CN201687788U - 一种同步控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同步控制阀，包括左、右两个输油管路，右侧输油管路一端与液压缸有杆腔相连，另一端与换向阀相连，左侧输油管路包括出油口与液压缸无杆腔相连的节流阀I，节流阀I的进油口与压力补偿减压阀的出油口相连，压力补偿减压阀的进油口与换向阀相连，压力补偿减压阀的压力补偿油路一端与液压缸相连，另一端通过节流阀II与压力补偿减压阀的弹簧端相连，压力补偿减压阀的进油口与单向阀的出油口相连；节流阀I的出油口与单向阀的进油口相连。本实用新型可以用一片换向阀同时控制多个液压执行元件进行单方向的同步运动。

Description

一种同步控制阀

技术领域

本实用新型涉及一种控制阀。

背景技术

诸如图1所示的簸箕式垃圾运输车斗门或舞台车舞台等在收回和下放的过程中，要求两侧的液压油缸5同步运动以控制簸箕斗2的运行。现有技术对两个液压缸控制是由一片方向控制阀来完成的。同时为了整机使用的安全性，在两个液压缸上分别安装了防止液压缸意外运动的液压锁。由于液压锁本身结构的缺陷，在两个液压缸负载不同的清况下，会出现运动速度不同步的现象，致使运动机构出现抖动现象。国内外使用了“压力补偿技术”形式解决上述问题。目前国内外“压力补偿”技术多为“阀前补偿”形式，常见的有两种：

1、两通插装式压力补偿器：

如图2所示，当压力补偿器来油时，压力油经由PⅠ进入压力补偿减压阀3-1并通过压力补偿减压阀3-1至PU，再经(可调或定值)节流阀Ⅰ3-3输出至工作负载PⅡ端。在节流阀Ⅰ3-3后端有一条反馈油路将PⅡ点负载压力反馈至压力补偿减压阀3-1的弹簧端，此反馈油路所传递的负载压力信号会使压力补偿减压阀3-1根据负载压力大小的变化自动调节减压阀阀芯的开口大小，从而达到PU与PⅡ之间的压差ΔP保持不变，最终得到一个不受负载影响的流量。

虽然压力补偿器可以克服压力变化，保持恒定的压降(ΔP)，从而得到恒定的流量，但是这种结构存在下述缺点：

(1)此压力补偿器只能由PⅠ进油、PⅡ出油，不能实现一条油道双向进油的要求，即液压油不能实现从PⅡ向PⅠ方向流动。

(2)由于此压力补偿器只能提供单方向的液压油流动，故目前仅能用于“阀前补偿”(有些资料也称为“进口补偿”)形式的系统中。

(3)此压力补偿器虽然加工精度高，但是成本高，在垃圾运输车上没有优势。

2、叠加式压力补偿器

叠加式压力补偿器的工作原理如图3所示。该叠加式压力补偿器由压力补偿减压阀3-1、梭阀3、换向阀4、反馈油路b、反馈油路a或c组成。由于压力补偿减压阀3-1设置在换向阀4的进油前端，所以称其为阀前补偿器。其工作原理是：

当换向阀4工作在左工作位时，液压油由P口进入，经压力补偿减压阀3-1和油道d进入换向阀4，通过换向阀的节流口后到达A口并输出。在A口和换向阀的出口间设有油口A1，A1点接有反馈油路a，反馈油路a的另一端接梭阀3左侧信号输入油口C点，梭阀3中间为信号输出油口，梭阀3输出油口连接反馈油路b，反馈油路b的另一端接压力补偿减压阀3-1弹簧端。当A口处负载压力发生变化时，A口处压力信号经A-a-C-b反馈油路传递到压力补偿减压阀3-1的弹簧端，在反馈压力和弹簧力的共同作用下，压力补偿减压阀3-1的主阀芯开口(即开度)大小随A口压力波动进行适时修正，以实现换向阀4进出油口间的压差ΔP为一恒值，从而保正A口压力变化时A口输出流量恒定，输出流量恒定，油缸或其它液压执行原件的运动速度就稳定。

