專利名稱：電液比例組合操縱閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多路換向閥，具體地，涉及一種電液比例組合操縱閥，其可以用于工程機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)中以實(shí)現(xiàn)電比例控制、壓力反饋、抗流量飽和等功能。
背景技術(shù)：
眾所周知，換向閥是一種借助閥芯與閥體之間的相對運(yùn)動來改變連接在閥體上的多個油路通斷關(guān)系的閥門。多路換向閥則是由兩個以上的換向閥為主體的組合閥，根據(jù)不同的工作要求，其還可以組合有溢流閥、單向閥和補(bǔ)油閥等附屬閥。和其他類型的閥門相比，多路換向閥具有結(jié)構(gòu)緊湊、壓力損失小、閥芯移動阻力低、具有多位功能、壽命長和制造簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此，其廣泛應(yīng)用在工程機(jī)械設(shè)備、尤其是工程起重機(jī)的液壓系統(tǒng)中。多路換向閥作為工程機(jī)械設(shè)備、尤其是工程起重機(jī)械液壓控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，主要用于操縱控制機(jī)械部件的運(yùn)動，例如起重機(jī)吊臂的伸縮運(yùn)動、吊臂的變幅運(yùn)動等。多路換向閥應(yīng)用在工程機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)中，其通常稱為組合操縱閥，例如起重機(jī)上廣泛應(yīng)用的雙聯(lián)泵供油液控組合操縱閥?，F(xiàn)有的組合操縱閥一般采用片式疊加結(jié)構(gòu)，即將多個不同功能的閥片單元組合裝配在一起，從而構(gòu)成能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的組合操縱閥。在此需要說明的是，組合操縱閥中所謂的“閥片”，主要是因各個組成單元的片式外形結(jié)構(gòu)而簡稱其為“閥片”，但其與一些閥門(例如蝶閥)內(nèi)部的閥片、閥瓣等是不同的，組合操縱閥中的組成閥片一般是獨(dú)立的換向閥或者換向閥與其它閥的組合單元，只是因?yàn)槠渚哂衅酵庑谓Y(jié)構(gòu)，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員簡稱其為“閥片”。在下文的描述中，為了避免產(chǎn)生歧義，采用“閥片單元”的術(shù)語進(jìn)行說明?，F(xiàn)有的組合操縱閥主要采用手動或液壓控制方式，近年來，隨著負(fù)載敏感(LS)控制系統(tǒng)以及負(fù)載傳感補(bǔ)償(LSC)系統(tǒng)在工程機(jī)械設(shè)備、尤其是起重機(jī)械上的應(yīng)用，使得組合操縱閥的液壓控制技術(shù)獲得顯著發(fā)展。但是，這些組合操縱閥并不能完全滿足實(shí)際使用的需要，例如，在工程機(jī)械設(shè)備的操作中，用戶為了提高工作效率，常常采用同步操作方式， 即同一時間進(jìn)行多個操作。當(dāng)組合操縱閥在同步操作時，如果液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的流量超過油泵所能供應(yīng)的總體流量，即所謂的“流量飽和”，此時應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)同步操作是一個比較難于解決的問題。為此，中國實(shí)用新型專利CN201187492Y公開了一種組合比例操縱閥，該組合比例操縱閥采用手動控制或液壓先導(dǎo)控制兩種操縱方式，其能夠?qū)崿F(xiàn)壓力反饋、抗流量飽和等功能。圖1和圖2顯示了該組合比例操縱閥的兩個主要閥片單元的剖視結(jié)構(gòu)，該組合比例操縱閥主要用于工程起重機(jī)，例如汽車起重機(jī)，其包括回轉(zhuǎn)操縱閥片單元、伸縮操縱閥片單元、變幅操縱閥片單元、副卷揚(yáng)操縱閥片單元、主卷揚(yáng)操縱閥片單元、第一進(jìn)出油閥、以及第二進(jìn)出回油閥，各個閥片單元上設(shè)有多個油口，上述閥片單元組合為一體。圖1顯示該主卷揚(yáng)閥片單元的剖視結(jié)構(gòu)，圖2顯示第二進(jìn)回油閥的局部剖視結(jié)構(gòu)，其中，所述回轉(zhuǎn)操縱閥片單元連接第一油泵，所述伸縮操縱閥片單元、變幅操縱閥片單元、副卷揚(yáng)操縱閥片單元和主卷揚(yáng)操縱閥片單元共用第二油泵和第三油泵。上述伸縮操縱閥片單元、變幅操縱閥片單元、副卷揚(yáng)操縱閥片單元和主卷揚(yáng)操縱閥片單元的結(jié)構(gòu)是類似的，在圖1中，A5為進(jìn)油口，B5為回油口，W為進(jìn)油腔，主卷揚(yáng)操縱閥片單元的閥體內(nèi)具有工作腔PA和PB、回油腔T2、壓力反饋腔和進(jìn)油腔P，在閥體內(nèi)裝有閥桿，閥桿上具有與工作腔、回油腔和進(jìn)油腔對應(yīng)的環(huán)形凹槽，在閥體內(nèi)裝有對稱分布的兩個負(fù)載保持單向閥LHC4-1和LHC4-2，在閥體內(nèi)還裝有二通負(fù)載壓力補(bǔ)償器2-LPC4，其后端裝有用作取樣負(fù)載壓力信號的取壓用單向閥(即壓力比較器)O參見圖2，該現(xiàn)有技術(shù)的組合比例操縱閥主要通過負(fù)載反饋壓力油路Ls獲取負(fù)載壓力，并將該負(fù)載壓力經(jīng)由流量穩(wěn)定閥FR輸送到定差溢流閥3-LPC的彈簧腔內(nèi)，其實(shí)際是通過設(shè)置各個操縱閥片單元內(nèi)的節(jié)流口的截面積，從而使得各個操縱閥片單元的流量比例關(guān)系為確定值，當(dāng)多個液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時動作而出現(xiàn)流量飽和時，通過二通負(fù)載壓力補(bǔ)償器2-LPC4實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償，維持液壓系統(tǒng)的流量剛性，進(jìn)而通過手動或液控方式操作換向閥桿，減小油路開度，通過降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作速度，維持同步動作，從而實(shí)現(xiàn)抗流量飽和的功能。