CN1789733A - 带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀 - Google Patents

Abstract

一种带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，包括泵(1)和泵(2)的输入接口(P1)、(P2)、油箱回油接口(T)以及与所述的输入接口并联连接伸缩机构比例操纵阀(10)、变幅机构比例操纵阀(20)、付卷机构比例操纵阀(30)、主卷机构比例操纵阀(40)，还设置有与泵出口相连的分流阀(PC1)、(PC2)及安全阀(R1)、(R2)，伸缩机构比例操纵阀、变幅机构比例操纵阀、付卷机构比例操纵阀、主卷机构比例操纵阀之间设置有负荷敏感信息回路(LS)，泵1和泵2回路之间设置有单双泵自动切换阀(PS)与单向阀(S)，自动选取择单泵供油或双泵供油；本发明的优点是操纵性能大幅度提高、能实现数个执行机构在各自不同负荷下的比例无级调速，至伸缩机构、变幅机构、付卷机构、主卷机构的阀接口输出流量只与输入指令成比例而价格仅为进口的1/3－1/4。

Description

带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀

技术领域

本发明涉及一种液压传动控制装置领域。特别是涉及一种广泛应用于对液压汽车起重机上的伸缩、变幅、主卷、付卷四大执行机构的控制技术的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀。本发明同样也适用于各类液压工程机械、船舶液压起重机、液压绞车以及工程船舶液压卷扬设备。

背景技术

现有传统式的主操纵阀仅仅是通断式换向开关阀，只能单纯操纵一个执行机构动作，阀本身不能无级调速，不能进行对二个或二个以上执行机构同时操纵，使液压汽车起重机的操纵性能大受影响，如图12与图13所示的手动操纵方式的主操纵阀液压原理图，安装在QY50液压汽车起重机上，有双泵合流的功能，但最大的缺点是传统式的液控主操纵阀有外部液控指令，但属于方向开关阀，无法实现比例调速，从A、B口输出的流量受到负荷变化很大影响，也不能进行二个和二个以上动作的同时操纵工作。只能进行对一个执行机构的操纵，不能同时操纵二个或二个以上执行机构工作，而且不能无级调速。

图13为外部液动操纵方式的主操纵阀液压原理图，其缺点与图12一样，只是操纵方式不同而已，而且该阀的容积效率较低，影响了主卷起升速度。

目前，国外起重机整机与工程机械的主操纵阀已发展到用电液操纵的阀控和泵控多路比例阀，并能实现机外有线远程操纵，而我国国产的上述主操纵阀的技术水平与国外存在很大的差距。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种能实现数个执行机构在各自不同负荷下的比例无级调速的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀。

本发明的目的是通过提供一种具有如下结构的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀而实现的，它包括二个泵的二个输入接口、油箱回油接口以及与输入接口并联连接的溢流阀、分流阀、减压阀、单向阀组成的液压系统装置。

液压系统装置设置有伸缩机构比例操纵阀、变幅机构比例操纵阀、付卷机构比例操纵阀、主卷机构比例操纵阀。液压系统装置设置有二个泵各自出口的二个分流阀及二个安全阀。

伸缩机构比例操纵阀、变幅机构比例操纵阀、付卷机构比例操纵阀、主卷机构比例操纵阀之间设置有负荷敏感信息回路。

输入接口与油箱回油接口之间设置有单双泵自动切换阀与单向阀。

分流阀一端连接有负荷压力反馈引入口，分流阀的另一端连接有油泵输出压力引入口。

伸缩机构比例操纵阀包括与泵1分流阀并联连接的伸缩机构换向调速阀，所述的换向调速阀串联连接一减压补偿阀，换向调速阀设置有两个至伸缩机构的外接口，换向调速阀与油泵接口之间并联一个主级溢流阀，换向调速阀与外接口之间连接次级溢流阀。

变幅机构比例操纵阀包括与泵1分流阀并联连接的变幅机构换向调速阀，换向调速阀串联连接一个减压补偿阀，换向调速阀设置有两个至变幅机构的外接口，换向调速阀油泵与接口之间并联并联公用的泵1主级溢流阀，换向调速阀与外接口的之间连接次级溢流阀。

付卷机构比例操纵阀包括与泵2分流阀并联连接的付卷机构换向调速阀，换向调速阀串联连接一减压补偿阀，换向调速阀设置有两个至付卷机构的二个外接口，换向调速阀与油泵接口之间连接一个泵2主级溢流阀。其外接口装次级溢流阀。

主卷机构比例操纵阀包括与泵2分流阀并联连接的主卷机构换向调速阀，换向调速阀串联连接一个减压补偿阀，换向调速阀设置有两个至变幅机构的二个外接口，换向调速阀与外接口之间并联公用的泵2主级溢流阀。其外接口装次级溢流阀。