当换向阀4工作在右工作位时，液压油由P口进入，经压力补偿减压阀3-1和油道d进入换向阀4，通过换向阀4的节流口后到达B口并输出。在B口和换向阀的出口间设有油口B1，B1点接有反馈油路c，反馈油路c的另一端接梭阀3右侧信号输入油口D点。当B口处负载压力发生变化时，B口处压力信号经B-c-D-b反馈油路传递到压力补偿减压阀3-1的弹簧端，在反馈压力和弹簧力的共同作用下，压力补偿减压阀3-1的主阀芯开口大小随B口压力波动进行适时修正，以保证换向阀4进出油口间的压差ΔP保持不变，从而保正B口压力变化时，B口输出流量恒定。

虽然叠加式压力补偿器为阀前补偿器，可以实现(1)液压执行元件双向运动速度在变节流口(换向阀4的节流口)开度不变的情况下，执行部件(如液压缸)运动速度恒定；(2)通过调节变节流口的大小，可以改变执行机构(如液压缸)运动速度的快慢。但仍存在下述缺点：

(1)由于该类压力补偿器为阀前补偿，对于两个以上执行原件要求运动同步时，需要与运动原件相同数量的压力补偿器和换向阀。即不具备由一片换向阀同时控制多个需同步运动的液压执行元件的功能。

(2)对于较为简单的液压系统来说，应用此技术成本太高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种同步控制阀，其应用成本低且能达到用一片方向控制阀来控制两个或多个液压缸精准同步运动。

本实用新型的技术方案是以下述方式实现的：

一种同步控制阀，包括左、右两个输油管路，右侧输油管路一端与液压缸有杆腔相连，另一端与换向阀相连，左侧输油管路包括出油口与液压缸无杆腔相连的节流阀Ⅰ，节流阀Ⅰ的进油口与压力补偿减压阀的出油口相连，压力补偿减压阀的进油口与换向阀相连，压力补偿减压阀的压力补偿油路一端与液压缸相连，另一端通过节流阀Ⅱ与压力补偿减压阀的弹簧端相连，压力补偿减压阀的进油口与单向阀的出油口相连；节流阀Ⅰ的出油口与单向阀的进油口相连。

实施方案一中上述右侧输油管路是输油管。

实施方案二中上述右侧输油管路包括出油口与液压缸有杆腔相连的节流阀Ⅰ，节流阀Ⅰ的进油口与压力补偿减压阀的出油口相连，压力补偿减压阀的进油口与换向阀相连，压力补偿减压阀的压力补偿油路一端与液压缸相连，另一端通过节流阀Ⅱ与压力补偿减压阀的弹簧端相连，压力补偿减压阀的进油口与单向阀的出油口相连；节流阀Ⅰ的出油口与单向阀的进油口相连。

本实用新型可以用一片换向阀同时控制多个液压执行元件进行单方向的同步运动，具有下述优点：

(1)液压缸单向/双向同步控制：若根据车型情况需要，只需单向同步控制，则可采用优选方案一，如需双向同步控制，则需采用优选方案二即可。

(2)该技术可有效保证多运动单元共用一个供油油路时，各运动单元运动速度(即流量)互不干扰(即具压力补偿功能)。同时，该原理阀还具有抗油温变化对流量影响的能力(即温度补偿)

(3)一片阀控制多油缸同步运动：本实用新型采用了“阀后补偿”技术，克服了现技术(阀前补偿)每个补偿器均需配置一个换向阀的限制，实现了由一片换向阀加与控制单元数量相同的同步来阀来控制多个运动单元同步运动，大大提高了经济效益。

附图说明

图1是簸箕式垃圾运输车结构示意图；

图2是现有技术中两通插装式压力补偿器液压原理示意图；

图3是现有技术中叠加式压力补偿器液压原理示意图；

图4是本实用新型实施例1的单片阀的液压原理示意图；

图5是实施例的1单片控制阀的液压原理示意图；

图6是实施例1中多个液压执行元件单向同步控制的液压原理示意图；

图7是本实用新型实施例2单片阀的液压原理示意图；

图8是实施例的2单片控制阀的液压原理示意图；

图9是实施例2中多个液压执行元件双向同步控制的液压原理示意图。

具体实施方式

实施例1

如图4所示，本实施例相当于单片控制阀，包括左、右两个输油管路，右侧输油管路一端与液压缸5有杆腔相连，另一端与换向阀4相连，左侧输油管路包括出油口与液压缸5无杆腔相连的节流阀Ⅰ3-3，节流阀Ⅰ3-3的进油口与压力补偿减压阀3-1的出油口相连，压力补偿减压阀3-1的进油口与换向阀4相连，压力补偿减压阀3-1的压力补偿油路一端与液压缸相连，另一端通过节流阀Ⅱ3-6与压力补偿减压阀3-1的弹簧端相连，压力补偿减压阀3-1的进油口与单向阀3-2的出油口相连；节流阀Ⅰ3-3的出油口与单向阀3-2的进油口相连。所述右侧输油管路是阀内流道3-5。

