一種變量泵的控制閥的製作方法
2024-02-05 17:25:15
一種變量泵的控制閥的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種變量泵控制閥，由主閥和兩個分別連接在主閥兩端的控制閥構成。主閥包主閥體、沿X向設置在主閥體內的滑閥、沿Y向設置在主閥體內且一端伸出主閥體的偏心軸、沿Z向設置在主閥體內且下端伸出主閥體的反饋槓桿，偏心軸位於滑閥之下並穿過反饋槓桿中部的孔，還包括與偏心軸配合的左彈簧拉杆和右彈簧拉杆、兩端分別與左彈簧拉杆和右彈簧拉杆的上端勾掛的拉伸彈簧；偏心軸為四級階梯圓柱結構，其第三級圓柱與反饋槓桿中部的孔配合；反饋槓桿的下端與閉式迴路雙向變量泵的控制活塞連接。其能夠靠較小的壓力油或直流電源實現泵的遠程控制，並且能夠在無需更換主閥的情況下，只更換控制閥，即可實現液控與電控之間的轉換。
【專利說明】—種變量慄的控制閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及液壓控制部件，具體涉及一種變量泵控制閥。用於調節泵中控制活塞的活塞體左右移動，從而帶動斜盤傾角變化；斜盤傾角變化使泵的排量在零與最大值之間實現無級變化；斜盤相對於水平位置的傾斜方向決定了泵的進、出油口。本發明專利適用於建築機械、農業和林業機械、路面機械、起重機、鑽機等領域的閉式泵。
【背景技術】
[0002]隨著工程機械等領域向智能化、自動化發展的趨勢，泵的控制方式實現遠程控制顯得尤為重要；保證控制閥在工作中既具有較高的工作精度與穩定性能，又保持較小的功率損耗，是技術的關鍵所在。同時該類控制閥對滑閥、閥體的形位公差要求也極為苛刻。怎樣儘可能的降低加工成本，對於提升產品的競爭力同樣非常重要。控制閥屬於易損件，其市場需求量大。
[0003]CN 201301797 Y公開了「一種變量泵控制器」，其控制對象為比例電磁閥，即斜盤。壓力傳感器和閥芯位置傳感器將壓力和流量輸入轉換為電信號，經過模擬信號調理電路調理變化，通過A/D轉換後連接到MCU，再經D/A轉換而連接到放大控制電路，以達到控制流量和壓力的目的。該變量泵控制器可以整定壓力，流量輸入成比例的對應變量泵輸出的壓力和流量，即輸入輸出信號線性化的對應。
[0004]CN 102410166 A公開了「一種變量泵控制裝置、恆功率變量泵及工程機械」。該變量泵控制裝置包括變量活塞、控制閥、輔助活塞，和調節彈簧，變量泵的工作壓力作用在所述輔助活塞上，還包括L型槓桿，調節彈簧的彈力作用在所述L型槓桿的第一端，輔助活塞的推力作用在所述L型槓桿的第二端，L型槓桿的第一端和第二端之間設置有活動的力臂支點，該力臂支點隨所述變量活塞的位置變化而移動。該變量泵控制裝置，通過構建一套伺服機構，使得變量活塞自適應地調節變量泵的斜盤傾角以改變變量泵的排量，從而控制變量泵的總功率輸出恆定，提高了總功率控制精度，使原動機的功率得到合理分配。
[0005]CN 201301797 Y專利主要是通過傳感器來控制流量和壓力。CN 102410166 A專利主要是恆功率泵，當泵的功率設定好時，泵的輸出壓力和流量的乘積是不變的，隨著壓力的升高流量逐漸降低。本申請主要是根據先導壓力或者電流的大小直接控制變量泵的輸出流量的大小。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種變量泵控制閥，其能夠靠較小的壓力油或常見的直流電源實現泵的換向及遠程控制，通過控制控制閥兩端壓差的大小和電流的大小來控制變量泵的排量，使變量泵的排量和壓差或電流成比例關係。並且能夠在無需更換控制閥主閥的情況下，只更換體積較小、結構較簡單的控制體，即可實現液控與電控之間的轉換。