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的這些組合操縱閥普遍具有如下缺點(diǎn)第一，如果采用手動操縱的多路換向閥型式，其安裝布置方式受到較大的局限，并且手動操作的操作精度不好掌握； 第二，如果采用液壓先導(dǎo)操縱的多路換向閥，先導(dǎo)油管繁多，安裝布置非常不便；第三，無論手動或液壓先導(dǎo)操縱控制方式，其控制方式單一，不能與電氣控制有機(jī)聯(lián)系，利用計(jì)算機(jī)運(yùn)行優(yōu)化的控制算法，無法實(shí)現(xiàn)比較理想的控制效果。第四，操縱閥桿快速回中位時，進(jìn)油腔壓力變化幅度過大，沖擊較大。有鑒于此，需要設(shè)計(jì)一種采用新型操縱方式的組合操縱閥。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種電液比例組合操縱閥，該電液比例組合操縱閥能夠采用電液控制方式實(shí)現(xiàn)各路閥片單元的換向控制，從而不但能夠有效地實(shí)現(xiàn)多路換向、比例控制、壓力反饋、抗流量飽和功能，而且能夠與電氣控制實(shí)現(xiàn)有機(jī)聯(lián)系，優(yōu)化所述組合操縱閥的控制方式。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種電液比例組合操縱閥，包括分別設(shè)有液控?fù)Q向閥的至少一個操縱閥片單元以及用于進(jìn)油回油的進(jìn)出油閥片單元，各個所述操縱閥片單元的工作油路分別設(shè)有壓力補(bǔ)償閥并各自經(jīng)由相應(yīng)的取壓用單向閥與負(fù)載反饋壓力油路連通，每個所述壓力補(bǔ)償閥的彈簧腔與負(fù)載反饋壓力油路連通，該負(fù)載反饋壓力油路與所述進(jìn)出油閥片單元中的定差溢流閥的彈簧腔連通，各個所述液控?fù)Q向閥的換向閥桿的兩側(cè)分別形成有控制壓力油腔，該控制壓力油腔分別與相應(yīng)的用于控制液控油通斷的電控先導(dǎo)閥的輸出油口連通。優(yōu)選地或選擇地，所述電控先導(dǎo)閥為電液比例先導(dǎo)控制閥或電磁換向閥。優(yōu)選地，所述負(fù)載反饋壓力油路上設(shè)置有流量穩(wěn)定閥、負(fù)載壓力信號油路溢流閥及負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥，其中，所述負(fù)載反饋壓力油路經(jīng)由所述流量穩(wěn)定閥連接于回油油路，所述負(fù)載壓力信號油路溢流閥和負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥分別與該所述流量穩(wěn)定閥并聯(lián)，并且該負(fù)載反饋壓力油路在所述流量穩(wěn)定閥的輸入口之前的位置上經(jīng)由單向阻尼閥連接于所述定差溢流閥的彈簧腔。[0013]具體地，所述進(jìn)出油閥片單元包括第一進(jìn)出油閥和第二進(jìn)出油閥，該第一進(jìn)出油閥和第二進(jìn)出油閥的進(jìn)油口相互連通，該第一進(jìn)出油閥和第二進(jìn)出油閥的進(jìn)油口與各個所述操縱閥片單元的進(jìn)油油路連通。優(yōu)選地，所述第一進(jìn)出油閥和第二進(jìn)出油閥各自具有閥體，所述定差溢流閥設(shè)置在所述第一進(jìn)出油閥的閥體內(nèi)部。優(yōu)選地，所述第一進(jìn)出油閥和第二進(jìn)出油閥的回油油路上分別設(shè)有背壓閥。優(yōu)選地，各個所述操縱閥片單元分別具有閥體，所述操縱閥片單元各自的液控?fù)Q向閥分別形成在各自的閥體內(nèi)。優(yōu)選地，各個所述液控?fù)Q向閥對應(yīng)的電控先導(dǎo)閥分別連接到各自所述操縱閥片單元的閥體的下部兩側(cè)。各個所述壓力補(bǔ)償閥的彈簧腔與負(fù)載反饋壓力油路之間分別設(shè)有阻尼塞。具體地，各個所述操縱閥片單元與所述進(jìn)出油閥片單元組合為一體并形成為片式
疊加結(jié)構(gòu)。選擇地，所述操縱閥片單元為1至8個。優(yōu)選地，各個所述操縱閥片單元以及所述進(jìn)出油閥片單元的閥體為一個共用的整體鑄造式閥體。具體地，所述操縱閥片單元具有四個，該四個操縱閥片單元分別為伸縮操縱閥片單元、變幅操縱閥片單元、副卷揚(yáng)操縱閥片單元以及主卷揚(yáng)操縱閥片單元。通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的電液組合控制閥通過集成電控方向閥，尤其是電液比例先導(dǎo)控制閥，從而可與電氣控制有機(jī)聯(lián)系，利于PLC等計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的控制算法及CAN總線控制提供平臺，從而能夠?qū)崿F(xiàn)理想的操縱效果。相應(yīng)地，該電控先導(dǎo)閥(優(yōu)選電液比例先導(dǎo)控制閥)減少了油管連接的數(shù)量，無需連桿操縱，安裝布局十分方便，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)就近安裝之后減小了所需油管長度，降低沿程損失。此外，本實(shí)用新型的負(fù)載反饋壓力油路集成了單向阻尼閥，操縱時無沖擊，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作更平穩(wěn)。本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。