负荷敏感信息回路中共设置有四个逻辑阀，第一至第三个逻辑阀相互串联，从中选择出四个换向调速阀反馈的最高负载压力，并传递给二个分流阀，第四个逻辑阀选择出伸缩与变幅换向调速阀反馈的最高负载压力，传递给单双泵自动切换阀。

伸缩、变幅、付卷及主卷四个比例操纵阀均可各自设置手动操纵手柄或液控操纵的液压油缸。

采用液控操纵方式时，伸缩、变幅、付卷及主卷四个比例操纵阀二端液压油缸均设置了放气口。

本阀组为主卷与副卷油马达制动器提供松闸的压力源接口。泵1与泵2出口各自的主级溢流阀设置卸荷口。

二个泵各设置有测压口，油箱回油接口设置有回油测压口。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本阀组的主要总体液压参数为：额定工作压力23～25Mpa，单泵排量160L/min，双泵合流320L/min(前者用于伸缩与变幅，后者用于主卷与付卷)并在柴油机转速高至2200r.p.m和低速600r.p.m时正常工作，外部液控操纵方式，外控压力0.6～2.2Mpa，手动操纵方式；换向阀芯的推力25～36kg。

2、本阀组所包含的液压机能技术细节较日本UCHIDA公司同类产品更为完善，而在结构设计和叠加组合方式，内部负荷信息网络回路构成具有自己的知识产权。

3、伸缩与变幅为单泵供油输入，而主卷与付卷工作自动切换或双泵合流输入这种内部具有自动控制功能完全依靠阀内负荷信息回路(LS回路)传递的指令来完成，无需人工另给指令，单泵供油时自动可靠阻止泵2排量向泵1倒流，也无需在阀组外另设控制阀

4、克服了传统国产主操纵阀只能单操(即只能对单个执行进行操纵工作)不能无级调速，不能对数个执行机构同时操纵的缺点。由于本阀组中所有换向阀(DV1～DV4)入口设置了减压补偿器(SC1～SC4)，它们与选择阀CV1～CV3和LS回路相联网，从而确保本阀组不仅能实现单操而且同操时各不同负荷压力下的比例无级调速，即各DV1～DV4阀A、B口输出流量只与输入的指令(如外控压力大小、操纵杆拨动角度)成比例，而不受各A、B口负荷变化影响。

5、为达到阀控系统最大节能效果，本阀组在泵1和泵2出口设置了压力补偿器PC1和PC2，通过LS回路和选择阀CV1～CV3，自动选择同操中最高负荷压力信号，使泵1和泵2自动输出供油压力与此相匹配，多余的排量以此压力分流至T回路，实现了压力与流量的双重匹配，如配以负荷敏感变量泵系统，可实现无分流的最节能的功率匹配系统，此时本阀组只要更换入口联和过渡联，改变内部LS回路与选择阀排列即可。

6、本阀组内设置了复杂、完整的负荷信息网络回路与数个选择阀进行逻辑安排，将四个执行机构的八条不同负荷信息进行自动检出、传递、选择比较、复制、分成四路通向不同机能的阀件与回路，并在负荷信息到达的终点设置了阻尼衰减器，自动协调各阀件动作的动态响应与静态稳定性，并消除寄生振荡。

7、本阀组中的变幅换向阀芯(DV2)具有独特的机能设计，已配合徐重厂采用世界上最先进的“带过补偿的负荷控制阀”，实现无需油泵供油，仅靠臂架自重，且能自动跟踪变幅力矩变化而相协调的安全、自由落臂动作速度。

8、本阀组设置的选择阀为螺纹旋入式结构，可从阀组的外表面旋入到阀组内部的LS回路中，在调试或工作中出现故障时，不必解体整个阀组，只要将选择阀旋出即可，快速检查与判断SL回路是否通畅，选择自身动作是否失灵。本阀组内安装的次级溢流阀也为螺纹旋入式结构，主溢流阀为法兰连接叠加方式，主溢流阀的遥控卸载口，供制动器松闸压力源接口，泵1旁通口，泵1泵2和回油测压口均为内螺纹接口，以方便用户连接外接管路。

总之，操纵性能大幅度提高的先进性、有丰富的技术延伸价值，能实现数个执行机构在各自不同负荷下的比例无级调速，无论对一个执行机构操纵，还是对数个执行机构同时操纵，均能保持原有的比例无级调速特性，至伸缩机构、变幅机构、付卷机构、主卷机构的阀接口输出流量只与输入指令成比例(如液控压力、手动操纵柄角度)，可逐步取代各旧式的国产主操纵阀组，价格仅为进口的1/3-1/4。

