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Title:
MODULAR COMBINED ELECTROHYDRAULIC MULTI-WAY VALVE SYSTEM USING COMPACT TWO-WAY CARTRIDGE VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/048181
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a modular combined electrohydraulic multi-way valve system using a compact two-way cartridge valve, comprising: two reversible controlled cavities which are controlled by two groups of, each group comprising two, compact two-way cartridge valve seat main stages (CV1, CV2, CV3, CV4); a group of cartridge valve pressure compensation control assemblies (CV0) for load compensation control; and an electrohydraulic multi-way valve body formed by a valve block body (2-1-0). Two laterally-placed flange control cover plates (2-2-1-0, 2-2-2-0) conduct self-oiling supply leading control on the body. A self-oiling supply high-pressure electrohydraulic multi-way valve reversing joint which has four main oil ports (P, T, A, B), a plurality of control oil ports (Pc, Tc, Ls) and an auxiliary opening and forms a chip connection is formed by the electrohydraulic multi-way valve body, a laterally-placed flange control end cover leading stage and an accessory. By means of more, and more reasonable, modular, combined, configurable solutions, the system satisfies the control demands of higher efficiency, saving more energy and more beneficial mating with a host to achieve lower emissions and achieve more global coordination and more diversification which are proposed towards control by mobile hydraulics.

Inventors:
HUANG RENHAO (CN)
GU JUN (CN)
SUN CANXING (CN)
LOU SHENQI (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/081419
Publication Date:
April 03, 2014
Filing Date:
August 13, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SHANGHAI RENHAO HYDRAULIC TECHNOLOGY CO LTD (CN)
International Classes:
F15B13/02
Domestic Patent References:
WO1997013980A21997-04-17
Foreign References:
CN102913495A2013-02-06
CN203189370U2013-09-11
CN101608644A2009-12-23
CN101603554A2009-12-16
CN87205839U1988-01-13
Attorney, Agent or Firm:
SHANGHAI CPTO INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY CO., LTD (CN)
上海精晟知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
O 2014/048181 ^Χ^ΐΙ^^.^ PCT/CN2013/081419

1、 采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路阀系统, 其特征在于: 包括由二组各二个紧凑型二通插装阀座阀主级来控制的二个可逆的受控腔,一组 进行负载补偿控制插装阀压力补偿控制组件, 阀块块体组成电液多路阀的主体; 所述主体经由二个侧置的法兰控制盖板进行自供油先导控制;由所述电液多路阀 主体, 侧置的法兰控制端盖先导级及附件组合成具有四个主油口 Ρ、 Τ、 Α、 Β 和多个控制油口 Pc、 Tc、 Ls以及辅助孔口, 组成片式连接的自供油新型高压电 一液多路阀换向联; 与动力部份和工作机械相连的主油口;

所述的电液多路阀的主体,它包括了二组共四个对称布局和配置的具有二个 主油口的紧凑型二通插装阀座阀主级,由该二组座阀主级构成电液多路阀的四个 可控主阀口;

所述换向联,其阀块块体内设置了用来安装二组共四个对称布局的二通插装 阀安装孔和一个独立设置的插装阀安装孔;

所述的法兰控制端盖,用于对片式电一液多路阀换向联中的阀块主体的相关 的可对称布局的二组共四个座阀主级进行二侧侧面的固定连接和控制。

2、 根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 换向联的主体中所包含压力补偿组件为二通型、三通型的 其中一种。

3、 根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 换向联的主体中所包含压力补偿组件为直动型控制型。

4、 根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 换向联的主体中所包含压力补偿组件为先导控制型。

5、 根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统,其特征在于:换向联的主体中所包含压力补偿组件为采用具有组合式法 兰控制盖板的紧凑型二通插装阀压力补偿组件。

6、 根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统,其特征在于:换向联的主体中所包含压力补偿组件为采用螺纹插装阀安 装孔或其它安装孔连接的结构。

7、 根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统,其特征在于:在二个侧置法兰控制端盖中也可以预设对压力补偿实施相 应控制的先导控制元件和控制通道。

8、 根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 换向联的阀块块体是采用片式连接多面体结构。。

9、 根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 换向联侧置的法兰控制端盖端盖体是一种多面体, 端盖体 设置多螺栓孔,采用内六角紧固螺栓与阀块块体二侧安装面相连接和密封,所述 侧置法兰控制盖板用来与相连接的阀块主体上部两侧的座阀主级的固定、密封和 沟通,在端盖体上设置多个安装孔;在端盖体的下部设置对相邻的轴线与阀块块 体侧面相平行、置于底部的二个座阀主级进行控制的先导控制元件安装孔及相应 通道。

10、根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 二个侧置法兰控制端盖的上部对称, 倾交安装二个相同的 采用螺纹插装阀安装孔。

11、根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统,其特征在于:所述二个侧置的法兰控制盖板上安装二位四通先导控制阀。

12、根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 二个侧置的法兰控制盖板一侧配置三位四通控制阀。 13、根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 换向联主体中的座阀主级为比例控制型座阀主级, 两侧法 兰控制端盖中同时包含着与比例控制型座阀主级相匹配的先导控制级。

14、 根据权利要求 10或 11或 12所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组 合式电液多路阀系统, 其特征在于: 换向联左右二个侧置的法兰控制端盖, 为配 置型法兰控制端盖,并在该配置型法兰控制端盖上设置有先导电磁阀元件和控制 通道。

15、根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 所述四个座阀主级的布局中, 同侧二个主级的轴线是互为 平行的。