[0007]本發明所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，由主閥和兩個分別連接在主閥兩端的控制閥構成，其特徵是: 所述主閥包主閥體、沿X向設置在主閥體內的滑閥、沿Y向設置在主閥體內且一端伸出主閥體的偏心軸、沿Z向設置在主閥體內且下端伸出主閥體的反饋槓桿，所述偏心軸位於滑閥之下並穿過反饋槓桿中部的孔，還包括與所述偏心軸配合的左彈簧拉杆和右彈簧拉杆、兩端分別與所述左彈簧拉杆和右彈簧拉杆的上端勾掛的拉伸彈簧；
所述偏心軸為四級階梯圓柱結構，伸出主閥體的一端為第一級圓柱，與第一級圓柱相連的為第二級圓柱，與第二級圓柱相連的為第三級圓柱，與第三級圓柱相連的為第四級圓柱，所述第三級圓柱的軸心線與偏心軸的軸心線之間有距離；所述第一級圓柱與所述主閥體螺紋配合連接並通過鎖緊螺母緊固；所述第二級圓柱與所述左彈簧拉杆和右彈簧拉杆的下端部配合連接，所述第三級圓柱與所述反饋槓桿中部的孔配合，所述第四級圓柱與所述主閥體內的定位孔配合；偏心軸的第三級圓柱的軸心線與偏心軸的軸心線之間有距離(即不重合)，為偏心設計，能夠在安裝位置做360°的軸向旋轉，使得滑閥能夠在軸向平移調整中位，解決因零件機加工累積誤差以及安裝間隙形成的誤差累積起來引起的滑閥中位不能對中的問題，在一定程度上降低了相關零件的精度要求，使生產成本得到有效降低。
[0008]所述左彈簧拉杆和右彈簧拉杆構成彈弓型結構，兩者中部偏下的部位夾住設在所述滑閥中部的閥芯上的下圓柱銷，兩者中部偏上的部位夾住設在所述反饋槓桿上端的上圓柱銷；
所述反饋槓桿的下端安裝在閉式迴路雙向變量泵的控制活塞所開的方槽內。反饋槓桿與偏心軸的第三級圓柱配合，反饋槓桿的下端安裝在變量泵控制活塞的活塞體中部開設的方槽內並與方槽保持很小的間隙配合，反饋槓桿的下端和下圓柱銷以偏心軸第三級圓柱為支點，形成一個槓桿。
[0009]進一步，所述主閥體與滑閥構成的是一個三位四通換向閥(三位指滑閥的左位、中位、右位三種狀態，四通指上述的四路油道，閥體內油路之間的接通狀態由滑閥在閥體內的三位來決定)，所述主閥體內形成四路油路，分別為高壓油路、低壓油路、左控制油路、右控制油路，高壓油路的油口連接變量泵的補油泵(輔助泵)輸出油口、低壓油路的油口連接低壓腔(泵腔)、左控制油路的油口連接控制活塞左腔、右控制油路的油口連接控制活塞右腔。
[0010]進一步，所述滑閥有四個控制邊，每個控制邊上均開設有節流槽。
[0011]所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，其所述分別連接在主閥兩端的控制閥為液控閥，所述液控閥包括液控閥體和設在其內的液控閥芯；一液控閥固定連接在所述主閥的一端並與遠程控制油連通，該液控閥的液控閥芯與所述滑閥一端緊靠；另一液控閥固定連接在所述主閥的另一端並與遠程控制油連通，該液控閥的液控閥芯與所述滑閥另一端緊靠。
[0012]所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，其所述分別連接在主閥兩端的控制閥為比例電磁閥(控制電壓DC24V，工作電流200mA?600mA，電磁力為35?80N，如PM-6H-045 )，兩個比例電磁閥分別與控制電源連接。兩個比例電磁閥和兩個液控閥一樣，都是將外部的控制信號轉換為作用在滑閥上的軸向力。
[0013]本發明的有益效果:能夠靠較小的壓力油或常見的直流電源實現變量泵的換向及遠程控制，通過控制控制閥兩端壓差的大小和電流的大小來控制變量泵的排量，使變量泵的排量和壓差或電流成比例關係。並且能夠在無需更換控制閥主閥的情況下，只更換體積較小、結構較簡單的控制閥，即可實現液控與電控之間的轉換。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的結構示意框圖；
圖2是本發明的控制閥採用液控閥的結構示意圖；
圖3是圖2的A —A剖視圖；
圖4是滑閥的結構示意圖；
圖5是偏心軸的結構示意圖；
圖6是圖2的局部放大示意圖；
圖7是滑閥處於中位時的示意圖；
圖8是滑閥處於左位時的不意圖；
圖9是本發明的控制閥採用電磁閥的工作曲線圖。
