CN115427691A - 利用电比例压力阀和整体止回装置的液压控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种液压控制组件，包括用于保持液压缸中的压力以在液压缸和主控制阀(MCV)之间的软管破裂的情况下抑制机器的吊杆或吊臂下降的装置。液压控制组件的压力保持装置包括液压阀和体内部件式止回组件，二者均构造成插入由阀体限定的阀腔中。液压阀包括控制压力的比例先导阀。

Description

利用电比例压力阀和整体止回装置的液压控制系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2020年2月18日提交的名称为“Electro-ProportionalPressure Valve with Integral Check and Hydraulic Control System and Method”的第62/978,053号美国临时专利申请的优先权，在此将其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及一种液压阀，更具体地，涉及一种具有电比例压力阀和在液压流体损失的情况下(例如当软管破裂或爆裂时)的集成安全止回特征件的液压控制组件。
背景技术
诸如挖掘机和反铲装载机的机器通常包括提升联动装置，该提升联动装置包括用于提升和降低物体搬运过程中使用的提升点的部件(例如，吊杆和吊臂的组合)的组件。该机器可包括联动控制系统，该联动控制系统包括具有多个液压控制部件的液压回路，该液压控制部件用于在物体搬运应用中升高和降低所述提升点。
当这种机器用于物体搬运时，液压回路中的故障或破裂可能危及处于升高的负载物下方的人，并且可能损坏提升联动装置。这些风险可以通过应用下降控制装置来降低，该下降控制装置用于在液压管线故障或破裂的情况下受控地降低负载物。
传统的解决方案使用先导操作的比例提升阀，该比例提升阀控制吊杆和主控制阀之间的流动。比例提升阀通过远程先导压力控制，该远程先导压力可以来自先导操作的操纵杆或电比例减压/泄压阀。在一些情况下，电比例阀与比例提升阀集成为一个壳体或总管，但作为组件内的单独的部件。
在本领域中一直需要提供另外的解决方案以在一定范围的条件下提高液压回路的使用和安全性。例如，一直需要用于在回路中存在液压流体损失的情况下(例如在液压管线故障或破裂的情况下)将负载物保持在适当位置和/或用于受控地降低负载物的技术。
应当理解，本公开的发明人创建该背景技术的描述以帮助读者，并且该背景技术的描述不应被认为是任何所指出的问题本身在本领域中已被认知到的指示。虽然所描述的原理在一些方面和实施例中可以减轻其他系统中固有的问题，但是将理解的是，所保护的创新的范围由所附权利要求来限定，而不是由用来解决本文指出的任何具体问题的任何公开的特征的能力所限定。
发明内容
在一个方面，本公开涉及液压控制组件的实施例。在实施例中，液压控制组件包括用于保持液压缸中的压力以在液压缸和主控制阀(MCV)之间的软管破裂的情况下抑制机器的吊杆或吊臂下降的装置。
在一个实施例中，液压控制组件包括主体、液压阀和止回组件。所述主体限定阀腔、第一端口、第二端口和第三端口。第一端口、第二端口和第三端口中的每一个与阀腔流体连通。第一端口适于流体地连接到液压回路的液压缸，第二端口适于流体地连接到液压回路的主控制阀(MCV)，第二端口通过所述主控制阀流体地连接到液压流体源，并且第三端口适于流体地连接到液压回路的箱。液压阀安装到主体，使得液压阀至少部分地设置在阀腔内。液压阀包括电比例压力阀并且具有鼻部。止回组件设置在阀腔内并与液压阀呈抵接关系，使得止回组件抵接液压阀的鼻部安置。
止回组件被构造成允许液压流体从第二端口通过止回组件流动到第一端口，并防止液压流体从第一端口通过止回组件流动到第二端口。液压阀构造成一旦第一端口处的负载压力超过阈值压力就允许液压流体从第一端口通过液压阀流动到第二端口，并且构造成当负载压力低于阈值压力时阻挡液压流体从第一端口流动到第二端口。
在又一方面，公开了一种控制液压回路的方法的实施例。在一个实施例中，控制液压回路的方法可用于控制包括泵、主控制阀(MCV)、主体、液压阀、止回组件、液压缸和箱的液压回路。所述主体限定阀腔、第一端口、第二端口和第三端口。第一端口、第二端口和第三端口中的每一个与阀腔流体连通。第一端口流体地连接到液压缸，第二端口流体地连接到MCV，第二端口通过MCV流体地连接到来自泵的液压流体源，并且第三端口流体地连接到箱。液压阀安装到主体，使得液压阀至少部分地设置在阀腔内。液压阀包括电比例压力阀并且具有鼻部。所述止回组件设置在所述阀腔内并与所述液压阀呈抵接关系，使得所述止回组件抵接所述液压阀的鼻部安置。该方法包括执行提升操作，在所述提升操作中，加压的液压流体的流从第二端口通过止回组件输送到第一端口。在提升操作期间，液压阀的线圈保持在断电状态。
