CN215257068U - 并联控制阀组和液压工作系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种并联控制阀组和液压工作系统，并联控制阀组包括设有阀体进油油路(A)、阀体回油油路(B)的阀体(100)及阀组(200)，阀组包括彼此独立且并联设置的多个阀组单元，阀组单元的单元工作油路包括连接到阀体进回油油路的油路连接端(D)以及执行机构连接端(E)，单元工作油路上串联设置有单元电磁换向阀(3)和单元节流阀(5)。液压工作系统中的多个执行机构(10)一一对应地连接多个阀组单元；油箱(20)与阀体回油油路相连并通过油泵(30)朝向阀体进油油路泵油。此并联控制阀组和液压工作系统中，集成的单元电磁换向阀和单元节流阀等均为常用液压阀件，采购周期短、组装成本低，结构简单、可扩展设计。

Description

并联控制阀组和液压工作系统

技术领域

本实用新型属于液压技术领域，具体地，涉及一种液压工作系统及其并联控制阀组。

背景技术

在具有多个并列执行机构的液压工作系统中，经常需要使用到控制阀组来控制油路选择、流量分配等，从而控制几个执行机构同时工作。如图1所示，即使用比例多路阀7作为控制阀组来控制多个执行机构(图示的第一执行机构10.1、第二执行机构10.2、第三执行机构10.3、第四执行机构10.4… 第n执行机10.n)并联工作，其中每个比例多路阀7的阀片控制一个执行机构，各个执行机构相互独立。尤其是在工程机械的臂架系统中，使用比例多路阀7可以无级调速；而且随着臂架姿态变化，液压系统压力会变化，使用比例多路阀7可以避免负载对速度的影响。

但是，比例多路阀7的使用也存在一些弊端，例如比例多路阀7通常是外购件，采购周期较长、价格较高。而且当油液供给充足，几个并联工作的执行机构并不需要电比例控制时，使用比例多路阀7的意义并不大。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺陷或问题，本实用新型提供了一种并联控制阀组和液压工作系统，新型阀组可自主设计和组装、结构简单、成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种并联控制阀组，所述并联控制阀组包括：

阀体，设有阀体进油油路和阀体回油油路；和

阀组，包括彼此独立且并联设置的多个阀组单元，所述阀组单元设有单元工作油路，所述单元工作油路包括连接到所述阀体进油油路和所述阀体回油油路的油路连接端以及与外部的执行机构相连的执行机构连接端，所述单元工作油路上串联设置有单元电磁换向阀和单元节流阀。

在一些实施方式中，所述并联控制阀组包括：

卸荷阀，所述卸荷阀与多个所述单元工作油路并联连接于所述阀体进油油路和所述阀体回油油路，所述卸荷阀相对于多个所述单元工作油路连接于所述阀体进油油路和阀体回油油路的上游端。

在一些实施方式中，各个所述单元工作油路均包括单元第一工作油路和单元第二工作油路，所述单元节流阀为叠加式双单向节流阀并包括分别设置在所述单元第一工作油路和所述单元第二工作油路上的单向节流阀。

在一些实施方式中，所述阀组单元包括：

单元双向溢流阀，串联设置在所述单元工作油路上并包括分别连接所述单元第一工作油路的第一单元溢流阀和连接所述单元第二工作油路的第二单元溢流阀。

在一些实施方式中，所述并联控制阀组包括：

主溢流阀，与多个所述单元工作油路并联连接于所述阀体进油油路和所述阀体回油油路。

在一些实施方式中，所述主溢流阀的设定压力不小于各个所述单元双向溢流阀的设定压力。

在一些实施方式中，所述阀组单元包括：

单元双向液压锁，串联设置在所述单元工作油路上并介于所述单元电磁换向阀与所述单元节流阀之间。

在一些实施方式中，多个所述阀组单元呈竖向平行布置且沿横向依次排列，所述单元电磁换向阀、所述单元双向液压锁、所述单元节流阀和所述单元双向溢流阀沿竖向层叠布置。

在一些实施方式中，所述单元电磁换向阀包括比例电磁铁。

在此基础上，本实用新型还提供了一种液压工作系统，包括：

上述的并联控制阀组；

多个执行机构，一一对应地连接多个所述阀组单元；和

油箱，与所述阀体回油油路相连并通过油泵朝向所述阀体进油油路泵油

在根据本实用新型的并联控制阀组和液压工作系统中，集成的单元电磁换向阀和单元节流阀等均为常用液压阀件，采购周期短、组装成本低。集成方式简单、可扩展设计。通过单元电磁换向阀可实现对应的执行机构的开启、停止或正反向操作控制，通过单元节流阀可调节油路流量，从而控制相应的执行机构的最大速度，因而可实现对执行机构的基本操作控制。尤其是，单元节流阀在液压回路中让其回油节流，不但能调节执行机构的运动速度，还有增加系统背压的作用，不会出现因某个执行机构的阻力太小导致系统压力太低的现象。