附图说明

图1为本发明外部液控操纵指令的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀液压原理图；

图2为本发明的手柄操纵指令的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀液压原理；

图3为本发明的负荷信息网络回路和泵输出压力信息回路方框图；

图4为本发明液控操纵带负荷敏感双泵合流型比例多路阀总装配图；

图5为本发明手动操纵带负荷敏感双泵合流型比例多路阀总装配图；

图6为本发明为换向阀芯(DV阀)和减压补偿器(SC阀)的装配图；

图7为本发明的变幅换向阀芯结构图；

图8为本发明的单双泵自动切换阀与泵2出口压力补偿器的装配图；

图9为本发明的泵1与泵2出口压力补偿器结构图；

图10为本发明的选择阀(SV阀)的剖面图；

图11为本发明的部分LS回路通道剖面；

图12为一种现有技术的主操纵阀液压系统原理图；

图13为另一种现有技术的主操纵阀液压系统原理图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

图1至图11示出了本发明带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀实施方式。

图1为外部液控操纵的带负荷敏感型多路比例操纵阀液压原理图；图2为手动操纵方式的带负荷敏感型多路比例操纵阀液压原理图，现将图中主要代号名称说明如下：

P1、P2为泵1和泵2排量的输入接口

R1、R2为泵1和泵2各自出口的主溢流阀，又称安全阀；

PC1、PC2为泵1和泵2各自出口的压力补偿器，又称分流阀；

DV1为伸缩机构换向调速阀，又称伸缩换向阀；

DV2为变幅机构换向调速阀，又称变幅换向阀；

DV3为付卷机构换向调速阀，又称付卷换向阀；

DV4为主卷机构换向调速阀，又称主卷换向阀；

SC1、SC2、SC3、SC4分别为DV1、DV2、DV3、DV4换向调速阀的入口前置减压阀，又称减压补偿阀；

PS为单双泵自动切换阀；

PR1、PR2、PR3、PR4为次级溢流阀；

PR5、PR6为次级溢流补油阀

SV1、SV2、SV3、SV4为设置在LS负荷敏感信息回路上的选择阀，又称梭形阀或逻辑阀；

S为单向阀，又称止回阀；

T为通油箱回油接口；

A1、A2、A3、A4、与B1、B2、B3、B4为至伸缩机构、变幅机构、付卷机构、主卷机构的接口；

Y1～Y8为外部液控压力输入口，又称液控指令输入口；

H1、H2、H3、H4为伸缩、变幅、付卷、主卷各自操纵手柄，又称手动操纵指令；

b为主、付卷制动器松闸压力源接口；

W1～W8放气口；

V1、V2为R1和R2的各自卸荷口；

G1、G2为泵1和泵2的测压口；

G3为回油测压口；

LS为负荷敏感信息回路；

L为泵1旁通口，平时堵着，按用户需要接通此口；

第一种实施例：

液控压力指令的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀如图1所示。其实施过程：

液控指令是指向Y口输入外部液控压力PX，按国标常规其范围为0.6～2.0MPa之间，它表示输入指令信号的大小范围，正向指令从Y1、Y3、Y5、Y7口输入，反向指令从Y2、Y4、Y6、Y8口输入。0.6MPa为最小指令信号，2.0MPa为最大指令信号，超过0.6Mpa的压力就能使DV1伸缩机构换向调速阀、DV2变幅机构换向调速阀、DV3付卷机构换向调速阀、DV4主卷机构换向调速阀的阀芯开启，2.0MPa为最大开启。其开启后形成的DV1伸缩机构换向调速阀、DV2变幅机构换向调速阀、DV3付卷机构换向调速阀、DV4主卷机构换向调速阀的进出口的流通面积F_X变化与输入液控指令信号大小成正比。从A1、A2、A3、A4、与B1、B2、B3、B4至伸缩机构、变幅机构、付卷机构、主卷机构的接口输出的流量Q_X与流通面积F_X成正比，因此，所谓的无级比例调速是指从DV1伸缩机构换向调速阀、DV2变幅机构换向调速阀、DV3付卷机构换向调速阀、DV4主卷机构换向调速阀的A1、A2、A3、A4、与B1、B2、B3、B4口输出流量Q_X与液控输入指令信号即正向指令从Y1、Y3、Y5、Y7口输入，反向指令从Y2、Y4、Y6、Y8口输入成正比关系。

如向伸缩用DV1阀的Y1口输入液控压力1.3MPa信号，DV1阀产生5mm位移，开启的最大流通面积，P1泵的一半排量经SC1、换向调速阀至DV阀流向A接口，使伸缩油缸向外伸出，油缸的回油从DV换向调速阀B接口回到本阀的T通油箱回油接口至油箱。

