负载口独立控制的负载敏感多路阀及液压系统的制作方法

1.本发明涉及液压多路阀，具体地，涉及一种负载口独立控制的负载敏感多路阀。此外，还涉及一种具有所述负载口独立控制的负载敏感多路阀的液压系统。


背景技术：

2.多路阀是由若干个单联换向阀和若干个如安全溢流阀、单向阀等辅助阀组合在一起的集成阀，结构紧凑，广泛应用于移动机械中。
3.传统的负载敏感多路阀采用一根主阀芯对压力油流向进行控制，作用于连接在其负载口的执行机构，通过对阀芯的换向控制，实现执行机构方向的改变。由于采用一根主阀芯控制，进油、回油通道均为同一阀芯控制，节流槽的开启位移为同向联动，过流面积为同时增大或同时减小。为实现进油、回油的匹配性，往往得根据不同工况、不同流量设计不同的进、回油节流槽以满足要求，甚至需要在系统中增加平衡阀、单向节流阀、背压阀等辅助元件以增大回油背压，否则很容易导致主机运行不平稳，甚至失速，但在系统中增加了众多的附加阀，则主机的能耗和成本则又大大增加。
4.为此，一种进油及回油分别控制技术被提出来，可以很好的解决传统的多路阀遇到的问题。现有的负载口独立控制双阀芯多路阀主要由一个主阀体、两个主阀芯组件、一个先导换向阀总成及信号采集件等组成，在主阀体上嵌入压力传感器、温度传感器用以采集压力信号、温度变化信号，在主阀芯上集成位移传感器等方式用以采集阀芯位移量信号，通过控制给定先导换向阀总成输入信号强度、方式，可以对主阀芯位移分别进行控制，从而达到对系统需求压力、流量的控制，解决了传统多路阀所存在的问题。
5.但是，该类型负载口独立控制多路阀的流量与压力需求均通过压力传感器、流量传感器、位移传感器所采集到的数据进行比较分析，通过程序运算，输出系统所需流量与压力，使得系统调试、控制难度大大增加；由于众多的传感器的集成，使得阀体及阀芯的制造、安装及控制精度等要求均大幅增加。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种负载口独立控制的负载敏感多路阀，该负载口独立控制的负载敏感多路阀设计简单，结构紧凑，控制方便、性能稳定可靠，零件配合精度及加工精度要求相对较低，具有抗流量饱和功能。
7.本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种液压系统，该液压系统的负载口独立控制的负载敏感多路阀设计简单，结构紧凑，控制方便、性能稳定可靠，零件配合精度及加工精度要求相对较低，具有抗流量饱和功能。
8.为了解决上述技术问题，本发明提供一种负载口独立控制的负载敏感多路阀，包括进油联、至少一个工作联、连通所述进油联与各所述工作联的进油油路、连通所述进油联与各所述工作联的回油油路以及连通所述进油联与各所述工作联的负载反馈油路，所述工作联包括换向控制阀芯、回油控制阀芯、压力补偿阀、与第一负载口连接的第一工作油路以
及与第二负载口连接的第二工作油路，所述第一工作油路与所述第二工作油路分别通过所述压力补偿阀与所述换向控制阀芯连接，所述进油油路通过所述换向控制阀芯与所述压力补偿阀连接，所述压力补偿阀的反馈油口与所述负载反馈油路连接，以能够反馈所述第一负载口或所述第二负载口的负载压力信号，所述第一工作油路与所述第二工作油路分别通过所述回油控制阀芯与所述回油油路连接，所述换向控制阀芯的控制腔连接有进油比例控制阀，所述回油控制阀芯的控制腔连接有回油比例控制阀。
9.可选地，还包括连通所述进油联与各所述工作联的先导油路，所述进油比例控制阀和所述回油比例控制阀均为比例换向阀，所述换向控制阀芯的两端控制腔分别通过对应的所述进油比例控制阀与所述先导油路连接，所述回油控制阀芯的两端控制腔分别通过对应的所述回油比例控制阀与所述先导油路连接。
10.可选地，所述进油联包括减压溢流阀，所述进油油路通过所述减压溢流阀与所述先导油路连接。
11.可选地，所述进油联包括三通压力补偿阀，所述三通压力补偿阀位于所述进油油路与所述回油油路之间的油路上，且所述三通压力补偿阀的弹簧控制腔与所述负载反馈油路连接。
12.可选地，还包括连通所述进油联与各所述工作联的泄油油路，所述进油联包括位于所述负载反馈油路与所述泄油油路之间的油路上的流量稳定器。
13.可选地，所述进油联包括位于所述负载反馈油路与所述泄油油路之间的油路上的ls安全阀。
14.可选地，所述进油比例控制阀的回油口和所述回油比例控制阀的回油口均与所述泄油油路连接。
15.可选地，所述进油联包括位于所述进油油路与所述回油油路之间的油路上的主溢流阀。
16.可选地，所述第一工作油路和所述第二工作油路均与过载补油阀连接。
17.本发明还提供一种液压系统，包括上述技术方案中任一项所述的负载口独立控制的负载敏感多路阀。
