CN201187492Y - 抗流量饱和组合比例操纵阀 - Google Patents

Abstract

抗流量饱和组合比例操纵阀，它包括回转操纵阀片、伸缩操纵阀片、变幅操纵阀片、副卷扬操纵阀片、主卷扬操纵阀片、进油阀片、主进油阀片及回油阀片，每个阀片上有若干个油口，上述8个阀片组合为一体。回转操纵阀片接P1油泵，伸缩操纵阀片、变幅操纵阀片、副卷扬操纵阀片、主卷扬操纵阀片共用接P2、P3油泵；主、副卷扬阀片、伸缩阀片、变幅阀片的阀体中有工作腔、回油腔、压力反馈腔和进油腔，在阀体内装有负载压力补偿器，本实用新型的优点在于：压力补偿器置于操纵阀片的出口，各联控制节流器进口均为泵的出口压力；将当时负载最高联的负载压力引入各联压力补偿器的弹簧腔。由此，给系统带来良好的特性。

Description

抗流量饱和组合比例操纵阀

技术领域

本实用新型属于一种液压换向阀，特别涉及一种用于汽车起重车辆液压控制系统中的具有压力补偿、抗流量饱和功能的比例控制组合操纵阀。

背景技术

液压换向阀是工程起重机械液压控制系统中的关键元件，用来操纵和控制机械和部件的运动。现有的换向阀通常采用片式叠加结构，即将多片不同功能的阀片组合装配在一起，构成具有特定功能的组合操纵阀，其操纵控制方式采用手动或液动控制。中国发明专利ZL200610050819.4的“一种五联复合比例操纵阀”发明专利，它采用的通过各联前置减压补偿阀进行压力补偿；用梭阀进行逐对比较取压并构成梭阀网络以组成负荷敏感信息回路LS的负载敏感控制系统，这是近30年以来采用的比较先进的液压控制技术，比传统的操纵阀在技术上有很大的进步，但随着近几年出现的LSC负载传感补偿系统在工程起重机械上的应用，加上在实际使用中，用户为提高工作效率，经常使用同步操作方式，当操纵阀在同步操纵，而系统执行机构所需流量超过泵的排量时，上述专利所述的“当同步操作所需流量之和超过P2和P3泵合流排量时，分流阀会趋于全关闭状态”，从中可以发现，即使分流阀全关闭，系统执行机构所得到的流量也不会超过P2和P3泵的合流排量，那么在超饱和流量的情况下，怎样实现同步操作，该发明专利并未能给出一个解决的方案，在此情况下，该发明专利仍存在轻载优先供油，重负载得不到供油的技术难题，证明了其所述“数个执行机构不同负载下的同操功能”只在一定的流量范围内能够实现，对在超流量饱和状况下，各执行机构的流量分配这一关键问题还不能予以解决，而这个关键的技术问题又是现阶段在实际应用中亟待攻克的难关。另外，该发明采用了复杂的梭阀网络结构，增加了加工难度，也给产品在使用中带来潜在的质量隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服上述操纵阀技术性能不理想的问题。提供一种流量分配与其需求成比例，与泵的饱和状态和负载压力无关的不需梭阀网络的比例控制组合操纵阀。

本实用新型的目的是通过提供一种具有如下结构的抗流量饱和组合比例操纵阀来实现的，这种抗流量饱和组合比例操纵阀，它包括回转操纵阀片、伸缩操纵阀片、变幅操纵阀片、副卷扬操纵阀片、主卷扬操纵阀片、进油阀片、主进油阀片及回油阀片，每个阀片上有若干个油口，上述8个阀片组合为一体，其特征在于：回转操纵阀片接P1油泵，伸缩操纵阀片、变幅操纵阀片、副卷扬操纵阀片、主卷扬操纵阀片共用接P2、P3油泵；主、副卷扬阀片、伸缩阀片、变幅阀片的阀体中有工作腔、回油腔、压力反馈腔和进油腔，在阀体内装有阀杆，阀杆上有与工作腔、回油腔和进油腔相对应的环形凹槽，在阀体内装有对称分布的两个负载保持单向阀，在阀体内还装有负载压力补偿器，负载压力补偿器有一个补偿阀芯，在补偿阀芯里面装有压力比较器。