如图5所示，本实施例的单片控制阀控制原理如下：

(1)正向通油时的工作：正向通油时，压力油经由进油口A通过B点进入压力补偿减压阀3-1，通过压力补偿减压阀3-1后至D点，再经节流阀Ⅰ3-3、C点、B1点后至出油口A1。在节流阀Ⅰ3-3后的C点有一条压力补偿油路3-4将A1点负载压力反馈至压力补偿减压阀3-1的弹簧端，此反馈油路所传递的负载压力信号会使压力补偿减压阀3-1根据负载压力大小的变化自动调节减压阀阀芯的开口大小，从而达到D与C之间的压差ΔP保持不变，最终得到一个不受负载影响的流量。

通过阀A1口的高压油经液压执行原件后流回阀E1口，通过阀内流道3-5至E点，再经液压系统控制油路最终流回液压油箱。

正向通油时，单向阀3-2在压力油的作用下保持关闭状态，使压力油不能经单向阀3-2从A点向A1流通(即此时A-B-(3-2)-B1-A1油路不通)。

(2)反向通油时的工作：反向通油时，压力油经由E口进入控制阀，经阀内流道3-5至E1口。通过阀E1口的高压油经液压执行原件后流回阀A1口。当A1口回油压力达到单向阀3-2的开启压力后，压力油经A1-B1-(单向阀3-2)-B油路到达A口，再经液压系统控制油路最终流回液压油箱。

反向通油时，由于压力补偿减压阀3-1只能允许液压油由B至D方向流动。所以反向通油时，C-D-B方向的油路不通油。

本实施例的工作原理以及实现过程如图5所示：

(1)液压缸稳定伸出运动过程：当换向阀4工作在左侧工作位时，压力油经左侧A口进入单向同步阀，通过B点进入压力补偿减压阀3-1，通过压力补偿减压阀3-1后至D点，再经节流阀Ⅰ3-3、C点、B1点后至A1点并输出至液压缸5无杆腔，此时单向阀3-2在压力油的作用下保持关闭状态，油路A-B-(3-2)-B1-A1不通。在液压缸5无杆腔压力油的推力作用下，液压缸5活塞杆向右侧运动，液压缸5有杆腔中液压油经单向同步阀右侧油路3-5流回液压油箱8(即通过油路E1-E流回液压油箱8)。

在液压缸5伸出运动过程中，液压缸5无杆腔工作负载波动通过液压油传递至C点并通过压力补偿油路3-4作用在补偿减压阀3-1的弹簧端，压力补偿减压阀3-1根据负载压力大小的变化自动调节减压阀阀芯的开口大小，从而达到D与C之间的压差ΔP保持不变，从而得到一个通过节流阀Ⅰ3-3的不受负载影响的流量，从而保证进入液压缸5无杆腔的液压油流量稳定且不受负载波动的影响。

(2).液压缸缩回运动过程：当换向阀4工作在右侧工作位时，压力油经右侧E口经右侧油路3-5到达单向同步阀的E1点并进入液压缸5有杆腔，在压力油推力作用下，液压缸5活塞杆向左运动并使液压缸5无杆腔压力升高，当液压缸5无杆腔压力达到单向阀3-2的开启压力后，压力油经A1-B1-(单向阀3-2)-B油路到达A点并流回液压油箱8。此过程由于右侧油路3-5为直通油路同时左侧油路中压力补偿减压阀3-1和节流阀Ⅰ3-3不起作用，因此整个液压缸缩回运动液压回路无稳流功能，流经液压缸5的瞬态流量受负载影响而会产生相应波动，液压缸5的瞬态缩回运动速度同样会产生对应的波动。

由此可见，本实施例所述单向同步阀能够提供单方向的稳定输出流量，能够满足对于液压执行原件单运动方向有严格稳定运动速度要求的功能需求。

使用本实施例时，当有一组液压执行元件(如液压缸)需要实现单向稳定同步运动时，就可应用相应数量本实施例，所述单向同步阀组成如图6所示液压系统(3个执行元件即3个液压缸)。

