CN1661242A - 用于建筑重型设备的流量控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于建筑重型设备的流量控制装置，无论负载压力和泵压力如何变化，该流量控制装置能够维持恒定的设定流速。该流量控制装置包括一个控制阀、一个流量控制阀和一个负载止回阀。该控制阀具有一个并联通道、一个带有第一负载通道和第二负载通道的壳体以及设置成可在该壳体内移动的分配滑阀。该流量控制阀具有一个逻辑止回阀和一个逻辑控制阀，该逻辑止回阀设置成可在第一负载通道和并联通道之间打开，而逻辑控制阀对提供给逻辑止回阀的回压腔的液压流体的流速进行控制。负载止回阀设置在第二负载通道和并联通道之间，以限制从第二液压缸的回流。

Description

用于建筑重型设备的流量控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于建筑重型设备的流量控制装置，其中流量控制阀和方向控制阀设置在主控制阀块上，从而产生这样的流量控制作用，即不管工作单元的负荷压力和液压泵的泵压力多大，均保持一组流速常数，并产生方向控制阀的作用。
更具体地说，本发明涉及这样的一种流量控制装置，该装置能够通过产生防止回流的止回阀作用和压力补偿流量控制阀的作用、进而通过即使当工作单元的负荷压力和液压泵的泵压力发生波动时避免流速和提供给工作单元的压力急剧变化，保持液压***的稳定性。
背景技术
图1是一种用于建筑重型设备的传统流量控制装置的液压回路图。
该用于建筑重型设备的传统的流量控制装置包括一个液压泵200、一个由来自液压泵200的液压流体驱动的液压缸300、一个控制阀100和一个流量控制阀400(400A和400B)，其中的控制阀100装配在液压泵200和液压缸300之间的流道内并通过控制液压流体驱动液压缸300，而流量控制阀400装配在控制阀100和液压缸300之间的负载通道6A和6B内，并通过限制提供给液压缸300流速来控制液压缸300的驱动速度。在未描述的标号中，4表示一个中心旁路，500表示一个安全阀，其中该安全阀用于当负载超过液压回路的设定压力时把液压流体排放到槽T。
当操作一个操作杆(未示出)并因此控制信号压力施加到控制阀100的右端，从液压泵200排出的液压流体经由一个泵通道5、一个止回阀3和切换到适当位置的控制阀100而穿过负载通道6A，然后提供给液压缸300的一个大腔302。从液压缸300小腔301排出的液压流体经由另一个止回阀405B和负载通道6B返回到槽T，以便液压缸300被驱动以伸长。
另一方面，该控制阀100切换到右侧，从液压泵200排出的液压流体供应到液压缸300的小腔301，从而该液压缸收缩。
当想根据工作条件通过限制提供给液压缸300的流速来控制液压缸300的驱动速度时，通过与节流阀401A打开量对应的导向压力403A和阀弹簧404A预置的弹力之间的差值，控制被引入到大腔302的流速。
然而，根据传统的流量控制装置，为了把流量控制阀400安装在控制阀100和液压缸300的负载通道6A和6B之间的流道，需要一个分离块，从而部件数目增加，这样也增加了***格。此外，由于存在着部件之间安装位置的干涉，该设计受到限制。
还有，传统的流量控制阀400不具有能够应对下面情况的止回功能，该情况为，在液压缸300一边的负荷压力比在液压泵200一边的排出压力高，因此在控制阀100的泵通道5内必须单独地安装止回阀3。
发明内容
为解决上述问题，本发明供给了一种用于建筑重型设备的流量控制装置，该流量控制装置在一个主控制阀块内具有一个流量控制阀和一个方向控制阀，并执行流量控制功能以及方向控制阀功能。
另一个目的是供给一种用于建筑重型设备的流量控制装置，其中一个主流速控制阀和一个方向控制阀设置在控制阀块内，从而减少了部件数目，节约了***格，同时消除了在部件之间的安装位置干涉，可随意设计，从而该流量控制装置可设置在较窄的空间内。
为实现上述目的，本发明供给了一种用于建筑重型设备的流量控制装置，其中一个流量控制阀和一个方向控制阀设置在一个主控制阀块内，从而执行流量控制功能和方向控制阀的功能。
