一種雙液流自動控制閥塊的製作方法
2023-05-19 03:38:41 2
專利名稱：一種雙液流自動控制閥塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及液壓控制領域，具體的講是涉及一種用於各種起重機用的液壓抓斗，以及用於工程機械、礦山及港口設備使用的液壓裝置，還有用於石油及地質鑽探設備等液壓裝置中的雙液流自動控制閥塊。
背景技術：
目前的液壓抓斗採用一根動力電纜使電機正反轉來驅動一個雙向液壓泵，用兩個方向的液壓油源(雙液流)完成了液壓抓斗的液壓動力供應與交替控制抓斗打開和閉合的問題，減少了外部控制給設備使用中帶來的附件多及控制部分故障率高等難題，該雙向液壓泵自動控制的原理如圖1所示，主要元件包括DV1先導型卸荷溢流閥，DV2先導型溢流閥，RV1、RV2單向閥，SV1、SV2液控單向閥，油口P1、P2分別為抓斗閉合與打開的液壓泵壓力油源口，油口A接到工作油缸的無杆腔，進油時使抓斗閉合，用液壓產生的力來平衡抓斗內物料的重力或產生抓取物料的力。油口B接到工作油缸的有杆腔，進油時，使抓斗打開，打開時由於抓斗本身的重量等原因，始終會使工作油缸的有杆腔中產生一個液體壓力。油口R是回油口，MP1、MP2、MA、MB分別為測量各油口壓力用的油口。DV1的作用是，當抓斗閉合時提供不超過設定的最高壓力以下的液體壓力，超過最高壓力時產生溢流，防止工作機構損壞、液壓泵及電動機超壓過載等原因造成的損壞。當油口A達到最高設定壓力值時，DV1便卸荷，使P1口的油流以極低的壓力流向R口，停止了向A油口供油，大大降低了電機消耗功率與流體的發熱量。由於RV1的原因，油口A的壓力得到保持。當油口A中壓力由於工作油缸的內部洩漏或物料鬆動變化等原因，降低到一個DV1設定的最低壓力時，DV1停止卸荷，重新向A油口中補充油液以提高A油口的壓力，直到達到DV1設定的最高壓力值後再次卸荷。在油口P1的壓力通過油道ST2控制，，SV2單向閥打開，工作油缸有杆腔內的油可以回油箱，否則關閉，保持抓斗的形態不變。油口P2進油的工作原理與油口P1進油時相似，只是閥DV2是一個普通的溢流閥，由於抓斗打開時需要的壓力較低，故該閥的設定壓力較DV1低，抓斗爪子打開到極限位置時DV2溢流，維持工作油路內的壓力為DV2的設定壓力不再上升，防止元件的超載損壞。
該控制閥塊的內部結構如圖2、3所示，採用了由分列元件組成的插裝閥，設計比較靈活，但存在著液壓元件數量多、密封件多、控制油腔體積大、動作速度慢、控制靈敏度低、加工要求高、故障率也高，並且不能預先組裝調節，維修時更換不方便，發熱量大，工作油缸在受到外部力量衝擊時不能得到保護等缺點，如由先導壓力閥芯DV1、主閥芯DV1a和卸荷控制活塞DV1b三個分列的元件組成了先導式卸荷溢流閥DV1，為實現相互之間配合完成一個整體閥的功能，加工時相互位置精度要求嚴格，不易加工，還需要鑽若干個控制油道，才能傳遞控制壓力，每個分列的閥芯與閥塊本體的結合部位都需要有密封材料進行密封，才不致於產生控制壓力的損失和防止液壓油的為洩漏，因此使用的密封件數量比較多。再如SV1、SV1a兩部分閥芯組成了液控單向閥SV1，且每個部分都還有數個獨立的元件組成，由於SV1a中的頂杆只能向SV1的主閥芯傳遞壓力，不能傳遞拉力，為解決加工及安裝誤差，還需要留有一定的空行程，當該閥的控制壓力突然變小時，不能幫助主閥芯立即關閉，只能靠主閥芯的回位彈簧力將其關閉，因此動作速度慢，有時出現液壓顫振現象，為防止這一現象的發生，用了調節螺釘，採取調節主閥芯開啟度(節流)的方法予以解決，但增加了正常工作時的液體阻力，也增加了發熱量。
