CN205446231U - 一种舵机专用集成阀组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种舵机专用集成阀组，其主阀体提供与主油泵连的接口A1、B1；安全阀组件分别与A1和B1口回路并联；球阀提供与转舵机构连的接口I1、K1、L1、J1，I1、K1与A1通，L1、J1与B1通；第二电磁换向阀进油口与第二单向阀组件出口连，回油口与泄油口连，出油口与第四、第三、第五插装阀连；第一电磁换向阀进油口与第一单向阀组件出口连，回油口与泄油口连，出油口与第一、第二、第六插装阀连；第五、第六插装阀布在A1-I1、K1回路；第一插装阀布在K1-L1回路；第四、第二、第三插装阀布在B1-L1、J1回路，第四插装阀与A1侧回路连。其实现不带载启动、锁舵、隔离旁通、安全保护和伺服油液控制。

Description

一种舵机专用集成阀组

技术领域

本实用新型涉及船舶领域，尤其涉及一种舵机专用集成阀组。

背景技术

液压舵机在工作时，主要由油泵输出压力油到转舵机构中，推动油缸等执行部件带动舵柄进行转舵。在油泵和转舵机构之间一般需设置专用的阀组，用来进行油液控制、限压保护等功能。另外，对于变量油泵，一般需要设置专门的功能模块来调节伺服油液的压力、清洁度等。

舵机专用集成阀组连接于舵机主油泵和转舵机构之间，用于实现电动机的不带载启动、锁舵、隔离旁通、安全保护和伺服油液控制等功能。现有液压舵机主要采用如下几种技术方案实现：

a.采用滑阀式结构的平衡阀和安全阀组合形成的平衡安全阀组来实现主回路控制，并配备单独的隔离阀组和伺服油液控制模块(参见图1)。

b.采用液控单向阀和安全阀组合形成的专用阀组来实现主回路控制，并配备单独的隔离阀组和伺服油液控制模块(参见图2)。

现有技术方案a在国内中小型液压舵机中有较多应用，平衡阀为滑阀结构，具有锁舵、抗负扭矩等功能，虽然结构非常紧凑，但是其结构较为复杂，精度要求非常高，加工困难，成本较高，而且对油液污染比较敏感，另外，该阀通流能力有限，一般应用在流量不大于180L/min，扭矩不高于800kNm的中小型液压舵机中，不适于大流量、大扭矩的舵机系统。

现有技术方案b在国外舵机中也有较多应用，其结构相对较为简单，但在负载变化频繁，尤其是有负扭矩时，主回路油液的脉动会使得液控单向阀会频繁启闭，容易使系统产生较大的液压振动、噪声，尤其在中大型液压舵机中会产生较大的液压冲击，给设备造成一定的危害。以上两种方案一般配置独立的隔离阀组用于实现单一故障的隔离：正常工作时截止阀1、2、4、5均处于打开状态，截止阀3处于关闭状态，假设A口为高压油口，压力油经过截止阀1和截止阀2分别进入1#缸和3#缸，推动舵逆时针转动，2#缸和4#缸的回油通过油口B回到油泵的吸油口，一旦需要将3#、4#缸对应的管系隔离掉时，需手动将截止阀2、4关闭，并将截止阀3打开，这种系统相对较为复杂，外部管路布置较多，反而增加了故障点，而且操作不便。

另外，以上两种方案均需配备独立的伺服油液控制模块来实现主油泵的变量控制，集成化程度不高，布置较为分散，外部管路相对较多。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种舵机专用集成阀组，其简单可靠、运行稳定、功能丰富，能实现电动机的不带载启动、锁舵、隔离旁通、安全保护和伺服油液控制等功能，且通流能力大、动作速度快、密封性好、抗污染能力强、制造简单、工作可靠，同时能有效减小阀组体积，可根据流量需求采用各种通径的插装阀，适用于各种扭矩规格的舵机闭式液压系统，集成化程度非常高，同时易于布置，节省了外部管路，大大节省了船上的宝贵空间，减少了故障点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