本实施例的单向同步阀的技术优势在于：可以用一片换向阀同时控制多个液压执行元件进行单方向的同步运动。

实施方案2

如图7所示，本实施例包括左右两个输油管路，其左侧输油管路同实施例1的左侧输油管路，其右侧输油管路包括与液压缸5有杆腔相连的节流阀Ⅰ3-3′，节流阀Ⅰ3-3′的进油口与压力补偿减压阀3-1′的出油口相连，压力补偿减压阀3-1′的进油口与换向阀4相连，压力补偿减压阀3-1′的压力补偿油路一端与液压缸相连，另一端通过节流阀Ⅱ3-6′与压力补偿减压阀3-1′的弹簧端相连，压力补偿减压阀3-1′的进油口与单向阀3-2′的出油口相连；节流阀Ⅰ3-3′的出油口与单向阀3-2′的进油口相连。

本实施例工作原理以及实现过程如图9所示：

(1).液压缸稳定伸出运动过程：当换向阀4工作在左侧工作位时，压力油经左侧A口进入双向同步阀，通过B点进入压力补偿减压阀3-1，通过压力补偿减压阀3-1后至D点，再经节流阀Ⅰ3-3、C点、B1点后至A1点并输出至液压缸5无杆腔，此时单向阀3-2在压力油的作用下保持关闭状态，油路B-(单向阀3-2)-B1不通。在液压缸5无杆腔压力油的推力作用下，液压缸5活塞杆向右侧运动，当液压缸5有杆腔中液压油压力达到右侧油路单向阀3-2′的开启压力后，压力油经A1′-B1′-(单向阀3-2′)-B′油路到达A′点并流回液压油箱8。此时右侧油路中压力补偿减压阀3-1′和节流口3-3′不起作用，即C′-D′-B′方向的油路不通油。

在液压缸5伸出运动过程中，液压缸5无杆腔工作负载波动通过液压油传递至双向同步阀左侧油路C点并通过压力补偿油路3-4作用在补偿减压阀3-1的弹簧端，压力补偿减压阀3-1根据负载压力大小的变化自动调节减压阀阀芯的开口大小，从而达到D与C之间的压差ΔP保持不变，从而得到一个通过节流阀Ⅰ3-3的不受负载影响的流量，从而保证进入液压缸5无杆腔的液压油流量稳定且不受负载波动的影响。

(2).液压缸稳定缩回运动过程：当换向阀4工作在右侧工作位时，压力油经右侧A′口进入双向同步阀，通过B′点进入压力补偿减压阀3-1′，通过压力补偿减压阀3-1′后至D′点，再经节流阀Ⅰ3-3′、C′点、B1′点后至A1′点并输出至液压缸5有杆腔，此时单向阀3-2′在压力油的作用下保持关闭状态，油路B′-(单向阀3-2′)-B1′不通。在液压缸5有杆腔压力油的推力作用下，液压缸5活塞杆向左侧运动，当液压缸5无杆腔中液压油压力达到左侧油路单向阀3-2的开启压力后，压力油经A1-B1-(3-2)-B油路到达A点并流回液压油箱8。此时左侧油路中压力补偿减压阀3-1和节流口3-3不起作用，即C-D-B方向的油路不通油。

在液压缸5缩回运动过程中，液压缸5有杆腔工作负载波动通过液压油传递至双向同步阀右侧油路C′点并通过压力补偿油路3-4′作用在补偿减压阀3-1′的弹簧端，压力补偿减压阀3-1′根据负载压力大小的变化自动调节减压阀阀芯的开口大小，从而达到D′与C′之间的压差ΔP保持不变，从而得到一个通过节流口3-3′的不受负载影响的流量，从而保证进入液压缸5有杆腔的液压油流量稳定且不受负载波动的影响。

由此可见，本实施例的双向同步阀能够提供正向和反方向的双向稳定输出流量，能够满足对于液压执行原件有双运动方向有严格稳定运动速度要求的功能需求。

使用本实施例时，当有一组液压执行元件(如液压缸)需要实现双向稳定同步运动时，就可应用相应数量本实施例所述双向同步阀组成，如图8所示液压系统(图例为3个执行元件即3个液压缸)，工作过程如下：

