CN201802691U - 一种顺序控制阀 - Google Patents

Abstract

一种顺序控制阀，其特征在于：该控制阀包括阀体、设置在阀体内的节流阀(17-1)、逻辑换向阀(17-2)、第一单向阀(17-3)、第二单向阀(17-4)、以及设置在阀体内的连通阀体第一油口(P)与第二油口(V1)的第一主油路(P-V1)和连通阀体第一油口(P)与第三油口(V2)的第二主油路(P-V2)和相关油路组成。本实用新型的应用，有效克服了目前重物起吊过程中上升加速度由操作人员人为控制不准确、易造成主卷扬机械传动部分因超载而导致故障的情况，具有较高的经济效益，同时也降低了对操作人员的操作技术要求、减轻了劳动强度，提升了产品综合竞争力。

Description

一种顺序控制阀

技术领域

本实用新型涉及一种适用于大吨位起重设备中所采用的“双泵+双多路阀”对大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的顺序控制阀。 

背景技术

在大吨位起重设备采用“双泵+双多路阀”对大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中，对于主卷扬所起吊重物上升阶段加速值的控制，如何采取有效的措施，使其处于主卷扬所能承受的设计指标范围内，从而实现主卷扬机械传动部分按规定载荷均匀加速而不致超载，不仅可有效避免超载而导致主卷扬机械传动部分的早期故障，还可减轻液压冲击对液压泵、多路阀、液压马达等液压系统部件的不利影响，从而提高整机运行的平稳性、可靠性。 

在大型起重机械主起升卷扬中均匹配大功率的液压马达作为卷扬起升液压动力源。由液压马达功率输出公式 可知，当液压马达进、出油口最大工作压力差△P和液压马达总效率η_t一定的情况下，提升液压系统最大工作流量Q成为加大起升功率的必然选择。 

由于大型起重设备工作单元较多，在满足各工作单元工作压力的同时，尚需满足他们之间对液压系统流量的不同要求。因此，为了合理利用整机液压系统的资源，目前大功率起升卷扬的液压马达通常采用图1所示的“双泵+双多路阀”供油控制回路。 

图1所示是现技术大吨位起重机采用“双泵+双多路阀”实现对起升主卷扬液压马达进行液压控制的原理图，其起升操作过程如下： 

当先导控制手柄5扳向起升位置时，液控先导油由先导油泵3经先导油源阀4减压后进入先导控制手柄5的P口，再经与先导控制手柄5操作角相匹配的减压后，经先导控制手柄5的3号油口输出并经先导油路将先导控制油同时输送到第一多路阀6的a2和第二多路阀15的a2＇先导作用油口，在先导油压力的推动下，第一多路阀6和第二多路阀15的阀杆向控制主卷扬起升的上升位方向移动，同时，第一主泵1输出的高压工作油经液压管路到达第一多路阀6的P1口并进入多路阀6内，第二主泵2输出的高压工作油经液压管路到达第二多路阀15的P1＇口并进入多路阀15内，此时，第一多路阀6和第二多路阀15的相应阀杆同时处于上升位，第一主泵1和第二主泵2的高压工作油分别经第一多路阀6的B2口和第二多路阀15的B2＇口流出，并在K点合流后进入主卷扬13的平衡阀9，在平衡阀9内部，合流后的液压油经单向阀14最终进入带动主卷扬13工作的液压马达11，通过液压油推动液压马达11旋转，实现将液压能转变为机械能并带动主卷扬13做功。

但目前图1所示控制系统对主卷扬负载起升加速过程的加速度值的大小缺乏有效的控制，所吊重物加速上升过程的实际加速度值需依赖操作者的经验、凭感觉进行控制。由公式

可知，在所吊重物质量m、重物重量G一定的情况下，主卷扬所承受的实际工作负载力F与加速阶段的实际加速度a的值呈倍数关系。 

为避免主卷扬超负荷工作（即指：主卷扬实际工作力的负荷值大于设计许可值），精确控制主卷扬吊物起升阶段的加速度大小成为必然。 

上述现技术的不足在于： 

1.     通过人为控制先导手柄开口大小控制多路阀阀杆的开度，实现对进入液压马达总流量的控制，存在很大的随意性，不能有效保证主卷扬加速阶段的加速度值处于规定的范围内。

2.     两个多路阀同时向液压马达供油，不利于精确控制加速阶段进入液压马达的液压油递增量，无法准确控制主卷扬加速阶段的加速度值。 

上述情况的存在，极易使主卷扬在负载加速起升过程中处于超载工况，降低了主机的可靠性。 

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种适用于为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的顺序控制阀。本实用新型的顺序控制阀通过自动逻辑控制，实现液压系统对主卷扬液压马达输出能量的有序控制，通过对主卷扬输入能量的控制最终实现对主卷扬上升加速度值的有效控制。 