从以下详细描述和附图中将理解所公开的原理的另外的和替代的方面和特征。如将理解的，本文公开的液压控制组件、液压回路和方法能够在其它和不同的实施例中执行，并且能够在各个方面进行修改。因此，应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的，并且不限制所附权利要求的范围。
附图说明
图1是液压控制组件的实施例的总体示意性剖视图，该液压控制组件包括限定阀腔的主体、设置在该阀腔内的根据本公开原理构造的液压阀的实施例(以剖视图示出)以及设置在该阀腔内并与液压阀抵接的根据本公开原理构造的止回阀组件的实施例。
图2是与图1所示的视图类似的视图，但是沿着相对于图1所示的视图成九十度的平面，并且为了说明的目的，从液压阀移除线圈并且液压阀以简化的示意性形式示出。
图3是根据本公开的原理构造的液压回路的实施例的示意图，包括图1的液压控制组件。
图4是图1的液压阀的截面正视图。
应当理解，附图不一定是按比例绘制的，并且所公开的实施例是示意性地并且以局部视图示出的。在某些情况下，可能省略对于理解本公开来说不必要的或致使其它细节难以理解的细节。应当理解，本公开不限于本文所示的特定实施例。
具体实施方式
在实施例中，液压控制组件包括用于保持液压缸中的压力以在液压缸和主控制阀(MCV)之间的软管破裂的情况下抑制机器的吊杆或吊臂下降的装置。在实施例中，压力保持装置包括根据本公开的原理构造的液压阀和止回组件的实施例。
根据本公开的原理构造的液压控制组件的实施例包括用于以电比例方式保持液压缸中的压力的装置。在实施例中，电比例压力保持装置包括根据本公开的原理构造的液压阀和止回组件的实施例。
根据本公开原理构造的液压控制组件的实施例包括具有在液压流体损失的情况下(例如当软管破裂或爆裂时)的集成式安全止回特征件的电比例压力阀。液压控制组件可以被构造成在致动器和MCV之间发生软管破裂的情况下借助于压力控制保持吊杆或吊臂的负载物，同时具有自由逆流。
根据本公开的原理构造的液压控制组件的实施例可包括液压阀和止回组件，二者均被构造成用于插入由主体限定的阀腔中。在实施例中，液压阀包括控制压力的比例先导阀。在实施例中，液压阀包括电比例压力阀，其包括具有线圈的线圈组件，其中阈值压力与输入到线圈中的电流成反比。在实施例中，液压控制组件包括设置在主体的阀腔内的“体内部件式”止回阀。在实施例中，体内部件式止回阀与所述液压阀的鼻部接合，所述鼻部用作其阀座。在实施例中，与在插装阀内使用整体式止回阀相比，体内部件式止回阀更便宜且更紧凑。
遵循本公开原理的液压控制系统和控制液压系统的方法的实施例适于控制一个或多个液压缸的操作，并将液压缸的负载物保持在适当位置，和/或在回路中存在液压流体损失的情况下(例如在液压管线故障或破裂的情况下)，可控地降低负载物。本公开的技术和原理可用于操作机器(例如挖掘机或装载机)的提升联动装置，或用于在液压流体损失的情况下需要额外的负载物保持/负载物控制安全性的其它系统。
根据本公开的原理构造的旋入式或螺纹插装阀形式的液压阀的实施例可以容易地使用。例如，根据本公开的原理构造的螺纹液压插装阀可以作为高效维修程序的一部分而被容易地移除和更换。
根据本公开的原理构造的液压控制组件的实施例可以被构造成在一个腔中提供两个功能：压力控制和自由逆流止回。根据本公开的原理构造的液压控制组件的实施例可包括比例液压阀，所述比例液压阀被内部地先导而不需要额外的先导管路或先导源。
现在转到附图，图1和图2示出了根据本公开原理构造的液压控制组件10的实施例，所示的液压系统10包括限定阀腔14的主体12、根据本公开原理构造的液压阀15的实施例、以及止回组件17。液压阀15和止回组件17都被构造成用于插入由主体12限定的阀腔14中。在所示的实施例中，液压阀15包括控制压力的比例先导阀。在所示的实施例中，止回组件17包括设置在主体12的阀腔14内的体内部件式的止回阀，在所示的实施例中，体内部件式的止回阀17与液压阀15的鼻部20接合，该鼻部用作止回阀17的阀座。
参照图2，主体12限定阀腔14、第一端口1、第二端口2和第三端口3，每个端口与阀腔14流体连通。第一端口1、第二端口2和第三端口3中的每一个与阀腔14流体连通，液压阀15安装到阀体12，使得液压阀15至少部分地设置在阀腔14内。在实施例中，液压阀15包括电比例压力阀。止回组件17设置在阀腔14内，并与液压阀15成抵接关系，使得止回组件17抵接液压阀15的鼻部20安置。