本实用新型实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施方式，但并不构成对本实用新型实施方式的限制。在附图中：

图1为现有技术中采用比例多路阀的液压工作系统的液压原理图；

图2为根据本实用新型的具体实施方式的并联控制阀组的立体图；

图3为根据本实用新型的第一实施方式的液压工作系统的液压原理图；

图4图示了构成并联控制阀组的阀组单元；

图5为根据本实用新型的第二实施方式的液压工作系统的液压原理图。

附图标记说明：

1 主溢流阀 2 卸荷阀

3 单元电磁换向阀 3.1 第一单元电磁换向阀

3.2 第二单元电磁换向阀 3.3 第三单元电磁换向阀

3.4 第四单元电磁换向阀 3.n 第n单元电磁换向阀

4 单元双向液压锁 4.1 第一单元双向液压锁

4.2 第二单元双向液压锁 4.3 第三单元双向液压锁

4.4 第四单元双向液压锁 4.n 第n单元双向液压锁

5 单元节流阀 5.1 第一单元节流阀

5.2 第二单元节流阀 5.3 第三单元节流阀

5.4 第四单元节流阀 5.n 第n单元节流阀

6 单元双向溢流阀 6.1 第一单元双向溢流阀

6.2 第二单元双向溢流阀 6.3 第三单元双向溢流阀

6.4 第四单元双向溢流阀 6.n 第n单元双向溢流阀

7 比例多路阀

10 执行机构 10.1 第一执行机构

10.2 第二执行机构 10.3 第三执行机构

10.4 第四执行机构 10.n 第n执行机构

20 油箱 30 油泵

100 阀体 200 阀组

201 第一阀组单元 202 第二阀组单元

203 第三阀组单元 204 第四阀组单元

20n 第n阀组单元

A 阀体进油油路 B 阀体回油油路

C1 单元第一工作油路 C2 单元第二工作油路

D 油路连接端 E 执行机构连接端

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施方式的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施方式，并不用于限制本实用新型实施方式。

下面参考附图描述根据本实用新型的并联控制阀组和液压工作系统。

如图2至图4所示，根据本实用新型的并联控制阀组的具体实施方式中，并联控制阀组包括：

阀体100，设有阀体进油油路A和阀体回油油路B；和

阀组200，包括彼此独立且并联设置的多个阀组单元，阀组单元设有单元工作油路，单元工作油路包括连接到阀体进油油路A和阀体回油油路B 的油路连接端D以及与外部的执行机构10相连的执行机构连接端E，单元工作油路上串联设置有单元电磁换向阀3和单元节流阀5。

其中，分别独立控制各自执行机构的阀组单元集成在阀体100内，形成并联控制阀组。并联控制阀组的构成简单，内设单元电磁换向阀3和单元节流阀5，均为常用液压阀件，方便取材、组装，成本低。通过单元电磁换向阀3可实现对应的执行机构10的开启、停止或正反向操作控制，通过单元节流阀5可调节油路流量，从而控制相应的执行机构的最大速度。因此，内设单元电磁换向阀3和单元节流阀5的阀组200可实现对执行机构10的基本操作控制。

此新型阀组可自主设计，进一步扩展、组装。因而进一步地，并联控制阀组可包括：

卸荷阀2，该卸荷阀2与多个单元工作油路并联连接于阀体进油油路A 和阀体回油油路B，卸荷阀2相对于多个单元工作油路连接于阀体进油油路 A和阀体回油油路B的上游端。

如图3所示，具有卸荷阀2的卸荷油路导通时，阀体进油油路A的进油油液通过卸荷油路几乎全部回流至阀体回油油路B，从而回到油箱20。这样可起到对阀组200和各个执行机构10的保护作用。

如图4所示，各个单元工作油路均包括单元第一工作油路C1和单元第二工作油路C2，单元节流阀5为叠加式双单向节流阀并包括分别设置在单元第一工作油路C1和单元第二工作油路C2上的单向节流阀。单向节流阀包括并联设置的单向阀和节流阀，单向阀防止油液倒流，节流阀可实现节流调节以控制流量。

进一步地，阀组单元还可集成单元双向溢流阀6，如图4所示，该单元双向溢流阀6串联设置在单元工作油路上并包括分别连接单元第一工作油路 C1的第一单元溢流阀和连接单元第二工作油路C2的第二单元溢流阀。可见，每个执行机构10均可通过相应的单元双向溢流阀6单独设置安全压力，起到过载保护作用。