由于伸缩油缸克服外负荷，其负荷压力P_L自动从DV阀的压力检出口反馈到SC1阀弹簧腔，与DV1阀入口压力相比较进行前置减压补偿，始终保持DV1阀入口与A(B)口恒定压差，与SC1阀组成调速阀组，负荷压力P_L第二路通向SV4阀，推动SV4阀内钢球关闭与DV2阀负荷压力检出口通路，P_L压力传递至PS阀弹簧腔，将PS阀关闭，切断泵P1排量流向泵P2，阻止与泵2排量合流。

负荷压力P_L第三路通向SV1阀推动SV1阀内钢球关闭至SV2阀通道，P_L压力经LS回路传递至PC1阀的弹簧腔，而PC1阀另一端是泵P1引入的输出压力信号，进行压力补偿，保持泵P1输出压力与负荷压力P_L恒定压差，即泵输出压力始终比负荷压力高一个恒定压差，泵多余的排量从PC1阀分流到本阀T口，这就是所谓的负荷敏感信息回路，(LS回路)中负荷压力的流程。

如单独向付卷DV3阀Y5口输入液控压力P_X信号，DV3阀开启流通面积，从A3口输出相应的流量，其付卷工作时的负荷压力一路传递SC3阀，另一路通过LS回路关闭SV2阀一端通向DV2阀，关闭SV1阀一端通向DV1阀，关闭SV3阀一端通向DV4阀，，经这些SV2、SV1、SV3阀逻辑安排后，将付卷负荷压力传递至PC2阀弹簧腔和PC1阀弹簧腔，付卷的负荷压力不会传递至PS阀弹簧腔，这时PS阀自动开启，使泵P1的排量经PS阀和单向阀S与泵P2的排量进行合流，双泵合流后一部分排量根据DV3阀的开启面积按比例从A3接口流出，供付卷使用，而多余的排量从PC1和PC2阀分流至T口。

如需伸缩与付卷同时操纵时，只需向Y1口和Y5口(或Y2口和Y6口)同时输入各自的液控压力指令即可，DV1阀和DV3阀均同时开启，DV1阀A1(或B1)口和DV3阀A3(或B3)口会同时输出各自所需的流量，假如付卷的负荷压力较低被SV1阀内钢球阻挡，这时泵1和泵2分别以伸缩负荷压力再加上各自PC1和PC2弹簧设定的定压差输出，向DV1和DV3阀供油，从A1(或B1)和A3(或B3)流出各自液控压力指令设定的流量，二个泵多余的排量从各自PC1和PC2分流至T口，如果伸缩的负荷压力低于付卷的负荷压力，而泵均以付卷负荷压力加上各自定压差输出排量，此时，伸缩DV1阀前置减压阀SC1自动进行减压补偿，即SC1阀自动关小，使DV1阀入口与A(或B口)保持定压差，确保DV1阀原来设定的比例控制特性即无级比例调速特性。

所有上述操纵性能均依靠本阀的负荷敏感来完成，负荷压力在LS回路内传递、比较、复制、命令各元件相匹配动作。

图12中现有传统式的液控主操纵阀有外部液控指令，但属于方向开关阀，无法实现比例调速，从A、B口输出的流量受到负荷变化很大影响，也不能进行二个和二个以上动作的同时操纵工作。

第二个实施例：手柄操纵指令的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀

如图2所示。其实施过程：与第一个实施例比较，只是指令输入方式不同，前者是液控压力指令，后者是手柄操纵角度大小作为输入指令而已，液压原理基本相同。

图3用方框图和粗线、虚线表达本阀内部负荷敏感信息回路，油泵压力信息回路，油泵输出排量回路与指令输出相互管理联网的简图，以便于理解本阀组图1和图2的液压原理。

图4为第一个实施例液控操纵带负荷敏感型比例多路阀总装配图；

图5为第二个实施例手动操纵带负荷敏感型比例多路阀总装配图；它们均由泵1入口联、伸缩、变幅联、中间过渡联、主、付卷联、回油联相叠加，用三根M16高强度长螺栓将泵1入口联，伸缩变幅联连接在中间过渡联左侧，同样用三根M16高强度长螺栓和弹簧垫圈将主、付卷联和回油联连接在中间过渡联右侧。整个阀组可用4根M12螺钉固定在汽车起重机驾驶室旁的底座。

虽然二种操纵方式不一样，但他们的安装尺寸相同，泵1入口联，中间过渡联、回油联二者结构、内部零件完全相同，二者伸缩变幅联，主付卷联的阀体和内部大部分零件也相同，只要更换DV阀阀芯，弹簧和弹簧套即可，能达到70％以上零件相互通用性，有利于工厂批量生产与相互派生装配。

