CN215762500U - 电控阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电控阀，包括阀体、阀杆、阀杆驱动装置、电控单元，阀杆驱动装置采用由旋转动力装置驱动的偏心轮结构，偏心轮驱动阀杆往复运动，与提升油缸无杆腔连接的阀体的第一工作油口连接有开关阀，开关阀为受控于电控单元的电磁开关阀或者电液开关阀；提升油缸到达设定位置后，在电控单元作用下开关阀快速关闭，断开第一工作油口与提升油缸无杆腔之间的油路，使提升油缸保持在设定位置，不受机具下降时其重量的影响，提高了系统控制精度。

Description

电控阀

技术领域

本实用新型涉及阀领域，尤其涉及一种电控阀。

背景技术

多路阀用来操纵多个执行部件(例如油缸或油马达)的运动，在拖拉机等农业机械以及工程机械中得到广泛应用。传统的多路阀，包括多个相连的三位四通阀或四位四通阀，多路阀的每一路阀由一个三位四通阀或四位四通阀组成，每个三位四通阀或四位四通阀连接相应的执行部件，通过手动驱动。为了适应电控智能化系统的发展要求，需要将多路阀改造为电控多路阀，一般采用的方案是，在每一路阀的两端，分别安装两个电磁铁，分别控制阀芯的左右运动，由于电磁铁成本昂贵，且只能实现三个位置的控制(左、中、右)，不能实现四位及以上的控制，应用受到限制。

另外，拖拉机等农业机械或工程机械设置了对液压悬挂装置进行控制的智能控制系统。中国实用新型专利CN212509011U公开了一种液压悬挂装置的智能控制系统，其液压分配器(或者称为电控提升阀)实际上是一个四位四通阀，通常包括四个工作位，分别与农具的上升工作模式、下降工作模式、中立工作模式和浮动工作模式相对应。液压分配器的一个工作油口与提升油缸的无杆腔连通，另一个工作油口与提升油缸的有杆腔连通，压力油口与主油路连通。智能控制系统的力传感器用于检测液压悬挂装置的下拉杆或上拉杆所承受的拉力信息，位置传感器用于检测提升器的位置信息，力传感器、位置传感器分别与电控单元电连接，电控单元采集力传感器和位置传感器的信息，根据需求控制液压分配器的阀杆到达设定位置，实现耕具的智能控制。该液压分配器是通过液压推杆和回位弹簧共同作用驱动阀杆轴向移动进而实现各个工作位的切换的。但是，其存在的不足之处在于：一方面，液压推杆成本较高，另一方面，阀杆的位置信息要通过直线传感器来反馈，直线传感器的成本也比较高。

专利号为ZL202120672917.1、名称为电控阀及其阀杆驱动装置的中国实用新型专利提供了一种阀杆驱动装置，该阀杆驱动装置可以用较低成本的结构控制阀杆在阀腔的任何一个位置停留，从而实现多个工作位的控制以及阀流量的比例控制，成本较低。但该阀杆驱动装置应用在电控提升阀时发现存在以下不足：为了精确控制拖拉机液压悬挂系统的高度，要求阀杆驱动装置必须具备较高的响应速度，比如需要控制悬挂装置“提升”或“下降”到指定的高度，这时电控单元首先控制阀杆运动到“上升”或“下降”位置，悬挂装置开始动作，当悬挂装置到达设定的高度后，必须迅速控制阀杆回到“中立”位置切断提升油缸的液压油供给，否则，提升装置将继续“提升”或“下降”从而超过设定的高度，使系统的控制精度达不到要求；由于悬挂装置上升至中位或者下降至中位时，需要阀杆在轴向上相应地移动一段距离，对于偏心轮结构来说，响应速度没有那么快，需要一定时间，因此不可避免地会带来控制精度误差。

为此，申请人对上述ZL202120672917.1专利进行了技术改进，并且提交了申请号为202121886944.5、名称为电控阀的实用新型专利申请。但随后申请人发现实际应用时，情况如下：当提升油缸40提升时，这时，压力油口P与第一工作油口A接通，第二工作油口B与回油口T接通，开关阀关闭断开压力油供给，提升油缸40停止运动并保持在设定的高度；但是，当提升油缸40下降时，这时，压力油口P与第二工作油口B接通，第一工作油口A与回油口T接通，开关阀关闭断开压力油供给后，提升油缸40在耕具重量作用下继续下降(A通T)，并不会停止运动并保持在设定的高度。

因此，上述申请号为202121886944.5、名称为电控阀的专利技术未能完全解决使提升油缸准确保持在设定高度的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种快速响应的改进的电控阀，提高电控阀对执行部件的控制精度。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：电控阀，所述电控阀包括：阀体、一端伸出所述阀体的阀杆、驱动所述阀杆往复运动的阀杆驱动装置、电控单元，