16、根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统,其特征在于:所述阀块块体与四个座阀主级安装孔相连的通道均采用铸 造工艺成型。

17、根据权利要求 1所述的采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多路 阀系统, 其特征在于: 电液多路阀系统的由多片片式电液换向联进行集成, 形成 复数片的系统级结构。

Description:
采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多 路阀系统 技术领域

本发明涉及液压传动与控制领域中一种新型模 块化组合式高压电一液多路 阀 (系统), 更确切地说, 是涉及到一种采用紧凑型二通插装阀的可自供 油先导 控制, 带压力补偿的模块化组合式高压电一液多路阀 和系统。

背景技术

多路阀及系统广泛应用于移动机械的液压控制 系统中,用来控制液压流体的 方向、压力、 流量等, 并显著影响着采用液压传动的各种移动式机械 和装置的各 种传动与工作机构的移动、 转向、 升降、 回转以及各种辅助的功能, 居于十分重 要和注目的地位。

传统形式的多路阀源于工业液压阀中的手动换 向阀。在结构上它采用基于多 凸肩和节流口的圆柱滑阀主级与采用多沉割槽 ,节流孔口的复杂铸造流道阀体相 配偶的主结构。 主结构中, 园柱滑阀主级总长和直径的长细比过大, 轴向径向的 尺寸精度形位公差要求很严、节流窗口众多且 形状各异, 而复杂铸造流道的阀体 中, 阀孔总长和孔径的长细比更大, 阀孔和阀芯相配合的间隙, 各相关尺寸精度 和形状公差更严,而各台阶和阀芯节流窗口的 轴向和周边之间相互配合很为复杂 等等,因此,主结构不仅加工工艺复杂顺应性 欠佳。并且导致对油液清洁度控制, 极限工作油温以及因机械、联接等因素引起的 变形较为敏感、经常由此引起卡阀 等故障, 影响可靠使用和维护。 阀体中还广泛采用了螺纹插装阀和其它嵌入式 结 构的 "单个控制元件"和辅助控制元件、 来组合成片式或整体式具有组合功能的 阀系统产品, 势必造成主级回路上的元件数和安装孔增加和 结构冗余, 在控制原 理上, 多路阀的可往复运动的阀芯主级类同工业液压 阀的换向阀主级, 它们主要 通过园柱滑阀阀芯上的多台肩,多节流边和节 流窗口的轴向位置和变化来控制和 改变四个主节流阀口的过流面积和特征, 以实现换向和节流等 予期控制, 滑阀 主级的往复运动通常可通过包括手操、液控、 气控、 电控和电一液控制电一液比 例控制等多种方式进行操纵。 因此, 原理上它属于对具有双负载腔的执行机构的 二个受控腔进行刚性同步的联动式控制方案。 这样, 主结构中各节流窗口和控制 边的单个可控性欠佳,无法满足越超复杂的对 节流口和控制边的多样化的控制要 求, 特别是在需要对不同负载要求的油缸结构参数 (如经杆径面积, 差动比等) 进行不同配置时, 不仅在出厂前, 甚至在现场仍需要进行十分复杂和困难的单个 配置, 给使用带来复杂性和困难。

如附图 1, 是市售的一种典型的多路阀产品结构图和说明 。 由附图 1一 1可 见, 具有多个台肩、 节流边和多种型式的周边节流窗口复杂圆柱滑 阀阀芯 1一 1 -2和具有多个沉割槽及内部通道和四个主油口 孔口通道的复杂阀体 1一 1一 1 是一具有至少四个主节流阀口的精密的配偶组 合;在阀体内还设置有多个采用螺 纹插装阀等插入式的辅助控制阀和相应安装孔 等, 它们有: 具有二次补油功能的 溢流阀 1一 1一 5、 带负载感应的压力补偿阀 1一 1一 3、 阀体内其它辅助阀有嵌入 式的单向阀 1一 1一 4及相应的安装孔等。主滑阀 1一 1一 2两侧的端盖 1一 1一 6可 以引入由外部独立先导控制系统供给的控制油 ,并且在主滑阀芯 1一 1一 2二端可 设有对沿轴向的位移进行限制和调整的机构 1一 1一 7。这种保留着典型传统的结 构和控制方式的产品, 仍在多路阀中居于主流和支配性地位, 无论从结构上和控 制方案上都有重要和举足轻重的影响。

但是, 近年来, 移动机械中对液压技术的需求与日俱增, 对传统结构和控制 方式提出了更为苛刻和细化的要求, 尤其是主级滑阀和阀体要求更趋于复杂化, 使原本加工工艺复杂,结构顺应性和单边可控 性较差的缺陷以及一些敏感性因素 导致的控制困难更显突出。再者, 当前移动机械电一液传动链中面临着提高能效 和实施降低碳排放标准的巨大压力,对移动液 压传动和控制提出了要求更高的效 率,更加节能和配合满足对主机更苛刻的排放 标准以及进一步提高智能化控制和 参与发动机能效全局协调等一系列新的要求, 附图 1这类传统方式的多路阀结构 和控制方式都难以顺应应用需求, 已开始面临着新的挑战和创新。