在主进油阀片上装有一插装式先导溢流阀R1，插装式先导溢流阀一路接油泵P2、P3的来油，另一路接回油口。

在主、副卷扬阀片及变幅阀片上的同一端、伸缩阀片的两端各装有一插装式过载阀PR1-PR5，其开启压力与相应的系统平衡阀开启压力匹配，防止各工况下的压力超调。

在主、副卷扬、变幅、伸缩、回转阀片的阀杆上装有手动操纵装置，阀杆手动操纵装置由定位螺钉、弹簧座、复位弹簧和密封罩组成。

在进油阀上装有三通压力补偿器3-LPC1及减压阀，为上车系统提供恒定的压力控制油源，压力在2～5Mpa可调，其输出接口有Y1、Y2、Y3。

在回油阀上装有三通压力补偿器3-LPC2及流量稳定器FR，流量稳定器可调整流量、中位泄荷并减小因负载变化带来的瞬间冲击。

阀片组合可以为2～8片组合结构或整体结构。

本实用新型的优点在于：

压力补偿器置于操纵阀片的出口，类似于二通调速阀中的先节流后减压方式，各联控制节流器进口均为泵的出口压力；将当时负载最高联的负载压力引入各联压力补偿器的弹簧腔。由此，给系统带来良好的特性。由泵来的油液，通过操作者控制调定的可变节流口和压力补偿器，到达各个负载回路。

1、由于节流口处压差ΔP为常数，当各节流口过流面积一经调定，相互之间的比例阀的比例关系保持不变，且互不干扰，从而保证各负载回路精确地同步工作。

2、当各负载回路不是同时工作，而泵流量过大，以及在回路受到外界干扰产生压力或流量变化时，系统立即敏感这些变化，使系统始终处于最佳工作状态，减少能量损失。

3、当操作者要求的流量超过泵的供油能力，或功率调节装置限制泵可供流量时，系统将限制所有受控负载的工作速度，但此时各负载之间工作速度比例关系仍保持原设定值不变。操纵阀的流量分配与其需求成比例，与泵的饱和状态和负载压力无关，补偿阀保持操纵阀联间相同的ΔP值，并可以选择最高压力。

4、每联操纵阀片流量可调，与同时控制的操纵阀片数量、负载压力和流量无关，有更宽的微调范围；

5、无梭阀网络，结构可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是图1的C-C剖视图；

图5是本实用新型的工作原理图；

图6是本实用新型液动控制主卷扬阀片剖视图；

图7是本实用新型3片式外形结构示意图；

图8是本实用新型5片式外形结构示意图；

图9是本实用新型8片式外形结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对具体实施方式详述如下：

在图1中：本实用新型包括进油阀片1、回转阀片2、主进油阀片3、伸缩阀片4、变幅阀片5、副卷扬阀片6、主卷扬阀片7、回油阀片8，在进油阀片1上有油口P1、回油口T0、测压口G1及压力油源口Y1、Y2、Y3，在回转阀片2上有油口A1、油口B1、回油口T1，在主进油阀片3上有油口P2、P3及测压口G1，在伸缩阀片4上有油口A2、油口B2，在变幅阀片5上有油口A3、油口B3，在副卷扬阀片6上有油口A4、油口B4，在主卷扬阀片7上有油口A5、油口B5，在回油阀片8上有油口T2、油口T3。回转操纵阀片2接P1油泵，伸缩操纵阀片4、变幅操纵阀片5、副卷扬操纵阀片6、主卷扬操纵阀片7共用接P2、P3油泵；主卷扬阀片7、副卷扬阀片6、变幅阀片5、伸缩阀片4的阀体中有工作腔、回油腔、压力反馈腔和进油腔，在阀体内装有阀杆，阀杆上有与工作腔、回油腔和进油腔相对应的环形凹槽，在阀体内装有对称分布的两个LHC负载保持单向阀，在阀体内还装有2-LPC负载压力补偿器，2-LPC负载压力补偿器有一个补偿阀芯，在补偿阀芯里面装有ILC压力比较器；在主进油阀片上装有一插装式先导溢流阀R1，插装式先导溢流阀一路接油泵P2、P3的来油，另一路接回油口。