18.通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：
19.本发明集合传统负载敏感技术、负载口独立控制技术及比例控制技术，对换向控制阀芯和回油控制阀芯独立布置，使工作机构进油、回油可以独立调节，通过控制进油比例控制阀以及回油比例控制阀的动作先后顺序及压力大小，可对换向控制阀芯和回油控制阀芯运动逻辑进行控制，得到多种组合，以满足不同工况需求，相对现有的负载口独立控制双阀芯多路阀技术而言，设计简单，结构紧凑，控制方便、性能稳定可靠，更加节能高效，采用的传统负载敏感技术对零件配合精度及加工精度要求相对较低，抗污染能力更强，维修性更好，制造低成本，更易于实现批量化生产。而且，压力补偿阀布置在设置于换向控制阀芯之后，当有多个工作联复合动作时，能够具有抗流量饱和功能。
20.本发明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
21.附图是用来提供对本发明的进一步理解，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发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
22.图1是本发明第一种具体实施例的负载口独立控制的负载敏感多路阀的液压原理图；
23.图2是本发明第二种具体实施例的负载口独立控制的负载敏感多路阀的液压原理图；
24.图3是本发明第三种具体实施例的负载口独立控制的负载敏感多路阀的液压原理图。
25.附图标记说明
26.1换向控制阀芯
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11进油比例控制阀
27.2回油控制阀芯
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21回油比例控制阀
28.3压力补偿阀
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51第一工作油路
29.52第二工作油路
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61减压溢流阀
30.62三通压力补偿阀
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63流量稳定器
31.64ls安全阀
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65主溢流阀
32.8过载补油阀
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100进油油路
33.101回油油路
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102负载反馈油路
34.103先导油路
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104泄油油路
35.a第一负载口
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b第二负载口
36.c1反馈油口
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p进油口
37.x先导口
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y泄油口
38.ls负载反馈油口
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t回油口
具体实施方式
39.以下结合附图对本发明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发明，并不用于限制本发明。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
42.首先需要说明，本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀属于液压领域，对于该领域的技术人员而言，其实质性技术构思在于液压连接关系。相关液压元件，例如换向阀、压力补偿阀、溢流阀、液压泵等均属于本领域技术人员熟知的，同时也是现有液压系统中的常用部件，因此下文对这些液压元件仅简略描述。本领域技术人员在知悉本发明的技术构思之后，也可以将油路或阀门等进行简单的置换，从而实现本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀的功能，这同样属于本发明的保护范围。