在所示实施例中，止回组件17构造成允许液压流体从第二端口2通过止回组件17流动到第一端口1，并防止液压流体从第一端口1通过止回组件17流动到第二端口2。在所示实施例中，液压阀15构造成一旦第一端口1处的负载压力超过阈值压力就选择性地允许液压流体从第一端口1通过液压阀15流动到第二端口2，并且构造成在负载压力低于阈值压力时阻挡液压流体从第一端口1流动到第二端口2。
参照图2和图3，主体12的第一端口1适于流体连接到机器的提升联动系统的液压回路21的液压缸22。第二端口2适于流体连接到提升联动系统的液压回路21的主控制阀(MCV)23，并且通过该主控制阀流体连接到由泵25供应的液压流体源。第三端口3适于流体连接到液压回路21的箱27。箱27与泵25流体连通，使得泵25能够选择性地从箱27抽取液压流体，以提供加压的液压流体源。
在所示实施例中，液压控制组件10适于允许液压流体从第二端口2流动到第一端口1，使得MCV 23能够选择性地控制提升联动系统的液压缸22以执行提升操作。液压控制组件10适于允许液压流体从第一端口1流动到第二端口2，使得MCV 23能够选择性地控制提升联动系统的液压缸22以执行下降操作。液压控制组件10适于允许液压流体从第一端口1流动到第三端口3，以执行卸压操作。
参照图2，所示的止回组件17包括止回提升阀31、提升阀引导件32和止回弹簧34。止回提升阀31和提升阀引导件34均为中空且圆柱形的。止回提升阀31与液压阀15的鼻部20成抵接关系，提升阀引导件32远离液压阀15(相对于止回提升阀31)设置并且与本体12成接合关系。止回弹簧34围绕提升阀引导件32设置并且设置在由止回提升阀31限定的沉孔内，使得止回弹簧34介于止回提升阀31和提升阀引导件32之间。止回弹簧34适于产生止回弹簧力以促使止回提升阀31的外部表面35与液压阀15的鼻部20成接合关系，以流体地防止液压流体从第一端口1通过止回组件17流动到第二端口2。止回弹簧34用于促使止回提升阀31相对于第一端口1与第二端口2成闭塞关系。
在所示的实施例中，止回组件17被构造成使得足以克服止回弹簧34的止回弹簧力的液压流体从第二端口2到第一端口1的流动使止回提升阀31远离液压阀15的鼻部20朝向提升阀引导件32移动到打开位置，在该打开位置中，允许液压流体从第二端口2流动到第一端口1。如果压力足以打开液压阀15，则能够允许液压流体从第一端口1通过止回组件17的中空部件的内部和液压阀15流动到第三端口3。
参考图1，在所示的实施例中，液压阀15包括限定轴向孔43和多个横孔41的阀笼40，横孔41与轴向孔43流体连通。横孔41与本体12的第二端口2流体连通，并且轴向孔43与本体12的第一端口1流体连通。
液压阀15包括呈阀芯形式的可动构件45，该阀芯构造成选择性地闭塞限定在液压阀15的阀笼40中的横孔41，以使第一端口1和第二端口2彼此流体隔离。阀芯45设置在阀笼40的轴向孔43内，并且可相对于阀笼40在关闭位置和打开位置之间在一行程范围内轴向移动，在所述关闭位置，阀芯45闭塞横孔41以使第一端口1和第二端口2彼此流体隔离，在所述打开位置，第一端口1和第二端口2通过阀笼40彼此流体连通。在所示实施例中，阀芯45布置有阀芯弹簧47以产生抵抗阀芯45的弹簧力，从而将阀芯45偏压到所述关闭位置，以使得液压流体从第一端口1到第二端口2的流动被阻挡，直到第一端口1处的负载压力足以克服阀芯弹簧47的弹簧力以使阀芯45移动到所述打开位置。
在实施例中，液压阀15包括电比例压力阀，该电比例压力阀包括具有线圈51的线圈组件50，其中阈值压力与输入到线圈51的电流成反比。当液压阀15的线圈组件50断电时，阀芯45处于常闭位置，在该常闭位置，第一端口1和第二端口2通过液压阀15彼此流体隔离，当液压阀15的线圈组件50通电时，阀芯45能够移动到一系列打开位置中的一个，在该一系列打开位置中，允许液压流体从第一端口1通过液压阀15的阀笼40的横向孔41流动到第二端口2。
在实施例中，止回组件17的至少一个部件抵接液压阀15的鼻部20安置，在实施例中，液压阀15的鼻部20包括液压阀15的远侧端53的插入主体12中的任何部分，在实施例中，止回阀组件17所抵接安置的液压阀15的鼻部20包括阀笼40和可动构件45中的至少一者。在所示的实施例中，止回阀组件17所抵接安置的液压阀15的鼻部20包括阀芯45。止回提升阀31可包括倒角表面54，该倒角表面构造成有利于止回提升阀31与液压阀15的鼻部20的接合。在实施例中，止回阀组件17所抵接安置的液压阀的鼻部20可以仅包括阀笼40或者包括阀笼40和阀芯45。在实施例中，阀芯45抵接阀笼40安置，并且止回阀组件17抵接阀笼40安置。