本发明正是基于这一新的技术环境和背景, 提出了一种新的技术方案, 见附 图 2-1。 该技术方案从控制阀主体结构和回路控制方案 等多个层次对附图 1类传 统多路阀进行了实质性的产品重组和结构创新 。这种创新的采用紧凑型二通插装 阀的模块化组合式自供油带补偿的高压电一液 多路阀,不仅可以满足传统结构电 一液多路阀系统的基本控制功能和片式与整体 式连接方式并有,而且将可以通过 更多和更合理的模块化,组合式可配置方案来 满足移动液压对控制提出的更高效 率、更为节能, 有利于配合主机实现更低的排放和实现更为全 局协调的控制的需 要和更为多样化的需求, 同时, 基于座阀主级的几何结构和尺寸的公差配合、 精 度等级, 以及诸如对材料热处理及其后的精力加工检测 工艺, 还有对特殊节流窗 口的精加工和精整处理等都远较传统结构宽容 和简便。更突出的是,从控制方式 而言, 具有良好的 "单边可控性"。 由于具有上述较为良好的性能, 因此, 总体 上具有提高和改善它们在 "可制造性" "可装配性" "可维护性" 的空间。 这样, 从总体上避免了工艺顺应性欠佳和因结构复杂 导致制造困难等结构性和工艺性 缺陷,并有利于通过采用大规模定制的生产模 式来改变以往较为封闭的供应链模 式, 从而对移动液压的控制阀及组合的新发展产生 积极和显著的影响。具有较为 明显的有益效果。 发明内容

本发明旨在采用新的技术原理和技术方法的产 品方案,用现代的产品设计方 法对在当前移动液压多路阀领域中大量应用的 传统方式产品进行整体性重组和 替代。

为了解决上述问题, 本发明的技术方案是这样的: 采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式电液多 路阀系统,包括由二组各二个 紧凑型二通插装阀座阀主级来控制的二个可逆 的受控腔,一组进行负载补偿控制 插装阀压力补偿控制组件, 阀块块体组成电液多路阀的主体; 所述主体经由二个 侧置的法兰控制盖板进行自供油先导控制; 由所述电液多路阀主体, 侧置的法兰 控制端盖先导级及附件组合成具有四个主油口 P、 T、 Α、 Β和多个控制油口 Pc、 Tc、 Ls 以及辅助孔口, 组成片式连接的自供油新型高压电一液多路阀 换向联; 与动力部份和工作机械相连的主油口;

所述的电液多路阀的主体,它包括了二组共四 个对称布局和配置的具有二个 主油口的紧凑型二通插装阀座阀主级,由该二 组座阀主级构成电液多路阀的四个 可控主阀口;

所述换向联,其阀块块体内设置了用来安装二 组共四个对称布局的二通插装 阀安装孔和一个独立设置的插装阀安装孔;

所述的法兰控制端盖,用于对片式电一液多路 阀换向联中的阀块主体的相关 的可对称布局的二组共四个座阀主级进行二侧 侧面的固定连接和控制。

换向联的主体中所包含压力补偿组件为二通型 、 三通型的其中一种。

换向联的主体中所包含压力补偿组件为直动型 控制型。

换向联的主体中所包含压力补偿组件为先导控 制型。 换向联的主体中所包含压力补偿组件为采用具 有组合式法兰控制盖板的紧 凑型二通插装阀压力补偿组件。 换向联的主体中所包含压力补偿组件为采用螺 纹插装阀安装孔或其它安装 孔连接的结构。 在二个侧置法兰控制端盖中也可以预设对压力 补偿实施相应控制的先导控 制元件和控制通道。 换向联的阀块块体是采用片式连接多面体结构 。。 换向联侧置的法兰控制端盖端盖体是一种多面 体, 端盖体设置多螺栓孔, 采 用内六角紧固螺栓与阀块块体二侧安装面相连 接和密封,所述侧置法兰控制盖板 用来与相连接的阀块主体上部两侧的座阀主级 的固定、密封和沟通,在端盖体上 设置多个安装孔; 在端盖体的下部设置对相邻的轴线与阀块块体 侧面相平行、置 于底部的二个座阀主级进行控制的先导控制元 件安装孔及相应通道。 二个侧置法兰控制端盖的上部对称,倾交安装 二个相同的采用螺纹插装阀安 装孔。 所述二个侧置的法兰控制盖板上安装二位四通 先导控制阀。 二个侧置的法兰控制盖板一侧配置三位四通控 制阀。 换向联主体中的座阀主级为比例控制型座阀主 级,两侧法兰控制端盖中同时 包含着与比例控制型座阀主级相匹配的先导控 制级。 换向联左右二个侧置的法兰控制端盖, 为配置型法兰控制端盖, 并在该配置 型法兰控制端盖上设置有先导电磁阀元件和控 制通道。 所述四个座阀主级的布局中, 同侧二个主级的轴线是互为平行的。 所述阀块块体与四个座阀主级安装孔相连的通 道均采用铸造工艺成型。 所述电液多路阀系统的由多片片式电液换向联 进行集成,形成复数片的系统 级结构。

有益效果:由于本发明从控制阀主体结构和回 路控制方案等多个层次对附图 1类传统多路阀进行了实质性的产品重组和结 创新。这种创新的采用紧凑型二 通插装阀的模块化组合式自供油带补偿的高压 电一液多路阀,不仅可以满足传统 结构电一液多路阀的基本控制功能和连接方式 ,而且将可以通过更多和更合理的 模块化, 组合式可配置方案来满足移动液压对控制提出 的更高效率、 更为节能、 也有利于配合主机实现更低的排放和实现更为 全局协调的控制的需要和更为多 样化的需求, 同时, 通过更为良好的 "可制造性" "可装配性" "可维护性"避免 工艺结构复杂制造困难等结构性缺陷,同时和 可基于大规模定制的生产模式来改 变以往较为封闭的供应链模式,从而对移动液 压的控制阀及组合的新发展产生积 极的显著的影响。 本发明可以广泛应用于各类工程机械中, 包括起重、 筑路、 挖 掘、 混凝土、 桩工机械等, 也可应用于船舶, 港机, 海工, 矿山和军用装备中。 附图说明