所述阀杆驱动装置包括：固定连接于所述阀杆的伸出端的偏心轮架，所述偏心轮架设置有偏心轮容纳槽，所述偏心轮容纳槽内活动设置有偏心轮，所述偏心轮容纳槽的长度与所述偏心轮的直径相匹配，所述偏心轮固定连接有偏心轮轴，所述偏心轮轴与所述偏心轮偏心设置，所述偏心轮轴转动安装于偏心轴座的安装孔内，所述偏心轴座相对于所述阀体固定设置；所述阀杆驱动装置还包括分别与所述电控单元电气连接的旋转动力装置、角度传感器，所述旋转动力装置连接于所述偏心轮轴的一端，所述角度传感器设置于靠近所述偏心轮轴端部的位置；

所述阀体设置有压力油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口，所述第一工作油口连接有开关阀，所述开关阀与所述电控单元电气连接，所述开关阀是电磁开关阀或者电液开关阀。

其中，所述电磁开关阀是常开式电磁开关阀。

其中，进一步地，所述电磁开关阀是常开式二位二通电磁开关阀。

其中，所述电液开关阀包括相连接的主阀和先导阀，所述主阀与所述阀体的所述第一工作油口连接，所述先导阀与所述电控单元电气连接，所述电液开关阀通过节流元件与所述阀体的所述回油口相连通。

其中，所述先导阀是常闭式电磁开关阀。

其中，进一步地，所述先导阀是常闭式二位二通电磁开关阀。

其中，所述主阀是常开式二位二通液动开关阀。

其中，所述主阀的弹簧腔通过平衡管路与所述阀体的所述回油口相连通。

其中，所述电控阀可以是电控多路阀，所述电控多路阀包括多个三位四通阀或四位四通阀，每一个所述三位四通阀或所述四位四通阀构成一路阀，多个所述三位四通阀或多个所述四位四通阀共用一个所述电控单元。

其中，所述电控阀还可以是用于控制液压悬挂装置的电控提升阀，所述电控提升阀是四位四通阀或三位四通阀。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果如下：

由于本实用新型的电控阀包括阀体、阀杆、阀杆驱动装置、电控单元，阀体的第一工作油口连接有与电控单元电气连接的开关阀，开关阀是电磁开关阀或者电液开关阀；本实用新型的电控阀应用于拖拉机液压悬挂装置时，阀体的第一工作油口连接提升油缸的无杆腔，第二工作油口连接提升油缸的有杆腔，需要机具上升或下降时，阀杆驱动装置首先控制阀杆运动到“上升”或“下降”的位置，提升油缸开始“上升”或“下降”，到达设定的位置后，电控单元首先迅速控制开关阀关闭，将第一工作油口与提升油缸无杆腔之间的油路断开，提升油缸停止运动并保持在设定高度，随后阀杆驱动装置驱动阀杆运动到“中立”位置后，电控单元控制开关阀开启。因受控于电控单元的开关阀响应速度快，需要断开第一工作油口与提升油缸无杆腔之间的油路时能瞬时断开，从而不论是机具上升还是机具下降，提升油缸都能保持在设定高度，不受机具下降时其重量的影响，提高了系统控制精度；既使阀杆驱动装置的偏心轮结构响应速度不够快，也不会影响系统的控制精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的电控阀结构原理示意图；

图2是本实用新型实施例二的电控阀结构原理示意图；

图3是本实用新型实施例三的电控阀结构原理示意图；

图4是本实用新型实施例四的电控阀结构原理示意图；

图5是本实用新型实施例五的电控阀的节流管路局部放大示意图；

图中：10-阀体；20-阀杆；31-偏心轮架；32-偏心轮；33-偏心轮轴；34-偏心轴座；35-角度传感器；36-电机；40-提升油缸；41-位置传感器；42-力传感器；51-电磁开关阀；52-电液开关阀；521-主阀；522-先导阀；523-节流元件；524-平衡管路；A-第一工作油口；B-第二工作油口；P-压力油口；T-回油口。

具体实施方式

需要说明的是，在本文描述中，除非另有规定或限定，术语“相连”、“连接”、“相连接”等应做广义理解，例如，可以是机械连接或电气连接或液压连接；可以是两个元件之间的直接相连，还可以是通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

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。为了便于区分，将阀体上与提升油缸无杆腔连接的工作油口定义为第一工作油口，与提升油缸有杆腔连接的工作油口定义为第二工作油口。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例一的电控阀包括：阀体10,在阀体10内滑动设置有阀杆20，阀杆20的一端伸出阀体10，阀杆20的伸出端连接有驱动阀杆20往复滑动的阀杆驱动装置，阀杆驱动装置受控于电控单元；阀体10设置有压力油口P、回油口T、第一工作油口A、第二工作油口B，阀体10的第一工作油口A连接有开关阀，该开关阀与电控单元电气连接并受控于电控单元。