从外接口的布置考虑到外接管与本阀连接的方便，将泵P1口，泵P2口、回油T口、伸缩A1、B1口、变幅A2、B2口、付卷A3、B3口、主卷A4、B4口，全部平行向上，这些口的间距和螺纹规格确保安装外接口接头体时不相碰，使扳手有回转的余地。SV1～SV4阀均用螺纹旋入式结构，PC1、PC1和SC1～SC4均有在外部调节各自弹簧的设定压力R1和R2，PR1～PR6也可在外部调节其开启压力，装在中间过渡联上的衰减器，也可很方便地在不介体的情况下更换内部过滤器，所有这些结构安排均方便用户维修保养。

图6为第二个实施例(手动操纵方式)的本阀组的主、付卷联装配图，伸缩、变幅联的结构与图4基本相同。该联分成上、中、下三层，上层安装次级溢流阀，中层安装DV阀，又称换向阀，下层为安装减压补偿阀(SC阀)其流道布置，下面为泵P2的输入腔，中间为DV阀的入口P腔，最上端为A和B腔，这二口与执行机构用外接管路连接。A、B腔外侧安装次级溢流阀，在A、B腔的二侧为T腔(即回油腔)。由件1弹簧套，件2、3螺钉、垫圈，件4弹簧，件5套筒，件6弹簧座，件7DV阀阀芯，件13阀体，件14SC阀阀芯，件15弹簧，件16弹簧座，件18调节螺钉等组成，3-∮17孔为与其他联相叠加的连接螺孔。

DV阀芯在弹簧4作用下处于中立位置，关闭P′与A、P′与B之间的通路，SC阀阀芯在弹簧5作用下处于最右侧，确保P2和P′之间形成通路，调节螺钉18可调节P′至A腔，P′至B腔的定压差。当需向B口输出一定流量时，用操纵手柄将DV阀芯7向左拨动一定距离，使中间P′腔与B腔沟通，并形成一定流通面积(液控方式，即向弹簧腔Y口输入一定的外控压力指令)这时P2腔排量一部分经SC阀芯与孔环形通道至P′腔再经节流槽(可变流通面积)至B腔输入执行机构，使执行机构运动，而回油至A腔经左端T腔回油箱，从B口输出流量与操纵手柄拨动角度(即DV阀位移，也就是P′至B的流通面积成正比)。B口形成的负荷压力经DV阀芯右端的径向与轴向的小通道至右端负荷检出口，和阀体环槽通向本阀组的LS回路和选择阀，最后传递到PC1和PC2阀弹簧腔进行压力补偿，使泵P1和泵P2以此负荷压力加上PC1和PC2各自弹簧设定的定压差的压力输出至本联的P2腔，多余的排量从PC1和PC2分流至T口，输入的指令(即操纵手柄角度，或液控压力)越大，从B口输出流量越大，而泵的分流量越小，始终保持泵的排量为B口(或A口)输出流量与分流量之和。当操纵手柄角度为零，(或液控压力小于0.6MPa)DV阀芯在自身弹簧作用下回复到中位，关闭P′至B(或P′至A)的通路，A、B口无流量输出，而泵的全部排量从PC1和PC2阀以低压旁通至T口回油箱。

SC阀芯的弹簧腔引入A、B口负荷压力，而右端经SC阀芯中间的径向与轴向小通道引入P2腔的油泵输出压力，在单独操纵时SC阀芯处于最大开启度，而当同时操纵其他DV阀时，且本联的负荷压力低于其他同操联的负荷压力时，本阀SC阀P2腔引向SC阀芯右端压力形成向左推力大于左端弹簧腔的向右推力(加上弹簧力)使SC阀芯向左移动，关小P2腔至P′腔的开口度，形成流阻，而减压使P′腔与B腔仍保持原有的定压差，这就是减压补偿原理。这样就实现了既能二个执行机构同时操纵工作，又能保持原有的比例调速特性。

当需向A口输出流量时，拨动操纵手柄使DV阀芯向右移动即可，此时，DV阀芯关闭右端负荷压力检出口，而打开左端负荷压力检出口，将A腔的负荷压力与LS回路相通，其负荷敏感和压力补偿与上述相同，省略叙述。

图7所示的是本发明的变幅换向阀芯机能，在操纵落臂时，切断P′口供油给B口(即P′口封闭)，本发明的变幅换向阀芯机能不同于传统方式的机能，其割槽形式在落臂位置机能为 而传统的机能为

