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Title:
HYDRAULIC APPARATUS BASED ON CONFLUENCE CONTROL MODE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/110901
Kind Code:
A1
Abstract:
A hydraulic apparatus based on a confluence control mode comprises a load sensing unit provided with a first and a second reversing valves (1, 2), and a throttle governing unit provided with a fourth reversing valve (3). A confluence valve (5) and a one-way valve (6) that communicate with the load sensing unit and the throttle governing unit are arranged on a parallel oil path arranged in parallel with the fourth reversing valve (3). The confluence valve (5) is provided with a confluence channel (50) that controls opening and closing of the parallel oil path to shunt fluid of the throttle governing unit to the load sensing unit. First pilot pressure (P1) acting on the first reversing valve (1) and second pilot pressure (P2) acting on the second reversing valve (2) act on the confluence valve (5) independently or simultaneously to change a position of the confluence channel (50), thus implementing reversing of the confluence valve (5). With the confluence valve (5) being communicated with the load sensing unit and the throttle governing unit, a flow of the throttle governing unit can be shunted to the load sensing unit in time, thus avoiding phenomena that an executive element in a system is slow in action, is low in efficiency, and consumes energy of a hydraulic motor, and enabling the system to run with high efficiency and low energy consumption.

Inventors:
WANG LIPING (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/081502
Publication Date:
July 24, 2014
Filing Date:
August 15, 2013
Export Citation:
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Assignee:
JIANGSU HENGLI HIGHPRESSURE OIL CYLINDER CO LTD (CN)
International Classes:
F15B11/04
Foreign References:
CN201560445U2010-08-25
CN201971557U2011-09-14
US3406850A1968-10-22
CN103062140A2013-04-24
CN203130638U2013-08-14
US4207740A1980-06-17
GB1591591A1981-06-24
CN95195425A1995-08-03
Other References:
See also references of EP 2947331A4
Attorney, Agent or Firm:
CHINA CHANGZHOU VEI PATENT OFFICE (CN)
常州市维益专利事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1.一种基于合流控制方式的液压装置, 包括负荷传感单元、 节流调速单元, 负荷传感单元具有第一换向阀 (1) 和第二换向阀 (2), 节流调速单元具有第四 换向阀 (3), 其特征是: 在与第四换向阀 (3) 并联设置的并联油路 (4) 上, 设有连通负荷传感单元与节流调速单元的合流阀 (5) 和单向阀 (6), 所述合流 阀 (5) 具有控制并联油路通断而向负荷传感单元分流节流调速单元流体的合流 通道 (50), 第四换向阀 (3) 连接有在动作时实现合流阀 (5) 换向的第四执行 元件 (7), 在第一换向阀 (1) 受其第一先导压力 (Pl)、 第二换向阀 (2) 受其 第二先导压力 (P2)、 第四换向阀 (3) 受其第四先导压力 (P4) 作用而换向时, 所述第一先导压力(P1)和第二先导压力 (P2)还单独或同时作用在合流阀(5) 上使合流通道 (50) 位置变化而实现合流阀 (5) 换向。

2.根据权利要求 1所述的基于合流控制方式的液压装置, 其特征是: 所述 的负荷传感单元还包括恒功率控制阀 (8)、 可变排量机构 (9) 以及变量柱塞 泵(10), 第一换向阀(1)分别连接有第一补偿阀(11)和第一执行元件(12), 第二换向阀 (2) 分别连接有第二补偿阀 (13) 和第二执行元件 (14); 节流调 速单元还包括与变量柱塞泵 (10) 同轴的齿轮泵 (15)。

3.根据权利要求 1 所述的基于合流控制方式的液压装置, 其特征是: 所述 的合流通道 (50) 包括控制并联油路 (4) 通断的断路通道 (51)、 大液阻通道

(52) 以及小液阻通道 (53), 合流阀 (5) —端具有: 同步接受第一先导压力 (P1) 控制的大端面 (54)、 同步接受第二先导压力 (P2) 控制的小端面 (55), 合流阀(5)另一端设有复位弹簧(56),第四换向阀(3)接受第四先导压力(P4) 控制并与合流阀 (5) 并联连接。

4.根据权利要求 3所述的基于合流控制方式的液压装置, 其特征是: 所述 的断路通道 (51) 的通道面积为零, 大液阻通道 (52) 和小液阻通道 (53) 的 通道面积不为零, 且大液阻通道 (52) 的通道面积大于小液阻通道 (53) 的通 道面积。