43.在本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀中，各工作联的功能基本相同，因此，下面主要以一个工作联为例进行说明。当然，在具体实施例中，各工作联的结构可以相同，也可以不同，工作联的具体数量可以根据需要进行设置，均属于本发明的保护范围。
44.参照图1，本发明基础技术方案的负载口独立控制的负载敏感多路阀，包括进油联、至少一个工作联、连通进油联与各工作联的进油油路100、连通进油联与各工作联的回油油路101以及连通进油联与各工作联的负载反馈油路102，工作联包括换向控制阀芯1、回油控制阀芯2、压力补偿阀3、与第一负载口a连接的第一工作油路51以及与第二负载口b连接的第二工作油路52，第一工作油路51与第二工作油路52分别通过压力补偿阀3与换向控制阀芯1连接，进油油路100通过换向控制阀芯1与压力补偿阀3连接，压力补偿阀3的反馈油口c1与负载反馈油路102连接，以能够反馈第一负载口a或第二负载口b的负载压力信号，第一工作油路51与第二工作油路52分别通过回油控制阀芯2与回油油路101连接，换向控制阀芯1的控制腔连接有进油比例控制阀11，回油控制阀芯2的控制腔连接有回油比例控制阀21。
45.在上述技术方案中，本发明采用换向控制阀芯1、油控制阀芯2进行独立布置，换向控制阀芯1的控制腔连接进油比例控制阀11以及在回油控制阀芯2的控制腔连接回油比例控制阀21，使得工作机构进油与回油可以独立调节，通过控制进油比例控制阀11与回油比例控制阀21的动作先后顺序及压力大小，可对换向控制阀芯1、油控制阀芯2运动逻辑进行控制，得到多种组合，以满足不同工况需求。相对于现有的负载口独立控制双阀芯多路阀在主阀体上设置传感器采集压力信号、温度变化信号、阀芯位移量信号的技术，本发明设计简单，结构紧凑，控制方便、性能稳定可靠，更加节能高效；压力补偿阀3的反馈油口c1与负载反馈油路102连接，能够反馈负载口压力，并利用压力补偿阀3对系统压力进行补偿，使换向控制阀芯1的节流口前后压差相等，保证进入第一负载口a或第二负载口b的流量仅与节流口开度大小有关而与负载无关，使多路阀具有负载敏感功能，而且，压力补偿阀3布置在换向控制阀芯1之后，具有抗流量饱和功能；采用的传统负载敏感技术对零件配合精度及加工精度要求相对较低，抗污染能力更强，维修性更好，制造成本更低，更易于实现批量化生产。本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀集合传统负载敏感技术、负载口独立控制技术及比例控制技术。
46.作为一种具体实施例，在工作联中可以设置过载补油阀8，可以使第一工作油路51和第二工作油路52分别连接一个过载补油阀8，根据需要对第一工作油路51或第二工作油路52进行补油，或者，也可以采用一个过载补油阀8与第一工作油路51和第二工作油路52分别连接，通过换向操作，根据需要对第一工作油路51或第二工作油路52进行补油。
47.在优选情况下，进油比例控制阀11和回油比例控制阀21可以采用比例换向阀，如电比例换向阀，使本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀集合传统负载敏感技术、负载口独立控制技术及电比例控制技术。在负载口独立控制的负载敏感多路阀中，设置有先导油路103，先导油路103连通进油联与工作联以及工作联与相邻工作联。作为一种优选实施例，换向控制阀芯1的两端控制腔分别连接一个进油比例控制阀11，进油比例控制阀11安装在换向控制阀芯1的控制腔与先导油路103之间的油路上，回油控制阀芯2的两端控制腔分别连接一个回油比例控制阀21，回油比例控制阀21安装在回油控制阀芯2的控制腔与先导油路103之间的油路上。
48.进一步地，进油联包括减压溢流阀61，减压溢流阀61布置在进油油路100与先导油路103之间的油路上，可以降低进油油路100流入的部分液压油的油压，通过进油比例控制阀11向换向控制阀芯1的控制腔提供先导油，控制换向控制阀芯1的移动，或者，通过回油比例控制阀21向回油控制阀芯2的控制腔提供先导油，控制回油控制阀芯2的移动。
49.在具体实施例中，进油联还包括三通压力补偿阀62，三通压力补偿阀62位于进油油路100与回油油路101之间的油路上，并且三通压力补偿阀62的弹簧控制腔与负载反馈油路102连接。当系统处于中位时，即工作联中的换向控制阀芯1处于中位，此时，若不存在三通压力补偿阀62，进油油路100仍然持续向换向控制阀芯1提供液压油，增大了系统压力；然而，由于设置了三通压力补偿阀62，三通压力补偿阀62的弹簧控制腔感应到负载反馈油路102传递的最高压力，以调整其阀芯节流口开度，对进油油路100中的液压油进行卸荷，使系统处于中位时保持恒定压差。