其中，阀杆驱动装置包括：固定连接于阀杆20伸出端的偏心轮架31，偏心轮架31设置有偏心轮容纳槽，偏心轮容纳槽内活动设置有偏心轮32，偏心轮容纳槽的长度与偏心轮32的直径相匹配，偏心轮容纳槽的宽度大于偏心轮32的宽度，偏心轮容纳槽是直线型通槽以便于偏心轮32上下移动；偏心轮32固定连接有偏心轮轴33，偏心轮轴33与偏心轮32偏心设置，偏心轮轴34转动安装于偏心轴座34的安装孔内，偏心轴座34相对于阀体10固定设置；阀杆驱动装置还包括分别与电控单元电气连接的旋转动力装置、角度传感器35，旋转动力装置连接于偏心轮轴33的一端，角度传感器35设置于靠近偏心轮轴33端部的位置。本实施例中，旋转动力装置具体采用了电机36，电机36可以通过齿轮减速机构驱动偏心轮轴33旋转，或者电机36与偏心轮轴33直连驱动偏心轮轴33旋转。

其中，本实施例中的开关阀是电磁开关阀51，并且，电磁开关阀51是常开式电磁开关阀。进一步地，电磁开关阀51是常开式二位二通电磁开关阀。

其中，本实施例中的电控阀可以是电控多路阀，电控多路阀包括多个三位四通阀或四位四通阀，每一个三位四通阀或四位四通阀构成一路阀，多个三位四通阀或多个四位四通阀共用一个电控单元。

其中，本实施例中的电控阀还可以是用于控制液压悬挂装置的电控提升阀，该电控提升阀通常是四位四通阀或三位四通阀。是四位四通阀时，其具有四个工作位，分别与机具的上升工作模式、下降工作模式、中立工作模式和浮动工作模式相对应。是三位四通阀时，其具有三个工作位，分别与农具的上升工作模式、下降工作模式、中立工作模式相对应。第一工作油口A与提升油缸40的无杆腔连通，第二工作油口B与提升油缸40的有杆腔连通，压力油口P与主油路连通，回油口T与油箱连通。液压悬挂装置设置有用于检测下拉杆或上拉杆所承受的拉力信息的力传感器42、用于检测提升器的位置信息的位置传感器41，力传感器42、位置传感器41分别与电控单元电气连接。电控单元采集力传感器42和位置传感器41的信息，根据需求控制阀杆20到达设定位置，实现机具的智能控制。

以应用于拖拉机液压悬挂装置为例，本实施例的电控阀(即电控提升阀)工作原理如下：

液压悬挂装置需要上升或下降时，电控单元控制电机36旋转，电机36带动偏心轮32旋转，角度传感器35检测偏心轮轴33的旋转角度，并反馈给电控单元；当阀杆20到达设定的“上升”或“下降”位置时，提升油缸40开始“上升”或“下降”，电控单元采集力传感器42和位置传感器41的信息，提升油缸40到达设定位置后，电控单元首先迅速控制电磁开关阀51关闭，断开第一工作油口A与提升油缸40无杆腔之间的油路，使提升油缸40立刻停止运动并保持在设定位置，随后阀杆驱动装置驱动阀杆20运动到“中立”位置，电控单元控制电机36停止转动，电控单元控制电磁开关阀51开启。因受控于电控单元的电磁开关阀51响应速度快，需要断开工作油口A与提升油缸40无杆腔之间的油路时能瞬时断开，从而使提升油缸40准确保持在设定位置，不受机具下降时其重量的影响，大大提高了系统控制精度；既使阀杆驱动装置的偏心轮结构响应速度不够快，也不会影响系统的控制精度。

实施例二

如图2所示，实施例二的电控阀与实施例一的电控阀结构及原理基本相同，不同之处在于：本实施例中的开关阀是电液开关阀52。其中，电液开关阀52包括相连接的主阀521和先导阀522，主阀521进油口与先导阀522进油口相连接，先导阀522出油口与主阀521的液动腔相连通，主阀521与阀体10的第一工作油口A连接，先导阀522与电控单元电气连接，电液开关阀52通过节流元件523与阀体10的回油口T相连通，节流元件523具体可以是节流阀或者节流孔结构。其中，主阀521采用常开式二位二通液动开关阀。先导阀522采用常闭式电磁开关阀，进一步地，先导阀522采用常闭式二位二通电磁开关阀。