[0015]圖中:1 一主閥體,2 —滑閥,3 —反饋槓桿，4 一左彈簧拉杆,41 一右彈簧拉杆，5 一拉伸彈簧，6 —偏心軸,7 —下圓柱銷，71 —上圓柱銷，8 —鎖緊螺母，9 一液控閥體，10 一液控閥芯；
21 一節流槽，22 一控制邊,61 —第一級圓柱，62 一第二級圓柱，63 一第二級圓柱，64 一第四級圓柱；
FCl 一滑閥所受控制信號I產生的作用力，FC2 一滑閥所受控制信號2產生的作用力，AFc 一滑閥所受控制信號產生的作用力之差，Fs —拉伸彈簧初始拉力；a —拉伸彈簧力作用在支點上的力臂，
b 一反饋槓桿上端的上圓柱銷到支點(即偏心軸第三級圓柱)的距離， c 一反饋槓桿下端到支點的距離，
d 一滑閥中部的下圓柱銷到支點(即偏心軸第三級圓柱)的距離，
P—高壓油(接補油泵壓力輸出口)。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。
[0017]實施例一:參見圖1至圖8，一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，由主閥和兩個分別連接在主閥兩端的控制閥構成，其突出的實質性特點是:
所述主閥包主閥體1、沿X向(即左右向)設置在主閥體內的滑閥2、沿Y向(即前後向)設置在主閥體內且一端伸出主閥體的偏心軸6、沿Z向(即上下向)設置在主閥體內且下端伸出主閥體的反饋槓桿3，所述偏心軸位於滑閥之下並穿過反饋槓桿中部的孔，還包括與所述偏心軸配合的左彈簧拉杆4和右彈簧拉杆41、兩端分別與所述左彈簧拉杆和右彈簧拉杆的上端勾掛的拉伸彈簧5;
所述偏心軸6為四級階梯圓柱結構,伸出主閥體的一端為第一級圓柱61,與第一級圓柱相連的為第二級圓柱62，與第二級圓柱相連的為第三級圓柱63，與第三級圓柱相連的為第四級圓柱64，所述第三級圓柱的軸心線與偏心軸的軸心線之間有距離；所述第一級圓柱61與所述主閥體I螺紋配合連接並通過鎖緊螺母8緊固；所述第二級圓柱62與所述左彈簧拉杆4和右彈簧拉杆41的下端部配合連接，所述第三級圓柱63與所述反饋槓桿3中部的孔配合，所述第四級圓柱64與所述主閥體I內的定位孔配合；偏心軸的第三級圓柱的軸心線與偏心軸的軸心線之間有距離(即不重合)，為偏心設計，能夠在安裝位置做360°的軸向旋轉，使得滑閥能夠在軸向平移調整中位，解決因零件機加工累積誤差以及安裝間隙形成的誤差累積起來引起的滑閥中位不能對中的問題，在一定程度上降低了相關零件的精度要求，使生產成本得到有效降低。
[0018]所述左彈簧拉杆4和右彈簧拉杆41構成彈弓型結構，兩者中部偏下的部位夾住設在所述滑閥2中部閥芯上的下圓柱銷7，兩者中部偏上的部位夾住設在所述反饋槓桿3上端的上圓柱銷71 ；
所述反饋槓桿3的下端安裝在閉式迴路雙向變量泵的控制活塞所開的條形槽內。反饋槓桿與偏心軸的第三級圓柱配合，反饋槓桿的下端安裝在變量泵控制活塞的活塞體中部開設的方槽內並與方槽保持很小的間隙配合，反饋槓桿的下端和下圓柱銷以偏心軸第三級圓柱為支點，形成一個槓桿。
[0019]進一步，所述主閥體I與滑閥2構成的是一個三位四通換向閥(三位指滑閥的左位、中位、右位三種狀態，四通指上述的四路油道，閥體內油路之間的接通狀態由滑閥在閥體內的三位來決定)，所述主閥體內形成四路油路，分別為高壓油路、低壓油路、左控制油路、右控制油路，高壓油路的油口連接變量泵的補油泵(輔助泵)輸出油口、低壓油路的油口連接低壓腔(泵腔)、左控制油路的油口連接控制活塞左腔、右控制油路的油口連接控制活塞右腔。
[0020]進一步，所述滑閥2有四個控制邊22，每個控制邊上均開設有節流槽21。滑閥中部開有一貫通的槽，並在閥芯的中心、垂直於槽的方向安裝一下圓柱銷。左彈簧拉杆或右彈簧拉杆能將受到的力通過下圓柱銷傳遞給滑閥。當滑閥在中位時，四個控制邊均處於零開口，高壓油路、低壓油路、左控制油路、右控制油路均通過滑閥的控制邊開設的節流槽在主閥體內形成的通路接通。滑閥在左位時(閥芯在主閥體內向右移動)，高壓油路與左控制油路接通，與右控制油路斷開；低壓油路與右控制油路接通，與左控制油路斷開。滑閥在右位時(閥芯在閥體內向左移動)，高壓油路與右控制油路接通，與左控制油路斷開；低壓油路與左控制油路接通，與右控制油路斷開。上述的「左」、「右」因參照方向的選擇而不同。