图 1为现有技术中传统型式电一液多路换向阀结 示意图。

图 2-1为本发明所述的采用紧凑型二通插装阀的可 片式连接的自供油先导控 制的模块化组合式高压电一液多路阀结构示意 图, (该阀具有负载闭锁, 可差动 流量再生的四位四通机能, 具有 A、 B油口节流口可调, 回油背压可调, 可带二 次补油功能)。

图 2-2为 图 2-1所示电一液多路阀阀的液压原理简图。 该阀可由计算机, 一控制器, 控制回及电控手柄进行电控操作。 可采用 CAN总线连接。

图 2-3为 图 2-1所示电一液多路阀的爆炸图。

图 3-1为侧置法兰控制盖板采用二个 3/2紧凑型螺纹插装阀作先导控制 (具 有四位四通机能) 的电一液多路阀外形示意图。

图 3-2为侧置法兰控制盖板采用一个或各一个 4/2板式连接的微型先导电磁 阀作先导控制 (具有二位四通或和四位四通机能) 的电一液多路阀外形示意图。

图 3-3为图示左侧置法兰控制盖板采用带板式连接 的微型先导手动换向阀控 制的 (具有三位四通机能) 的电、 手操液控多路阀外形示意图。

图 3-4为以图 3-1所示阀为基型, 但其右侧置法兰控制盖板有二个 3/2紧凑 型螺纹插装阀, 构成采用可带具有四位四通功能, 可带差动控制流量再生的电一 液多路阀外形示意图。

图 3-5为一种具有 A、 B口进油比例节流控制和回油比例压力控制机 的电 一液多路阀外形示意图。

图 3-6为右上侧是采用的手动操纵型微型三位四通 阀及其安装面的电一液多 路阀外形示意图。

图 4-1为一种采用紧凑型二通插装阀的可片式连接 的模块化组合式高压电一 液多路阀阀块系统外形示意图 (图中有三片电一液换向联)

图 4-2为一种采用紧凑型二通插装阀的整体式的模 块化组合式高压电一液多 路阀系统阀块示意图

图 4-3为图 4-1、 4-2所示采用紧凑型二通插装阀的可片式连接的 模块化组合 式高压电一液多路阀阀块系统原理简图

图 5-1为一种采用图 5-1所示阀块块体和 "带组合式法兰控制盖板的紧凑型 二通插装阀控制组件" 的片式连接电一液多路阀结构示意图

图 5-2为一种采用二组安装孔轴线平行布局和铸造 工艺的阀块块体图 图 5-3为一种采用图 5-2所示阀块块体和带组合式法兰控制盖板的紧 凑型二 通插装阀控制组件的片式电一液多路阀结构示 意图

具体实施方式

一种采用多个紧凑型二通插装阀的模块化、可 配组的座阀式主级结构和采用 多个新型二通插装阀安装孔的模块化、可变型 设计的阀块以及二个采用包含多种 创新型先导控制元件和设计的侧置法兰控制端 盖的模块化组合式的集成控制阀 块及系统,它们组成具有四个主油口和多个先 导控制油口和辅助油口的可片式连 接或整体式的电一液多路阀换向联。新的产品 方案具有座阀主级, 先导控制, 插 装式连接和模块化、集成化和可智能化控制的 技术特征。它们在控制原理上采用 了属于单个负载腔的独立式阻力控制方案的组 合和变换, 参见附图 2-2。 从而不 仅可以通过新的技术方案和原理来实现在保留 传统多路阀的基本功能要求和技 术性能的同时, 进一步扩展和优化, 可以为客户应用提供更多新的技术优势和潜 力, 配合实现移动液压的新发展。

如图 2-1所述, 创新的模块化、 组合式高压电一液多路阀 (系统), 包括四 个可采用专门设计或专利技术的模块化、可配 组的紧凑型二通插装阀座阀主级控 制组件 CV1、 CV2、 CV3、 CV4、 一个插装阀压力补偿组件 CV0 与座阀主级 CV0-CV4和控制盖板相对应的可具有与主级组件 目相同的四个采用小型化的 二通插装阀安装孔及相类同的安装孔的组合式 、模块化的阀块块体的组合(图中 2-1-0 ), 二个具有多个创新型先导控制元件和设计的侧 置法兰控制端盖 (图 2-2-1-0, 2-2-2-0), 其特征在于: 所述紧凑型二通插装阀座阀主级控制组件, 所 述控制盖板是根据座阀主级及其固定,先导控 制系统和流道设置需求进行选择或 特殊设计的, 依照各种典型或定制的控制功能, 按规则进行选择并配置组合; 所 述的阀块块体中复数个小型化二通插装阀安装 孔或相类同的安装孔是按二通插 装阀液阻理论中基本功率回路要求进行设置和 相互沟通的。采用片式结构时, 参 见图 2-1产品的爆炸图 2-3, 阀块块体通常具有二个相背的内部安装面 Fl、 F2, 参见图 2-3, 该内部安装面 Fl、 F2上设有用来贯通的主油口 P、 T, 辅助油口 Pc、 Tc等油口, 以及片式连接螺栓等用的贯通型通孔 n-Mdi, 相邻的四周的安装面中 F3、 F4为内部安装面, F3、 F4上设有小型化二通插装阀安装孔或相类同的 装 孔以及法兰控制端盖安装面。 在上部安装面 F5中除插装阀法兰控制盖板等安装 面外设置了与执行机构 2个负载腔相连接的主油口 A、 B。 在上述三个周面安装 面上, 除采用了 CV0、 CV1、 CV2安装孔 CVH0、 CVH1、 CVH2或相应的安装 孔的法兰盖板安装面外, 有需要时, 可采用其它定制的安装面(诸如特别定制的 两侧法兰盖板安装面, 螺纹插装阀安装用的定位面 (部), 以及各种沉头孔面)。