下列附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，其與下述的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于下述附圖及具體實(shí)施方式
。在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的采用手動和液壓控制方式的組合操縱閥的主卷揚(yáng)閥片單元的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的采用手動和液壓控制方式的組合操縱閥的回油閥片單元的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的電液比例組合操縱閥的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4和圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的電液比例組合操縱閥的第一進(jìn)回油閥的剖視結(jié)構(gòu)示意圖和局部剖視細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖5更詳細(xì)地示意性顯示了進(jìn)油口 Pl處的單向阻尼閥和流量穩(wěn)定閥等細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)；圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的電液比例組合操縱閥的操縱閥片單元的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的電液比例組合操縱閥的第二進(jìn)回油閥的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖8是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的電液比例組合操縱閥的液壓原理示意圖。附圖標(biāo)記以及液壓元件符號說明1第一進(jìn)回油閥；2伸縮操縱閥片單元；3變幅操縱閥片單元；4副卷揚(yáng)操縱閥片單元；5主卷揚(yáng)操縱閥片單元；6第二進(jìn)回油閥；a第一控制壓力油腔；b第二控制壓力油腔；A1-A4、B1_B4 工作油口；D1、D2 背壓閥；DZ單向阻尼閥；FR流量穩(wěn)定閥；L1、L2電液比例先導(dǎo)控制閥連通回油油口 ；Ls負(fù)載反饋壓力油路；2-LPCl、2-LPC2、2-LPC3、2-LPC4 壓力補(bǔ)償閥；3-LPC1定差溢流閥；P進(jìn)油油路；Pw工作油路；P1、P2 進(jìn)油口；PR1、PR2、PR3, PR4, PR5, PR6 二次溢流閥；Rl負(fù)載壓力信號油路溢流閥；RBl溢流閥T回油油路；T1、T2、T3回油口；Gl、G2測壓油口 ；W進(jìn)油腔；Yl負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥；YV11、YV12、YV21、YV22電液比例先導(dǎo)控制閥；YV31、YV32、YV41、YV42電液比例先導(dǎo)控制閥。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于下述的具體實(shí)施方式
。首先需要說明的是，本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥可以應(yīng)用于多種工程機(jī)械設(shè)備上，例如工程起重機(jī)等。在下文的描述中，將以汽車起重機(jī)上應(yīng)用的組合操縱閥為例進(jìn)行描述，但是，應(yīng)當(dāng)注意的是，下文描述的伸縮操縱閥片單元2、變幅操縱閥片單元3、副卷揚(yáng)操縱閥片單元4以及主卷揚(yáng)操縱閥片5僅是為描述方便而根據(jù)在汽車起重機(jī)上所對應(yīng)的功能所起的分類，實(shí)際其結(jié)構(gòu)是基本相同的，即使略有不同，也是因?yàn)橐簤簣?zhí)行機(jī)構(gòu)所要實(shí)現(xiàn)功能的不同而作出的改變，這主要是換向閥桿位置的進(jìn)出油路的略微差異，但這些均為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，其均屬于組合操縱閥的操縱閥片單元。此外，根據(jù)本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥所應(yīng)用的工程機(jī)械設(shè)備的類型，其可以按照需要進(jìn)行擴(kuò)展，一般采用一至八個操縱閥片單元進(jìn)行疊加擴(kuò)展，例如，在下述汽車起重機(jī)采用有四個操縱閥片單元，即伸縮操縱閥片單元2、變幅操縱閥片單元3、副卷揚(yáng)操縱閥片單元4以及主卷揚(yáng)操縱閥片5，但是本實(shí)用新型并不局限于此，其操縱閥片單元可以根據(jù)應(yīng)用需要多于四個或少于四個而應(yīng)用于其它工程機(jī)械設(shè)備上，例如小型挖掘機(jī)。以下以汽車起重機(jī)所采用的電液比例組合操縱閥為例描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。圖3顯示本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的電液比例組合操縱閥的整體示意結(jié)構(gòu)，該電液比例組合操縱閥包括第一進(jìn)回油閥1、四個操縱閥片單元以及第二進(jìn)回油閥6，所述四個操縱閥片單元在該具體實(shí)施方式