(1).液压缸稳定同步伸出运动过程：当换向阀4工作在左侧工作位时，压力油经管路同时输送到三个双向同步阀的左侧A口，并经三个双向同步阀3中各自左侧油路压力补偿减压阀3-1和节流阀Ⅰ3-3稳流控制后，将液压油输送到各自的A1点并分别进入三个液压缸5的无杆腔，在压力油推力作用下，液压缸5活塞杆均向右侧运动，并使三个液压缸有杆腔压力升高，当三个液压缸有杆腔压力达到所对应双向同步阀中右侧单向阀3-2′开启压力后，压力油分别经对应双向同步阀3中A1′-B1′-(3-2′)-B′油路到达所对应双向同步阀3的A′点并流回液压油箱8。

在三个液压缸5伸出运动过程中，各液压缸无杆腔工作负载波动分别通过液压油传递至所对应双向同步阀左侧油路C点并通过压力补偿油路3-4作用在所对应补偿减压阀3-1的弹簧端，各压力补偿减压阀3-1根据所控制液压缸无杆腔负载压力大小的变化自动调节减压阀阀芯的开口大小，从而分别达到D与C之间的压差ΔP保持不变，使通过每个双向同步阀中相同孔径规格节流阀Ⅰ3-3的流量不受负载影响，从而保证进入三个液压缸5无杆腔的液压油流量相同、稳定且不受负载波动的影响，各液压缸稳定同步伸出。

(2).液压缸稳定同步缩回运动过程：当换向阀4工作在右侧工作位时，压力油经管路同时输送到三个双向同步阀的右侧A′口，并经三个双向同步阀3中各自右侧油路压力补偿减压阀3-1′和节流阀Ⅰ3-3′稳流控制后，将液压油输送到各自的A1′点并分别进入液压缸5的有杆腔，在压力油推力作用下，液压缸5的活塞杆均向左侧运动，并使三个液压缸无杆腔压力升高，当三个液压缸无杆腔压力达到所对应双向同步阀中左侧单向阀3-2开启压力后，压力油分别经对应双向同步阀中A1-B1-(3-2)-B油路到达所对应双向同步阀的A点并流回液压油箱8。

在液压缸5缩回运动过程中，各液压缸有杆腔工作负载波动分别通过液压油传递至所对应双向同步阀右侧油路C′点并通过压力补偿油路3-4′作用在所对应补偿减压阀3-1′的弹簧端，各压力补偿减压阀3-1′根据所控制液压缸有杆腔负载压力大小的变化自动调节减压阀阀芯的开口大小，从而分别达到D′与C′之间的压差ΔP保持不变，使通过每个双向同步阀中相同孔径规格节流阀Ⅰ3-3′的流量不受负载影响，从而保证进入液压缸5有杆腔的液压油流量相同、稳定且不受负载波动的影响，各液压缸稳定同步伸出。

本实施例的双向同步阀的技术优势在于：可以用一片换向阀同时控制多个液压执行元件进行双方向的同步运动。

Claims (3)

1.一种同步控制阀，包括左、右两个输油管路，右侧输油管路一端与液压缸(5)有杆腔相连，另一端与换向阀(4)相连，左侧输油管路包括与液压缸(5)无杆腔相连的节流阀I(3-3)，节流阀I(3-3)的进油口与压力补偿减压阀(3-1)的出油口相连，压力补偿减压阀(3-1)的进油口与换向阀(4)相连，压力补偿减压阀(3-1)的压力补偿油路一端与液压缸相连，另一端通过节流阀II(3-6)与压力补偿减压阀(3-1)的弹簧端相连，其特征在于：压力补偿减压阀(3-1)的进油口与单向阀(3-2)的出油口相连；节流阀I(3-3)的出油口与单向阀(3-2)的进油口相连。

2.根据权利要求1所述的同步控制阀，其特征在于：所述右侧输油管路是输油管(3-5)。

3.根据权利要求1所述的同步控制阀，其特征在于：所述右侧输油管路包括出油口与液压缸(5)有杆腔相连的节流阀I(3-3′)，节流阀I(3-3′)的进油口与压力补偿减压阀(3-1′)的出油口相连，压力补偿减压阀(3-1′)的进油口与换向阀(4)相连，压力补偿减压阀(3-1′)的压力补偿油路一端与液压缸相连，另一端通过节流阀II(3-6′)与压力补偿减压阀(3-1′)的弹簧端相连，压力补偿减压阀(3-1′)的进油口与单向阀(3-2′)的出油口相连；节流阀I(3-3′)的出油口与单向阀(3-2′)的进油口相连。

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