图 2-1、 2-3中底部的 F6面上设置了与 CVH1、 CVH2、 CVH0略有不同的安 装孔 CHV3、 CHV4, 该安装孔为带有连接螺纹的安装孔, 是一种特别和创新的 设计。

附图 2-2是基于图 2-1、 2-3结构的一种可片式多联联接的基型片式模块 化组 合式电液多路阀回路系统原理简图。

采用整体式阀块时,将不需要在采用片式串联 时才有的贯通连接的内部安装 面和相应的螺栓孔等结构, 整体式阀块结构型式将采用上述换向联的基本 结构, 或按需要进行多样化的定制配置。 参见附图 4-3。 它是一种采用紧凑型二通插装 阀的整体模块化组合式电一液多路阀系统的多 联阀块的外形图。是一种具有明显 连接特色的创新型多路阀外形图。

本发明中二通插装阀座阀主级它们首先是选用 专利产品的控制组件,但也可 以选配其它在专利控制组件基础上更加紧凑化 和适用的结构。通常用来安装紧凑 型二通插装阀组件座阀主级(CV1— CV4)、 压力补偿器 (CV0)等的换向联阀块块 体中安装孔的排列和组合是均遵照组合式液压 控制回路设计中所阐述的"最少液 阻"原则以及 "基本功率回路"的组合。 而有规则和经优化的布局, 它们必须要 保证阀块块体具有简便和良好的可铸造性和易 加工性, 图 2-2所示的这种基本型 电一液多路阀控制回路, 它们可符合二通插装阀的 "组合式液压回路设计"原则 和 "基本功率回路 "组合原则。 不仅可组合多样化的回路功能, 而且具有较低的 的沿程和局部阻力损失, 以及灵活多变的可配置性。

本发明中用来控制二通插装阀座级主级,压力 补偿器的先导控制元件首先选 用了采用专利 Newso孔的各种微型的螺纹连接的先导控制阀及 合式螺塞, 但 也可选配其它非 Newso孔的各种微型的螺纹连接的先导控制阀。 先导控制元件 主要安装于二个侧置的法兰控制盖上, 并遵照二通插装阀 "液阻理论"和 "组合 式液压回路设计"中关于先导控制回路的分解 设计原理, 从而不仅可以配合实 现主级阀块中功率级回路的主级控制阻力(主 阀口)可以最少和较少, 同时实现 了自供油和自控式先导控制的特点。这样不仅 可以组合更为灵活、多样化的先导 控制, 而且与外控式先导控制相比, 更为简化和紧凑了。

由于本发明从控制阀主体结构和回路控制方案 等多个层次对附图 1 类传统 多路阀进行了实质性的产品重组和结构创新。 这种创新的采用紧凑型二通插装阀 的模块化组合式自供油带补偿的高压电一液多 路阀,不仅可以满足传统结构电一 液多路阀的基本控制功能和连接方式, 而且将可以通过更多和更合理的模块化, 组合式可配置方案来满足移动液压对控制提出 的更高效率、更为节能、也有利于 配合主机实现更低的排放和实现更为全局协调 的控制的需要和更为多样化的需 求, 同时, 通过更为良好的 "可制造性" "可装配性" "可维护性"避免工艺结构 复杂制造困难等结构性缺陷,同时和可基于大 规模定制的生产模式来改变以往较 为封闭的供应链模式,从而对移动液压的控制 阀及组合的新发展产生积极的显著 的影响。

为了使本发明实现的技术手段、 创作特征达成目的与功效易于明白了解, 下 面结合具体图示, 进一步阐明本发明。

1、参看图 2-1和图 2-3, 一种采用紧凑型二通插装阀的模块化组合式高 压电 液多路阀, 它由包含四个二通插装阀座阀主级组件 CV1、 CV2、 CV3、 CV4, 一 个二通插装阀压力补偿组件 CVO; 创新阀块块体组 2-1-0, 组成电液多路阀的主 体; 并和由二个包含多种创新型先导控制元件和设 计的侧置法兰控制端盖 2-2-1-0、 2-2-2-0, 组合成具有四个主油口 (P、 T、 Α、 Β) 和多个控制油口 Pc、 Tc等及辅助油口的可以片式连接的新型模块化 组合式高压电一液多路换向联。

图 2-2是它的基本型回路原理图。 由原理图可见, 新型的采用紧凑型二通插 装阀的模块化组合式电液多路阀是完全基于二 通插装阀液阻理论和基本功率回 路的组合和设计原理的一种创新的设计,这种 仅采用四个座阀主级组成功率级组 合回路来控制双作用液压缸或液压马达所具有 的二个受控腔的, 可以符合 "组合 式液压回路设计"方法和 "最少液阻原则", 并具有通过与功率级回路相适应的 由侧置满盖为主的先导级回路配置和变型设计 来满足十分多样化的应用需求。同 时也可以通过添加插装阀压力补偿控制组件来 满足各种负载补偿的功能要求。并 可与泵装置主级同实现节能控制。

