本發(fā)明涉及工程機(jī)械及農(nóng)業(yè)設(shè)備工作裝置能量利用的液壓閥聯(lián)，尤其涉及挖掘機(jī)工作裝置能量利用的具有可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥閥聯(lián)及控制方法。

背景技術(shù)：

為了環(huán)保節(jié)能，工程機(jī)械行業(yè)主機(jī)廠家都在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的能量回收利用研究工作，提出了許多能量回收利用的方法與原理，如油電混合動力方式、油液混合動力方式，由于油電混合動力方式中的關(guān)鍵元器件電機(jī)電池價格高、可靠性低且應(yīng)用此方式的產(chǎn)品節(jié)能效果一般而被行業(yè)放棄，目前行業(yè)研究的重點(diǎn)放在油液混合動力方式技術(shù)上，為了能把回收后的能量加以利用，目前通行做法是在原有閥控系統(tǒng)外再增加閥控聯(lián)，這種方式技術(shù)難度低，實(shí)現(xiàn)簡單，但因再增加新的閥聯(lián)與原閥控系統(tǒng)進(jìn)行連接，成本高，安裝布局空間大，且新增閥聯(lián)與原控制閥聯(lián)在相互切換時實(shí)時性差，機(jī)器工作沖擊大，操作性不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供過一種與原閥控系統(tǒng)高度集成，無需管路連接，成本低，供油切換實(shí)時性強(qiáng)，無沖擊，操作方便的具有可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥閥聯(lián)及控制方法。

為了解決上述問題，專利提出了一種具有可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥閥聯(lián)，包括可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥和多路閥聯(lián)，所述可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥包括閥殼和閥芯，所述閥殼密封固定在多路閥聯(lián)上，所述閥殼設(shè)有內(nèi)孔，所述閥殼上還設(shè)有與內(nèi)孔連通的閥聯(lián)回收能量輸入油口和控制油口，所述閥芯上端外側(cè)壁上設(shè)有凸環(huán)，所述閥芯的中部設(shè)有油道，所述閥芯的下端側(cè)壁上設(shè)有與中部油道連接的徑向布設(shè)的多個油孔，所述閥芯下端底部外側(cè)面為密封面，所述閥芯的上端安裝在閥殼內(nèi)孔內(nèi)，使得閥聯(lián)回收能量輸入油口與閥芯油道連通，并且所述閥芯上的凸環(huán)與閥殼內(nèi)壁連接形成第一滑動密封面，所述控制油口與閥芯凸環(huán)下端面連通，所述多路閥聯(lián)內(nèi)與閥殼內(nèi)孔同軸設(shè)有閥芯安裝孔，所述多路閥聯(lián)內(nèi)在閥芯安裝孔下端同軸設(shè)有與工作泵連接的多路閥進(jìn)油孔，所述閥芯下端外側(cè)壁與閥芯安裝孔內(nèi)壁滑動連接形成第二滑動密封面，所述多路閥聯(lián)內(nèi)設(shè)有與執(zhí)行元件連接的出油通道，所述出油通道與閥芯安裝孔出口和多路閥進(jìn)油孔連通，所述閥芯設(shè)有兩個工作位，在多路閥聯(lián)的閥芯換向時，閥芯底部密封面與多路閥進(jìn)油孔的端部密封連接，此時閥芯下端的油孔與多路閥聯(lián)的出油通道連通，形成第一工作位；閥芯向上移動，使得閥芯下端的油孔通過閥芯安裝孔內(nèi)壁密封，此時多路閥進(jìn)油孔與多路閥聯(lián)的出油通道連通，形成第二工作位。本裝置根據(jù)面積先導(dǎo)比改變接通或關(guān)閉過油通道，從而控制能量的利用。

