R₃油口。第一容腔的另一侧面开设的L₁油口即为电磁换向阀的L₁油口。第一容腔的另一侧面开设的L₂油口即为电磁换向阀的L₂油口。第一容腔的另一侧面开设的R₁油口即为电磁换向阀的R₁油口。第一容腔的另一侧面开设的R₂油口即为电磁换向阀的R₂油口。

如图2所示，本发明上述采用的主阀包括：主阀体1、第Ⅰ端盖2、第Ⅱ端盖3、主阀芯4、定阀套5、第Ⅰ动阀套6、第Ⅱ动阀套7、第Ⅰ弹簧8、第Ⅱ弹簧9、第Ⅰ孔用弹性卡圈10和第Ⅱ孔用弹性卡圈11。其中本发明所采用的定阀套5的具体结构如图5所示。主阀芯4的具体结构如图6和图7所示。

主阀体1内部设置有第二容腔。主阀芯4、定阀套5、第Ⅰ动阀套6、第Ⅱ动阀套7、第Ⅰ弹簧8、第Ⅱ弹簧9、第Ⅰ孔用弹性卡圈10和第Ⅱ孔用弹性卡圈11均置于第二容腔中。第二容腔的一侧面上开设有L₁油口、L₂油口、R₁油口和R₂油口。第二容腔的另一侧面上开设有T油口、A油口、P油口和B油口。第二容腔的一侧面上开设的L₁油口即为主阀的L₁油口。第二容腔的一侧面上开设的L₂油口即为主阀的L₂油口。第二容腔的一侧面上开设的R₁油口即为主阀的R₁油口。第二容腔的一侧面上开设的R₂油口即为主阀的R₂油口。

第Ⅰ端盖2扣设在主阀体1的一端。第Ⅱ端盖3扣设在主阀体1的另一端。第Ⅰ动阀套6安装在主阀芯4的一端。第Ⅱ动阀套7安装在主阀芯4的另一端。第Ⅰ弹簧8的一端与第Ⅰ动阀套6连接。第Ⅰ弹簧8的另一端与第Ⅰ端盖2连接。定阀套5与主阀体1间通过第Ⅰ孔用弹性卡圈10和第Ⅱ孔用弹性卡圈11进行轴向定位。主阀芯4设置在定阀套5内，且主阀芯4在定阀套5内轴向移动。第Ⅱ弹簧9的一端与第Ⅱ动阀套7连接。第Ⅱ弹簧9的另一端与第Ⅱ端盖3连接。

进一步，本发明中第Ⅰ动阀套6上开设有节流槽C₁，如图4所示。第Ⅱ动阀套7上开设有节流槽C₂。由于动阀套机械结构和节流槽C₁、C₂的特殊设计，使得先导级流量与主阀流量成比例关系，先导级位移与主阀位移成比例关系,因此无需采用传感器构成闭环回路进行控制，避免了采用传感器闭环控制时，传感器发生故障后导致系统失控的缺点，也降低了阀的成本。

此外，本发明提供的电液比例节流流量复合控制方向阀还包括供电系统。

供电系统分别与流量控制系统、节流控制系统和电磁换向阀电连接。具体的，如图2所示，该供电系统优选包括：三相电源25、滤波器24、储电装置26和驱动器23。

三相电源25与滤波器24电连接。滤波器24分别与储电装置26和驱动器23电连接。储电装置26与驱动器23电连接。其中，储电装置26为超级电容或蓄电池。

下面以如图3所示的节流控制系统包括一个比例节流阀和3个电磁开关阀为例，对本发明提供的电液比例节流流量复合控制方向阀的具体结构和工作原理进行说明。在具体应用过程中，比例节流阀和电磁开关阀的具体使用数量和流量可以依据实际需要进行设定，相应的电磁换向阀和主阀的结构作适应修改。