本实用新型的顺序控制阀包括阀体、设置在阀体内的节流阀、逻辑换向阀、第一单向阀、第二单向阀、以及设置在阀体内的连通阀体第一油口与第二油口的第一主油路和连通阀体第一油口与第三油口的第二主油路和相关油路组成；其中所述节流阀设置在第一主油路间，其进油口与阀体的第一油口相连通、出油口与阀体的第二油口相连通；所述第二单向阀和第一单向阀以串联的方式设置在第二主油路间，其中第二单向阀的出油口与阀体的第一油口相连通，第一单向阀的进油口分别与阀体的第三油口和逻辑换向阀的出油口相连通，连通第二单向阀进油口和第一单向阀出油口之间的油路与位于节流阀至第二油口之间的油路交汇连通，且位于节流阀至第二油口之间的油路通过相应连通油路与逻辑换向阀的进油口相连通；所述的阀体的第一油口通过管路与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的先导控制手柄的相应油口连通，所述阀体的第二油口、第三油口分别与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的第一、第二多路阀的相应油口连通。 

本实用新型中所述阀体的第一油口通过外接过滤器以及连接管路与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的先导控制手柄的相应油口连通。 

本实用新型也可在所述阀体内的连通第一油口的油路间设置有内置过滤器。 

本实用新型的有益效果如下： 

本实用新型的应用，有效克服了目前重物起吊过程中上升加速度由操作人员人为控制不准确、易造成主卷扬机械传动部分因超载而导致故障的情况，具有较高的经济效益，同时也降低了对操作人员的操作技术要求、减轻了劳动强度，提升了产品综合竞争力。

附图说明

图1是现有技术原理图。

图2是采用本实用新型顺序控制阀设计而成的为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统原理图。 

图3是本实用新型的原理图。 

图4是本实用新型的第二种实施方式原理图。 

图5是本实用新型的第三种实施方式原理图。 

图中序号：1第一主泵，2第二主泵，3先导油泵，4先导油源阀，5先导控制手柄，6第一多路阀，7梭阀，8背压阀，9平衡阀，10制动器，11液压马达，12压绳器，13主卷扬，14单向阀，15第二多路阀，16液压油箱，17顺序控制阀，17-1 节流阀 17- 2 逻辑换向阀  17-3 第一单向阀  17-4 第二单向阀  17-5 负载压力反馈油路  17-6 逻辑换向阀定压弹簧  17-7 先导压力控制油路，18外接过滤器，19内置过滤器。 

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例（附图）作进一步描述： 

如图3所示，本实用新型的控制阀包括阀体、设置在阀体内的节流阀17-1、逻辑换向阀17-2、第一单向阀17-3、第二单向阀17-4、以及设置在阀体内的连通阀体第一油口P与第二油口V1的第一主油路P-V1和连通阀体第一油口P与第三油口V2的第二主油路P-V2和相关油路组成；其中所述节流阀17-1设置在第一主油路P-V1间，其进油口通过油路的拐点b、油路交汇点a与阀体的第一油口P相连通、出油口与阀体的第二油口V1相连通；所述第二单向阀17-4和第一单向阀17-3以串联的方式设置在第二主油路P-V2间，其中第二单向阀17- 4的出油口通过油路交汇点a与阀体的第一油口P相连通，第一单向阀17-3的进油口通过油路交汇点i分别与阀体的第三油口V2和逻辑换向阀17-2的出油口f相连通，连通第二单向阀17-4进油口和第一单向阀17-3出油口之间的油路与位于节流阀17-1至第二油口V1之间的油路在h点交汇连通，且位于节流阀17-1至第二油口V1之间的油路通过在c点交汇连通的相应连通油路与逻辑换向阀17-2的进油口d相连通；所述的阀体的第一油口P通过管路与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的先导控制手柄的相应油口连通，所述阀体的第二油口V1、第三油口V2分别与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的第一、第二多路阀的相应油口连通。

本实用新型中逻辑换向阀17-2用于控制d→f方向油路通、断的压力控制信号取自d点，并通过先导压力控制油路17-7作用于逻辑换向阀17-2的e点；逻辑换向阀17-2的负载压力反馈信号取自f点，并通过负载压力反馈油路17-5作用于逻辑换向阀17-2的g点；逻辑换向阀定压弹簧17-6的工作推力作用于逻辑换向阀17-2的g点。 

如图4所示，所述阀体的第一油口P通过外接过滤器18以及连接管路与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的先导控制手柄的相应油口连通。 