Description:
基于合流控制方式的液压装置 技术领域

本发明涉及液压控制技术领域, 尤其是一种实现定流量节流调速液压系统 与负荷传感控制液压系统合流控制的液压装置 。

背景技术

定流量节流调速液压系统早期广泛应用于各种 机械中, 它具有系统组成简 单, 元件响应快等优点, 但它的调速特性受到负载影响, 流体总是优先向低负 载执行供油, 为克服这一缺点, US95195425. 3A发明创造了与负载无关的流量分 配控制 (LUDV ) 方式一一负荷传感液压系统, 这种系统使得各执行机构无论负 载大小怎么不相等, 流入各执行机构的流体流量都可以按各 "需要" 比例地分 配。 同时, 一般的液压机械工作都只需要 "低压大流量, 高压小流量", 加之其 动力源一般都是有限的, 因此, 在负荷传感液压系统中采用 "恒功率"控制可 以充分利用动力源的功率。

但是, 这种 "恒功率"控制的负荷传感液压系统, 在执行元件中有一个带 动大质量转动的液压马达, 开始工作时, 执行元件需要克服大惯量, 动作很缓 慢, 所需油液流量很小, 液压马达由于带着大质量的外负载, 开始时转动的比 较慢, 液压马达的负载压力会急剧升高到很高值, 而变量泵依据最高负载压力 来控制调节油路管道中的压力, 该压力比最高负载高出若干值, 油路管道中的 压力直接作用在恒功率控制阀上, 使得变量柱塞泵排量变小, 造成所有执行元 件动作缓慢, 生产效率低, 动力源的能量损失较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是: 克服现有技术中之不足, 提供一种效率高、 能耗少、 实现对定流量节流调速液压系统与负荷传感控 制液压系统进行合流控 制的液压装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种基于合流控制方式的液 压装置, 包括负荷传感单元、 节流调速单元, 负荷传感单元具有第一换向阀和 第二换向阀, 节流调速单元具有第四换向阀, 在与第四换向阀并联设置的并联 油路上, 设有连通负荷传感单元与节流调速单元的合流 阀和单向阀, 所述合流 阀具有控制并联油路通断而向负荷传感单元分 流节流调速单元流体的合流通 道, 第四换向阀连接有在动作时实现合流阀换向的 第四执行元件, 在第一换向 阀受其第一先导压力、 第二换向阀受其第二先导压力、 第四换向阀受其第四先 导压力作用而换向时, 所述第一先导压力和第二先导压力还单独或同 时作用在 合流阀上使合流通道位置变化而实现合流阀换 向。

所述的负荷传感单元还包括恒功率控制阀、 可变排量机构以及变量柱塞泵, 第一换向阀分别连接有第一补偿阀和第一执行 元件, 第二换向阀分别连接有第 二补偿阀和第二执行元件; 节流调速单元还包括与变量柱塞泵同轴的齿轮 泵。

具体说, 所述的合流通道包括控制并联油路通断的断路 通道、 大液阻通道 以及小液阻通道, 合流阀一端具有: 同步接受第一先导压力控制的大端面、 同 步接受第二先导压力控制的小端面, 合流阀另一端设有复位弹簧, 第四换向阀 接受第四先导压力控制并与合流阀并联连接。

进一步地, 所述的断路通道的通道面积为零, 大液阻通道和小液阻通道的 通道面积不为零, 且大液阻通道的通道面积大于小液阻通道的通 道面积。

本发明的有益效果是: 本发明通过设置合流阀连通负荷传感单元与节 流调 速单元, 使得流过合流阀的合流通道所形成的流体阻尼 与负荷传感单元内的执 行元件的最高外负载相匹配, 这样既不影响节流调速单元内的执行元件工作 , 又可以及时向负荷传感单元分流节流调速单元 的流量, 避免单独应用负荷传感 单元开始工作时, 由于需克服大质量的外负载惯性而出现压力急 剧升高, 负荷 传感单元内的执行元件动作慢, 效率低及损耗液压电机能量的现象, 从而实现 系统高效率, 低能耗的工作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图 1是本发明的结构原理图。

图 2是图 1中 B处显示的合流阀的放大结构示意图

图中 1.第一换向阀 2.第二换向阀 3.第四换向阀 4.并联油路 5.合流阀 50.合流通道 51.断路通道 52 大液阻通道 53.小液阻通道 54.大端面 55.小端面 56.复位弹簧 6.单向阀 7.第四执行元件 8.恒功 率控制阀 9.可变排量机构 10.变量柱塞泵 11.第一补偿阀 12.第一执行 元件 13.第二补偿阀 14.第二执行元件 15.齿轮泵 16.发动机 17.第五 换向阀 18.第五补偿阀 19.第五执行元件 20.溢流阀 21.第六换向阀 22.第六执行元件 P1.第一先导压力 P2.第二先导压力 P3.第三先导压力 P4.第四先导压力 P5.第五先导压力 P6.第六先导压力