中為伸縮操縱閥片單元2、變幅操縱閥片單元3、副卷揚(yáng)操縱閥片單元4以及主卷揚(yáng)操縱閥片單元5，顯然地，每個所述操縱閥片單元上具有多個工作油口 Al、Bi、A2、B2、A3、B3、A4、B4等，這些工作油口主要用于向執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸送液壓液壓油或其它液壓介質(zhì)。此外，優(yōu)選地，第一進(jìn)回油閥1和第二進(jìn)回油閥6的閥體上還可以設(shè)有測壓油口 G2，以用于反饋管路中的壓力信號。由圖3可以看出，上述第一進(jìn)回油閥1、四個操縱閥片單元以及第二進(jìn)回油閥6組合為一體，即采用通常所說的閥片疊加結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥并不局限于此，在不違背本實(shí)用新型技術(shù)構(gòu)思的前提下，采用整體結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型電液比例組合控制閥的功能，其也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，例如各個所述操縱閥片單元以及所述進(jìn)出油閥片單元的閥體可以采用一個共用的整體鑄造式閥體。圖4和圖5所示為本實(shí)用新型第一進(jìn)回油閥1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中圖5為進(jìn)油口 Pl 處的細(xì)節(jié)剖視結(jié)構(gòu)。第一進(jìn)回油閥的閥體上設(shè)有進(jìn)油口 Pi和回油口 Tl，其中，進(jìn)油口 Pl用于連接外部油源，使得外部液壓油經(jīng)由進(jìn)油口 Pl向所述電液比例組合操縱閥的各個操縱閥片單元供油，此外，進(jìn)油口 Pl與回油口 Tl之間的回油油路T上安裝有定差溢流閥3-LPC1 和背壓閥D1，該連接結(jié)構(gòu)是公知的，在進(jìn)油口 Pl處的壓力大于定差溢流閥的彈簧腔內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值時，定差溢流閥3-LPC1開啟泄壓，富余的液壓油經(jīng)由定差溢流閥3-LPC1、回油油路T、背壓閥Dl到達(dá)回油口 Tl，并流回油箱，從而進(jìn)油口 Pl處的壓力能夠始終維持恒定， 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。參見圖4和圖5，該第一進(jìn)回油閥1上還應(yīng)用有負(fù)載敏感控制系統(tǒng)(即Ls控制系統(tǒng))，有關(guān)負(fù)載敏感控制系統(tǒng)在組合控制閥上的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，其主要通過負(fù)載反饋壓力油路收集組合操縱閥相應(yīng)油路上的負(fù)載壓力信號，從而實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的動態(tài)平衡。在此僅對其簡略描述。具體地，該第一進(jìn)回油閥1的閥體上還設(shè)有負(fù)載反饋壓力油路Ls、單向阻尼閥DZ、流量穩(wěn)定閥FR、負(fù)載壓力信號油路溢流閥Rl及負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥 Y1，其中單向阻尼閥DZ的出口端與定差溢流閥3-PLC1的彈簧腔連通，入口端與負(fù)載反饋壓力油路Ls連通，從而能夠?qū)⒇?fù)載反饋壓力油路Ls中負(fù)載壓力引入到定差溢流閥3-PLC1 內(nèi)，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的實(shí)時負(fù)載自適應(yīng)，為后續(xù)的抗流量飽和的調(diào)節(jié)提供基礎(chǔ)。上述流量穩(wěn)定閥FR與負(fù)載反饋壓力油路Ls連通，其主要用于調(diào)節(jié)負(fù)載反饋壓力油路Ls連通中的液壓油流量，具體地，負(fù)載反饋壓力油路Ls經(jīng)由流量穩(wěn)定閥FR連接于回油油路T，所述負(fù)載壓力信號油路溢流閥Rl和負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥Yl分別與該所述流量穩(wěn)定閥并聯(lián)， 并且該負(fù)載反饋壓力油路在所述流量穩(wěn)定閥的輸入口之前的位置上經(jīng)由單向阻尼閥連接于所述定差溢流閥的彈簧腔。上述負(fù)載壓力信號油路溢流閥Rl主要實(shí)現(xiàn)負(fù)載反饋壓力油路Ls的過壓溢流，負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥Yl則可以通過電氣控制實(shí)現(xiàn)負(fù)載反饋壓力油路Ls的卸載，即使得負(fù)載反饋壓力油路Ls中的用于反饋負(fù)載壓力信號的液壓油全部流回油箱內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)卸載。也就是說，負(fù)載反饋壓力油路Ls上裝有流量穩(wěn)定閥FR(其與 CN201187492Y公開的流量穩(wěn)定器相同，具體可以參見圖8，其主要由定差溢流閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成，其中節(jié)流閥的輸出端與定差溢流閥的彈簧腔連通，輸入端與定差溢流閥的控制油腔連通)、單向阻尼閥DZ、負(fù)載壓力信號油路溢流閥Rl及負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥 Yl0單向阻尼閥DZ對負(fù)載反饋壓力上升速率有抑制作用，負(fù)載壓力信號油路溢流閥Rl則限定了負(fù)載反饋壓力的最高值，從而起到了防沖擊的效果。