在实施例中，液压阀15构造成使得从第一端口1到第二端口2的液压流体的流动通过液压阀15压力释放到第三端口3。在示出的实施例中，当允许时，从第一端口1到第二端口2的液压流体的流动可以通过液压阀15压力释放到第三端口3，其中主提升阀模仿小提升阀。
在所示实施例中，止回组件17被布置成使得第一端口1处的负载压力通过止回提升阀31的中空内部、提升阀引导件32和止回弹簧34而作用在液压阀15的可动构件45上。止回组件17和液压阀15被构造成如果液压流体的流动产生足以打开液压阀15的先导提升阀55的压力，则能够允许液压流体从第一端口1通过止回组件17的中空内部流动到第三端口3。
参考图3，液压控制组件10可用于执行提升操作，其中加压的液压流体的流从第二端口2通过止回组件17被输送到第一端口1。在实施例中，液压控制组件被构造成用作电动液压吊杆锁(EHBL)。在提升操作期间，液压阀15的线圈51被断电。在液压回路21中存在液压流体损失的情况下，例如在液压管线故障或破裂的情况下，止回组件17被构造成阻挡液压流体从液压缸22(即，从第一端口1到第二端口2)流动以将负载物保持就位。如果液压缸22中的压力超过预定极限，则液压阀15的主弹簧47可以被克服以提供卸压功能，其中流体通过阀15从第一端口1被输送到第三端口3。
液压控制组件10可用于执行下降操作，其中加压的液压流体的流从第一端口1通过液压阀15输送到第二端口2。液压阀15的线圈51被通电以成比例地减小由液压阀15的主弹簧47所施加的用来抵抗阀芯45向打开位置运动的有效力，以帮助执行受控的下降操作。在下降操作期间，液压缸22中的加压流体可经由液压阀15的阀笼40的横孔41从第一端口1流动到第二端口2。
应当理解，在其它实施例中，液压控制组件10可被构造成选择性地且独立地操作根据本公开的原理构造的多个液压阀和相关联的止回组件。应当理解，在实施例中，液压控制组件10可包括其它和不同的部件。在其它实施例中，将理解，根据本公开的原理构造的液压控制组件可以用于提升联动系统以外的应用中。
参照图4，液压阀15适用于根据本公开原理构造的液压控制组件的实施例，其中示出了液压控制组件处于关闭位置。液压阀15包括旋入式的、插装式的、先导操作的、液压减压阀，使用输出到其线圈组件50的线圈51的可变电输入可以在规定范围内调节它们。液压阀15包括两级阀，其中主元件45由先导元件70经由被称为先导流的较小的流来控制。
压力输出与输入至线圈组件50的线圈51的电流成反比，液压阀15构造成阻挡从第一端口1到第二端口2的液压流动，直到在第一端口1处存在足够的压力以通过克服预设的引起的弹簧力而将阀芯45移动到打开位置。在没有电流施加到线圈51的情况下，阀15将在弹簧最大值的预定范围内释放。向线圈组件50的线圈51施加电流减小了所引起的弹簧力，从而减小了阀的设置。调节的压力与输入至线圈组件50的线圈51的输入电流成反比。
液压阀15包括阀体71，所述阀体连接到阀笼40并限定能够与阀笼40的孔43流体连接的内腔72。先导操作阀70相对于阀笼40和阀体71设置在中间，以将阀体71的内腔72与阀笼40的孔43流体隔离，先导操作阀70受到阀笼40的孔43中存在的先导流体的液压开启力。先导弹簧73设置在阀体71的内腔72内，并布置成使先导操作阀70受到关闭弹簧力。可调节的塞74设置在阀体71内，并适于调节由先导弹簧73施加的关闭弹簧力。
先导操作阀包括固定地设置在阀体71的腔72内的壳体75。壳体75包括具有内部开口78和外部开口79的纵向通道77。纵向通道77与横向的先导通道80和纵向孔81连通。壳体75包括环绕纵向通道77的内部开口78的先导座82。壳体75可以限定与纵向通道77连通的阻尼孔83，使得所述壳体限定：具有邻近提升阀55设置的先导孔的受限的轴向通道；经由横向的先导通道的径向通道或先导箱连接部；以及先导提升阀55设置在其中的轴向提升阀孔。
先导提升阀55可动地设置在壳体75的纵向孔77的轴向提升阀孔部分中。先导提升阀55适于密封地接合先导座82。当先导提升阀55从先导座82脱离安置时，第一端口1经由横向的先导通道80而布置成与第三端口3流体连通。
线圈组件50安装到阀体71。液压阀15构造成使得，当液压阀15的线圈组件50断电时，可动构件45处于常闭位置，在该常闭位置中，第一端口1和第二端口2通过液压阀15彼此流体隔离，并且当液压阀15的线圈组件50通电时，可动构件45能够移动到一系列打开位置中的一个，在该一系列打开位置中，允许液压流体从第一端口1通过阀笼40的横孔41流动到第二端口2。
线圈组件50包括线圈51、衔铁84和极片85。线圈51围绕衔铁84设置。极片85和衔铁84设置在阀体71的内腔72内。先导弹簧73设置在极片85和衔铁84之间。衔铁84设置在先导弹簧73和先导操作阀70之间。施加到线圈51的电流提供作用在衔铁84上的磁力，该磁力引起衔铁84朝向极片85运动，使得关闭弹簧力可以被选择性地调节，从而调节液压阀15的阈值压力。