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步 的说明。 这些附图均为简化 的示意图, 仅以示意方式说明本发明的基本结构, 因此其仅显示与本发明有关 的构成。

如图 1、 图 2所示的一种基于合流控制方式的液压装置, 使用在液压挖掘机 上的实施例。 该液压装置包括一个具有压力补偿的负荷传感 单元、 一个具有旁 通口定流量的节流调速单元、以及连通负荷传 感单元与节流调速单元的合流阀 5 和单向阀 5。

负荷传感单元, 包括恒功率控制阀 8、 可变排量机构 9、 连接有发动机 16 的变量柱塞泵 10、 第一换向阀 1、 第二换向阀 2以及第五换向阀 17, 第一换向 阀 1、 第二换向阀 2和第五换向阀 17各自连接有对应的第一补偿阀 11、 第一执 行元件 12、 第二补偿阀 13、 第二执行元件 14、 第五补偿阀 18、 第五执行元件 19, 第一换向阀 1接收外界提供的第一先导压力 P1作用而换向, 第二换向阀 2 接收外界提供的第二先导压力 P2作用而换向, 第五换向阀 17接收外界提供的 第五先导压力 P5作用而换向, 在恒功率控制阀 8的前端油路上设有溢流阀 20。

节流调速单元, 包括第四换向阀 3、 第六换向阀 21、 与变量柱塞泵 10同轴 的齿轮泵 15, 第四换向阀 3连接有对应的第四执行元件 7, 第六换向阀 21连接 有对应的第六执行元件 22。第四换向阀 3接收外界提供的第四先导压力 P4作用 而换向, 第六换向阀 21接收外界提供的第六先导压力 P6作用而换向,

所述的合流阀 5设置在与第四换向阀 3并联的并联油路 4上并与变量柱塞 泵 10的出口相通, 合流阀 5具有控制并联油路 4通断而向负荷传感单元分流节 流调速单元流体的合流通道 50, 该合流通道 50包括断路通道 51、 大液阻通道 52以及小液阻通道 53, 其中, 断路通道 51的通道面积为零, 大液阻通道 52和 小液阻通道 53的通道面积不为零, 且大液阻通道 52的通道面积大于小液阻通 道 53的通道面积。 合流阀 5采用先导压力控制方式, 在合流阀 5—端具有两个 先导控制端面: 即与第一换向阀 1一端的第一先导压力 P1相通的大端面 54、与 第二换向阀 2—端的第二先导压力 P4相通的小端面 55,合流阀 5另一端设有复 位弹簧 56, 合流阀 5与第四换向阀 3连接。 当合流阀 5的大端面 54存在液压力 后可以使合流阀 5在大液阻通道 52位置, 合流阀 5的小端面 55存在液压力后 可以使合流阀 5在小液阻通道 53位置, 大、 小端面 54、 55都存在液压力后可 以使合流阀 5在大液阻通道 52位置, 若大、 小端面 54、 55都不存在液压力可 以使合流阀 5在断路通道 51位置。 在节流调速单元中的第四执行元件 Ί动作的 前提下, 合流阀 5受第一先导压力 P1和第二先导压力 P2的共同或单独作用实 现在断路通道 51、 大液阻通道 52以及小液阻通道 53之间换位, 从而连通负荷 传感单元与节流调速单元, 将节流调速单元的大部分流体分流后通过合流 阀 5、 单向阀 6输入到负荷传感单元, 及时把第四执行元件 7的流体分流, 在保证第 四执行元件 7的压力与外负载一致、 第四执行元件 7可以正常工作前提下, 负 荷传感单元和节流调速单元内的油压不会急剧 升高到极大值, 避免了因油压升 高导致恒功率控制阀 8控制变量柱塞泵 10排量变小, 最终造成系统内所有执行 元件动作缓慢, 生产效率低, 动力源能量损失大的现象。

该装置在液压控制系统的布置方面, 是通过定流量的节流调速单元与负荷 传感单元的合流控制工作方式来完成的。 在节流调速单元的第四执行元件 7 动 作的前提下, 负荷传感单元的第一换向阀 1受到第一先导压力 Pl、 第二换向阀 2受到第二先导压力 P2 (任意一个或两个同时)位置工作时,合流阀 5换向, 把 节流调速单元的流体大部分分流后通过合流阀 5、 单向阀 6, 输入到负荷传感单 元, 具体体现在以下三种形式:

( 1 )、 同时在第一换向阀 1上输入第一先导压力 Pl、 第四换向阀 3上输入 第四先导压力 P4, 使第一换向阀 1、 第四换向阀 3换向, 此时, 第一先导压力 P1还同时作用在合流阀 5的大端面 54上, 由于大端面 54的作用面积比较大, 因此在合流阀 5的大端面 54上的作用力也比较大, 该作用力可以克服复位弹簧 56力, 使合流阀 5的合流通道 50由断路通道 51换向到通道面积较大的大液阻 通道 52, 合流阀 5位于复位弹簧 56那端面的流体自由排回到油箱, 节流调速单 元的流体通过合流阀 5的大液阻通道 52、 单向阀 6, 输入到负荷传感单元。 同 时在大液阻通道 52形成的流体阻力与第一执行元件 12上的外负载相匹配, 从 而及时把第四执行元件 7上的流体分流出去。

( 2 )、 同时在第二换向阀 2上输入第二先导压力 P2、 第四换向阀 3上输入第 四先导压力 P4, 使第二换向阀 2、 第四换向阀换向 3, 第二先导压力 P2还同时 作用在合流阀 5的小端面 55上, 小端面 55作用面积比较小, 作用在小端面 55 上作用力也比较小, 但还是可以克服复位弹簧 56力, 使合流阀 5的合流通道 50 由断路通道 51换向到通道面积较小的小液阻通道 53, 合流阀 5位于复位弹簧 56那端面的流体自由排回到油箱, 节流调速单元的流体通过合流阀 5的小液阻 通道 53、 单向阀 6, 输入到负荷传感单元。 同时在小液阻通道 53形成的流体阻 力与第二执行元件 14上的外负载相匹配, 从而及时把第四执行元件 7的流体分 流出去。

( 3 )、 同时在第一换向阀 1上输入第一先导压力 Pl、 第二换向阀 2上输入第 二先导压力 P2、 第四换向阀 3上输入第四先导压力 P3, 使第一换向阀 1、 第二 换向阀 2、第四换向阀 3换向, 第一先导压力 P1与第二先导压力 P2还同时分别 作用在合流阀 5的大、 小端面 54、 55上, 作用在大、 小端面 54、 55上的作用 力可以克服复位弹簧 56力, 使合流阀 5的合流通道 50由断路通道 51换向到通 道面积较大的大液阻通道 52,合流阀 5位于复位弹簧 56那端面的流体自由排回 到油箱, 节流调速单元的流体通过合流阀 5的大液阻通道 52、 单向阀 6, 输入 到负荷传感单元。 由于第一执行元件 12上的外负载比第二执行元件 14上的外 负载大, 此时负荷传感单元中的压力与第一执行元件 12上的外负载相对应, 因 此只需合流阀 5的大液阻通道 52形成的流体阻力与第一执行元件 12上的外负 载相匹配, 就能及时把第四执行元件 7上的流体分流出去。

当负荷传感单元内相应的执行元件工作而节流 调速单元上的所有执行元件 均不工作时, 节流调速单元可以直接零压泄荷, 不造成能量损失, 负荷传感单 元的执行元件还是可以避免因压力升高, 导致恒功率控制阀 8使变量柱塞泵 10 排量变小而系统内造成所有执行元件动作缓慢 , 生产效率低, 动力源的能量被 损失的现象。

当节流调速单元的执行元件工作而负荷传感单 元上的所有执行元件均不工 作时, 节流调速单元的压力虽然能升高到很大值, 但此时动力源只给齿轮泵 15 提供能量, 不会造成生产效率低。

本发明通过设置连通负荷传感单元与节流调速 单元的合流阀 5,使得流过合 流阀 5的合流通道 50所形成的流体阻尼与负荷传感单元内的执行 件的最高外 负载相匹配, 这样既不影响节流调速单元内的第四执行元件 7工作, 又可以及 时向负荷传感单元分流节流调速单元的流量, 避免单独应用负荷传感单元开始 工作时, 由于需克服大质量的外负载惯性而出现压力急 剧升高, 负荷传感单元 内的执行元件动作慢, 效率低及损耗发动机 16能量的现象, 从而实现系统高效 率, 低能耗的工作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点 , 其目的在于让熟悉此项技 术的人士能够了解本发明的内容并加以实施, 并不能以此限制本发明的保护范 围, 凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰 , 都应涵盖在本发明的保护 范围内。