所述多路閥進(jìn)油孔的直徑與閥芯油道直徑相同。

所述閥芯上端與閥殼之間同軸安裝有彈簧。從而方便閥芯的回位。

所述閥殼與閥芯上端和凸環(huán)上端合圍形成第一能量輸入腔，所述執(zhí)行元件連接的出油通道與閥芯之間形成第二能量輸入腔，所述閥芯凸環(huán)下端面、閥芯外側(cè)面與控制油口之間形成第三能量輸入腔,所述多路閥進(jìn)油孔與閥芯底部密封面形成第四能量輸入腔，所述第一能量輸入腔與閥聯(lián)回收能量輸入油口連通，所述第二能量輸入腔與多路閥聯(lián)的出油通道連通，所述第三能量輸入腔與控制油口連通，所述第四能量輸入腔與多路閥進(jìn)油孔連通。

一種具有可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥閥聯(lián)的控制方法，設(shè)第一能量輸入腔在閥芯上端和閥芯中部油道的底部向下作用力面積為a1，第三能量輸入腔在閥芯凸環(huán)下端面向上作用力面積為a2，第四能量輸入腔在閥芯底部密封面向上作用力面積為a3，且a1＝a2+a3，所述第一能量輸入腔和第三能量輸入腔通過外接的控制閥與蓄能器油口連接，第四能量輸入腔通過多路閥進(jìn)油孔外接工作泵，第二能量輸入腔與執(zhí)行元件驅(qū)動負(fù)載連接，所述蓄能器的最小壓力為pvamin,所述工作泵的最大壓力為pvdmax，且pvamin*a1＞pvdmax*a3；

當(dāng)需要蓄能器供油時，控制閥控制蓄能器與第三能量輸入腔不連通，此時作用在a2面上的壓力為零，控制閥控制蓄能器與第一能量輸入腔連通，蓄能器內(nèi)的壓力油從第一能量輸入腔進(jìn)入第二能量輸入腔至執(zhí)行元件驅(qū)動負(fù)載；

當(dāng)不需要蓄能器供油時，控制閥控制蓄能器與第三能量輸入腔連通，此時工作泵實(shí)際工作壓力大于pvamin，工作泵的壓力油從第四能量輸入腔進(jìn)入第二能量輸入腔至執(zhí)行元件驅(qū)動負(fù)載。

本發(fā)明帶來的有益效果：本發(fā)明對原閥控聯(lián)元件改動少，改動部分結(jié)構(gòu)簡單，且與原閥控系統(tǒng)高度集成，無需管路連接，成本低，閥芯根據(jù)控制油口有無壓力，分別工作在蓄能器供油的第一工作位與工作泵供油的第二工作位，因而供油切換實(shí)時性強(qiáng)，無沖擊，操作方便。

附圖說明

圖1為本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本裝置的原理圖。

圖3為本裝置的工作流程圖。

附圖中，1、可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥，1a-閥殼，1b-閥芯，1c-彈簧，1d-密封圈；pl-回收能量輸入油口，ps-控制油口，2、多路閥聯(lián)。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