。而靠臂架自重，A、B两腔自成回路，油缸无杆腔排出的多余油从T口流出，达到自动跟踪变幅力矩变化而相协调的安全，自由落臂动作速度，即随变幅力矩逐渐增加，自由落臂角速度自动逐渐减小，而传统变幅阀芯机能和B口安装普通的平衡阀使用时，随着变幅力矩增加，落臂角速度也增加，易造成失速的不安全因素，这种带负荷压力过补偿负荷控制阀因为没有现成的产品，还需从德国进口。

本发明的DV阀阀芯的另一特点是图7A-A剖视和局部放大图所示的调速节流口的形状设计，即可变P′至A(或B)的流通面积，单泵供油的伸缩与变幅DV阀芯为4条，而双泵合流供油的主、付卷DV阀阀芯为8条，每条沟槽截面夹角为90°，呈35°24′倾斜，四条沟槽最大流通面积为1cm²，8条沟槽最大流通面积为2.0cm²，在DV阀P′口与A口(或B口)设定定压差为1.0Mpa时，前者可输出额定流量160L/min，后者可输出额定流量320L/min，对于不同的用户需要可以改变沟槽夹角度数和数量即可，夹角可改成60°，数量可加工成2、3、5、6、8条等对称均布，这样可派生数十种额定输出流量，工厂根据用户要求进行配制，十分方便。这种沟槽形状的另一特性是流通面积变化有利于微速与慢速控制(即微流量与小流量输出)，对起吊大型、昂贵、易碎、军民用货物与设备的低速控制十分有利。

图8为单双泵自动切换阀(PS阀)与泵2出口压力补偿器(PC2阀)的装配图，此图也称为中间过渡联部分剖面，此联的布置，顶面安装衰减器4，泵2出口主溢流阀R2(序号5)。选择阀SV2和SV4(序号6)，上部左端安装PC2阀，下部安装PS阀，左侧下部开有泵1旁通口L，图中的许多细线小通道即为部分LS回路。PS阀阀芯(序号25)右端安装设定定压差的调节弹簧(序号21)，可用调节螺钉(序号9)进行调节，PS阀芯中心开有径向和轴向的小通道将泵P1的输出压力引入PS阀芯左端腔，而PS阀芯右端弹簧腔引入经SV4阀选择的伸缩或变幅的负荷压力。(通过LS回路)(参阅图1)。

当伸缩或变幅(DV1阀或DV2阀)工作时，其负荷压力通过LS回路与SV4阀选择传递进入PS阀弹簧腔，加上弹簧推力，将PS阀芯向左移动，关闭P1腔通向至单向阀S的流道，阻止泵1的排量向泵2合流，(虽然泵1的压力通过PS阀芯中间小流道至PS阀左端，但形成向右的推力小于前者向左的推力，故PS阀芯向左移动)而泵1供油只提供给DV1阀或DV2阀使用，当DV1阀(DV2阀)与DV3阀(DV4阀)同时操纵工作时，也保持单泵供油。

当DV1阀和DV2阀不工作时，而操纵DV3阀(或DV4阀)工作，付卷与主卷的负荷压力在LS回路中被SV2和SV1阀内小钢球阻挡(参阅图1)不会传递到PS阀芯右端弹簧腔，这时PS阀芯左端引入的泵1压力轻易克服右端弹簧力，将PS阀芯向右移动，打开P1腔至流向单向阀S的通道，泵1的排量顺流而下与泵2合流(参阅图1)供DV3阀与DV4阀使用。这就是双泵自动合流的原理。

图中PC2的工作原理与图9泵1出口PC1阀工作原理相同，将于下文叙述。

图9为泵1出口压力补偿器(PC1阀)在泵1入口联内的布置，上端面为泵1输入口，下部P1口通向其他联(至伸缩变幅联，中间过渡联)右上部安装泵1出口主溢流阀R1(序号11)，中部安装PC1阀阀芯(序号10)阀芯右端安装弹簧(序号18)可用调节螺钉9序号14)进行调节，弹簧腔内有∮3小孔与LS回路相通，PC1阀芯中间开有∮3径向与轴向的小通道，将泵1压力引入PC1阀芯的左端，T为回油腔，并设置M10×1的测压口。

PC1阀(PC2阀)主要有二个功能，一是建立负荷所需压力，二是在调速过程中(即控制与改变各A、B口输出流量)将泵多余的排量分流到T腔，PC阀的动作必须由来自LS回路的负荷压力，弹簧(序号18)设定力，泵出口压力以及阻尼塞内阻尼孔相协调完成。