50.作为一种具体实施例，在负载口独立控制的负载敏感多路阀中，还设置有泄油油路104，泄油油路104连通进油联与工作联以及工作联与相邻工作联。进油联内还设置有流量稳定器63，流量稳定器63位于负载反馈油路102与泄油油路104之间的油路上，流量稳定器63为负载反馈油路102提供中位卸荷，维持去往控制三通压力补偿阀62或液压泵的液压油压力及流量的稳定。
51.具体地，进油联内还设置有ls安全阀64，ls安全阀64位于负载反馈油路102与泄油油路104之间的油路上，与流量稳定器63并联。进一步地，进油联内还设置有主溢流阀65，主溢流阀65位于进油油路100与回油油路101之间的油路上，以保证系统压力稳定。
52.为了更好地理解本发明的技术方案，下面结合相对全面的技术特征对优选实施方式进行描述。
53.参照图1，本发明优选实施方式的负载口独立控制的负载敏感多路阀，包括进油联、至少一个工作联、进油油路100、回油油路101、负载反馈油路102、先导油路103以及泄油油路104，进油油路100连通进油联与相邻的工作联以及工作联与相邻工作联，回油油路101连通进油联与相邻的工作联以及工作联与相邻工作联，负载反馈油路102连通进油联与相邻的工作联以及工作联与相邻工作联，先导油路103连通进油联与相邻的工作联以及工作联与相邻工作联，泄油油路104连通进油联与相邻的工作联以及工作联与相邻工作联。工作联包括换向控制阀芯1、回油控制阀芯2、压力补偿阀3、第一负载口a、第一工作油路51、第二负载口b、第二工作油路52，第一负载口a与第一工作油路51连接，第二负载口b与第二工作油路52连接，第一工作油路51与第二工作油路52分别通过压力补偿阀3与换向控制阀芯1连接，换向控制阀芯1安装在压力补偿阀3与进油油路100之间的油路上，压力补偿阀3的反馈油口c1与负载反馈油路102连接，换向控制阀芯1的两端控制腔分别连接有进油比例控制阀11，通过进油比例控制阀11向换向控制阀芯1的对应的控制腔输入液压油，控制换向控制阀芯1移动，使进油油路100向第一工作油路51或第二工作油路52供油，同时，第一工作油路51与第二工作油路52分别通过回油控制阀芯2与所述回油油路101连接，所述回油控制阀芯2的两个控制腔分别连接有回油比例控制阀21，通过回油比例控制阀21向回油控制阀芯2的对应的控制腔输入液压油，控制回油控制阀芯2移动，使第二工作油路52或第一工作油路51内的液压油回流入回油油路101。因此，可对换向控制阀芯1、回油控制阀芯2运动逻辑进行控制，得到多种组合，以满足不同工况需求；在工作联中，第一工作油路51和第二工作油路
52分别连接一个过载补油阀8，根据需要对第一工作油路51或第二工作油路52进行补油。进油联包括减压溢流阀61、三通压力补偿阀62、流量稳定器63、ls安全阀64及主溢流阀65，负载反馈油路102用于将不同工作联的ls液压油的最高压力反馈给变量泵，减压溢流阀61位于进油油路与先导油路103之间的油路上，用于降低液压油的压力并通过先导油路103向换向控制阀芯1和回油控制阀芯2提供先导油，三通压力补偿阀62位于进油油路100与回油油路101之间的油路上，且三通压力补偿阀62的弹簧控制腔与负载反馈油路102连接，感知负载反馈油路102传递的最高压力以调整其阀芯节流口开度，对液压油进行卸荷，保持系统处于中位的恒定压差，流量稳定器63位于负载反馈油路102与泄油油路104之间的油路上，为负载反馈油路102提供中位卸荷，维持去往控制三通压力补偿阀62或液压泵的液压油压力及流量的稳定，ls安全阀64位于负载反馈油路102与泄油油路104之间的油路上，主溢流阀65位于进油油路100与回油油路101之间的油路上。其中，进油油路100与本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀的进油口p连接，回油油路101与本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀的回油口t连接，负载反馈油路102与本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀的负载反馈油口ls连接，先导油路103与本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀的先导口x连接，泄油油路104与本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀的泄油口y连接。