该用于建筑重型设备的流量控制装置包括一个控制阀，该控制阀具有一个提供液压泵液压流体的并联通道、一个壳体和一个分配滑阀，其中该壳体带有把并联通道的液压流体排放到第一液压缸的第一负载通道和把液压流体排放到第二液压缸的第二负载通道，而分配滑阀设置成可在壳体内移动，并有选择地使第一和第二负载通道中任何一个与并联通道连通。一个流量控制阀具有一个逻辑止回阀和一个逻辑控制阀，该逻辑止回阀设置成可在第一负载通道和并联通道之间打开，而逻辑控制阀设置在并联通道和逻辑止回阀之间，以对提供给逻辑止回阀的回压腔的液压流体的流速进行控制。以及一个负载止回阀设置在第二负载通道和并联通道之间，以限制从第二液压缸的回流。
优选的是，根据并联通道压力和第一负载通道压力之间的差值，该逻辑控制阀对提供给逻辑止回阀的回压腔的液压流体流速进行控制，从而使提供给第一负载通道上的液压流体流速保持恒定。
此外，该逻辑止回阀具有限制从第一负载通道到并联通道回流的回流阻止功能。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中，本发明的上述目的和优点会变得更加明显，其中：
图1是一种用于建筑重型设备的传统流量控制装置的液压回路图；
图2是本发明一个实施例用于建筑重型设备的流量控制装置的剖视图；
图3示出了根据控制信号压力变化的分配滑阀可变节流孔开口面积的变化率；以及
图4示出了根据液压泵压力变化提供给第一液压缸的流速。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的优选实施方案。在下面描述中，即使在不同的附图中，相同的附图标记也用于相同部件。在说明书中定义的如回路具体结构以及部件等事项不过是用来帮助对发明的全面理解。这样，很明显的是，在没有那些限定义的事项的情况下，本发明也可实现。此外，由于众所周知的功能或者结构会以不必要细节使发明模糊，因此没有详细描述这些功能或结构。
参见图2，示出了本发明一个实施例的用于建筑重型设备流量控制装置的剖视图，该流量控制装置10包括了一个控制阀11、一个流量控制阀20以及一个负载止回阀30，其中该控制阀11具有一个壳体12和一个在该壳体12内可移动的分配滑阀14。
该壳体12由一个阀块形成，其中在该块内，设置了各种阀和流道，同时该壳体12构成了控制阀10的主体。该壳体12在其中设置有一个并联通道40、一个第一负载通道41和一个第二负载通道42，其中液压泵200的液压流体供应到该并联通道40内；第一负载通道41把并联通道40的液压流体排放到第一液压缸201；以及第二负载通道42把该液压流体排放到一个第二液压缸202。
该分配滑阀14可左右移动地安装到壳体12上。当该分配滑阀14移到左侧或者右侧时，第一和第二负载通道41和42中任何一个有选择地与并联通道40连通。
此外，壳体12在其中设置有用于控制提供给第一液压缸201流速的流量控制阀20。该流量控制阀20包括一个逻辑止回阀21和一个逻辑控制阀22。该逻辑止回阀21安装在第一负载通道41和并联通道40之间，以致它能开启或关闭，同时该逻辑控制阀22安装在并联通道40和逻辑止回阀21之间。
该逻辑止回阀21包括一个活塞23和一个逻辑止回塞头25，该活塞23安装在壳体12内，以在垂直方向移动，该逻辑止回塞头25通过一个弹簧24弹性支撑并相对于活塞23可移动地安装。该逻辑止回塞头25安装在连接并联通道40和第一负载通道41的第一连接通道43上，以便该第一连接通道43可开启或关闭。
这样，该逻辑止回塞头25执行使并联通道40与第一负载通道41连接或者断开的功能，以及起到一个止回阀的作用，其当该第一通道41的压力增加时相对于活塞23向下移动以限制回流。
一个回压腔21a设置在活塞23的上端。节流孔23a设置在回压腔21a的下面并与该回压腔21a连通。此外，该逻辑止回塞头25具有一个逻辑止回流道25a，该逻辑止同流道25a穿过该逻辑止回塞头25并使节流孔23a与第一负载通道41互相连通。
该逻辑控制阀22控制着提供给逻辑止回阀21的回压腔21a的流速，并安装在壳体上，以在信号压力提供时左右移动。这样，根据供给的信号，该逻辑控制阀22移到左侧或者右侧，因而连接或者断开逻辑控制入口管路45和逻辑控制出口管路46，其中该逻辑控制入口管路45与第一连接通道43连接。在这里，该逻辑控制出口管路46与逻辑止回阀21的回压腔21a连接。因此，该逻辑控制阀22控制从并联通道40供应到逻辑止回阀21的回压腔21a的流速。