定阀套5装在主阀体1内部，为过盈配合，两端分别用第Ⅰ孔用弹性卡圈10和第Ⅱ孔用弹性卡圈11轴向定位。主阀芯4装在定阀套5内，可轴向移动。主阀体1两端分别同轴装上第Ⅰ动阀套6和第Ⅱ动阀套7，第Ⅰ动阀套6上开设有节流槽C₁，第Ⅱ动阀套7开设有节流槽C₂，第Ⅰ弹簧8和第Ⅱ弹簧9分别装在第Ⅰ端盖2和第Ⅱ端盖3内，第Ⅰ端盖2和第Ⅱ端盖3分别通过螺栓固定在主阀体1左端面和右端面。主阀体1下端面有P、T、A、B油口，上端面有L₁、L₂、R₁、R₂油口。

电磁换向阀阀芯14安装在电磁换向阀阀体13内，可轴向移动，电磁换向阀弹簧15安装在电磁换向阀阀芯14右端面，电磁换向阀端盖16通过螺栓固定在电磁换向阀阀体13右端面，电磁铁12通过螺栓固定在电磁换向阀阀体13左端面。电磁换向阀阀体13下端面有L₁、L₂、R₁、R₂油口，上端面有L₃、R₃油口。电磁换向阀阀体13通过螺栓安装在主阀体1上端面，使主阀L₁油口与电磁换向阀L₁油口接通，主阀L₂油口与电磁换向阀L₂油口接通，主阀R₁油口与电磁换向阀R₁油口接通，主阀R₂油口与电磁换向阀R₂油口接通。

液压泵/马达21的A口、第Ⅰ比例节流阀17(即比例节流阀)的A口、第Ⅱ电磁开关阀18的A口、第Ⅲ电磁开关阀19的A口和第Ⅳ电磁开关阀20的A口同时连接电磁换向阀阀体13上端面的R₃油口，液压泵/马达21的B口、第Ⅰ比例节流阀17的B口、第Ⅱ电磁开关阀18的B口、第Ⅲ电磁开关阀19的B口和第Ⅳ电磁开关阀20的B口同时连接电磁换向阀阀体13上端面的L₃油口。电动机22与液压泵/马达21同轴连接，驱动器23输出端通过电源线与电动机22连接，滤波器24输出端通过电源线与驱动器23输入端连接，三相电源25通过电源线与滤波器24输入端连接，储电装置26输入端通过电源线与滤波器24输出端连接，储电装置26输出端通过电源线同时与电磁铁12、第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19和第Ⅳ电磁开关阀20的供电口连接。

其中，本发明中采用的左、右、上、下是为了描述的清晰化相对于纸面显示位置而言，实际应用中不作为具体位置的限定。

基于本实施例中的具体结构，本发明提供的电液比例节流流量复合控制方向阀，先导部分包括电动机22和液压泵/马达21组成的流量控制系统和可连续控制流量的数字液压阀组成的节流控制系统。将图1中第Ⅰ电磁开关阀替换为第Ⅰ比例节流阀17，组成可连续控制流量的数字液压阀，如图3所示。第Ⅰ比例节流阀17流量等于剩余电磁开关阀中最小流量，例如第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20的流量分别为2q₁、4q₁、8q₁，则选取第Ⅰ比例节流阀17流量为2q₁，通过控制第Ⅰ比例节流阀17的阀口开度和第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20的通断，即可以实现流量从0到16q₁的流量连续控制。其开关组合如下表2所示，其中0表示关闭，1表示打开，0→1表示由于第Ⅰ比例节流阀17从完全关闭到完全打开的某一开度，第Ⅰ比例节流阀17可连续控制流量，消除了传统数字液压阀在流量切换中的冲击和振动，由对流量的准连续控制变成了连续控制。

表2可连续控制流量的数字液压阀开关组合及输出流量表

基于此，本发明上述实施例中提供的电液比例节流流量复合控制方向阀开始工作时，若电磁铁12不得电，电磁换向阀阀芯14在电磁换向阀弹簧15力作用下处于最左位，此时L₁和L₃油口接通、L₂和R₃油口接通，液压泵/马达21不旋转，第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20均关闭，使得L₃和R₃不连通。高压油液进入主阀的P油口，并通过主阀芯4内部流道流入两侧动阀套的内部容腔，再通过两侧动阀套上节流槽C₁和C₂流入两侧端盖与主阀体1组成的容腔内，由于L₃和R₃不连通，主阀芯4两端油液压力相等，均等于P油口压力，主阀芯4在两端油压作用下处于对中位置，主阀芯4不运动。