在图2中：进油阀片1有三通压力补偿器3-LPC1，在回路受到外界干扰产生压力或流量变化时，系统立即敏感这些变化，使系统始终处于最佳工作状态，减少能量损失。进油阀片1还装有减压阀，可为上车控制系统提供恒定的控制压力油源。

在图3中：主卷扬阀片7在一端装有一插装式过载阀PR5，其开启压力与相应的系统平衡阀开启压力匹配，防止在工况下的压力超调，在主卷扬阀片的阀杆上装有手动操纵装置，阀杆手动操纵装置由定位螺钉、弹簧座、内、外弹簧和密封罩组成。根据现有实际情况，操纵方式可设置为液动控制方式，液控操纵方式见图6。

在图4中：在回油阀片8上有三通压力补偿器3-LPC2，在回路受到外界干扰产生压力或流量变化时，系统立即敏感这些变化，使系统始终处于最佳工作状态，减少能量损失。回油阀片8还装有FR流量稳定器，用于中位泄荷并进一步增强三通压力补偿器3-LPC2的稳定性。

在图6中：在伸缩阀片4、变幅阀片5、副卷扬阀片6、主卷扬阀片7的两端装有液压控制装置，液压控制装置由定位螺钉、弹簧座、内、外复位弹簧和密封罩组成。

在图7中：是本实用新型的三片式组合结构。

在图8中：是本实用新型的五片式组合结构。

在图9中：是本实用新型的八片式组合结构。

本实用新型的工作控制过程如图5所示：

油口P1进油，供回转阀片2工作，当压力油从油口P1进入到油口A1时，油口B1回油；当压力油从油口P1进入到油口B1时，油口A1回油。

油口P2、P3同时进油，供伸缩阀片4、变幅阀片5、副卷扬阀片6、主卷扬阀片7工作。当上述所有阀片上的阀杆位于中立位置时，经油口P2、P3合流的压力油经三通压力补偿器3-LPC2泄荷，回油箱，当其中某一片或全部阀片的阀杆处于换向位置时，油口P2、P3合流的压力油经阀杆上的节流槽进入W油腔，经二通压力补偿阀2-LPC及负载保持单向阀LHC后进入到P_A或P_B油腔，至执行机构，同时，压力油通过压力信号孔进入二通压力补偿器后腔，进入LS信息敏感油路，在各二通压力补偿器上设置有压力比较器ILC，对各联进入LS信息敏感油路的压力油的压力大小进行比较选择，选择一最高的负载压力为LS信息敏感油路的压力。进油压力与负载压力之间的压差为0.1～2.0MPa，并随着负载变化而随动变化，实现压力补偿控制；在阀杆阀口开度一定时，其通过压力油的流量恒定，不随负载变化，实现恒流量控制，保证操纵系统的流量刚性。由于LS信息敏感油路压力始终与各联二通压力补偿器后端弹簧腔相连通，故不受较低工作腔的压力影响，实现不同负载下多个工作装置同步工作的要求。

本实用新型在液压原理与结构上有如下创新：

1、伸缩操纵阀片、变幅操纵阀片、副卷扬操纵阀片、主卷扬操纵阀片油路用一个总的三通补偿器，各联又分别使用二通补偿器。其功能是：二通压力补偿器，使单联实现负债压力补偿，即保持节流阀口压差为近似常数，对压力非最高的各联而言，系统压力与该联负载压力之差的能量，以使油液发热的形式，消耗在补偿阀口上；三通压力补偿器使系统实现实时的负载适应。

2、在沿用了30多年的各联内部用定差减压阀实现负载压力补偿，用定差溢流阀实现系统实时的负载适应控制系统中，当泵的流量出现饱和即同时动作的执行机构流量需求超过泵的最大流量时，泵的输出压力下降，即不可能达到比任一时刻最高负载压力高出补偿阀定压差，使进入最高压力联负载的流量减少，速度降低，而进入其它负载的流量不变。这就不能实现工程上的同步操作要求。LSC负载传感补偿系统，很好地解决了抗流量饱和的问题。其基本点是：第一，压力补偿器置于多路阀的出口，类似于二通调速阀中的先节流后减压方式，各联控制节流器进口均为泵的出口压力P；第二，将当时负载最高联的负载压力引入各联压力补偿器的弹簧腔。