当DV1和DV2阀工作时，即手动或液控发出指令信号，使DV阀阀芯移动，打开P′流向A(B)口流通面积F_X时，泵1排量通过P1腔，流向SC1和SC2阀至DV阀入口P′通向A或B口时，推动负荷(油缸)运动，其负荷压力LS回路和CV阀选择进入PC1阀芯右端弹簧腔，加上弹簧力(序号18)使PC1阀芯向左移动，趋于关闭P1腔与T腔通道，泵1输出的压力为负荷压力加上弹簧(序号18)设定的定压差之和，如果操纵DV阀为最大开启(F_X为最大)，则泵1全部排量从P1腔输出供DV阀用，A(B)口输出泵1全排量，外负荷获得最大速度，而需减速控制时，操纵DV阀，减小F_X过程中，DV阀入口P′至A(B)口流速会提高，DV阀入口P′压力瞬间增加，即泵1输出压力瞬间增加，这时，P1腔的瞬间提高的压力通过PC1阀芯内部小通道至左端腔，PC1阀芯左端向右的推力大于右端负荷压力加上弹簧(序号18)力，使PC1阀芯向右移动，打开P1腔至T腔流道，将泵1多余排量分流到T腔。分流量的多少自动与DV阀流通F_X成反比，如分流过多，则P1腔压力会瞬间降低，PC1阀芯自动向左移动，关小P1腔与T腔的通道的流通截面积，减小分流量，PC1阀芯始终动态快速左右移动，达到A、B口控制的输出流量与PC1阀的分流量之间得到不断平恒，确保A、B口的所需操纵控制的输出流量。PC1阀芯左端安装的阻尼塞和右端弹簧腔∮3小孔LS回路上安装的阻尼塞其阻尼大小是不同的，目的是调节PC阀芯动态动作的稳定性。

图10为选择阀(SV阀)又称梭形阀、逻辑阀的内部结构图，LS负荷信息回路中共设置了SV1～SV4四只选择阀，SV1安装在伸缩变幅联侧面，SV3安装在主、付卷联侧面，而SV2、SV4安装在中间过渡联顶面(参阅图3图4)，SV1自动选择来自DV1和SV2二者压力中较高者，而SV4自动选择DV1和DV2二者压力中较高者，(参阅图1和图2)。SV1～SV4内部结构完全相同。

如图10所示，由螺纹旋入式阀体(序号1)，钢球(序号4)小阀芯(序号5)等零件组装而成，用扳手旋转阀体(序号1)，将整个阀旋入各联阀体的侧面与端面，使图中所注的a、b、c三个小孔与本阀组的LS回路相通，(参阅图1和图2)将DV1～DV4负荷压力检出口反馈输出的八个负荷压力信息进行传递、比较。经相互逻辑安排，选择其中最高负荷压力传递到PC1和PC2阀弹簧腔，进行泵输出压力的压力补偿。DV1和DV2二者负荷压力中较高者传递到PS阀进行单双泵排量的自动切换，而DV1～DV4各自检出的负荷压力直接传递到各自SC1～SC4阀弹簧腔进行各自的前置减压补偿，其流程图可参阅图3。

SV阀自动选择的原理：如图10所示阀的二端a和b孔分别引入二个负荷压力，中间c孔为输出口，阀的中间轴向流道装有钢球(序号4)。当左端b孔的负荷压力高于右端a孔的负荷压力时，钢球被推向右面封闭a孔至c孔的通道，b孔的负荷压力被选择从c孔输出，反之，当a孔的负荷压力高于b孔的负荷压力时，则钢球推向左面封闭b孔至c孔的通道，a孔负荷压力被选择从c孔输出，故称为选择阀，而钢球(序号4)在阀体内作左右往复运动类似织布机上的梭子运动，故又称梭形阀，其逻辑关系的原则是对二股负荷压力进行比较，选择高者输出，故又称逻辑阀。

本SV阀的设计考虑到当LS回路出现故障时，可以将此阀方便地旋出进行故障判断，以检查是否钢球(序号4)密封失灵，或被卡着，检查各O形密封圈(序号3、5、6)是否密封失效，检查钢球(序号4)被挤出阀体等。图11为部分LS回路通道示意。

本发明的特点是伸缩、变幅、付卷、主卷都能实现比例无级调速，不受外负荷之影响；可任选上述四大执行机构进行二个和二个以上同时操纵，不受相互负荷不一之影响，并保持同时操纵对各自无级比例调速；变幅换向阀芯采用新的机能，也可配标准常用机能同时仍保留单双泵合流自动切换功能。

Claims (13)