如图3所示，并联控制阀组还包括主溢流阀1，该主溢流阀1与多个单元工作油路或多个阀组单元并联连接于阀体进油油路A和阀体回油油路B。通过主溢流阀1可设定整个并联控制阀组的安全压力，起到系统保护作用。在本实施方式中，可选地，主溢流阀1的设定压力不小于各个单元双向溢流阀6的设定压力。以图3为例，即主溢流阀1的设定压力不小于第一单元双向溢流阀6.1的设定压力、第二单元双向溢流阀6.2的设定压力、第三单元双向溢流阀6.3的设定压力、第四单元双向溢流阀6.4的设定压力、第n单元双向溢流阀6.n的设定压力。

进一步地，阀组单元还可集成单元双向液压锁4。如图4所示，单元双向液压锁4串联设置在单元工作油路上并介于单元电磁换向阀3与单元节流阀5之间。每个执行机构10不动作时，单元双向液压锁4可锁死相应的执行机构10，即锁死图4中位于单元双向液压锁4上方的单元第一工作油路 C1、单元第二工作油路C2以及执行机构10中的油液流动，使得图示为油缸的执行机构10的活塞杆保持在相应的伸缩位置，不展开也不回缩。

在本实施方式的并联控制阀组中，阀体100上组装阀组200以及主溢流阀1、卸荷阀2，每个阀组单元集成了单元电磁换向阀3、单元双向液压锁4、单元节流阀5和单元双向溢流阀6等若干简单阀件，取材容易、采购周期短，成本低，而且可扩展设计。如图3所示，在本实施方式的并联控制阀组中，多个阀组单元呈竖向平行布置且沿横向依次排列，即第一阀组单元201、第二阀组单元202、第三阀组单元203、第四阀组单元204以及第n阀组单元 20n沿横向依次排列，参见图3。单元电磁换向阀3、单元双向液压锁4、单元节流阀5和单元双向溢流阀6沿竖向层叠布置，整个并联控制阀组的外形规整、紧凑，占地空间小。需要说明的是，图示的并联控制阀组仅为举例，但并不限于此，其油口朝向、安装尺寸等等均可自主设计。

可选地，在另一实施方式中，图5所示的单元电磁换向阀3包括比例电磁铁，即使用比例电磁铁换向阀替代图3的单元电磁换向阀3。这样便能通过控制开关手柄的幅度大小(也就是电流大小)，来控制执行机构10的速度，控制性能更好。此外，例如卸荷阀2用来实现系统卸荷功能，本领域技术人员能够理解的是，还有很多其它能实现等效功能的替代阀件或阀组件，在此不再一一赘述。

在上述并联控制阀组的基础上，本实用新型相应提供了一种液压工作系统，包括上述并联控制阀组和多个执行机构10，多个执行机构10一一对应地连接多个阀组单元，如图3、图5所示。

在图3、图5所示的液压工作系统中，油箱20与阀体回油油路B相连并通过油泵30朝向阀体进油油路A泵油。第一单元电磁换向阀3.1、第二单元电磁换向阀3.2、第三单元电磁换向阀3.3、第四单元电磁换向阀3.4、第n 单元电磁换向阀3.n、第一单元双向液压锁4.1、第二单元双向液压锁4.2、第三单元双向液压锁4.3、第四单元双向液压锁4.4、第n单元双向液压锁4.n、第一单元节流阀5.1、第二单元节流阀5.2、第三单元节流阀5.3、第四单元节流阀5.4、第n单元节流阀5.n以及第一单元双向溢流阀6.1、第二单元双向溢流阀6.2、第三单元双向溢流阀6.3、第四单元双向溢流阀6.4、第n单元双向溢流阀6.n均安装在阀体100上。其中，第一单元电磁换向阀3.1、第一单元双向液压锁4.1、第一单元节流阀5.1、第一单元双向溢流阀6.1共同控制第一执行机构10.1；第二单元电磁换向阀3.2、第二单元双向液压锁4.2、第二单元节流阀5.2、第二单元双向溢流阀6.2共同控制第二执行机构10.2；以此类推。需要说明的是，此处实施方式中的n指的是大于4的自然整数，表示可集成的阀组单元的个数不做限制。

油泵30可采用齿轮泵，泵送的压力油经过滤后，从阀体100的阀体进油油路A的入口端进入该并联控制阀组。当执行机构10都不动作时，卸荷阀2上的电磁铁处于失电状态，齿轮泵的压力油通过卸荷阀2回油箱。当其中的一个或几个执行机构10需要动作时，相应的单元电磁换向阀3和卸荷阀2同时得电。以第一执行机构10.1的动作为例，当油缸伸出时，卸荷阀2 的电磁铁a0、第一单元电磁换向阀3.1的电磁铁b1同时得电。当油缸缩回时，卸荷阀2的电磁铁a0、第一单元电磁换向阀3.1的电磁铁a1同时得电。第二执行机构10.2、第三执行机构10.3、第四执行机构10.4、第n执行机构 10.n的控制逻辑同上。