本实用新型提供一种舵机专用集成阀组，其包括：

主阀体、第四插装阀、第一插装阀、安全阀组件、第二插装阀、第二电磁换向阀、第一电磁换向阀、第六插装阀、球阀、第一单向阀组件、第三插装阀、第五插装阀和第二单向阀组件；

主阀体的侧面提供与主油泵连接的接口A1口、B1口；

所述安全阀组件通过安装块固定在主阀体上，安装块上安装有两个安全阀，分别与阀组的A1口回路和B1口回路并联；

球阀固定在主阀体上，提供与转舵机构连接的接口，包括I1口、K1口、L1口、J1口，所述I1口、K1口与A1口沟通，L1口、J1口与B1口沟通；

第二电磁换向阀的进油口与第二单向阀组件的出口连接，回油口与阀组的泄油口G1相连，出油口通过主阀体的内部孔道与第四插装阀、第三插装阀、第五插装阀相连；第一电磁换向阀的进油口与第一单向阀组件的出口连接，回油口与阀组的泄油口G1相连，出油口通过主阀体的内部孔道与第一插装阀、第二插装阀、第六插装阀相连；

第五插装阀、第六插装阀布置在阀组的A1-I1、K1回路中；第一插装阀布置在阀组的K1-L1回路中；第四插装阀、第二插装阀、第三插装阀布置在阀组的B1-L1、J1回路中，且第四插装阀还与A1侧回路连接；

第一单向阀组件与阀组的A1、B1侧回路以及第一电磁换向阀相连；第二单向阀组件与阀组的A1、B1侧回路以及第二电磁换向阀相连。

更进一步地，所述舵机专用集成阀组还包括：

过滤器和滤器过渡块；

过滤器固定在滤器过渡块上，滤器过渡块与主阀体上端连接，过滤器带有旁通阀和发讯器；

更进一步地，所述舵机专用集成阀组还包括：

伺服溢流阀；所述伺服溢流阀采用螺纹插装式，固定在所述滤器过渡块上。

更进一步地，所述第四插装阀、第一插装阀、第二插装阀、第六插装阀、第三插装阀、第五插装阀的插件安装于主阀体上的配装孔内，控制盖板固定在主阀体的表面上。

更进一步地，所述第四插装阀、第一插装阀、第二插装阀、第六插装阀为基本单向阀型插装阀；所述第三插装阀、第五插装阀为液控单向阀型插装阀。

更进一步地，所述第二电磁换向阀、第一电磁换向阀均为二位四通型式，安装于主阀体上端。

更进一步地，所述第二电磁换向阀、第一电磁换向阀上均设有用于手动控制的操作手柄。

更进一步地，所述第一单向阀组件、第二单向阀组件均包含一个安装块和三个插入式单向阀；通过所述安装块固定在主阀体表面上；所述第一单向阀组件通过所述插入式单向阀分别与阀组的A1、B1侧回路以及第一电磁换向阀相连；第二单向阀组件通过所述插入式单向阀分别与阀组的A1、B1侧回路以及第二电磁换向阀相连。

由上述本实用新型的具体技术方案可以看出，本实用新型具有如下效果：

本实用新型采用插装阀型式，能实现电动机的不带载启动、锁舵、隔离旁通、安全保护和伺服油液控制的功能，功能丰富，同时采用插装型式，结构紧凑，集成度高。

本实用新型通流能力适应性强，可使用各种通径规格的插装阀，适用于各种流量范围的舵机闭式液压系统。而且，相对于传统滑阀的阀体和阀芯需要单配，基本无互换性而言，本实用新型采用的插装阀结构，制造简单，标准化程度高。