保持螺母87安装至致动器管道88，该致动器管道包括阀体71的部分，并具有形成内阀腔72的一部分的大致圆柱形的孔。保持器螺母87安装至致动器管道88，所述致动器管道的一部分螺纹接合在保持器螺母87的中心孔内。保持器螺母87构造成将线圈组件50的线圈51紧固到致动器管道88。液压阀15的线圈组件50可以包括线圈框架，该线圈框架容纳沿周向安装在致动器管道88上的线圈51。
壳体75固定在致动器管道88的孔内。极片85固定在致动器管道88的孔内，并且具有大致圆柱形的轴向孔和面向下的表面。可调节的塞74用作先导弹簧调节器，并且安置于极片85的孔内。
衔铁84可滑动地设置在致动器管道88的孔内、邻近弹簧调节器74。衔铁84具有大致圆柱形的轴向孔和面向上的表面。先导弹簧73设置在极片85的轴向孔内和衔铁84的轴向孔内。先导弹簧73抵接弹簧调节器74和衔铁84，以提供抵抗衔铁84的偏压力，从而当电流施加到线圈51时抵抗衔铁朝向极片85的运动。
在实施例中，由极片85的面向下的表面和衔铁84的面向上的表面限定间隙89。间隙89可以具有大致截头圆锥形的形状并且围绕先导弹簧73的周边延伸，在实施例中，柔性的非磁性垫圈可以设置在间隙89内以帮助防止在极片85和衔铁84之间的剩磁的积聚。同时间隙89可以具有各种有用的构造，优选地极片85和衔铁84的接近表面具有大约六到九度的斜度，截头圆锥形间隙的末端朝向保持器87定向，并且基部朝向壳体75定向。非磁性垫圈优选为黄铜，但是可以为青铜、塑料、不锈钢或具有类似弹簧特征的任何其它合适的非磁性材料。该垫圈在其它方面可以与美国专利第6,267,350号中示出和描述的垫圈类似，该专利通过引用整体并入本文。
在衔铁84内设置有隔离件90，控制构件或先导提升阀55可滑动地设置在壳体75的轴向提升阀孔中并抵接隔离件90。先导提升阀55具有头部，该头部的圆周小于壳体75的提升阀孔的圆周。先导提升阀55的头部具有末端91，当阀15的可动构件45处于关闭位置时，所述末端安置在壳体75的受限的轴向通道83内。
液压阀15的阀笼40限定了：包括第一端口1的大致圆柱形的轴向孔43；包括第二端口2的横孔41的排；以及弹簧腔92。阀芯45可滑动地布置在阀笼40的轴向孔43中。阀芯45具有大致圆柱形的轴向孔93和弹簧腔94。过滤器孔口95可以设置在阀芯45的孔93中，并且与其螺纹接合，以便保持过滤器孔口95相对阀芯45呈固定关系。阀芯弹簧47设置在阀笼40的弹簧腔92和阀芯45的弹簧腔94中，所述阀芯弹簧的上端抵接壳体75，并且其下端接触阀芯45的轴向孔93中的台阶状部分。
过滤器孔口95可以包括设置在插入件的入口端中的入口96、设置在插入件的出口端中的出口97、以及在所述入口和出口之间的孔口98，使得经由孔口98在入口96和出口97之间建立连通。过滤器孔口98可以与阀芯45的轴向孔93配合以在它们之间限定已过滤流体通道。已过滤流体通道与过滤器孔口95的横孔连通，所述横孔通向由过滤器孔口95限定的孔口98。过滤器孔口95在操作上可以与美国专利第7,137,406号中描述的过滤器40和孔口146类似，该专利通过引用并入本文。
当阀15处于关闭位置时，如图4所示，阀芯45和阀笼40沿阀15的纵向轴线呈彼此重叠关系，并且沿横向轴线彼此接近地设置，以提供密封，该密封基本上防止从主通道到限定第二端口2的横向孔的流动。
图4示出了阀15处于关闭位置，其中没有电流施加到线圈51。第一端口1适于连接到提升联动系统的液压缸22，所述提升联动系统可包括加压流体的源。液压缸22中的加压流体作用在第一端口1上。流体行进通过过滤器孔口95并进入阀芯45和阀笼40的弹簧腔94、92。流体行进通过壳体75的受限的轴向通道77。流体作用于安置在壳体75的受限的轴向通道77中的先导提升阀55的末端91，从而使得当从第一端口1流出的加压流体所施加的力超过由先导弹簧73所施加的弹簧力时先导提升阀55向上移动。此时，先导提升阀55向上移动，这进而使间隔件90和衔铁84也向上移动，从而允许流体从先导孔口83移动通过壳体75的横向通道80移动并经由适于作为先导箱连接部的第三端口3流出液压阀15。衔铁84的向上运动压缩先导弹簧73。先导提升阀55向上运动直到由加压流体和压缩的先导弹簧73所施加的力达到平衡。随着由加压流体施加的力增大，先导提升阀55进一步向上移动，并允许更大体积的流体经由第三端口3离开液压阀15至先导箱连接部。该流动也被称为“先导流动”，其导致壳体75的受限的轴向通道77和阀笼40的弹簧腔室92、94和阀芯45中的流体压力下降到第一端口1处的流体压力之下。在阀芯45上产生的压差在阀芯45上产生向上的力。当该向上的力足以克服主弹簧47的弹性时，阀芯45向上移动，直到在第一端口1和第二端口2之间建立流体连通。