負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥 Yl為安全保護(hù)閥，只有在其通電正常工作時，整臺主閥才能動作，斷掉負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥Yl電源即實(shí)現(xiàn)緊急卸荷。在此需要說明的是，本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥屬于一個整體協(xié)調(diào)的組合系統(tǒng)，圖3所示的優(yōu)選方式下更是在機(jī)械結(jié)構(gòu)上組合為一體，因此，上述的回油油路T和負(fù)載反饋壓力油路Ls并不僅僅形成在第一進(jìn)回油閥1上，而僅僅是回油油路T和負(fù)載反饋壓力油路Ls的一段形成在第一進(jìn)回油閥1上，該形成在第一進(jìn)回油閥1上的回油油路T和負(fù)載反饋壓力油路Ls與形成在下述各個操縱閥片單元閥體上的回油油路T和負(fù)載反饋壓力油路Ls是相通的，其實(shí)際上屬于一個整體技術(shù)特征，因此在下文的描述中，不再另行區(qū)分。圖6所示為操縱閥片單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在圖3所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，操縱閥片單元具有四個，即伸縮操縱閥片單元2、變幅操縱閥片單元3、副卷揚(yáng)操縱閥片單元4和主卷揚(yáng)操縱閥片單元5，其結(jié)構(gòu)是基本相同的，當(dāng)然在實(shí)際閥體結(jié)構(gòu)上可以根據(jù)工況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的工作機(jī)能，但它們基本的液壓原理是類似的，下面以主卷揚(yáng)操縱閥片單元為例進(jìn)行說明，而對其它操縱閥片單元不再重復(fù)贅述。參見圖6所示，主卷揚(yáng)操縱閥片單元的閥體內(nèi)形成有工作油路Pw、回油油路T、進(jìn)油油路P及負(fù)載反饋壓力油路Ls，其中進(jìn)油油路P與上述進(jìn)油口 Pl連通，從而能夠引入工作液壓油，負(fù)載反饋壓力油路Ls與上述第一進(jìn)回油閥1上的負(fù)載反饋壓力油路屬于一個油路，在實(shí)體結(jié)構(gòu)上是連通的。所述主卷揚(yáng)操縱閥片單元的閥體內(nèi)裝有換向閥桿，該換向閥桿上形成有與工作油路Pw、回油油路T、進(jìn)油腔W對應(yīng)的環(huán)形凹槽，也就是通過換向閥桿和閥體的配合形成了相應(yīng)的換向閥，根據(jù)伸縮操縱閥片、變幅操縱閥片、副卷揚(yáng)操縱閥片、卷揚(yáng)操縱閥片所需工況，閥桿環(huán)形凹槽軸向尺寸及其上加工節(jié)流槽尺寸有相應(yīng)改變，以實(shí)現(xiàn)不同機(jī)能要求。換向閥桿通過包括定位螺釘、彈簧座、內(nèi)彈簧、外彈簧組成的定位機(jī)構(gòu)定位于中位，即中位是該換向閥桿的常態(tài)位置，在受到驅(qū)動時，該換向閥桿移動，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)油路的切換連通，達(dá)到液壓油流動的換向功能，當(dāng)然，這屬于多路換向閥的基本結(jié)構(gòu)原理，在工程機(jī)械設(shè)備的組合操縱閥中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，在此不再描述。特別地，該換向閥桿兩側(cè)由罩及其密封圈分別形成了兩個控制壓力油腔，即第一控制壓力油腔a和第二控制壓力油腔 b，該兩個控制壓力油腔a，b通過各自的油路與位于閥體兩端的相應(yīng)電液比例先導(dǎo)控制閥 YV4LYV42的輸出油口相連，閥體兩端可安裝與工作油口 A4、B4連通以限制工作油口 A4、B4 輸出壓力的二次溢流閥PR6，當(dāng)然根據(jù)情形也可以改裝堵頭，即不進(jìn)行二次溢流。閥體底部裝有壓力補(bǔ)償閥2-LPC4( —般采用公知的二通壓力補(bǔ)償閥，其主要采用調(diào)速閥的液壓結(jié)構(gòu)原理)，該壓力補(bǔ)償閥2-LPC4內(nèi)裝配有取壓用單向閥，壓力補(bǔ)償閥2-LPC4底部裝配有阻尼塞，從液壓連接關(guān)系上而言，負(fù)載反饋壓力油路Ls經(jīng)由取壓用單向閥與工作油路Pw連通， 而壓力補(bǔ)償閥的彈簧腔與負(fù)載反饋壓力油路Ls連通，優(yōu)選地可以經(jīng)由阻尼塞與負(fù)載反饋壓力油路Ls連通，阻尼塞的作用在于使得液壓油壓力傳遞平穩(wěn)。[0062]圖7所示為第二進(jìn)回油閥6的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該第二進(jìn)回油閥的閥體形成有回油油路 T、回油口 T2、進(jìn)油口 P2、測壓油口 G2、電液比例先導(dǎo)控制閥壓力油源輸入口 C，閥體上還組裝有溢流閥RBl和背壓閥D2，該溢流閥RBl和背壓閥D2設(shè)置在進(jìn)油口 P2與回油口 T2之間的回油油路T上，溢流閥RBl可防止系統(tǒng)的進(jìn)油壓力過高，背壓閥D2保持回油平穩(wěn)，確保二次溢流閥補(bǔ)油功能。