本实用新型密封性好，抗污染能力强，稳舵效果好，有效解决滑阀泄漏大、污染敏感度高的问题。

本实用新型模块化程度高，某个组件故障时可直接更换而不影响其余组件，相对于传统滑阀故障时往往需要更换整个阀件而言，非常易于维护。

本实用新型工作可靠，还具备手动操作功能，进一步提高了设备可靠性水平。

附图说明

图1为现有技术方案a的工作原理示意图；

图2为现有技术方案b的工作原理示意图；

图3a为本实用新型结构的主视图；

图3b为本实用新型结构的右视图；

图3c为本实用新型结构的俯视图；

图3d为本实用新型结构的N向视图；

图3e为本实用新型结构的M向视图；

图4为本实用新型的液压工作原理示意图。

附图中：

主阀体1、第四插装阀2、第一插装阀3、安全阀组件4、第二插装阀5、过滤器6、第二电磁换向阀7、第一电磁换向阀8、第六插装阀9、球阀10、第一单向阀组件11、第三插装阀12、第五插装阀13、第二单向阀组件14、法兰15、伺服溢流阀16、滤器过渡块17。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的舵机专用集成阀组的结构如图3a、图3b、图3c、图3d和图3e所示，包括：主阀体1、第四插装阀2、第一插装阀3、安全阀组件4、第二插装阀5、过滤器6、第二电磁换向阀7、第一电磁换向阀8、第六插装阀9、球阀10、第一单向阀组件11、第三插装阀12、第五插装阀13、第二单向阀组件14、法兰15、伺服溢流阀16、滤器过渡块17。

主阀体1用于安装各零部件，其内部有阀件配装孔道和液压油流通孔道；

安全阀组件4的安装块通过四个螺钉固定在主阀体1上，安装块上安装有两个螺纹插装型式的安全阀，分别与阀组的A1口回路和B1口回路并联，用于进行超压保护；

法兰15共两个，通过螺钉安装于主阀体1的侧面，提供与主油泵连接的接口A1、B1；

球阀10共四个，通过螺钉固定在主阀体1上，提供与转舵机构连接的接口，包括I1口、K1口、L1口、J1口，其中阀组的A1口与I1口、K1口沟通，B1口与L1口、J1口沟通。

第二电磁换向阀7、第一电磁换向阀8均为二位四通型式，通过螺钉安装于主阀体1上端，其中第二电磁换向阀7的进油口与第二单向阀组件14的出口连接，回油口与阀组的泄油口G1相连，出油口通过主阀体1的内部孔道与第四插装阀2、第三插装阀12、第五插装阀13相连；第一电磁换向阀8的进油口与第一单向阀组件11的出口连接，回油口与阀组的泄油口G1相连，出油口通过主阀体的内部孔道与第一插装阀3、第二插装阀5、第六插装阀9相连。电磁换向阀上均设有操作手柄，可用于手动控制；

第四插装阀2、第一插装阀3、第二插装阀5、第六插装阀9为基本单向阀型插装阀，第三插装阀12、第五插装阀13为液控单向阀型插装阀，其插件安装于主阀体1上的配装孔内，控制盖板通过螺钉固定在主阀体1的表面上。其中，第五插装阀13、第六插装阀9布置在阀组的A1-I1、K1回路中；第一插装阀3布置在阀组的K1-L1回路中；第四插装阀2、第二插装阀5、第三插装阀12布置在阀组的B1-L1、J1回路中，而第四插装阀2还与A1侧回路连接。

第一单向阀组件11、第二单向阀组件14均包含一个安装块和三个插入式单向阀，通过螺钉固定在主阀体1表面上，第一单向阀组件11与阀组的A1、B1侧回路以及第一电磁换向阀8相连；第二单向阀组件14与阀组的A1、B1侧回路以及第二电磁换向阀7相连；

过滤器6固定在滤器过渡块17上，滤器过渡块17通过四个螺钉与主阀体1上端连接，过滤器6带有旁通阀和发讯器，用于压差的报警和保护；伺服溢流阀16采用螺纹插装式，固定在滤器过渡块17上。