回路经由计算机及控制器装置等进行电操, 也可由电控手柄等手操。可采用 CAN总线连接。

2、 图 2-1、 2-3所示的新型片式电一液多路阀换向联的主体 , 它包含了四个 紧凑型可配置的具有二个油口的座阀主级(CV1 ~CV4), 以及一个压力补偿组件 (CV0)由该四个二油口座阀主级和一个压力补偿 件构成的多路阀的所具有的 四个可控主阀口 (P、 T、 Α、 Β), 实施对具有二个受控腔的双作用液压缸或液压 马达的控制。四个座阀主级和压力补偿组件均 安装在具有相应的紧凑型座阀主级 安装孔 (CVH0、 CVH1-CVH4) 的阀块块体 2-1-1中, 阀块块体 2-1-1内的紧凑 型座阀主级安装孔 (CVH0、 CVH1— CVH4) 及其各油口 (P、 T、 Α、 Β ) 之间 以及和众多先导控制通道(Pc、 Tc)相互之间的连接完全是按片式连接需要而进 行了创新和特殊设计和布局的,它们和现有市 售采用传统型滑阀主级组合的多路 阀换向联及其阀体是完全不同和独特的。构成 了独特的模块化组合式可配组的换 向联主体。 同时, 由于它们可采用紧凑型 (MINISO型) 二通插装阀和模块化、 组合式原理, 不仅在电一液回路的功能组合上具有明显的特 点和优势, 而且在外 形尺寸、安装连接、使用维修和主要的技术性 能都有着明显的区分特点和进行更 为灵活多样化的模块化组合的潜力。有可能在 各种移动式液压传动与控制中更好 体现出液压技术竞争优势。

3、 图 2-1所示的新型电一液多路阀换向联, 在基于基本功率回路组合的换 向联的主体中, 可包含或添加十分重要的压力补偿组件 (CV0 )、 及其安装孔 (CVH0), 压力补偿器组件(CV0)既可以是二通型的, 也可以是三通型的既可 以是直动式的也可以是先导控制型的。参见图 2-2所示的新型电一液多路阀的原 理图。由原理图中可见侧置法兰控制端盖中可 以设置多个相应的先导控制元件和 控制通道组合成基本型的先导级控制组合回路 。它们共同构成包括压力补偿器补 偿组件在内的协同控制的新型片式电一液多路 阀换向联。 同样, 这种采用了多个 紧凑型二通插装阀控制组件的模块化和组合式 可配组的电一液多路换向阀的换 向联可以灵活组成具有多样化功能, 因此是完全独特的。

4、图 2-1所述的新型片式电一液多路阀的二个侧置的 法兰控制端盖 2-2-1-0, 2-2-2-0 实际上是一种模块化、 可组配的先导控制块, 它用于对片式电一液多路 阀换向联中的阀块主体两侧的二组互相相关的 座阀主级进行固定和连接,该侧置 端盖体中可设置多个, 特别是具有专利的采用 Newso安装孔的创新先导控制元 件和组合, 参见图 2-3中右侧盖板中 1-2-4-3、 1-2-4-2、 1-2-4-1、 1-2-4-4等可以 方便和灵活地组合先导控制级回路实现对二组 功率级回路中四个座阀主级进行 各种预设的组合控制和单独控制, 包括电一液、 电一液比例、 手动等控制方式, 也可以参与对压力补偿组件的附加控制。构成 了功能很强大和独特的先导控制组 合和进一步实施模块化、组合式、可配组的板 式连接的创新的侧置法兰控制端盖。 包括包含 OBE形式的控制组合。

5、 图 2-1、 2-3所示, 新型片式电一液多路阀换向联主体的阀块块体 2-1-1, 具有十分鲜明的特征, 该阀块块体是基于可采用片式连接的六面体或 多面体, 阀 块块体优先采用铸造工艺并经机加工的阀块块 体,也可以采用其它工艺如锻造工 艺并经机加工的阀块块体。采用铸造阀块块体 时除内部的四个紧凑型座阀主级安 装孔须经机加工外, 其它相关的流道通过铸造成型。 当采用锻件或型材毛坯时, 阀块体中除安装孔外, 主要的流道均采用机加工。锻件或型材可以是 黑色金属或 有色金属。这较传统多路阀而言, 在材料选择和组成上十分多样和方便以适用于 更多的应用场合。阀块块体中所采用的安装孔 的布局是按二组功率级回路及其组 合特征设计的,它们和相涉及的流道相互之间 的连接和沟通是完全独特的和经优 化的与传统结构多路阀阀体相比, 它们不仅具有良好的可制造性, 并可避免复杂 铸造工艺要求, 使铸件简易化, 而且保证阀体内部的流阻损失最小或较小, 从而 不仅从根本上摆脱在传统多路阀中对复杂铸件 及工艺的过度依赖,所示的阀块块 体内部的流道布局也可以十分通畅, 其沿程阻力和局部阻力远较传统产品小。十 分有利于大大降低现有多路阀中的内部流阻带 来的功率损耗。阀块块体内的先导 控制用通道也是 经独特设计和优化的。 它们首先保证可以实现高压自供油的先 导控制模式, 这不仅是十分重要的, 而且和图 1所示的传统多路阀中大部份带外 设独立式先导控制系统的方案是有根本区别的 。