采用了电液开关阀52的液压悬挂装置需要上升或下降时，阀杆驱动装置首先控制阀杆20运动到“上升”或“下降”的位置，提升油缸40开始“上升”或“下降”，提升油缸40到达设定位置后，电控单元首先迅速控制先导阀522开启，由于此时第一工作油口A的压力远远大于回油口T的压力,在节流元件523的节流作用下，图2中主阀521右端(即液动腔)的油压力升高，克服主阀521左端的弹簧力，主阀521迅速关闭，断开工作油口A与提升油缸40无杆腔之间的油路，使提升油缸40立刻停止运动并保持在设定位置，在电控单元控制下先导阀522关闭。

与实施例一相比，实施例二中的开关阀采用先导式结构，虽然结构稍复杂，但采用小型电磁阀作为先导阀即可满足要求，制造成本更低。

实施例三

如图3所示，实施例三的电控阀与实施例二的电控阀的结构和原理基本相同，不同之处在于：实施例三中，主阀521的弹簧腔通过平衡管路524与阀体10的回油口T相连通。由于回油路中的油具有一定压力，将主阀弹簧腔与回油路连通后，回油对弹簧推动阀芯起到辅助作用，在此情况下，可以降低对弹簧的要求，采用较小的弹簧就能推动阀芯。

实施例四

如图4所示，实施例四的电控阀与实施例三的电控阀的结构和原理基本相同，不同之处在于：实施例四中设置有节流管路，节流管路一端连接先导阀522的出油口和主阀521的液动腔，另一端连接主阀521的弹簧腔，节流元件523设置于节流管路中。实施例四中的先导阀522打开时，部分高压油通过节流管路作用于主阀521的弹簧腔，相比于实施例三，实施例四中的主阀521关闭速度稍慢；但当关闭先导阀522、开启主阀521时，主阀521的弹簧复位快，主阀521开启速度快。

实施例五

实施例五的电控阀与实施例四的电控阀的结构和原理基本相同(结构相同的部分不再详细图示)，不同之处参看图5：实施例五中，将节流管路设置于主阀521的阀芯上，节流元件523具体为设置在阀芯上的节流孔结构。相比于实施例四，实施例五将节流管路及节流结构内置于主阀521，整体结构较为紧凑。

以上所述为本实用新型较佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分皆为本领域的已知技术，本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换皆在本实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.电控阀，所述电控阀包括：阀体、一端伸出所述阀体的阀杆、驱动所述阀杆往复运动的阀杆驱动装置、电控单元，

所述阀杆驱动装置包括：固定连接于所述阀杆的伸出端的偏心轮架，所述偏心轮架设置有偏心轮容纳槽，所述偏心轮容纳槽内活动设置有偏心轮，所述偏心轮容纳槽的长度与所述偏心轮的直径相匹配，所述偏心轮固定连接有偏心轮轴，所述偏心轮轴与所述偏心轮偏心设置，所述偏心轮轴转动安装于偏心轴座的安装孔内，所述偏心轴座相对于所述阀体固定设置；所述阀杆驱动装置还包括分别与所述电控单元电气连接的旋转动力装置、角度传感器，所述旋转动力装置连接于所述偏心轮轴的一端，所述角度传感器设置于靠近所述偏心轮轴端部的位置；

所述阀体设置有压力油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口，其特征在于，所述第一工作油口连接有开关阀，所述开关阀与所述电控单元电气连接，所述开关阀是电磁开关阀或者电液开关阀。

2.如权利要求1所述的电控阀，其特征在于，所述电磁开关阀是常开式电磁开关阀。

3.如权利要求2所述的电控阀，其特征在于，所述电磁开关阀是常开式二位二通电磁开关阀。

4.如权利要求1所述的电控阀，其特征在于，所述电液开关阀包括相连接的主阀和先导阀，所述主阀与所述阀体的所述第一工作油口连接，所述先导阀与所述电控单元电气连接，所述电液开关阀通过节流元件与所述阀体的所述回油口相连通。

5.如权利要求4所述的电控阀，其特征在于，所述先导阀是常闭式电磁开关阀。

6.如权利要求5所述的电控阀，其特征在于，所述先导阀是常闭式二位二通电磁开关阀。

7.如权利要求4所述的电控阀，其特征在于，所述主阀是常开式二位二通液动开关阀。

8.如权利要求4所述的电控阀，其特征在于，所述主阀的弹簧腔通过平衡管路与所述阀体的所述回油口相连通。

9.如权利要求1至8任一项所述的电控阀，其特征在于，所述电控阀是电控多路阀，所述电控多路阀包括多个三位四通阀或四位四通阀，每一个所述三位四通阀或所述四位四通阀构成一路阀，多个所述三位四通阀或多个所述四位四通阀共用一个所述电控单元。

10.如权利要求1至8任一项所述的电控阀，其特征在于，所述电控阀是用于控制液压悬挂装置的电控提升阀，所述电控提升阀是四位四通阀或三位四通阀。

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