另外，滤器过渡块17上还设置有P1口、G1口、H1口，采用国标的管接头。

上述舵机专用集成阀组的液压工作原理如图4所示，可以看出：

其中A1口、B1口分别与主油泵的两个出油口相连，为系统主回路，A1口经过第五插装阀13、第六插装阀9之后分成两路I1和K1，B1口经过第四插装阀2、第三插装阀12、第二插装阀5之后分成两路L1和J1，I1、K1、L1、J1分别与油缸的四个油腔相连，G1为阀组的泄漏油口，P1为伺服油液进口，与控制泵的出油口相连，H1为伺服油液出口，与主泵变量机构的控制阀的进口相连。

第二电磁换向阀7的电磁铁不得电时，其阀芯处于图示的机能位置，第三插装阀12、第五插装阀13的盖板中的液控单向阀均处于图示的机能位置，这两个插装阀处于关闭状态，油缸到油泵的通路被切断，油缸内的油液无法排出，从而实现锁舵功能。另外，由于第四插装阀2的控制油路经第二电磁换向阀7与泄油口G1沟通，使得第四插装阀2处于打开状态，这样A1口便与B1口直接沟通，可实现电动机的不带载启动，从而减缓液压冲击和对电网的冲击。

机组启动完毕后，当第二电磁换向阀7的电磁铁得电时，阀芯切换至左机能位工作，此时主回路的压力油通过第二单向阀组件14、第二电磁换向阀7后分成三路，一路使第四插装阀2关闭，从而隔断A1口和B1口之间的直接通路；其余两路分别推动第三插装阀12、第五插装阀13的盖板中的液控单向阀动作，使第三插装阀12、第五插装阀13处于打开状态；另外，在正常工况下，第一电磁换向阀8的电磁铁不得电，其阀芯处于图示的机能位置，主回路的压力油经过第一单向阀组件11、第一电磁换向阀8后作用到第一插装阀3上使其处于关闭状态，而第六插装阀9和第二插装阀5的控制油腔均通过第一电磁换向阀8经G1口回到油箱，使其处于打开状态；这样就实现了A1口油路与I1、K1口连通，B1口油路与L1、J1口连通。此时假设与A1口相连的主油泵出口排油，高压油经过第六插装阀9、第五插装阀13后通过I1口、K1口分别进入1#、3#缸使舵向逆时针方向转动，而2#、4#缸的回油则通过L1、J1口经第二插装阀5、第三插装阀12、第四插装阀2后回到主油泵的吸油口。反之亦然。

当需要将3#缸、4#缸及其对应的管系隔离旁通掉时，给第一电磁换向阀8通电，其阀芯切换至左机能位工作，此时主回路的压力油经过第一单向阀组件11、第一电磁换向阀8后作用到第六插装阀9和第二插装阀5的控制油腔使这两个插装阀关闭，而第一插装阀3的控制腔经第一电磁换向阀8与泄油口G1沟通，使其处于打开状态。假设A1口进油，高压油经过第六插装阀9、第五插装阀13后通过I1口进入1#缸使舵向逆时针方向转动，而2#缸的回油则通过J1口经第二插装阀5、第三插装阀12、第四插装阀2后回到主油泵的吸油口，此时3#缸和4#缸经过K1口、第一插装阀3、L1口直接沟通起来，从而跟随1#缸和2#缸运动。

当系统压力超过安全阀的设定值时，安全阀组件4中的相应安全阀会自动开启，实现超压保护。

控制泵排出的伺服油液进入P1口后首先经过滤器6的过滤，保证油液的清洁，之后由伺服溢流阀16调节至主油泵变量所需要的压力值，然后进入到主泵变量机构的控制阀中进行变量控制。

上述实施例中可以采用不同的布置形式来实现。可以采用不同种类的插装阀，如带阻尼的，带节流油口的，各种弹簧刚度的，各种面积比的，或是其它功能型式的插装阀。可采用不同种类或机能的电磁换向阀，如三位四通阀等。可采用各种通径规格的插装阀，相应的阀体大小、孔道位置、孔道大小等随之而变。

上述实施例中，也可以不包括过滤器6、滤器过渡块17以及过滤器6上带有的旁通阀和发讯器。

上述实施例中，也可以不包括伺服溢流阀16。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种舵机专用集成阀组，其特征在于，所述舵机专用集成阀组包括：