此外，根据经过泵压力信号线47和负载信号线48提供的信号压力，该逻辑控制阀22移到左侧或者右侧。该泵压力信号线47探测第一负载通道41的供应侧41a压力，同时负载信号线48探测第一负载通道41的输出侧41b压力。该泵压力信号线47把信号压力提供到逻辑控制阀22的左压力腔22a，同时该负载信号线48把信号压力提供到逻辑控制阀22的右压力腔22a。
该逻辑控制阀22通过一个弹簧22c弹性支撑在左压力腔22a的方向，以便它通过提供给左压力腔22a信号压力和提供给右压力腔22b信号压力之间的差值和弹簧力向左或右移动。
该当控制阀11的分配滑阀14处于中间位置时，泵压力线47和负载信号线48连接到槽T。当分配滑阀14通过控制信号压力切换到左侧或者右侧，泵压力和负载信号线47、48的信号压力提供给逻辑控制阀22。
该负载止回阀30安装在第二负载通道42和并联通道40之间，用来限制从第二液压缸202的回流。该负载止回阀30安装在与并联通道40相连接的连接通道44上，从而该连接通道44可开启或关闭。根据分配滑阀14的运动情况，经由第二连接通道44，该负载止回阀30把来自于并联通道40的液压流体提供到第二负载通道42上。
该负载止回阀30包括一个塞头33，该塞头***到一个固定到壳体12上的阀盖31内，并安装为可在垂直方向上移动，同时通过一个弹簧32弹性支撑。因此，如果液压流体从并联通道40提供以便增加压力，则该塞头33向上移动以连接并联通道40和第二连接通道44。如果在第二液压缸202一侧上的负载使在第二负载通道42一侧的压力增加，则塞头33向下移动，以使并联通道40和第二连接通道44断开，因此限制从第二液压缸202的回流。
在下文中，参考附图来详细描述根据本发明的建筑重型设备流量控制装置的操作。
如图2所示，当分配滑阀14处于中间状态时，来自液压泵200的液压流体经由分配滑阀14的中央旁路49排放到槽T。
如果控制信号压力′b′提供给分配滑阀14的右侧，则该分配滑阀14移到左侧。然后，从液压泵200提供到并联通道40的液压流体向上推动负载止回阀30地塞头33，以便该并联通道40与第二连接通道44连接。因此，该液压流体经由第二连接通道44和第二负载通道42提供给第二液压缸202，从而第二液压缸202被驱动。
当由于在操作期间第二液压缸202的负载增加导致第二负载通道42一侧的压力增加，则塞头33向下移动，以阻挡并联通道40和第二连接通道44之间连接，以便限制从第二液压缸202的回流。
当控制信号压力′a′提供给分配滑阀14的左侧时，该分配滑阀14移到右侧，从而第一负载通道41的供应与输出侧41a和41b通过分配滑阀14的可变节流孔14a彼此连通。这样，根据可变节流孔14a的开口面积，并联通道40的液压流体在流速上发生变化，同时该流体经由第一负载通道41提供给第一液压缸201，从而第一液压缸201被驱动。
流量控制阀20由逻辑止回阀21和逻辑控制阀22组成，该流量控制阀20执行控制把提供给第一液压缸201的流速控制到恒定水平的功能。当穿过逻辑止回塞头25来自第一连接通道43的流速超过恒定水平时，第一负载通道41的供应侧41a的压力升高，然后升高的压力经由泵压力信号线47施加到逻辑控制阀22的左侧压力腔22a。此外，通过连接到第一负载通道41的输出侧41b的负载信号线48，施加于第一液压缸201上的负荷压力作用在逻辑控制阀22的右压力腔22b上。
通过施加于逻辑控制阀22左压力腔22a上的压力和施加于右压力腔22b上的压力之间的差值和弹簧22c的弹簧力，逻辑控制阀22向左或右移动。换句话说，假定施加于压力腔22a上的压力由Pa表示，以及它的压力接收面积由Da表示，施加于右压力腔22b上的压力由Pb表示，以及它的压力接收面积由Db表示，同时弹簧力由Fs表示，则施加于逻辑控制阀22左侧或者右侧的力可以如下表达：
Pa×Da＝Pb×Db+Fs
这样，当供应侧41a压力增加，同时因此左压力腔22a也增加时，该逻辑控制阀22移到右侧，同时液压流体通过与并联通道40连通的逻辑控制入口管路45排放到逻辑控制出口管路46。排放到逻辑控制出口管路46的液压流体提供给在逻辑止回阀21上端的回压腔21a，然后经由逻辑止回流道25a和与回压腔21a连通的节流孔23a提供到第一负载通道41的供应侧41a。