6、图 2-1、 2-3所示的新型片式电一液多路阀换向联的侧置 法兰控制端盖体,

2- 2-1-0、 2-2-2-0其特征在于该端盖的本体 2-2-1-1、 2-2-2-1是一种完全独特设计 的六面体或多面体, 该端盖体和主阀体一样, 可以采用铸件或锻件毛坯, 并经机 加工而成。端盖体可设置四个或更多个螺栓孔 并采用内六角紧固螺栓与阀块块体 二侧安装面相连接和密封,所示的法兰式侧置 法兰控制盖板用来与相连接的阀块 主体上部两侧的座阀主级的固定密封和沟通, 该端盖体的设计既充分考虑到可设 置各种微型, 小型螺纹连接先导控制元件的标准安装孔, 主要是采用了多个创新 型螺纹连接的先导控制阀的安装孔,如专利的 Newso安装孔,见图 2-3中左侧端 盖中 H1-1-0— H1-1-1等。 也可在图 2-3中 F1-1-1-1和 F-1-2-1-1上设置如图 3-2,

3- 3中具有采用 ISO4401— 02或 CETOP— 02类微型电磁换向阀的标准安装面的 明显的结构特征。 此外, 在端盖体内部还含有众多的先导控制通道和辅 助结构。 在端盖体的下部独特地设置了对相邻的轴线与 阀块块体侧面相平行,但设置于底 部的二个座阀主级进行控制的先导控制元件安 装孔及相应通道,这种可实现自供 油先导控制回路组合, 与传统产品明显不同, 从而构成完全独特的模块化组合式 的侧置法兰控制端盖体。端盖体上通过设置有 至少 4个或更多的螺钉孔以和阀块 块体 2-1-1相可靠连接。 这种创新的侧置法兰控制端盖体及其组合的先 导控制元 件和结构同样完全遵照了二通插装阀 "液阻理论"和 "组合式液压回路设计"中 关于先导控制回路的分解式设计和控制原理, 不仅配合和构成了对主级阀块中功 率级回路中的主级控制阻力 (主阀口)数可以最少和较少。 同时, 也实现了自供 油自控式先导控制的特点。

7、 图 3-1所示的是采用基本型阀块块体的创新片式电 一液多路阀换向联, 其特征在于换向联主体为基本型本体,二个侧 置法兰控制端盖均为基本型的法兰 控制端盖的组合, 构成具有四位四通机能的四位四通电一液换向 联。其特征还在 于二侧法兰控制端盖的上部对称侧交安装二个 可相同或各异的采用微型的螺纹 连接的先导控制方向阀, 主要采用专利 Newso安装孔的创新型二位三通先导电 磁阀, 它们可以是滑阀阀芯或座阀阀芯。 由于基于 Newso安装孔的新型先导控 制阀不仅控制性能较为合适, 而且与市售现有产品相比, 它的量体很小, 这将十 分有利于组合式电一液多路阀换向联主体的紧 凑化、 小型化和多功能化。

8、 图 3-2所示采用基本型阀块块体的创新片式电一液 多路阀换向联, 其特 征在于换向联主体为基本型本体, 二个侧置法兰控制端盖中, 左、右侧法兰控制 端盖均为配置型的结构, 所不同的是, 该配置的侧置法兰盖板体在其上部预留着 可以设置有符合 ISO4401— 02和 CETOP— 02类标准的安装面, 因此, 二侧可以 对称安装二个微型的二位四通的先导控制阀或 一侧单个安装相应的创新的微型 三位四通先导控制阀, 这样, 换向联主体和二侧的配置型法兰控制端盖及先 导控 制元件组合成具有四位三通或三位四通机能的 四通电一液多路阀换向联。这种结 构和布局是完全独特和创新的。 由图 3-6 在上侧可见到侧置法兰端盖上面的 CETOP-02安装面。

9、 图 3-3、 3-6是采用基本型阀块块体的创新片式电一液多 路阀换向联, 其 特征在于换向联主体为基本型本体, 二个侧置法兰控制端盖中, 左、右二侧法兰 控制端盖均为配置型的结构, 其上部设置有符合 ISO4401— 02和 CETOP— 02类 标准安装面, 并可以安装有相应的手动操纵型微型三位四通 控制阀, 图中左侧配 置型法兰控制端盖组合有微型三位四通手动先 导换向阀,右侧配置型法兰控制端 盖上部组合有微型二位四通电磁先导阀, 共同组成的三位四通(手动)操纵功能 机能的三位四通手操型多路阀换向联。右侧的 二位四通电磁先导阀可用来配合组 合差动控制。 同样, 这种结构和布局也是完全独特和创新的。 图 3-6右上侧是采 用的手动操纵型微型三位四通阀及其安装面。

10、 图 3-4为另一种采用铸件或锻件阀块块体的具有比 例 (节流)控制功能 的创新片式电一液多路阀换向联,其特征在于 换向联主体中相关的座阀主级为比 例控制型座阀主级,两侧法兰控制端盖中包含 着与比例控制型座阀主级相匹配的 先导控制级以及相应的结构,其特征还在于, 通过与连接主油口 P和执行结构油 Π Α、 Β的上部左、 右二个座阀主级和左、 右二侧专有的配置型法兰控制端盖上 部预先设置的匹配和协调控制结构, 可构成 Α、 Β 出口的比例流量输出。 图中 3-4-1-1 , 3-4-2-1 是比例流量控制组合的电磁铁和先导控制级。 其特征还在于, 通过与连接主油口 Τ和执行结构油口 Α、Β的位于阀块块体下部左右二侧的二个 座阀主级和相应左右二侧专有的配置型法兰控 制端盖中同样位于下部的预先设 置的匹配和协调控制结构, 可构成 Α、 Β 回油口的回油压力的比例控制。 图中 3-4-1-2, 3-4-2-2是比例压力控制组合的电磁铁的先导控 级。