当电流施加到阀15的线圈51时，产生磁化极片85的磁场。如果电流足够，所产生的磁力导致衔铁84克服先导弹簧73的偏压力，使得衔铁84朝向极片85移动。衔铁84的向上运动导致间隔件90也向上移动，从而允许来自进入壳体75的先导孔口83的流体的压力向上推动先导提升阀55，并允许该流体从先导孔口83移动通过壳体75的受限的轴向通道77，并经由通过第三端口3建立的先导箱连接部而离开液压阀15。随着向上的磁力增加，衔铁84进一步向上移动，并且允许更大量的流体经由壳体75的先导箱连接部从阀笼40和阀芯45的弹簧腔92、94流出。在实施例中，电流可以施加到阀15的线圈51，使得主弹簧47的力平衡。
根据本公开的原理构造的液压控制系统的实施例可以用来执行控制上述液压系统的方法。在实施例中，遵循本公开原理的控制液压系统的方法可以与根据本文讨论的原理的液压阀的任何实施例一起使用。
在一个实施例中，一种控制液压回路的方法可用于控制液压回路，所述液压回路包括泵、主控制阀(MCV)、主体、液压阀、止回组件、液压缸和箱。所述主体限定阀腔、第一端口、第二端口和第三端口。第一端口、第二端口和第三端口中的每一个与阀腔流体连通。第一端口流体地连接到液压缸，第二端口流体地连接到MCV，第二端口通过MCV流体地连接到来自泵的液压流体源，并且第三端口流体地连接到箱。液压阀安装到主体，使得液压阀至少部分地设置在阀腔内。液压阀包括电比例压力阀并且具有鼻部。所述止回组件设置在所述阀腔内并且与所述液压阀成抵接关系，使得所述止回组件抵接所述液压阀的鼻部安置。该方法包括执行提升操作，其中加压的液压流体的流从第二端口通过止回组件输送到第一端口。在提升操作期间，液压阀的线圈保持在断电状态。
在实施例中，可以执行下降操作，其中液压流体的流通过液压控制阀从第一端口输送到第二端口。在下降操作期间，液压阀的线圈被通电，以成比例地减小由液压插装阀的主弹簧施加的有效力。
在实施例中，如果液压回路中的液压流体发生损失，则通过阻止液压流体从第一端口通过止回组件流动到第二端口，可以阻挡液压流体从液压缸流动以将负载物保持在适当位置。在实施例中，如果液压缸中的压力超过预定极限，则能够执行卸压操作，在卸压操作中，通过克服液压阀的主弹簧的力而移动液压阀的可动构件，液压流体从液压缸经由第一端口通过液压阀输送到第三端口。
本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利，均通过引用并入本文，其程度如同每篇参考文献被单独且具体地指明通过引用并入本文并且在本文中整体阐述。
在描述本公开的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)使用的术语“一”和“一个”和“该”以及类似的对象应被解释为覆盖单数和复数两者，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应被解释为开放式术语(即，意味着“包括但不限于”)，除非另有说明。本文中对数值范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法，除非本文另有说明，并且每个单独值被并入说明书中，如同其在本文中被单独叙述一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法可以任何合适的顺序进行。除非另有要求，否则本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如，“比如”)的使用仅旨在更好地说明本公开，而不是对本公开的范围施加限制。说明书中的语言不应被解释为指示任何未要求保护的元素对于本公开的实践是必要的。
本文描述了本公开的优选实施例，包括发明人已知的用于实施本公开的最佳模式。在阅读了前面的描述之后，那些优选实施例的变体方案对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。发明人期望技术人员适当地采用这些变体方案，并且发明人希望本发明以不同于本文具体描述的方式实施。因此，本发明包括适用法律所允许的所附权利要求中所记载的主题的所有修改和等同物。此外，本发明涵盖上述元件在其所有可能变化中的任何组合，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。

Claims (20)

1.一种液压控制组件，包括：