本实用新型的并联控制阀组和液压工作系统可实现功能：1)几个执行机构10同时动作；2)每个执行机构可通过单元双向溢流阀6单独设置安全压力；3)每个执行机构10可通过单元节流阀5调节最大速度；4)每个执行机构10不动作时，单元双向液压锁4可锁死执行机构10。只要油泵30 泵送的液压流量大于所有同时动作的执行机构10所需流量之和，则每个执行机构10的速度不会受影响。因此，在很多不需要电比例控制执行机构速度的场合，上述并联控制阀组装置均可用来替代图1所示的比例多路阀7。

综上可见，本实用新型通过自主设计的阀块和常用液压阀，实现了多个执行机构的控制。并联控制阀组装置设有单元双向液压锁4锁止执行机构10，执行机构10上不需要再配置平衡阀或液压锁。设有单元节流阀5，在液压回路中让其回油节流(节流孔在与执行机构回油腔连通时起到节流效果)，不但能调节执行机构10的运动速度，还有增加系统背压的作用，因而不会出现因某个执行机构10的阻力太小导致系统压力太低的现象。由于设有主溢流阀1，在齿轮泵输出流量足够的情况下，保证了液压系统压力。通过设置单元双向溢流阀6，不同的执行机构可以按照需要设置不同的工作压力。此外设有卸荷阀2，当所有执行机构都不工作时，可实现压力卸荷。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种并联控制阀组，其特征在于，所述并联控制阀组包括：

阀体(100)，设有阀体进油油路(A)和阀体回油油路(B)；和

阀组(200)，包括彼此独立且并联设置的多个阀组单元，所述阀组单元设有单元工作油路，所述单元工作油路包括连接到所述阀体进油油路(A)和所述阀体回油油路(B)的油路连接端(D)以及与外部的执行机构(10)相连的执行机构连接端(E)，所述单元工作油路上串联设置有单元电磁换向阀(3)和单元节流阀(5)。

2.根据权利要求1所述的并联控制阀组，其特征在于，所述并联控制阀组包括：

卸荷阀(2)，所述卸荷阀(2)与多个所述单元工作油路并联连接于所述阀体进油油路(A)和所述阀体回油油路(B)，所述卸荷阀(2)相对于多个所述单元工作油路连接于所述阀体进油油路(A)和阀体回油油路(B)的上游端。

3.根据权利要求1所述的并联控制阀组，其特征在于，各个所述单元工作油路均包括单元第一工作油路(C1)和单元第二工作油路(C2)，所述单元节流阀(5)为叠加式双单向节流阀并包括分别设置在所述单元第一工作油路(C1)和所述单元第二工作油路(C2)上的单向节流阀。

4.根据权利要求3所述的并联控制阀组，其特征在于，所述阀组单元包括：

单元双向溢流阀(6)，串联设置在所述单元工作油路上并包括分别连接所述单元第一工作油路(C1)的第一单元溢流阀和连接所述单元第二工作油路(C2)的第二单元溢流阀。

5.根据权利要求4所述的并联控制阀组，其特征在于，所述并联控制阀组包括：

主溢流阀(1)，与多个所述单元工作油路并联连接于所述阀体进油油路(A)和所述阀体回油油路(B)。

6.根据权利要求5所述的并联控制阀组，其特征在于，所述主溢流阀(1)的设定压力不小于各个所述单元双向溢流阀(6)的设定压力。

7.根据权利要求4所述的并联控制阀组，其特征在于，所述阀组单元包括：

单元双向液压锁(4)，串联设置在所述单元工作油路上并介于所述单元电磁换向阀(3)与所述单元节流阀(5)之间。

8.根据权利要求6所述的并联控制阀组，其特征在于，多个所述阀组单元呈竖向平行布置且沿横向依次排列，所述单元电磁换向阀(3)、所述单元双向液压锁(4)、所述单元节流阀(5)和所述单元双向溢流阀(6)沿竖向层叠布置。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的并联控制阀组，其特征在于，所述单元电磁换向阀(3)包括比例电磁铁。

10.一种液压工作系统，其特征在于，所述液压工作系统包括：

根据权利要求1～9中任意一项所述的并联控制阀组；

多个执行机构(10)，一一对应地连接多个所述阀组单元；和

油箱(20)，与所述阀体回油油路(B)相连并通过油泵(30)朝向所述阀体进油油路(A)泵油。

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