由此，给系统带来良好的特性。由油泵来的油液，通过操作者控制调定的可变节流口和压力补偿器，到达各个负载回路。

由于节流口处压差ΔP为常数，当各节流口过流面积一经调定，相互之间的比例阀的比例关系保持不变，且互不干扰，从而保证各负载回路精确地同步工作。

当各负载回路不是同时工作，而泵流量过大，以及在回路受到外界干扰产生压力或流量变化时，系统立即敏感这些变化，使系统始终处于最佳工作状态，减少能量损失。

当操作者要求的流量超过泵的供油能力，或功率调节装置限制泵可供流量时，系统将限制所有受控负载的工作速度，但此时各负载之间工作速度比例关系仍保持原设定值不变。

3、无梭阀网络，结构可靠。取消梭阀网络，进一步简化了组合阀的内部结构，使结构更加紧凑，既消除了梭阀在使用中带来的不可靠隐患和维修时的不便，又大大减少了加工难度，降低制造成本。

4、新型结构的FR流量稳定器：在三通压力补偿器3-LPC2工作时，如外负荷产生波动，分流阀芯将产生振荡，引起分流量的波动，为改善三通压力补偿器3-LPC2的动态特性，设计了一种新型结构的FR流量稳定器，为方便安装与维修，采用了螺纹插装式结构，既用于LS敏感信息回路的中位泄荷，又能进一步增强三通压力补偿器3-LPC2的稳定性。

5、简单派生出其它新产品：为满足不同的客户需求，达到能与不同功能的工程、建设机械的匹配要求，本实用新型可派生出单片、多片及整体等多种组合结构形式，见图8、图9、图10，增强了产品的市场适应性，具有较大的市场竞争能力。

Claims (7)

1、抗流量饱和组合比例操纵阀，它包括回转操纵阀片、伸缩操纵阀片、变幅操纵阀片、副卷扬操纵阀片、主卷扬操纵阀片、进油阀片、主进油阀片及回油阀片，每个阀片上有若干个油口，上述8个阀片组合为一体，其特征在于：回转操纵阀片接油泵(P1)，伸缩操纵阀片、变幅操纵阀片、副卷扬操纵阀片、主卷扬操纵阀片共用接油泵(P2)、(P3)；主、副卷扬阀片、伸缩阀片、变幅阀片的阀体中有工作腔、回油腔、压力反馈腔和进油腔，在阀体内装有阀杆，阀杆上有与工作腔、回油腔和进油腔相对应的环形凹槽，在阀体内装有对称分布的两个负载保持单向阀，在阀体内还装有负载压力补偿器，负载压力补偿器有一个补偿阀芯，在补偿阀芯里面装有压力比较器。

2、根据权利要求1所述的抗流量饱和组合比例操纵阀，其特征在于：在主进油阀片上装有一插装式先导溢流阀(R1)，插装式先导溢流阀一路接油泵(P2)、(P3)的来油，另一路接回油口。

3、根据权利要求1所述的抗流量饱合组合比例操纵阀，其特征在于：在主、副卷扬阀片及变幅阀片上的同一端、伸缩阀片的两端各装有一插装式过载阀(PR1-PR5)。

4、根据权利要求1所述的抗流量饱合组合比例操纵阀，其特征在于：在主、副卷扬、变幅、伸缩、回转阀片的阀杆上装有手动操纵装置，阀杆手动操纵装置由定位螺钉、弹簧座、复位弹簧和密封罩组成。

5、根据权利要求1所述的抗流量饱和组合比例操纵阀，其特征在于：在进油阀上装有三通压力补偿器(3-LPC1)，在进油阀上装有减压阀，其有输出接口(Y1)、(Y2)、(Y3)。

6、根据权利要求1所述的抗流量饱和组合比例操纵阀，其特征在于：在回油阀上装有三通压力补偿器(3-LPC2)及流量稳定器(FR)。

7、根据权利要求1所述的抗流量饱合组合比例操纵阀，其特征在于：阀片组合为2～8片组合结构或整体结构。

Images