当进行流量控制时，控制第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20关闭，控制电动机22带动液压泵/马达21旋转，将R₃油口的油液排入L₃油口，此时主阀芯4左端容腔压力降低，而右端容腔压力不变，主阀芯4向左移动，同时带动第Ⅰ动阀套6向左移动，而第Ⅱ动阀套7由于机械限位，不会向左移动，从L₃油口排出的油液经L₁油口流入主阀的A油口，同时通过定阀套5上的导流孔流入第Ⅰ动阀套6和定阀套5左端面形成的环形容腔内，主阀的P-A油口接通、B-T油口接通，当流过第Ⅰ动阀套6节流槽C₁的流量和液压泵/马达21排出的流量相等时，主阀芯4不再移动，由此可知，只要控制电动机22的转速，即可控制液压泵/马达21的转速，以在不受负载变化影响地控制主阀的L₂油口排出的流量，实现主阀流量不受负载变化影响地从P到A、从B到T的比例控制。

当进行节流控制时，控制电动机22不旋转，控制第Ⅰ比例节流阀17的阀口开度以及第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20的开启或关闭，使通过的流量为0到16q₁间的某一值，同样可以将R₃油口的油液排入L₃油口，此时主阀芯4左端容腔压力降低，而右端容腔压力不变，主阀芯4向左移动，同时带动第Ⅰ动阀套6向左移动，而第Ⅱ动阀套7由于机械限位，不会向左移动，从L₃油口排出的油液经L₁油口流入主阀的A油口，同时通过定阀套5上的导流孔流入第Ⅰ动阀套6和定阀套5左端面形成的环形容腔内，主阀的P-A油口接通、B-T油口接通，当流过第Ⅰ动阀套6节流槽C₁的流量和通过第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20的总流量相等时，主阀芯4不再移动，由此可知，只要控制第Ⅰ比例节流阀17的阀口开度以及第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20的开启或关闭，即可实现对主阀芯4向左位移的比例控制。

若控制电磁铁12得电，推动电磁开关阀阀芯移动到最右位，使R₂和L₃口接通、R₁和R₃口接通。

当进行流量控制时，控制第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20关闭，控制电动机22带动液压泵/马达21旋转，将L₃油口的油液排入R₃油口，此时主阀芯4右端容腔压力降低，而左端容腔压力不变，主阀芯4向右移动，同时带动第Ⅱ动阀套7向左移动，而第Ⅰ动阀套6由于机械限位，不会向右移动，从R₃油口排出的油液经R₁油口流入主阀的B油口，同时通过定阀套5上的导流孔流入第Ⅱ动阀套7和定阀套5右端面形成的环形容腔内，主阀的P-B油口接通、A-T油口接通，当流过第Ⅱ动阀套7节流槽C₂的流量和液压泵/马达21排出的流量相等时，主阀芯4不再移动，由此可知，只要控制电动机22的转速，即可控制液压泵/马达21的转速，进而不受负载变化影响地控制主阀的R₂油口排出的流量，实现主阀流量不受负载变化影响地从P到B、从A到T的比例控制。

当进行节流控制时，控制电动机22不旋转，控制第Ⅰ比例节流阀17的阀口开度以及第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20的开启或关闭，使通过的流量为0到16q₁间的某一值，同样可以将L₃油口的油液排入R₃油口，此时主阀芯4右端容腔压力降低，而左端容腔压力不变，主阀芯4向右移动，同时带动第Ⅱ动阀套7向左移动，而第Ⅰ动阀套6由于机械限位，不会向右移动，从R₃油口排出的油液经R₁油口流入主阀的B油口，同时通过定阀套5上的导流孔流入第Ⅱ动阀套7和定阀套5右端面形成的环形容腔内，主阀的P-B油口接通、A-T油口接通，当流过第Ⅱ动阀套7节流槽C₂的流量和通过第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20的总流量相等时，主阀芯4不再移动，由此可知，只要控制第Ⅰ比例节流阀17的阀口开度以及第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20的开启或关闭，即可实现对主阀芯4向右位移的比例控制。