發明內容
本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種雙液流自動控制閥塊，該閥塊採用整體式具有獨立功能的插裝閥替代了現有技術中的分列式插裝閥，同時採用負荷保持閥來平衡工作油缸中因外部負載而產生的液體壓力，從根本上解決了現有技術中缺陷。
本實用新型目的實現由以下技術方案完成一種雙液流自動控制閥塊，包括閥體、控制閥件，各閥件相應連接與泵和油箱的供油或回油迴路中，其特徵在於所述的控制閥件均為整體式插裝閥，且所述的控制閥件至少包括一組控制閥件，該組閥件包括溢流閥、單向閥、液控單向閥，閥體上的主要油口包括進油口、工作油口和回油口，進油口分別與單向閥和溢流閥連通，且單向閥出口又與工作油口和液控單向閥連通，所有閥的回油都與回油口連通。
上述的控制閥件可以包括二組控制閥件，兩組之間通過相應的管路連通，即包括兩個溢流閥、兩個單向閥、兩個液控單向閥，閥體上的主要油口包括兩個進油口、兩個工作油口和一個回油口，其中一個方向的進油口與一個單向閥和溢流閥連通，且單向閥出口又與該方向的工作油口以及液控單向閥連通，另一個方向的進油口和一個單向閥和溢流閥連通，該單向閥出口又與該方向的工作油口以及液控單向閥連通，所有閥的回油都與回油口連通。其中至少有一個方向上的液控單向閥可以採用壓力平衡閥替代，該壓力平衡閥可以為負荷保持閥。其中至少有一個方向上的溢流閥可以選用卸荷溢流閥。
所述的整體式插裝閥與閥體之間螺紋連接。
本實用新型的優點是，由於採用的整體的具有獨立功能的插裝閥為標準化閥件，其質量可靠、技術性能參數可選擇，便於組織大批量生產，結構上，所有需要更換的閥件都外露在閥體的表面，不用拆卸任何其他元件，每個插裝閥均可直接拆出並更換，安裝維修、更換很方便，控制油路簡單，密封件數量少，減少了洩漏故障的發生頻率。
由於使用了負荷保持閥，能夠平衡工作油缸中因外部負載而產生的液體壓力，當受到外部負載的衝擊，工作油缸的內部壓力超過調定的壓力時，能夠自動卸荷，保證工作油缸的負荷不超過規定值。當工作油缸的兩個油腔都將會受到外部負荷的衝擊時，使用兩個負荷保持閥，能使工作油缸的兩個油腔均得到保護。負荷保持閥是一種壓力自動控制閥，由工作油缸進油側的壓力來操縱工作油缸回油側的流量，無進油壓力時，另一側也無回油。當工作油缸進油側的壓力的K倍小於負荷保持閥調定壓力值與回油側重力負載等產生的壓力的差值時，負荷保持閥處於將要開啟的狀態，但也無回油(K為負荷保持閥的控制壓力比值，大於1)，起到平衡重力負載不致下滑的作用，當繼續升高進油側壓力時，負荷保持閥的開啟度逐步增大。在回油側無負載壓力並且進口側壓力的K倍等於或大於負荷保持閥的設定壓力時，負荷保持閥全部開啟，閥的回油阻力最小。負荷保持閥的流量(或回油阻力)的調節是由進油壓力、回油側負載壓力兩個參數的，聯合作用下自動進行的，不會產生回油閥開啟過大，負載自動下落，再關閉回油閥而產生的液壓顫振現象，也不存在調小回油閥(節流原理)的開啟度以防止負載自行下落的工況下回造成阻力大、油液發熱的缺點，調節過程中不受油溫影響，調節效果穩定可靠。