[0021]所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，其所述分別連接在主閥兩端的控制閥為液控閥，所述液控閥包括液控閥體9和設在其內的液控閥芯10 液控閥固定連接在所述主閥的一端並與遠程控制油連通，該液控閥的液控閥芯與所述滑閥2 —端緊靠；另一液控閥固定連接在所述主閥的另一端並與遠程控制油連通，該液控閥的液控閥芯與所述滑閥2另一端緊靠。
[0022]實施例二:參見圖1和圖9，所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，其所述分別連接在主閥兩端的控制閥為電磁閥，兩個電磁閥分別與控制電源連接。兩個電磁閥均為比例電磁閥(控制電壓DC24V，工作電流200mA?600mA，電磁力為35?80N，如PM-6H-045)和兩個液控閥一樣，都是將外部的控制信號轉換為作用在滑閥上的軸向力。
[0023]本發明專利安裝在雙向閉式變量泵(簡稱變量泵)的換向活塞上，通過外部接入主閥體兩端的信號，進而控制換向活塞使斜盤產生傾斜，從而控制變量泵的輸出流量。
[0024]採用液控閥控制時，兩組控制變量之間的差值與變量泵的排量成線性比例關係，其控制始、終點為差值 0.6MP、1.8MPa，或(-0.6MP)、(-1.8MPa)。
[0025]採用電磁閥控制時，由兩組24V的直流電壓提供的控制電流、或者由兩組12V的直流電壓提供的控制電流，來控制變量泵達到改變排量的目的。
[0026]當採用24V直流電壓時，控制始、終點為差值200mA、600mA，或(_200mA)、(-600mA)；
當採用12V直流電壓時，控制始、終點為差值400mA、1200mA，或(_400mA)、(-1200mA)。
[0027]「正負」表示變量泵進、出油口之間的轉換，在控制範圍內調節控制參數的大小可無級改變變量泵的排量；當控制參數小於控制起點時，變量泵排量為零；當控制參數大於控制終點時，變量泵保持全排量。
[0028]本發明的工作原理如下:
參見圖7和圖8。圖中:FC1 —滑閥所受控制信號I產生的作用力，FC2 —滑閥所受控制信號2產生的作用力，AFc—滑閥所受控制信號產生的作用力之差，Fs —拉伸彈簧初始拉力；
a —拉伸彈簧力作用在支點上的力臂，
b 一反饋槓桿上端的上圓柱銷到支點(即偏心軸第三級圓柱)的距離，
P—高壓油(接補油泵壓力輸出口)，
T一低壓油(接泵腔)。
變量泵在初始狀態時，其控制活塞的活塞體處於中部位置，變量泵的斜盤處於水平位置，傾角為零，變量泵的排量也為零。主閥體內的滑閥的開口量決定了變量泵的控制活塞左腔或者右腔的壓力和流量，這樣就決定了變量泵的控制活塞的活塞體運動方向和速度。
[0029]當滑閥處於中位時(參見圖7)，此時的拉伸彈簧有著一個拉伸彈簧初始拉力Fs，拉伸彈簧初始拉力決定了 AFc需要大於一定值，才能夠使滑閥產生位移。若主閥體左邊的控制信號增大，即Fcl增大，S卩AFc=Fcl_Fc2增大，當AFcXb > FsXa時，滑閥將向右移動，帶動右彈簧拉杆繞支點(即偏心軸第三級圓柱)順時針旋轉，並使高壓油P與變量泵控制活塞左腔油路之間的開口增加，與控制活塞右腔油路之間的開口減小至斷開；同時使低壓油T與控制活塞左腔油路之間的開口減小至斷開，與控制活塞右腔油路之間的開口增加。變量泵控制活塞中的活塞體在高壓油P(來自變量泵的補油泵)的作用下向右移動，同時帶動反饋槓桿下端繞支點(即偏心軸第三級圓柱)逆時針旋轉，使左彈簧拉杆與右彈簧拉杆的上端之間的距離繼續增大，即拉伸彈簧的拉伸量繼續增大，拉伸彈簧初始拉力Fs增大。