主体，所述主体限定阀腔、第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口、第二端口和第三端口中的每一个与所述阀腔流体连通，所述第一端口适于流体连接到液压回路的液压缸，所述第二端口适于流体连接到所述液压回路的主控制阀(MCV)，所述第二端口通过所述主控制阀流体连接到液压流体源，并且所述第三端口适于流体连接到所述液压回路的箱；
液压阀，所述液压阀安装到所述主体，使得所述液压阀至少部分地设置在所述阀腔内，所述液压阀包括电比例压力阀并且具有鼻部；以及
止回组件，所述止回组件设置在所述阀腔内并与所述液压阀呈抵接关系，使得所述止回组件抵接所述液压阀的鼻部安置；
其中，所述止回组件被构造成允许液压流体从所述第二端口通过所述止回组件流动到所述第一端口，并且防止液压流体从所述第一端口通过所述止回组件流动到所述第二端口；以及
其中，所述液压阀构造成一旦所述第一端口处的负载压力超过阈值压力就允许液压流体从所述第一端口通过所述液压阀流动到所述第二端口，并且构造成当所述负载压力低于所述阈值压力时阻挡所述液压流体从所述第一端口流动到所述第二端口。
2.根据权利要求1所述的液压控制组件，其中，所述液压阀包括电比例压力阀，所述电比例压力阀包括具有线圈的线圈组件，其中所述阈值压力与输入到所述线圈的电流成反比。
3.根据权利要求1或2所述的液压控制组件，其中，所述液压阀构造成两级式阀，其中主元件被先导元件经由先导流控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压控制组件，其中，所述液压阀包括构造成控制压力的内部比例先导阀。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压控制组件，其中，所述液压阀构造成使得从所述第一端口至所述第二端口的液压流体的流通过所述液压阀被卸压至所述第三端口。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液压控制组件，其中，所述液压阀包括：
阀笼，所述阀笼限定轴向孔和多个横孔，
可动构件，其设置在所述阀笼的所述轴向孔内，并且能够在关闭位置与打开位置之间相对于所述阀笼在行程范围内轴向移动，在所述关闭位置，所述可动构件闭塞所述横孔以使所述第一端口和所述第二端口彼此流体隔离，在所述打开位置，所述第一端口和所述第二端口通过所述阀笼彼此流体连通，和
弹簧，所述弹簧与所述可动构件布置在一起以产生抵抗所述可动构件的弹簧力，以将所述可动构件偏压到所述关闭位置，使得液压流体从所述第一端口到所述第二端口的流动被阻挡，直到所述第一端口处的所述负载压力足以克服所述弹簧力以将所述可动构件移动到所述打开位置。
7.根据权利要求6所述的液压控制组件，其中，所述止回阀组件所抵接安置的所述液压阀的鼻部包括所述阀笼和所述可动构件中的至少一者。
8.根据权利要求6或7所述的液压控制组件，其中，所述液压阀包括：
阀体，所述阀体连接到所述阀笼并且限定内腔，所述内腔能够与所述阀笼的孔流体连接；
先导操作阀，所述先导操作阀相对于所述阀笼和所述阀体布置在中间，以将所述阀体的所述内腔与所述阀笼的所述孔流体地隔离，所述先导操作阀受到所述阀笼的所述孔中存在的先导流体的液压打开力，
先导弹簧，所述先导弹簧设置在所述阀体的所述内腔内，并且布置成使所述先导操作阀受到关闭弹簧力。
9.根据权利要求8所述的液压控制组件，其中，所述液压阀的所述先导操作阀包括：
固定在阀体的腔内的壳体，所述壳体包括具有内部开口和外部开口的纵向通道，所述纵向通道与横向的先导通道和纵向孔连通，并且所述壳体包括环绕所述纵向通道的所述内部开口的先导阀座，以及
先导提升阀，所述先导提升阀可动地设置在所述壳体的所述纵向孔内，所述先导提升阀适于密封地接合所述先导阀座。
10.根据权利要求8或9所述的液压控制组件，其中，所述液压阀包括：
可调节塞，所述可调节塞设置在所述阀体内并适于调节由所述先导弹簧施加的所述关闭弹簧力。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的液压控制组件，其中，所述液压阀包括：
线圈组件，所述线圈组件安装到所述阀体，所述线圈组件包括线圈、衔铁和极片，所述线圈围绕所述衔铁设置，所述极片和所述衔铁设置在所述阀体的所述内腔内，所述弹簧设置在所述极片与所述衔铁之间，并且所述衔铁设置在所述先导弹簧与所述先导操作阀之间；
其中，施加到所述线圈的电流提供作用在所述衔铁上的磁力，所述磁力引起所述衔铁朝向所述极片的移动，使得所述关闭弹簧力能够被选择性地调节，从而调节所述阈值压力。