以上以汽車起重機(jī)為例介紹了本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥的主要部件的結(jié)構(gòu)，需要說明的是，本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥并不局限于上述描述中的具體機(jī)械結(jié)構(gòu)或附圖中顯示的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)是可以進(jìn)行各種變形的，本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥更基本的技術(shù)構(gòu)思在于其液壓構(gòu)成和相應(yīng)的液壓連接關(guān)系，也就是說，無論在機(jī)械實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上如何變形，只要其實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)的液壓控制連接關(guān)系，就屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。以下以圖3所示的用于汽車起重機(jī)的電液比例組合操縱閥為例，參照圖8描述本實(shí)用新型的工作過程。圖8所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的電液比例組合操縱閥的液壓原理圖，在圖8中，相應(yīng)的液壓元件符號，例如二次溢流閥，對應(yīng)于不同的操縱閥片單元，依次地編為 PRUPR2等，同樣壓力補(bǔ)償閥、電液比例先導(dǎo)控制閥等也是如此，此外，該液壓原理圖僅是原理示意圖，一些細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了省略。伸縮操縱閥片單元2、變幅操縱閥片單元3、副卷揚(yáng)操縱閥片單元4、主卷揚(yáng)操縱閥片單元5通過閥體兩端的第一進(jìn)回油閥1的進(jìn)油口 Pl和第二進(jìn)回油閥6的進(jìn)油口 P2合流進(jìn)行供油工作，當(dāng)各操縱閥片單元的換向閥桿處于中位時，此時汽車起重機(jī)的各個液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作，即不需要工作液壓介質(zhì)，由進(jìn)油口 PI、P2合流的液壓油經(jīng)過定差溢流閥3-LPC1和溢流閥RBl卸荷，由T1、T2、T3油口回油(圖8中回油口 Τ4封堵，不起作用)。參照圖7和圖8所示，例如，當(dāng)主卷揚(yáng)閥片單元5的電液比例先導(dǎo)控制閥(例如電液比例方向控制閥)YV41接入控制電流時，該處電液比例先導(dǎo)控制閥YV41輸出壓力高低與控制電流大小對應(yīng)的先導(dǎo)液壓油，此壓力作用在換向閥桿一側(cè)的第一控制壓力油腔a，從而推動換向閥桿移動，與換向閥桿另一側(cè)的第二控制壓力油腔b連通的電液比例先導(dǎo)控制閥 YV42無控制電流信號，第二控制壓力油腔b內(nèi)的液壓油經(jīng)電液比例先導(dǎo)控制閥連通回油油口 L2流出(反之則從電液比例先導(dǎo)控制閥連通回油油口 Ll流出)，換向閥桿移動壓縮上述定位機(jī)構(gòu)的內(nèi)、外彈簧并使得該彈簧產(chǎn)生反作用力，該反作用力與彈簧壓縮行程成正比，閥桿最終將在與所受先導(dǎo)壓力大小相對應(yīng)位置停止移動。即閥桿行程與其有關(guān)的電液比例先導(dǎo)控制閥輸入電流大小成正比。當(dāng)主卷揚(yáng)操縱閥片單元5的換向閥桿處于工作位置時，由進(jìn)油口 PI、P2合流的壓力油經(jīng)過相應(yīng)閥桿節(jié)流槽流經(jīng)過進(jìn)油腔W，并經(jīng)壓力補(bǔ)償閥2-LPC4流進(jìn)工作油路Pw，電液比例先導(dǎo)控制閥YV41接入控制電流時，液壓油由工作油路Pw至工作油口 A4，然后到液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回油經(jīng)工作油口 B4至回油油路T，最后經(jīng)由回油口流回油箱，反之在電液比例先導(dǎo)控制閥YV42接入控制電流時，液壓油由工作油路Pw至工作油口 B4，然后到液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回油至工作油口 A4，經(jīng)由回油油路，最后經(jīng)由回油口流回油箱。負(fù)載產(chǎn)生的壓力則經(jīng)由工作油口 A4或B4至工作油路Pw，再經(jīng)壓力補(bǔ)償閥2-LPC4內(nèi)的取壓用單向閥至傳至負(fù)載反饋壓力油路Ls。當(dāng)有幾個操縱閥片單元同時工作時，顯然地，只有最大的負(fù)載壓力通過液壓油傳入負(fù)載反饋壓力油路Ls，并且該負(fù)載壓力同時作用于所有各個操縱閥片單元的壓力補(bǔ)償閥 2-LPCl、2-LPC2、2-LPC3、2-LPC4以及定差溢流閥3-LPC1上。由于所有換向閥桿進(jìn)油腔兩端的壓力差經(jīng)由壓力補(bǔ)償閥補(bǔ)償后都由共同的定差溢流閥3-LPC1自動恒定，所以該操縱閥片單元輸出液壓油流量的大小只與由控制手柄輸出并傳入電液比例先導(dǎo)控制閥的電流大小成正比，而與負(fù)載大小及油泵供油能否滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)需求無關(guān)，具有電比例控制及流量抗飽和等特性。如圖6和圖8所示，負(fù)載壓力經(jīng)負(fù)載反饋壓力油路Ls接入定差溢流閥3-LPC1，負(fù)載反饋壓力油路Ls上裝有流量穩(wěn)定閥FR、單向阻尼閥DZ、負(fù)載壓力信號油路溢流閥Rl及負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥Y1。單向阻尼閥DZ對負(fù)載反饋壓力上升速率有抑制作用負(fù)載壓力信號油路溢流閥Rl限定了負(fù)載反饋壓力的最高值，從而起到了防沖擊的效果。負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥Yl為安全保護(hù)閥，只有在其通電正常工作時，整臺主閥才能動作，斷掉Yl電源即實(shí)現(xiàn)緊急卸荷。