[0030]當滑閥處於左位時(參見圖8)，拉伸彈簧初始拉力FsXa > AFcXb時，滑閥中部的下圓柱銷受到來自右彈簧拉杆傳遞的彈簧拉力，開始向左移動，使高壓油P與變量泵控制活塞左腔油路之間的開口逐漸減小，開口越小，活塞的運動速度越慢。滑閥最終停留在平衡點(實際是一種在平衡點進行左右微小顫動的動態平衡狀態)，滿足平衡條件AFcXb=FsXa0通過控制Λ Fe的大小，就可以調節控制活塞的活塞體停留位置，從而改變變量泵的排量。
[0031]滑閥右位的調節原理與左位調節原理一樣，當AFc為負值時，泵控制活塞的活塞體向左移動，當斜盤傾角跨過水平位置並反向增加時(相對於滑閥左位時斜盤傾斜方向)，變量泵的輸出口與輸入口之間互相轉變。
【權利要求】
1.一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，由主閥和兩個分別連接在主閥兩端的控制閥構成，其特徵是:所述主閥包主閥體(I)、沿X向設置在主閥體內的滑閥(2)、沿Y向設置在主閥體內且一端伸出主閥體的偏心軸(6)、沿Z向設置在主閥體內且下端伸出主閥體的反饋槓桿(3)，所述偏心軸位於滑閥之下並穿過反饋槓桿中部的孔，還包括與所述偏心軸配合的左彈簧拉杆(4)和右彈簧拉杆(41)、兩端分別與所述左彈簧拉杆(4)和右彈簧拉杆(41)的上端勾掛的拉伸彈簧(5); 所述偏心軸(6)為四級階梯圓柱結構，伸出主閥體的一端為第一級圓柱(61)，與第一級圓柱相連的為第二級圓柱(62)，與第二級圓柱相連的為第三級圓柱(63)，與第三級圓柱相連的為第四級圓柱(64)，所述第三級圓柱(63)的軸心線與偏心軸的軸心線之間有距離；所述第一級圓柱(61)與所述主閥體(I)螺紋配合連接並通過鎖緊螺母(8)緊固；所述第二級圓柱(62)與所述左彈簧拉杆(4)和右彈簧拉杆(41)的下端部配合連接，所述第三級圓柱(63)與所述反饋槓桿(3)中部的孔配合，所述第四級圓柱(64)與所述主閥體(I)內的定位孔配合； 所述左彈簧拉杆(4)和右彈簧拉杆(41)構成彈弓型結構，兩者中部偏下的部位夾住設在所述滑閥(2)中部的閥芯上的下圓柱銷(7)，兩者中部偏上的部位夾住設在所述反饋槓桿(3)上端的上圓柱銷(71)； 所述反饋槓桿(3)的下端安裝在閉式迴路雙向變量泵的控制活塞所開的方槽內。
2.根據權利要求1所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，其特徵是:所述主閥體(I)與滑閥(2)構成的是一個三位四通換向閥，所述主閥體內形成四路油路，分別為高壓油路、低壓油路、左控制油路、右控制油路，高壓油路的油口連接變量泵的補油泵輸出油口、低壓油路的油口連接低壓腔(泵腔)、左控制油路的油口連接控制活塞左腔、右控制油路的油口連接控制活塞右腔。
3.根據權利要求1或2所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，其特徵是:所述滑閥(2 )有四個控制邊(22 )，每個控制邊上均開設有節流槽(21)。
4.根據權利要求1或2所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，其特徵是:所述分別連接在主閥兩端的控制閥為液控閥，所述液控閥包括液控閥體(9)和設在其內的液控閥芯(10);—液控閥固定連接在所述主閥的一端並與遠程控制油連通，該液控閥的液控閥芯與所述滑閥(2) —端緊靠；另一液控閥固定連接在所述主閥的另一端並與遠程控制油連通，該液控閥的液控閥芯與所述滑閥(2)另一端緊靠。
5.根據權利要求1或2所述的一種閉式迴路雙向變量泵的控制閥，其特徵是:所述分別連接在主閥兩端的控制閥為比例電磁閥，兩個比例電磁閥分別與控制電源連接。
【文檔編號】F15B13/02GK104373406SQ201410750478
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月10日 優先權日:2014年12月10日
【發明者】梁宏喜, 王康, 劉新功 申請人:重慶紅江機械有限責任公司