如图5所示，在所述阀体内的连通第一油口P的油路间设置有内置过滤器19。 

本实用新型设置外接过滤器18或内置过滤器19目的是： 

1、防止液压油中的污染物堵塞节流阀17-1节流口，造成从第二油口V1、第三油口V2输出的先导控制油流量低于设计值，最终影响对主卷扬13的控制精准度。

2、防止液压油中的污染物卡滞逻辑换向阀17-2，造成逻辑换向阀17-2换向动作迟缓或无动作，顺序控制阀17的P至V2油路打开时间延长或不打开，同样影响对主卷扬13的精准控制。 

本实用新型以下将结合如图2、图3对其组成及液压原理作如下描述： 

⑴. 正向通油时的工作原理：正向通油时，先导压力油经由第一油口P进入顺序控制阀17，通过a、b点间内部油道进入节流阀17-1，在通过节流阀17-1的节流口时将液压油的流量降至规定值并输出至c点，由于逻辑换向阀17-2的最低接通开启压力由逻辑换向阀定压弹簧17-6的工作力所确定，因此c点的压力油优先通过h点并经顺序控制阀的第二油口V1向液压执行元件输出，当第二油口V1执行元件的压力超过逻辑换向阀定压弹簧17-6的工作力所对应压力时，执行元件的压力经第二油口V1、 h、c内部油路传递至d点，再经先导压力控制油路17-7作用于逻辑换向阀17-2的e点，使逻辑换向阀17-2换向并接通d→f方向油路，此时c点的先导压力油经c、d、f、i点间内部油道到达顺序控制阀的第三油口V2，并向与顺序控制阀第三油口V2相连接的液压执行元件输出。

正向通油时，第二单向阀17- 4、第一单向阀17-3在压力油的作用下保持关闭状态，使压力油不能经a→第二单向阀17- 4→h油路从第一油口P向第二油口V1流通；h点的压力油不能经h→第一单向阀17-3→i油路从h点向i点流通。 

⑵. 反向通油时的工作原理：反向通油时，压力油分别有V1-P和V2-P两条路径通油，下面分别进行介绍。 

a. V1-P方向通油时，压力油由第二油口V1进入顺序控制阀17，通过h点内部油道至第二单向阀17- 4的进油口并推开内部阀芯流出第二单向阀，再经a点内部油道到达顺序控制阀第一油口P并流出。 

b. V2-P方向通油时，压力油由第三油口V2进入顺序控制阀，通过i点内部油道至第一单向阀17- 3的进油口并推开内部阀芯流出第一单向阀至h点，在h点与由第二油口V1流至h点的液压油合流，共同经由h、第二单向阀17- 4、a内部油道到达顺序控制阀第一油口P并流出；V2-P方向通油过程中，第三油口V2的负载压力经i点内部油道传递到逻辑换向阀17-2的f点并经负载压力反馈油路17-5作用到逻辑换向阀17-2的g点，在负载压力和逻辑换向阀定压弹簧17-6工作力的共同作用下，逻辑换向阀17-2处于关闭状态，由第三油口V2进入顺序控制阀的液压油不能经i→f→逻辑换向阀17-2→d→c油路从i点向c点流通。 

c. 在V1-P和V2-P方向通油过程中，由第二油口V1、第三油口V2进入顺序控制阀的液压油在流至h时，会有极少部分的油液经c点内部油道到达节流阀17-1并通过节流阀17-1内部节流口沿b、a油道最终到达顺序控制阀第一油口P并流出。 