基于上述内容，本发明在进行流量控制时，液压泵/马达21工作在马达状态时将带动电动机22发电，并将电能存储在储电装置26中，储电装置26同时向电磁铁12、第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁供电，达到节约能量的效果。

并且，本发明还可单独采用电动机22和液压泵/马达21进行流量控制，或单独采用第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20进行节流控制，或同时采用电动机22和液压泵/马达21、第Ⅰ比例节流阀17、第Ⅱ电磁开关阀18、第Ⅲ电磁开关阀19、第Ⅳ电磁开关阀20进行节流流量复合控制。

综上，本发明提供的上述技术方案相对于现有技术具有以下优点：

1、由于动阀套机械结构和节流槽C₁、C₂的特殊设计，可使先导级流量与主阀流量成比例关系，先导级位移与主阀位移成比例关系。通过控制流量控制系统排出的流量，即可实现对主阀流量的比例控制，通过控制节流控制系统的位移，即可实现对主阀芯位移的比例控制，因此无需采用传感器闭环控制主阀流量或主阀芯位移，避免了采用传感器闭环控制时，传感器发生故障后导致系统失控的缺点，也降低了阀的成本。

2、当采用电动机和液压泵/马达进行流量控制时，液压泵/马达排出的流量仅和液压泵/马达的排量和转速有关，与负载压力变化无关，可以不受负载变化影响地控制输出流量，控制精度高、抗干扰能力强，同时解决采用压差补偿器后造成阀通流能力降低的问题。

3、当采用第Ⅰ比例节流阀、第Ⅱ电磁开关阀、第Ⅲ电磁开关阀、第Ⅳ电磁开关阀进行节流控制时，通过控制第Ⅰ比例节流阀的阀口开度和第Ⅱ电磁开关阀、第Ⅲ电磁开关阀、第Ⅳ电磁开关阀的开启或关闭，即可实现对主阀芯位移的比例控制，具有响应快、鲁棒性强、抗污染能力强的优点，解决了输出流量为准连续控制的问题，控制精度高。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，包括：流量控制系统、节流控制系统、电磁换向阀和主阀；

所述流量控制系统的A口和所述节流控制系统的A口均与所述电磁换向阀的R₃油口连接；所述流量控制系统的B口和所述节流控制系统的B口均与所述电磁换向阀的L₃油口连接；所述电磁换向阀的L₁油口与所述主阀的L₁油口连接；所述电磁换向阀的L₂油口与所述主阀的L₂油口连接；所述电磁换向阀的R₁油口与所述主阀的R₁油口连接；所述电磁换向阀的R₂油口与所述主阀的R₂口连接；

所述主阀包括：主阀体、第Ⅰ端盖、第Ⅱ端盖、主阀芯、定阀套、第Ⅰ动阀套、第Ⅱ动阀套、第Ⅰ弹簧、第Ⅱ弹簧、第Ⅰ孔用弹性卡圈和第Ⅱ孔用弹性卡圈；

所述主阀体内部设置有第二容腔；所述主阀芯、定阀套、第Ⅰ动阀套、第Ⅱ动阀套、第Ⅰ弹簧、第Ⅱ弹簧、第Ⅰ孔用弹性卡圈和第Ⅱ孔用弹性卡圈均置于所述第二容腔中；所述第二容腔的一侧面上开设有L₁油口、L₂油口、R₁油口和R₂油口；所述第二容腔的另一侧面上开设有T油口、A油口、P油口和B油口；所述第二容腔的一侧面上开设的L₁油口即为所述主阀的L₁油口；所述第二容腔的一侧面上开设的L₂油口即为所述主阀的L₂油口；所述第二容腔的一侧面上开设的R₁油口即为所述主阀的R₁油口；所述第二容腔的一侧面上开设的R₂油口即为所述主阀的R₂油口；