12.根据权利要求11所述的液压控制组件，其中，所述液压阀构造成使得，当所述液压阀的所述线圈组件断电时，所述可动构件处于常闭位置，在所述常闭位置中，所述第一端口和第二端口通过所述液压阀而彼此流体隔离，并且当所述液压阀的所述线圈组件通电时，所述可动构件能够移动到一系列打开位置中的一个，在所述一系列打开位置中，允许液压流体通过所述阀笼的所述横孔从所述第一端口流动到所述第二端口。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的液压控制组件，其中所述止回组件包括止回提升阀、提升阀引导件和止回弹簧，所述止回提升阀和所述提升阀引导件各自为中空且圆柱形的，所述止回提升阀与所述液压阀的鼻部呈抵接关系，所述提升阀引导件远离所述液压阀设置并且与所述阀体呈接合关系，并且所述止回弹簧介于所述止回提升阀和所述提升阀引导件之间并且适于产生止回弹簧力以促使所述止回提升阀的外部表面与所述液压阀的鼻部呈接合关系，以流体地防止液压流体从所述第一端口通过所述止回组件流动到所述第二端口。
14.根据权利要求13所述的液压控制组件，其中，所述止回组件被构造成使得足以克服所述止回弹簧的止回弹簧力的液压流体从所述第二端口至所述第一端口的流动使所述止回提升阀远离所述液压阀的鼻部移动到打开位置，在所述打开位置中，允许液压流体从所述第二端口流动至所述第一端口。
15.根据权利要求13或14所述的液压控制组件，其中，所述液压阀包括：
阀笼，所述阀笼限定轴向孔和多个横孔，
可动构件，其设置在所述阀笼的所述轴向孔内，并且能够在关闭位置与打开位置之间相对于所述阀笼在行程范围内轴向移动，在所述关闭位置中，所述可动构件闭塞所述横孔以使所述第一端口和第二端口彼此流体隔离，在所述打开位置中，所述第一端口和第二端口通过所述阀笼彼此流体连通，和
弹簧，其与所述可动构件布置在一起以产生抵抗所述可动构件以将所述可动构件偏压到所述关闭位置的弹簧力，使得从所述第一端口到所述第二端口的液压流体的流动被阻挡，直到所述第一端口处的所述负载压力足以克服所述弹簧力以将所述可动构件移动到所述打开位置；以及
其中，所述止回组件布置成使得所述第一端口处的所述负载压力通过所述止回提升阀的中空内部、所述提升阀引导件和所述止回弹簧而作用在所述液压阀的所述可动构件上。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的液压控制组件，其中，所述止回组件和所述液压阀构造成使得如果所述液压流体的流动产生足以打开所述液压阀的先导提升阀的压力，则能够允许液压流体从所述第二端口通过所述液压阀和所述止回组件的中空内部流动至所述第三端口。
17.一种控制液压回路的方法，所述液压回路包括泵、主控制阀(MCV)、主体、液压阀、止回组件、液压缸和箱，其中：
所述主体限定阀腔、第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口、第二端口和第三端口中的每一个与所述阀腔流体连通，所述第一端口流体连接到所述液压缸，所述第二端口流体连接到所述主控制阀，所述第二端口通过所述主控制阀流体连接到来自所述泵的液压流体源，并且所述第三端口流体连接到所述箱，所述液压阀安装到所述主体，使得所述液压阀至少部分地设置在所述阀腔内，
液压阀包括电比例压力阀，并且具有鼻部，以及
所述止回组件设置在所述阀腔内，并且与所述液压阀呈抵接关系，使得所述止回组件抵接所述液压阀的鼻部安置，所述方法包括：
执行提升操作，在所述提升操作中，加压的液压流体的流从所述第二端口通过所述止回组件输送到所述第一端口；
在所述提升操作期间将所述液压阀的线圈保持在断电状态。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
执行下降操作，在所述下降操作中，液压流体的流从所述第一端口通过液压控制阀输送到所述第二端口；
在所述下降操作期间使所述液压阀的所述线圈通电，以成比例地减小由液压插装阀的主弹簧施加的有效力。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，还包括：
当液压回路中的液压流体发生损失时，通过阻止液压流体从所述第一端口通过所述止回组件流动到所述第二端口，来阻挡液压流体从所述液压缸的流动以将负载物保持在适当位置。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，还包括：
当所述液压缸中的压力超过预定极限时，执行压力释放操作，在所述压力释放操作中，通过克服所述液压阀的主弹簧的力而使所述液压阀的可动构件移动，从而将液压流体从所述液压缸经由所述第一端口通过所述液压阀输送到所述第三端口。
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