1.一种带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，包括泵(1)和泵(2)的输入接口(P1)、(P2)、油箱回油接口(T)以及与所述的输入接口并联连接的溢流阀、分流阀、单向阀组成的液压系统装置，其特征在于：

a.液压系统装置设置有伸缩机构比例操纵阀(10)、变幅机构比例操纵阀(20)、付卷机构比例操纵阀(30)、主卷机构比例操纵阀(40)；

b.液压系统装置设置有泵(1)和泵(2)各自出口的分流阀(PC1)和分流阀(PC2)以及安全阀(R1)和安全阀(R2)；

c.伸缩机构比例操纵阀(10)、变幅机构比例操纵阀(20)、付卷机构比例操纵阀(30)、主卷机构比例操纵阀(40)之间设置有负荷敏感信息回路(LS)；

d.泵1与泵2串联回路之间设置有单双泵自动切换阀(PS)与单向阀(S)；

e.换向调速阀(DV)一端连接有液控指令输入口(Y1)、(Y2)、(Y3)、(Y4)，而另一端连接有液控指令输入口(Y5)、(Y6)、(Y7)、(Y8)。

2.根据权利要求1所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：伸缩机构比例操纵阀(10)包括与所述的分流阀(PC1)并联连接的伸缩机构换向调速阀(DV1)，换向调速阀(DV1)串联连接一减压补偿阀(SC1)，换向调速阀设置有伸缩机构的二个接口的(A1)与(B1)，换向调速阀与接口(A1)之间连接一次级溢流阀(PR1)，换向调速阀与接口(B1)之间连接一次级溢流阀(PR2)。

3.根据权利要求1所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：变幅机构比例操纵阀(20)包括与所述的分流阀(PC1)并联连接的变幅机构换向调速阀(DV2)，换向调速阀串联连接一减压补偿阀(SC2)，换向调速阀设置有变幅机构的二个接口的(A2)与(B2)，换向调速阀与接口的(A2)之间连接一次级溢流阀(PR3)，换向调速阀与接口的(B2)之间连接一次级溢流阀(PR4)。

4.根据权利要求1所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：付卷机构比例操纵阀(30)包括与所述的分流阀(PC1)并联连接的付卷机构换向调速阀(DV3)，换向调速阀串联连接一减压补偿阀(SC3)，换向调速阀设置有付卷机构的二个接口的(A3)与(B3)，换向调速阀与接口的(A3)之间连接一次级溢流阀(PR5)。

5.根据权利要求1所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：主卷机构比例操纵阀(40)包括与所述的分流阀(PC2)并联连接的主卷机构换向调速阀(DV4)，换向调速阀串联连接一减压补偿阀(SC4)，换向调速阀设置有变幅机构的二个接口的(A4)与(B4)，换向调速阀与接口的(A4)之间连接一次级溢流阀(PR6)。

6.根据权利要求1所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：负荷敏感信息回路(LS)中设置有四个逻辑阀(SV1)、(SV2)、(SV3)、(SV4)。

7.根据权利要求6所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：(SV1)、(SV2)、(SV3)三个逻辑阀相组合，选择(DV1)、(DV2)、(DV3)、(DV4)换向调速阀反馈最高负荷压力，传递至分流阀(PC1)和分流阀(PC2)进行压力与流量自动补偿。

8.根据权利要求6所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：逻辑阀(SV4)仅选择(DV1)与(DV2)换向调速阀反馈最高负荷压力，传递至单双泵自动切换阀(PS)，将单双泵自动切换阀(PS)切换成单泵输入接口(P1)供油给(DV1)换向调速阀和(DV2)换向调速阀工作。

9.根据权利要求1所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：负荷敏感信息回路(LS)中相连网的所有元件的信息输入口均设置有为达到所有元件动作完美配合的、改善动态性能的阻尼措施。

10.根据权利要求1所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：负荷敏感信息回路(LS)中共设置有四个逻辑阀，第一至第三个逻辑阀相互串联，从中选择出四个换向调速阀反馈的最高负载压力，并传递给二个分流阀，第四个逻辑阀选择出伸缩与变幅换向调速阀反馈的最高负载压力，传递给单双泵自动切换阀。

11.根据权利要求2或3或4或5所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：伸缩机构比例操纵阀(10)、变幅机构比例操纵阀(20)、付卷机构比例操纵阀(30)及主卷机构比例操纵阀(40)均各自设置手动操纵手柄或液控操纵的液压油缸。

12.根据权利要求1所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：泵(1)和泵(2)出口各自的主级溢流阀设置有卸荷口，主卷与副卷油马达制动器提供有松闸的压力源接口。

13.根据权利要求11所述的带负荷敏感双泵合流型多路比例操纵阀，其特征在于：采用液控操纵的伸缩机构比例操纵阀(10)、变幅机构比例操纵阀(20)、付卷机构比例操纵阀(30)及主卷机构比例操纵阀(40)二端液压油缸均设置有放气口。

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