主阀体(1)、第四插装阀(2)、第一插装阀(3)、安全阀组件(4)、第二插装阀(5)、第二电磁换向阀(7)、第一电磁换向阀(8)、第六插装阀(9)、球阀(10)、第一单向阀组件(11)、第三插装阀(12)、第五插装阀(13)和第二单向阀组件(14)；

主阀体(1)的侧面提供与主油泵连接的接口A1口、B1口；

所述安全阀组件(4)通过安装块固定在主阀体(1)上，安装块上安装有两个安全阀，分别与阀组的A1口回路和B1口回路并联；

球阀(10)固定在主阀体(1)上，提供与转舵机构连接的接口，包括I1口、K1口、L1口、J1口，所述I1口、K1口与A1口沟通，L1口、J1口与B1口沟通；

第二电磁换向阀(7)的进油口与第二单向阀组件(14)的出口连接，回油口与阀组的泄油口G1相连，出油口通过主阀体(1)的内部孔道与第四插装阀(2)、第三插装阀(12)、第五插装阀(13)相连；第一电磁换向阀(8)的进油口与第一单向阀组件(11)的出口连接，回油口与阀组的泄油口G1相连，出油口通过主阀体的内部孔道与第一插装阀(3)、第二插装阀(5)、第六插装阀(9)相连；

第五插装阀(13)、第六插装阀(9)布置在阀组的A1-I1、K1回路中；第一插装阀(3)布置在阀组的K1-L1回路中；第四插装阀(2)、第二插装阀(5)、第三插装阀(12)布置在阀组的B1-L1、J1回路中，且第四插装阀(2)还与A1侧回路连接；

第一单向阀组件(11)与阀组的A1、B1侧回路以及第一电磁换向阀(8)相连；第二单向阀组件(14)与阀组的A1、B1侧回路以及第二电磁换向阀(7)相连。

2.根据权利要求1所述的舵机专用集成阀组，其特征在于，所述舵机专用集成阀组还包括：

过滤器(6)和滤器过渡块(17)；

过滤器(6)固定在滤器过渡块(17)上，滤器过渡块(17)与主阀体(1)上端连接，过滤器(6)带有旁通阀和发讯器。

3.根据权利要求2所述的舵机专用集成阀组，其特征在于，所述舵机专用集成阀组还包括：

伺服溢流阀(16)；所述伺服溢流阀(16)采用螺纹插装式，固定在所述滤器过渡块(17)上。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的舵机专用集成阀组，其特征在于，所述第四插装阀(2)、第一插装阀(3)、第二插装阀(5)、第六插装阀(9)、第三插装阀(12)、第五插装阀(13)的插件安装于主阀体(1)上的配装孔内，控制盖板固定在主阀体(1)的表面上。

5.根据权利要求4所述的舵机专用集成阀组，其特征在于，所述第四插装阀(2)、第一插装阀(3)、第二插装阀(5)、第六插装阀(9)为基本单向阀型插装阀；所述第三插装阀(12)、第五插装阀(13)为液控单向阀型插装阀。

6.根据权利要求5所述的舵机专用集成阀组，其特征在于，所述第二电磁换向阀(7)、第一电磁换向阀(8)均为二位四通型式，安装于主阀体(1)上端。

7.根据权利要求6所述的舵机专用集成阀组，其特征在于，所述第二电磁换向阀(7)、第一电磁换向阀(8)上均设有用于手动控制的操作手柄。

8.根据权利要求4所述的舵机专用集成阀组，其特征在于，所述第一单向阀组件(11)、第二单向阀组件(14)均包含一个安装块和三个插入式单向阀；通过所述安装块固定在主阀体(1)表面上；所述第一单向阀组件(11)通过所述插入式单向阀分别与阀组的A1、B1侧回路以及第一电磁换向阀(8)相连；第二单向阀组件(14)通过所述插入式单向阀分别与阀组的A1、B1侧回路以及第二电磁换向阀(7)相连。