图 3-4所示是一种完全独特和创新的比例控制型多 路换向联, 它和传统采用 联动式控制的滑阀型主级是存在很大区别的, 作为一个独立式的非联动的单控结 构, 可以根据实际需求进行和组织对不同的主级阀 口, 主要是 P→A、 P→B、 A →T、 B→T四个主阀口的单独比例控制, 不仅是流量而且是压力控制及其组合, 只有在较为少数和个别的情况下, 才必须实现传统的四油口联动式的控制需求。 此外,该组合配置的比例压力控制还具有要机 一液混合动力控制中添加进行储能 控制的可能。

11、 图 3-5是一种采用锻件或铸件阀块块体的具有差动 控制流量再生功能的 创新片式电一液多路阀换向联, 其基本组成特征和图 3-1相近在于换向联左右二 个侧置的法兰控制端盖, 均为可配置型法兰控制端盖, 但在右侧之配置型法兰控 制端盖的中部位置上增加了一个可对相邻一侧 的座阀主级的进行独立的旁通式 开关控制的, 采用 Newso安装孔的二位三通先导电磁阀元件和控制 道, 配合 对控制 A、 B输入油口中相关的座阀主级 CV1、 CV2进行行程调节, 可构成具 有可调节的差动控制和流量再生功能的新型电 一液多路阀换向联。 图 2-2原理图 所示。这种仅仅通过少量改变先导控制元件及 回路组合, 便可实现油缸差动控制 和流量再生功能的特征是十分重要和实用的。 它不仅有利于配合减少主功率中的 流量的配置, 而且不需要像传统多路阀那样增加新的元件联 或元件。

12、一种采用鍛件或铸件阀块块体的具有 、 B口补油功能的创新片式电一 液多路阀换向联, 其特征在于通过对换向联主体座阀主级中对连 接 A、 B口和主 油口 T的下部左右二个座阀主级的变型设计, 可构成具有 A、 B口二次补油功能 的新型电一液多路阀换向联。 参见图 2-2中座阀主级 CV3、 CV4的符号原理。

13、 图 4-1是种由三片新型片式电一液多路阀换向联 4-1、 4-2、 4-3, 各一片 输入联 4-0和尾联 4-4共五联组成的系统联, 该系统联可以由基于计标机和 PLC 或专用的控制器进行电一液操控。也可以通过 电操手柄及装置进行远操。包括了 采用 CAN总线技术。 根据不同的移动式机械的不同控制需要可以组 成各种多样 化的系统联。

14、 图 4-2是一种采用鍛件或铸件阀块块体的符合权利 要求 1〜12的新型片 式电一液多路阀换向联的整体式电一液多路阀 , 它可以构成与图 4-1所示多联或 更多联的创新型整体式电一液多路阀。它们除 阀块块体为整体式外, 整体阀块中 的主级插装件以及侧置的法兰端盖组合完全和 片式结构可以互为通用的,并实现 模块式组合式配置实现多样化控制需求。

15、 图 5-1是另一种新型片式电一液多路阀换向联, 该新型片式电一液多路 阀换向联阀块为采用铸造工艺的六面体毛坯并 经机加工的结构,其特征在于包含 阀体内的四个座阀主级及其安装孔可采用紧凑 型二通插装阀座阀主级安装孔以 及相应的变型设计的小型化的二通插装阀控制 组件, 但其四个座阀主级的布局 中, 同侧二个主级的轴线是互为平行的, 是一种新的布局。这种新布局的阀块体 通常必须采用铸造工艺制造。这种采用新的座 阀主级布局的特征还在于阀块主体 的二侧法兰控制端盖, 除可采用上面 1 12中所述的侧置法兰控制盖板形式外, 还可直接采用与各个紧凑型二通插装阀座阀主 级单独相匹配的组合式法兰控制 盖板及其变型设计,由它们组合构成另一种采 用创新的紧凑型二通插装阀座阀主 级控制的新型模块化、组合式电一液多路阀换 向联。这种需采用铸造工艺的片式 电一液多路阀的阀块块体铸件,可以根据多样 化的电一液多路阀换向联阀块需要 进行变型和配制。阀块块体与四个座阀主级安 装孔相连的通道均采用铸造工艺成 型后, 不仅座阀主级安装孔和通道之间的布局是独特 的和图 2-1所示阀有明显不 同, 参见图 5-2。

16、 由图 5-1新型片式电一液多路阀换向联, 也可以根据不同移动机械的不 同控制需要来组成各种多样化的片式连接系统 联, 图 5-3。 本发明的模块式组合式电液多路阀系统可以广 泛运用于各类移动式机械和 设备中, 包括起重机械和设备, 混凝土机械、 挖掘机械、 乐路机械、 桩工机械、 矿山机械、 重型车轫、 船舶、 港口和海洋重工装备等。

毫无疑问, 本发明的新型电一液多路阀仅展示了部份实例 , 在实际应用中并 不限于以上实例。 本发明可以进行更为多样化的扩展、 变化, 来配置组合。 凡在 属于本发明的方案和原则内, 所给的任何等效替换, 改进和重组均为在本发明的 保护范围之内。