在这里，当逻辑控制出口管路46的流速增加时，回压腔21a的压力也增加。结果，该逻辑止回阀21向下移动，同时与第一连接通道43和第一负载通道41连接的通道面积减小，从而第一负载通道41的供应侧41a的流速也降低。
当第一液压缸201侧的负载增加，接着第一负载通道41的输出端41b压力也增加时，通过负载信号线48施加于右压力腔22b上的压力也增加。因此，该逻辑控制阀22移到左侧或者右侧，与逻辑控制入口管路45和逻辑控制出口管路46连通的逻辑控制阀22的开口面积减小，因此穿过逻辑控制输出管路46的流速也降低。结果，施加于逻辑止回阀21上端的回压腔21a上的压力降低，同时逻辑止回阀21向上移动，从而连接并联通道40和第一负载通道41的通道打开。换句话说，当在第一液压缸201侧的负载增加时，逻辑止回阀21向上移动，同时提供给第一负载通道41供应侧41a的流速增加。
如上所述，即使当液压泵200的压力和第一液压缸201一侧的压力变化，流量控制阀20也可补偿该压力变化，以控制提供给第一负载通道41供应侧41a的流速。这样，与分配滑阀14的可变节流孔14a开口面积对应的流速可保持恒定。
图3示出了分配滑阀的可变节流孔开口面积随着控制信号压力变化的变化率，而图4示出了随着液压泵压力变化提供给第一液压缸的流速。
当控制信号压力′a′施加到分配滑阀14的左侧时，该分配滑阀移到右侧，同时可变节流孔14a的开口面积改变。例如，当控制信号压力Pi从A增加到B(A＜B)时，可变节流孔14a的开口面积与控制信号压力Pi成比例增加。
这样，如图4所示，在控制信号压力Pi对应于图3的点A从而可变节流孔14a局部打开的状态下，来自液压泵200的压力持续增加，此时，通过操作流量控制阀20提供给第一液压缸201的流速保持恒定。
在控制信号压力Pi对应于图3的点B从而可变节流孔14a完全打开的状态下，来自液压泵200的压力持续增加，此时，通过操作流量控制阀20提供给第一液压缸201的流速也保持恒定。
在如上所述用于建筑重型设备的流量控制装置中，流量控制阀和方向控制阀设置在主控制阀块内，从而流量控制装置可执行流量控制功能以及方向控制阀功能。
另外，由于流量控制阀和方向控制阀设置在主控制阀块上，因此，部件数目减少，同时节约了***格。此外，防止了在部件之间安装位置的干涉，使设计更为自由，从而该流量控制装置可设置在较窄的空间内。
虽然参考发明的某些优选实施例已经示出和描述了发明，但本领域的技术人员可以理解的是，在不脱离由附加权利要求书限定的发明精神和范围的情况下，在形式和细节方面可进行各种变化。

Claims (4)

1.一种用于建筑重型设备的流量控制装置，包括：
一个控制阀，该控制阀具有一个液压泵的液压流体提供于其中的并联通道、一个壳体和一个分配滑阀，其中该壳体带有把并联通道的液压流体排放到第一液压缸的第一负载通道和把液压流体排放到第二液压缸的第二负载通道，而分配滑阀设置成可在壳体内移动，并有选择地使第一和第二负载通道中任何一个与并联通道连通；
一个流量控制阀，该流量控制阀具有一个逻辑止回阀和一个逻辑控制阀，该逻辑止回阀设置成可在第一负载通道和并联通道之间打开，而逻辑控制阀设置在并联通道和逻辑止回阀之间，以对提供给逻辑止回阀的回压腔的液压流体的流速进行控制；以及
一个负载止回阀，该负载止回阀设置在第二负载通道和并联通道之间，以限制从第二液压缸的回流。
2.如权利要求1所述的用于建筑重型设备的流量控制装置，其中根据并联通道压力和第一负载通道压力之间的差值，该逻辑控制阀对提供给逻辑止回阀的回压腔的液压流体流速进行控制，从而使提供给第一负载通道上的液压流体流速保持恒定。
3.如权利要求1所述的用于建筑重型设备的流量控制装置，其中该逻辑止回阀具有限制从第一负载通道回流到并联通道的回流阻止功能。
4.如权利要求2所述的用于建筑重型设备的流量控制装置，其中该逻辑止回阀具有限制从第一负载通道回流到并联通道的回流阻止功能。
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