54.当与换向控制阀芯1下端控制腔连接的进油比例控制阀11工作时，先导油进入换向控制阀芯1下端，推动其克服上端弹簧力，使进油口p的液压油通过换向控制阀芯1下端节流口经压力补偿阀芯3进入第一负载口a，第一负载口a的压力通过换向控制阀芯1内下端的反馈油道经压力补偿阀芯3的反馈油口c1传递至三通压力补偿阀62弹簧腔对三通压力补偿阀芯开口进行控制或经负载反馈油口ls传递至变量泵处对变量泵摆角进行控制；同理地，当与换向控制阀芯1上端控制腔连接的进油比例控制阀11工作时，先导油进入换向控制阀芯1上端，推动其克服下端弹簧力，使p口液压油通过换向控制阀芯1上端节流口经压力补偿阀芯3进入第二负载口b，第二负载口b的压力通过换向控制阀芯1内上端的反馈油道经压力补偿阀芯3的反馈油口c1传递至三通压力补偿阀62弹簧腔对三通压力补偿阀芯开口进行控制或经负载反馈油口ls传递至变量泵处对变量泵摆角进行控制，使得本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀具有独立控制换向控制阀芯的功能，同时具有负载敏感功能。而且，压力补偿阀芯3布置在换向控制阀芯1之后，当有多个工作联复合动作时，具有抗流量饱和功能。
55.当与回油控制阀芯2下端控制腔连接的回油比例控制阀工作21时，先导油进入回油控制阀芯2下端，推动其克服上端弹簧力，使第二负载口b的液压油经回油控制阀芯2的节流口回至回油口t；当与回油控制阀芯2上端控制腔连接的回油比例控制阀工作21时，先导油进入回油控制阀芯2上端，推动其克服下端弹簧力，使第一负载口a的液压油经回油控制阀芯2的节流口回至回油口t，使本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀具有独立控制回油控制阀芯的功能。
56.本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀由于换向控制阀芯1的换向、复位与回油控制阀芯2的换向、复位均具有独立控制，故可根据需要对其进行编程，通过对两阀芯的工作逻辑进行不同的控制，得到多种组合，以满足不同工况需求。例如，图2示出第一负载口a和第二负载口b分别接油缸(或马达)的有杆腔及无杆腔的实施例，通过组合控制进油比例控制阀11及回油比例控制阀21，实现换向控制阀芯1及回油控制阀芯2不同方向的换向及
节流槽的开口大小，各负载口独立控制，满足系统对不同速度及背压等需求。图3示出第一负载口a和第二负载口b分别接一个单作用缸的实施例，通过进油比例控制阀11控制换向控制阀芯1向下移动时，工作油驱动一个单作用油缸工作，当进油比例控制阀11失电不工作时换向控制阀芯1回至中位，该单作用油缸被锁止于某一位置；通过回油比例控制阀21控制回油控制阀芯2向下移动时，第一负载口a与回油口t接通，该单作用油缸复位，实现第一负载口a的独立控制。同理地，通过进油比例控制阀11控制换向控制阀芯1向上移动时，工作油驱动另一个单作用油缸工作，当进油比例控制阀11失电不工作时换向控制阀芯1回至中位，该单作用油缸被锁止于某一位置；通过回油比例控制阀21控制回油控制阀芯2向上移动时，第一负载口a与回油口t接通，该单作用油缸复位，实现第二负载口b的独立控制。
57.本发明集合传统负载敏感技术、负载口独立控制技术及电比例控制技术，采用换向控制阀芯1、回油控制阀芯2独立布置，使工作机构进油、回油可以独立调节，通过控制进油比例控制阀11与回油比例控制阀21动作先后顺序及压力大小，可对换向控制阀芯1、回油控制阀芯2运动逻辑进行控制，得到多种组合，以满足不同工况需求，相对现有负载口独立控制双阀芯多路阀技术设计简单，结构紧凑，控制方便、性能稳定可靠，更加节能高效，采用的传统负载敏感技术对零件配合精度及加工精度要求相对较低，抗污染能力更强，维修性更好，制造低成本，更易于实现批量化生产。
58.本发明的液压系统包括上述技术方案中任一项所述的负载口独立控制的负载敏感多路阀，因此至少具有上述负载口独立控制的负载敏感多路阀实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
59.本发明的负载口独立控制的负载敏感多路阀可以应用于各种需要多路阀的工程机械上，例如起重机、挖掘机等。
60.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
61.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
62.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。