本实用新型的应用说明如下： 

以下将结合图2对采用本实用新型技术的对大吨位起重机采用“双泵+双多路阀”作为主卷扬液压马达动力源进行起升过程液压控制的原理及实现过程介绍如下：

当先导控制手柄5扳向起升位置时，液控先导油由先导油泵3经先导油源阀4减压后进入先导控制手柄5的P口，再经与先导控制手柄5操作角相匹配的减压后，经先导控制手柄5的3号油口输出至顺序控制阀17的第一油口P，由于顺序控制阀17在液压油从第一油口P（以下简称P口）向第二油口V1（以下简称V1口）、第三油口V2（以下简称V2口）方向流动时同时具备限定所通过的液压油流量和控制流出V1口、V2口先后顺序的两项功能，因此经限定流量后的先导液压油优先经V1口流出顺序控制阀17，并经系统管路作用于第一多路阀6的a2先导作用口，随着先导控制油按规定流量逐渐进入a2口，第一多路阀6的对应主阀杆（称为2号）按规定速度逐渐向上升位移动、P1至B2油口的控制阀口按规定速率逐步打开，由第一主泵1输至P1口的高压工作油随P1至B2间控制阀口的逐渐加大，通过第一多路阀6的B2油口向主卷扬液压马达11输送的工作液压油流量Q1也随之逐渐加大、通过液压马达11向主卷扬13输入的功率逐渐加大；当图中第一多路阀6的2号主阀杆运行到上升位的极限位置时，P1至B2间控制阀口开至最大，B2油口向外输出的工作液压油流量Q1也增至最大，同时作用于a2先导作用口的先导油压力上升至设计最大值，在顺序控制阀17顺序功能作用下，顺序控制阀17的P至V2油路打开，经限定流量的先导液压油经V2口流出顺序控制阀17，并经系统管路作用于第二多路阀15的a2＇先导作用口，随着先导控制油按规定流量逐渐进入a2＇口，第二多路阀15的对应主阀杆（称2＇号）按规定速度逐渐向上升位移动，P1＇至B2＇油口的控制阀口按规定速率逐步打开，由主泵2输至P1＇口的高压工作油随P1＇至B2＇间控制阀口的逐渐加大，通过第二多路阀15的B2＇油口向外输出的工作液压油流量Q2也随之逐渐加大，在系统的K点，由第二多路阀15的B2＇油口向外输出的工作液压油与第一多路阀6的B2油口输出的液压油进行合流，主卷扬液压马达11所获得的流量Q由先期仅顺序控制阀的V1口通油时Q=Q1增加为顺序控制阀的V2口开始通油后的Q=Q1+Q2，当图中第二多路阀15的2＇号主阀杆运行到上升位的极限位置时，B2＇油口向外输出的流量Q2也增至最大，进入主卷扬液压马达11的工作液压油流量Q=Q1+Q2达到设计最大值，液压马达11向主卷扬13输入的功率此时达到最大值。

通过对本实用新型顺序控制阀的液压原理和主卷扬上升过程液压控制的介绍并对比现技术可看出，本实用新型的技术具有如下特点和优势。 

（1）由于本专利顺序控制阀具有流量限制功能，在操作系统中可使主多路阀的输出流量根据需要稳定递增，可实现对执行机构——主卷扬的稳定递增功率输出。 

（2）由于本专利顺序控制阀具有顺序控制功能，在采用“双泵+双多路阀”作为主卷扬液压马达动力源进行起升重物的控制过程中，本专利阀可先控制其中“一泵+一多路阀”对主卷扬液压马达进行动力供给，在先供动力的“一泵+一多路阀”达到规定输出功率值后，再控制第二组“一泵+一多路阀”参与动力提供，将现技术在同一时间内将“双泵+双多路阀”的动力一次性输出给执行机构——主卷扬，改变为分本专利技术的分两次且连续输出供给的方式，有效避免了一次提供大功率输送对主卷扬的机械冲击。 

（3）本专利技术的应用实现了系统自动控制功率输出的功能，克服了现技术人为控制功率输出不准确的缺陷。在大大减轻操作人员劳动强度的同时，还有效控制了由于液压功率输出不准确对主卷扬机械部分带来的冲击，从而有效降低了整机系统故障频次，提高了整机质量稳定性。 

Claims (3)

1.一种顺序控制阀，其特征在于：该控制阀包括阀体、设置在阀体内的节流阀（17-1）、逻辑换向阀（17-2）、第一单向阀（17-3）、第二单向阀（17-4）、以及设置在阀体内的连通阀体第一油口（P）与第二油口（V1）的第一主油路（P-V1）和连通阀体第一油口（P）与第三油口（V2）的第二主油路P-V2和相关油路组成；其中所述节流阀（17-1）设置在（P-V1）主油路间，其进油口与阀体的第一油口（P）相连通、出油口与阀体的第二油口（V1）相连通；所述第二单向阀（17-4）和第一单向阀（17-3）以串联的方式设置在第二主油路（P-V2）间，其中第二单向阀（17- 4）的出油口与阀体的第一油口（P）相连通，第一单向阀（17-3）的进油口分别与阀体的第三油口（V2）和逻辑换向阀（17-2）的出油口（f）相连通，连通第二单向阀（17-4）进油口和第一单向阀（17-3）出油口之间的油路与位于节流阀（17-1）至第二油口（V1）之间的油路交汇连通，且位于节流阀（17-1）至第二油口（V1）之间的油路通过相应连通油路与逻辑换向阀（17-2）的进油口（d）相连通；所述阀体的第一油口（P）通过管路与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的先导控制手柄的相应油口连通，所述阀体的第二油口（V1）、第三油口（V2）分别与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的第一、第二多路阀的相应油口连通。

2.根据权利要求1所述的顺序控制阀，其特征在于：所述阀体的第一油口（P）通过外接过滤器（18）以及连接管路与为大功率主卷扬提供液压动力的控制系统中的先导控制手柄的相应油口连通。

3.根据权利要求1所述的顺序控制阀，其特征在于：在所述阀体内的连通第一油口（P）的油路间设置有内置过滤器（19）。

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