附圖1為現有技術液壓抓斗液壓控制原理圖；附圖2為本實用新型液壓控制原理圖；附圖3為本實用新型控制閥塊結構圖；附圖4為本實用新型採用的先導型卸荷溢流閥結構示意圖；附圖5為本實用新型採用的先導型溢流閥結構示意圖；附圖6為本實用新型採用的單向閥結構示意圖；附圖7為本實用新型採用的液控單向閥結構示意圖；附圖8為本實用新型採用的負荷保持閥結構示意圖；附圖9為本實用新型實施例一液壓控制原理圖；附圖10為本實用新型實施例二液壓控制原理圖；附圖11為本實用新型實施例三液壓控制原理圖；具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本發明特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解如圖1-11所示，標號1-25分別表示電動機1、雙向液壓泵2、吸油單向閥3、回油濾油器4、本實用新型控制閥塊5、工作油缸6、液壓馬達7、稜閥8、捲筒、鋼絲繩及重物9、制動器10、閥體11、先導型卸荷溢流閥的進油口12、回油口13、控制油口14、先導型溢流閥的壓力油口15、主回油口16、控制油回油口17、單向閥的進油口18、出油口19、液控單向閥的工作油口20、回油口21、控制油口22、負荷保持閥的工作油口23、洩漏油口24、控制油口25。
現有技術控制閥塊中的閥件包括先導型卸荷溢流閥DV1，先導型溢流閥DV2，單向閥RV1、RV2，液控單向閥SV1、SV2。
本實用新型控制閥塊中的閥件包括先導型卸荷溢流閥CT1，先導型溢流閥CT2，單向閥CT3、CT4，液控單向閥CT5，負荷保持閥CT6。
實施例一本實用新型控制閥塊5應用在液壓抓斗上。
如圖9所示，液壓抓斗一般由一臺電動機1、一個雙向液壓泵2、兩個直接裝在雙向液壓泵吸油口上的吸油單向閥3、一個回油濾油器4、一個本實用新型控制閥塊5、至少一個油缸6(油缸的數量與爪子的數量相同)，以及連接用的油管、接頭、油箱等液壓元件組成。液壓控制原理如圖10所示。
控制閥塊5由閥體11以及一個先導型卸荷溢流閥CT1、一個先導型溢流閥CT2、兩個單向閥CT3和CT4、一個液控單向閥CT5、一個負荷保持閥CT6共計六個閥件構成，閥體11上共有五個外接的主要油口，分別為兩個進油口P1和P2、兩個工作油口A和B、一個回油口T，還有四個測壓油口MP1、MP2、MA、MB，分別測量除回油口以外的各個油口的壓力。其中進油口P1與單向閥CT3和先導型卸荷溢流閥CT1連通，單向閥CT3的出口又與工作油口A及液控單向閥CT5連通；進油口P2與單向閥CT4和先導型溢流閥CT2相連通，單向閥CT4的出口又與工作油口B以及負荷保持閥CT6連通，所有閥件的回油與回油口T連通。
本實施例在工作時，抓斗需要關閉時，電動機1正轉，油箱內的液壓油從左側的吸油單向閥3吸入，經過液壓泵加壓後，由P1口進入閥塊5內，通過單向閥CT3、油口A進入工作油缸6的無杆腔，由於P1口壓力的控制，使負荷保持閥CT6開啟，工作油缸有杆腔內的液壓油通過油口B、負荷保持閥CT6、油口T、過濾器4回到油箱，使抓斗的爪子閉合。負荷保持閥CT6的最小開啟壓力P1是與工作油缸承受的負載壓力、負荷保持閥CT6的設定壓力有關。由於CT6未開啟前，工作油缸處於封閉狀態，此時P1的壓力會自動上升，工作油缸無杆腔壓力P1的上升，會導致有杆腔壓力的上升，就提高了CT6的負荷壓力值，會使CT6需要的開啟控制壓力降低，當兩者達到平衡CT6開啟時為止。