本設(shè)計(jì)適用于定量泵液壓系統(tǒng)，通過負(fù)載反饋壓力油路Ls的負(fù)載壓力信號反饋， 其也可有效地用于變量泵液壓系統(tǒng)?？傮w而言，本實(shí)用新型的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)為組合操縱閥的主閥集成了電液比例先導(dǎo)控制閥構(gòu)成電比例閥，既具有電控閥的各種優(yōu)勢，也與現(xiàn)有的比例主閥模塊兼容，其方便生產(chǎn)及維護(hù)，使該閥具有電比例控制及流量抗飽和特性的全部優(yōu)點(diǎn)。此外，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上， 所述電液比例先導(dǎo)控制閥優(yōu)選地可以安裝于組合操縱閥的各個操縱閥片單元的閥體的下部兩側(cè)，在需要安裝二次溢流閥時不影響二次溢流閥的安裝與調(diào)試，結(jié)構(gòu)緊湊。就負(fù)載敏感控制系統(tǒng)而言，本實(shí)用新型特別在負(fù)載反饋壓力油路Ls安裝了單向阻尼閥DZ，從而減小了壓力沖擊。當(dāng)然，本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥并不局限于上述具體實(shí)施方式
，其可以具有多種變型方式，例如將先導(dǎo)電控制模塊中的電液比例先導(dǎo)控制閥用采用兩位三通電磁閥或其它形式的電控?fù)Q向閥替代，從而構(gòu)成一種非比例控制的開關(guān)式電控閥，盡管此時不再具有定量比例控制的優(yōu)點(diǎn)，但是其也能夠有效地實(shí)現(xiàn)電液控制方式的改進(jìn)，并且此時雖然主閥外在表現(xiàn)為開關(guān)閥特性，但在主閥開關(guān)的過程中其輸出流量多少只與主閥閥芯開度大小成比例，不受負(fù)載變化等外在因數(shù)影響，這也屬于一種比例控制，因此其并不局限于上述優(yōu)選實(shí)施方式中的電液比例先導(dǎo)控制閥；再如，可以取消主閥比例控制模塊，例如各個換向閥桿的壓力補(bǔ)償閥處的節(jié)流口，而純由所述電液比例先導(dǎo)控制閥進(jìn)行控制，其也能構(gòu)成一種精簡化的先導(dǎo)電控液壓組合操縱閥；又如，先導(dǎo)電控制模塊中的電液比例先導(dǎo)控制閥也可以不采用圖示的安裝方式，而采用其它安裝方式，如螺紋插裝式等。由上描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果第一，該閥通過集成電控先導(dǎo)閥，尤其是優(yōu)選電液比例先導(dǎo)控制閥，可與電氣控制有機(jī)聯(lián)系，利于 PLC等計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的控制算法及CAN總線控制提供平臺，從而能夠?qū)崿F(xiàn)理想的操縱效果。第二，該電控先導(dǎo)閥減少了油管連接的數(shù)量，無需連桿操縱，安裝布局十分方便，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)就近安裝之后減小了所需油管長度，降低沿程損失。第三，負(fù)載反饋壓力油路Ls集成了單向阻尼閥DZ，操縱時無沖擊，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作更平穩(wěn)。[0075]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。例如，通過增減操縱閥片單元，或?qū)⑵介y片單元改為整體式閥片，或?qū)㈦姳壤葘?dǎo)閥單獨(dú)集成后用油管連接控制主閥等局部修改方式替代。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。最后需要特別強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥實(shí)質(zhì)性技術(shù)構(gòu)思在于在現(xiàn)有工程機(jī)械設(shè)備用組合操縱閥基礎(chǔ)上提出了一種電液操縱式組合操縱閥，其能夠通過電液操縱方式有效地實(shí)現(xiàn)抗流量飽和、多路換向等功能，而不局限于具體的機(jī)械實(shí)體結(jié)構(gòu)， 例如上述的第一進(jìn)油閥1和第二進(jìn)油閥6完全可以合為一體形成為或概括為進(jìn)出油閥片單元，也就是說，本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思通過液壓連接關(guān)系來體現(xiàn)，而不局限于具體的機(jī)械實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。另外，本實(shí)用新型的電液比例組合操縱閥屬于在現(xiàn)有技術(shù)的組合操縱閥基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，因此其中的一些液壓元件及其連接關(guān)系屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的液壓結(jié)構(gòu)，上文在具體實(shí)施方式
中簡略描述僅為幫助普通技術(shù)人員理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但不應(yīng)要求本實(shí)用新型的保護(hù)范圍局限于附圖或具體實(shí)施方式