所述第Ⅰ端盖扣设在所述主阀体的一端；所述第Ⅱ端盖扣设在所述主阀体的另一端；所述第Ⅰ动阀套安装在所述主阀芯的一端；所述第Ⅱ动阀套安装在所述主阀芯的另一端；所述第Ⅰ弹簧的一端与所述第Ⅰ动阀套连接；所述第Ⅰ弹簧的另一端与所述第Ⅰ端盖连接；所述定阀套与所述主阀体间通过所述第Ⅰ孔用弹性卡圈和所述第Ⅱ孔用弹性卡圈进行轴向定位；所述主阀芯设置在所述定阀套内，且所述主阀芯在所述定阀套内轴向移动；所述第Ⅱ弹簧的一端与所述第Ⅱ动阀套连接；所述第Ⅱ弹簧的另一端与所述第Ⅱ端盖连接。

其中，所述第Ⅰ动阀套和所述所述第Ⅱ动阀套上均开设有节流槽。

2.根据权利要求1所述的电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，所述流量控制系统包括：电动机和液压泵/马达；

所述电动机与所述液压泵/马达同轴连接；所述液压泵/马达的A口即为所述流量控制系统的A口；所述液压泵/马达的B口即为所述流量控制系统的B口。

3.根据权利要求1所述的电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，所述节流控制系统包括：比例节流阀和多个电磁开关阀；

所述比例节流阀的A口和多个所述电磁开关阀的A口构成所述节流控制系统的A口；所述比例节流阀的B口和多个所述电磁开关阀的B口构成所述节流控制系统的B口。

4.根据权利要求3所述的电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，将所述节流控制系统中的所述比例节流阀替换为电磁开关阀。

5.根据权利要求1所述的电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，所述电磁换向阀包括：电磁换向阀端盖、电磁换向阀弹簧、电磁换向阀阀芯、电磁换向阀阀体和电磁铁；

所述电磁换向阀阀体的内部设置有第一容腔；所述电磁换向阀端盖扣设在所述电磁换向阀阀体的一端；所述电磁换向阀阀芯设置在所述第一容腔中，且所述在所述第一容腔中轴向移动；所述电磁换向阀弹簧的一端固定在所述电磁换向阀端盖上；所述电磁换向阀弹簧的另一端固定在所述电磁换向阀阀芯的一端；所述电磁铁安装在所述电磁换向阀阀体的另一端；所述第一容腔的一侧面开设有L₃油口和R₃油口；所述第一容腔的另一侧面开设有L₁油口、L₂油口、R₁油口和R₂油口；所述第一容腔的一侧面开设的L₃油口即为所述电磁换向阀的L₃油口；所述第一容腔的一侧面开设的R₃油口即为所述电磁换向阀的R₃油口；所述第一容腔的另一侧面开设的L₁油口即为所述电磁换向阀的L₁油口；所述第一容腔的另一侧面开设的L₂油口即为所述电磁换向阀的L₂油口；所述第一容腔的另一侧面开设的R₁油口即为所述电磁换向阀的R₁油口；所述第一容腔的另一侧面开设的R₂油口即为所述电磁换向阀的R₂油口。

6.根据权利要求1所述的电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，所述电磁换向阀是单边电磁铁控制的二位电磁换向阀，或是双边电磁铁控制的带中位关闭的三位电磁换向阀。

7.根据权利要求1所述的电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，还包括供电系统；

所述供电系统分别与所述流量控制系统、所述节流控制系统和所述电磁换向阀电连接。

8.根据权利要求7所述的电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，所述供电系统包括：三相电源、滤波器、储电装置和驱动器；

所述三相电源与所述滤波器电连接；所述滤波器分别与所述储电装置和所述驱动器电连接；所述储电装置与所述驱动器电连接。

9.根据权利要求8所述的电液比例节流流量复合控制方向阀，其特征在于，所述储电装置为超级电容或蓄电池。

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