抓斗關閉過程中，當爪子遇到物料等阻力時，P1的壓力會繼續升高，當物料抓滿或爪子到達行程終點時，會升高到先導型卸荷溢流閥CT1的設定壓力，此時工作油泵P1口的油流停止向工作油缸供油，CT3也立即關閉，工作油泵的油流通過CT1、油口T、回油過濾器4回到油箱，即開始卸荷。此時卸荷閥CT1的阻力甚小。液壓抓斗物料夾持的力是靠工作油缸無杆腔中各油口的封閉來維持的。卸荷溢流閥CT1的卸荷動作的繼續是靠油口A的壓力通過控制油道以及閥CT1中的卸荷控制活塞的作用力來實現的。由於工作油缸的內洩漏、物料的灑落等原因，油口P1的壓力會不斷下降，當降低到卸荷溢流閥CT1規定的最低壓力(一般為調定壓力的85-90％)時，CT1停止卸荷，油泵的油流向油口A及工作油缸的無杆腔。當油口A的壓力達到閥CT1的設定壓力時，再次進行卸荷。一般在物料抓取的過程中，不停止電動機，以保證抓斗能始終保持足夠的夾持力。
當抓斗需要卸料(開啟)時，電動機1反轉。油箱內的液壓油從右側的吸油單向閥3吸入，經過液壓泵加壓後，由P2口進入控制閥5內，通過單向閥CT4、油口B進入工作油缸6的有杆腔，由於P2口壓力的控制，使液控單向閥CT5開啟，工作油缸無杆腔內的液壓油通過油口A、液控單向閥CT5、油口T、過濾器4回到油箱，使抓斗的爪子打開，卸落物料。液控單向閥CT5的最小開啟壓力P2是與工作油缸A油口壓力和液控單向閥的控制壓力比值有關。雙向液壓泵P2油口的最高壓力是由先導型溢流閥CT2決定的。當油口P2的壓力高於CT2閥的設定壓力時，CT2產生溢流，液壓泵的油經油口P2、閥CT2、油口T、回油過濾器4回到油箱。
由於控制閥塊具有卸荷保證、大大降低液壓系統的發熱量，自動保持與壓力自動調節運動的作用，通過電機正反轉便可控制不同工況下各種壓力的需要，特別適用於液壓抓斗等行動裝置上使用。
實施例二本實用新型控制閥塊5還可以應用在港口吊具的開閉裝置上、港口及內河水閘的啟動裝置上其控制的方法與液壓抓斗相似，只是對象由爪子變成了閘門等其他裝置，液壓控制原理如圖9所示，同液壓抓斗一致，不在贅述。
實施例三本實用新型控制閥塊5應用在鑽探機械上，用以驅動鑽頭，應用在工程機械底盤等迴轉機械上，液壓控制原理如圖10所示。
鑽探機械上用於驅動鑽頭的液壓動力供應與控制方法，基本上都採用單向液壓泵與換向閥的方法。採用如圖10所示的液壓控制原理後，便可以用改變電機方向來達到鑽頭鑽進和反向更換鑽杆等工作過程控制的目的。控制閥塊5內部的控制原理如圖9所示。與上不同的是，油口B作為正常鑽孔的動力油口，提供較低的工作保護壓力，油口A作為拆卸鑽杆用的動力油源口，可以提供高於正常工作壓力的油源，以解決拆卸鑽具時需要的較高的壓力油源，還可以提供卸荷保壓的功能，為一些較難拆卸的鑽杆在最大拆卸力的前提下，提供逐漸變形的時間並且不至於發生液壓油過熱的現象。當然也可以不用電動機1、液壓泵2、單向閥3、濾油器4等元件，將P1、P2油口直接接到主機現有的換向閥上使用，同樣具備上述的性能。
實施例四本實用新型控制閥塊5應用在起重機上，用以驅動鋼絲繩捲筒，液壓控制原理圖如圖11所示。