中的一些具體細(xì)節(jié)，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由反應(yīng)本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)性技術(shù)構(gòu)思的概括性的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.電液比例組合操縱閥，包括分別設(shè)有液控?fù)Q向閥的至少一個操縱閥片單元以及進(jìn)出油閥片單元，其特征在于，各個所述操縱閥片單元的工作油路(Pw)分別設(shè)有壓力補(bǔ)償閥 (2-LPC1)并各自經(jīng)由相應(yīng)的取壓用單向閥與負(fù)載反饋壓力油路(Ls)連通，每個所述壓力補(bǔ)償閥的彈簧腔與所述負(fù)載反饋壓力油路(Ls)連通，該負(fù)載反饋壓力油路與所述進(jìn)出油閥片單元中的定差溢流閥(3-LPC1)的彈簧腔連通，各個所述液控?fù)Q向閥的換向閥桿的兩側(cè)分別形成有控制壓力油腔(a，b)，該控制壓力油腔分別與相應(yīng)的用于控制液控油通斷的電控先導(dǎo)閥的輸出油口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，所述電控先導(dǎo)閥為電液比例先導(dǎo)控制閥(YV11，YV12)或電磁換向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，所述負(fù)載反饋壓力油路 (Ls)上設(shè)置有流量穩(wěn)定閥(FR)、負(fù)載壓力信號油路溢流閥(Rl)及負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥(Yl)，其中，所述負(fù)載反饋壓力油路(Ls)經(jīng)由所述流量穩(wěn)定閥(FR)連接于回油油路 (T)，所述負(fù)載壓力信號油路溢流閥(Rl)和負(fù)載壓力信號油路卸荷電磁閥(Yl)分別與該所述流量穩(wěn)定閥(FR)并聯(lián)，并且該負(fù)載反饋壓力油路在所述流量穩(wěn)定閥(FR)的輸入口之前的位置上經(jīng)由單向阻尼閥(DZ)連接于所述定差溢流閥(3-LPC1)的彈簧腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，所述進(jìn)出油閥片單元包括第一進(jìn)出油閥(1)和第二進(jìn)出油閥(6)，該第一進(jìn)出油閥和第二進(jìn)出油閥的進(jìn)油口(P1、 P2)相互連通，該第一進(jìn)出油閥和第二進(jìn)出油閥的進(jìn)油口(P1、P2)與各個所述操縱閥片單元的進(jìn)油油路⑵連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，所述第一進(jìn)出油閥(1)和第二進(jìn)出油閥(6)各自具有閥體，所述定差溢流閥(3-LPC1)設(shè)置在所述第一進(jìn)出油閥的閥體內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，所述第一進(jìn)出油閥(1)和第二進(jìn)出油閥(6)的回油油路(T)上分別設(shè)有背壓閥(D1，D2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，各個所述操縱閥片單元分別具有閥體，所述操縱閥片單元各自的液控?fù)Q向閥分別形成在各自的閥體內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，各個所述液控?fù)Q向閥對應(yīng)的電控先導(dǎo)閥分別連接到各自所述操縱閥片單元的閥體的下部兩側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，各個所述壓力補(bǔ)償閥的彈簧腔與負(fù)載反饋壓力油路之間分別設(shè)有阻尼塞。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，各個所述操縱閥片單元與所述進(jìn)出油閥片單元組合為一體并形成為片式疊加結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，所述操縱閥片單元為1 至8個。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，各個所述操縱閥片單元以及所述進(jìn)出油閥片單元的閥體為一個共用的整體鑄造式閥體。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電液比例組合操縱閥，其特征在于，所述操縱閥片單元具有四個，該四個操縱閥片單元分別為伸縮操縱閥片單元(1)、變幅操縱閥片單元(2)、副卷揚(yáng)操縱閥片單元(3)以及主卷揚(yáng)操縱閥片單元(4)。
專利摘要電液比例組合操縱閥，包括分別設(shè)有液控?fù)Q向閥的至少一個操縱閥片單元以及進(jìn)出油閥片單元，各個操縱閥片單元的工作油路分別設(shè)有壓力補(bǔ)償閥并各自經(jīng)由相應(yīng)的取壓用單向閥與負(fù)載反饋壓力油路連通，每個所述壓力補(bǔ)償閥的彈簧腔與負(fù)載反饋壓力油路連通，該負(fù)載反饋壓力油路與進(jìn)出油閥片單元中的定差溢流閥的彈簧腔連通，各個液控?fù)Q向閥的換向閥桿的兩側(cè)分別形成有控制壓力油腔，該控制壓力油腔分別與相應(yīng)的電控先導(dǎo)閥的輸出油口連通。本實(shí)用新型的電液組合控制閥通過集成電控先導(dǎo)閥，尤其是電液比例先導(dǎo)控制閥，從而可與電氣控制有機(jī)聯(lián)系，利于PLC等計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，為優(yōu)化控制算法及CAN總線控制提供平臺，從而實(shí)現(xiàn)理想的操縱效果。
文檔編號F15B13/02GK202251199SQ20112040107
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者居夢雄, 廖啟輝, 江文淵 申請人:常德中聯(lián)重科液壓有限公司