參見圖1、圖2，一種具有可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥閥聯(lián)可以直接對原有閥控系統(tǒng)進(jìn)行功能改進(jìn)，包括可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1、多路閥聯(lián)2及與其連接的油口油道，可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1包括閥殼1a、閥芯1b、彈簧1c和密封圈1d，閥芯1b上端外側(cè)壁上設(shè)有凸環(huán)，中部設(shè)有油道，所述閥芯1b的下端側(cè)壁上設(shè)有與中部油道連接的徑向均布多個油孔，下端底部設(shè)有外錐密封面，閥殼1a通過密封圈1d密封固連于多路閥聯(lián)2上，閥殼1a內(nèi)部設(shè)有內(nèi)孔，所述閥芯1b的上端安裝在閥殼1a內(nèi)孔內(nèi)，并且通過閥芯1b外側(cè)壁上的凸環(huán)與閥殼1a內(nèi)壁滑動密封連接形成第一滑動密封面sla，多路閥聯(lián)2內(nèi)與閥殼1a內(nèi)孔同軸設(shè)有閥芯安裝孔，所述多路閥聯(lián)2內(nèi)在閥芯安裝孔下端同軸設(shè)有與工作泵連接的多路閥進(jìn)油孔，所述閥芯1b下端外側(cè)壁與閥芯安裝孔內(nèi)壁滑動密封連接形成第二滑動密封面slb，所述多路閥聯(lián)2內(nèi)與執(zhí)行元件連接的出油通道與閥芯安裝孔出口和多路閥進(jìn)油孔連通，所述閥芯1b設(shè)有兩個工作位，在第一工作位時，閥芯1b底部外錐密封面與多路閥進(jìn)油孔的端部密封形成關(guān)斷油道的錐面密封slc，此時閥芯1b下端的油孔與多路閥聯(lián)2的出油通道連通，在第二工作位時，閥芯1b向上移動，使得閥芯安裝孔密封閥芯1b下端的油孔，此時多路閥進(jìn)油孔與多路閥聯(lián)2的出油通道連通；

可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1的閥殼1a、閥芯1b上端及第一滑動密封面sla形成了第一能量輸入腔va，第二滑動密封面slb、可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1的閥芯1b、錐面密封slc及多路閥聯(lián)2形成了第二能量輸入腔vb并與第一能量輸入腔va常通，可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1的閥殼1a、閥芯1b、第一滑動密封面sla、第二滑動密封面slb形成了第三能量輸入腔vc,可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1的閥芯1b、多路閥聯(lián)2及錐面密封slc形成了第四能量輸入腔vd。

在第一能量輸入腔va輸入壓力油時可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1的閥芯1b上端形成了向下力作用面積a1，在第三能量輸入腔vc輸入控制油時可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1的閥芯1b凸環(huán)下形成了向上力作用面積a2，在第四能量輸入腔vd輸入壓力油時可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥1的閥芯1b錐面形成了向上力作用面積a3。

第一能量輸入腔va輸入油的最小壓力為pvamin,第四能量輸入腔vd輸入油的最大壓力為pvdmax,力作用面積a1、a2、a3除滿足關(guān)系式a1＝a2+a3之外還滿足pvamin*a1＞pvdmax*a3。

如圖3所述，閥聯(lián)回收能量輸入油口pl和控制油口ps通過外接的控制閥與蓄能器油口連接，閥聯(lián)第四能量輸入腔vd通過多路閥進(jìn)油孔外接工作泵，可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥的工作原理如下：負(fù)載保持單向閥有三個力的作用面積a1、a2、a3，在設(shè)計(jì)時，保證最小壓力pvamin與a1的乘積大于最大壓力pvdmax與a3的乘積,因而只要閥聯(lián)控制油口ps泄壓即作用在a2上的壓力為零，且外接蓄能器的工作壓力大于pvamin時，把蓄能器的壓力油通入閥聯(lián)回收能量輸入口pl,則閥聯(lián)第二能量輸入腔vb和第四能量輸入腔vd就會被可變面積先導(dǎo)比的負(fù)載保持單向閥的閥芯1b隔斷；

當(dāng)蓄能器供油時，外接蓄能器的工作壓力大于pvamin，此時蓄能器與閥聯(lián)回收能量輸入油口pl連通，蓄能器油從pl-va-vb至執(zhí)行元件驅(qū)動負(fù)載，當(dāng)蓄能器不供油時，則蓄能器與閥聯(lián)回收能量輸入油口pl斷開，此時蓄能器與聯(lián)控制油口ps接通，此時工作泵供油壓力只需大于閥聯(lián)第二能量輸入腔vb的壓力即可使得第二能量輸入腔vb與第四能量輸入腔vd連通，此時由工作泵供油，從vd-vb至執(zhí)行元件驅(qū)動負(fù)載。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不以任何方式限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。