應用控制閥塊5有效地解決了起重機平穩升降中的液壓控制問題。該裝置主要由電動機1、雙向液壓泵2、吸油單向閥3、回油濾油器4、控制閥塊5、液壓馬達7、稜閥8、液壓制動器10、工作機構9(捲筒、鋼絲繩及重物)等組成。使用中，由起吊的重物產生的液壓馬達有壓力的一側油管，接到控制閥塊5的B油口，即控制閥塊5中A油口向外供油時，重物下降，B油口向外供油時，重物提升。
原理是當泵2正轉，油口P1有壓力時，通過稜閥8將制動器10打開，液壓泵2的油經CT3、油口A驅動馬達7正轉，重物下降，此時由於P1的壓力控制，使負荷保持閥CT6打開，馬達7的回油經油口B、閥CT6、回油口T、濾油器4回到油箱。當泵2停止時，由於油口P1、P2均無壓力，因此稜閥8的輸出口也無壓力，制動器10自動閉合，捲筒停止運轉。當泵2反轉，油口P2有壓力時，壓力油由P2經稜閥8控制制動器10打開，液壓油經閥CT4、油口B流入液壓馬達7，驅動捲筒，使重物上升。
當然本裝置的動力源也可與主機合用，省去元件1-4，將油口P1、P2直接連接到主機的換向閥上，同樣可進行工作。
權利要求1.一種雙液流自動控制閥塊，包括閥體、控制閥件，各閥件相應連接與泵和油箱的供油或回油迴路中，其特徵在於所述的控制閥件均為整體式插裝閥，且所述的控制閥件至少包括一組控制閥件，該組閥件包括溢流閥、單向閥、液控單向閥，閥體上的主要油口包括進油口、工作油口和回油口，進油口分別與單向閥和溢流閥連通，且單向閥出口又與工作油口和液控單向閥連通，所有閥的回油都與回油口連通。
2.根據權利要求1所述的一種雙液流自動控制閥塊，其特徵在於所述的控制閥件包括二組控制閥件，兩組之間通過相應的管路連通，即包括兩個溢流閥、兩個單向閥、兩個液控單向閥，閥體上的主要油口包括兩個進油口、兩個工作油口和一個回油口，其中一個方向的進油口與一個單向閥和溢流閥連通，且單向閥出口又與該方向的工作油口以及液控單向閥連通，另一個方向的進油口和一個單向閥和溢流閥連通，該單向閥出口又與該方向的工作油口以及液控單向閥連通，所有閥的回油都與回油口連通。
3.根據權利要求2所述的一種雙液流自動控制閥塊，其特徵在於至少有一個方向上的液控單向閥可以採用壓力平衡閥替代。
4.根據權利要求3所述的一種雙液流自動控制閥塊，其特徵在於所述的壓力平衡閥為負荷保持閥。
5.根據權利要求2所述的一種雙液流自動控制閥塊，其特徵在於至少有一個方向上的溢流閥為卸荷溢流閥。
6.根據權利要求1所述的一種雙液流自動控制閥塊，其特徵在於所述的整體式插裝閥與閥體之間螺紋連接。
專利摘要本實用新型涉及液壓控制領域，具體的講是涉及一種雙液流自動控制閥塊，該閥塊包括閥體、控制閥件，其中的控制閥件均為整體式插裝閥，且所述的控制閥件至少包括一組控制閥件，該組閥件包括溢流閥、單向閥、液控單向閥，閥體上的主要油口包括進油口、工作油口和回油口，進油口分別與單向閥和溢流閥連通，且單向閥出口又與工作油口和液控單向閥連通，所有閥的回油都與回油口連通，其優點是質量可靠、技術性能參數可選擇，便於組織大批量生產，每個插裝閥均可直接拆出並更換，安裝維修、更換很方便，控制油路簡單，密封件數量少，減少了洩漏故障的發生頻率。
文檔編號B66C3/00GK2864184SQ20052004348
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月15日 優先權日2005年7月15日
發明者錢鳴, 朱宏敏 申請人:上海昂豐礦機科技有限公司