CN102032226B

CN102032226B - 可调叠加式出口压力补偿器

Info

Publication number: CN102032226B
Application number: CN 201010612769
Authority: CN
Inventors: 刘林; 王斌; 崔军; 李金龙; 陈昱霖
Original assignee: Dalian Huarui Heavy Industry Group Co Ltd
Current assignee: Dalian Huarui Heavy Industry Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: CN102032226A

Abstract

本发明公开了一种可调叠加式出口压力补偿器，包括铸造阀体，其特征在于：铸造阀体上装有减压型压力插件I、II和压力控制元件I、II组成的插装式减压阀I和II、单向阀I、II、III、IV、液压单向阀I、II和压力平衡卸荷阀，所述各液压元器件通过铸造阀体的内部油道与其A、B、P、T、X、Y、A′、B′油路口相通，当其中的A、B、P、T、X、Y接口分别与方向比例阀的对应油口相连接，且使方向比例阀的P→B相通及A→T相通和/或P→A相通及B→T也相通时，使压力插件I和压力控制元件I以及压力插件II和压力控制元件II构成了定差减压状态，限定了方向比例阀A→T压差以及方向比例阀的B→T压差，从而使油缸得以稳定运行。

Description

可调叠加式出口压力补偿器

技术领域

本发明涉及计算或控制用的液体回路元件，尤其涉及在液压控制回路中重力负载、重力变负载、交变负载及超越负载等工况下用以保证执行机构的速度平稳控制。

背景技术

在许多液压执行机构的运行过程中都存在着变化的重力负载，有些甚至存在着较为严重的超越负荷现象。在这种情况下，如果采用通常的液压回路控制方式，由于负载的影响会造成流量控制阀进出口压差较大变化而导致执行机构速度的不稳定及失控现象。既使采用了比例阀控制也可能由于负载变化太大及存在交变负荷情况，而无法通过电信号补偿达到速度平稳运行的目的。因此，解决现有液压控制回路中对于重力负载及重力变负载等工况下的执行机构所产生的速度控制不稳定和刚度差的问题，引起了业界的普遍关注。

发明内容

本发明的提出，旨在设计一种可调叠加式出口压力补偿器，用在各种液压控制回路中，尤其适合存在交变负荷或超越负荷的场合，以保证液压执行机构的平稳运行。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种可调叠加式出口压力补偿器，包括铸造阀体和压力检测附件，其特征在于：铸造阀体上装有减压型压力插件I和压力控制元件I组成的插装式减压阀I、减压型压力插件II和压力控制元件II组成的插装式减压阀II、单向阀I、单向阀II、单向阀III、单向阀IV和压力平衡卸荷阀，所述各液压元器件通过铸造阀体的内部油道与其A、B、P、T、X、Y、A′、B′油路口相通，当其中的A、B、P、T、X、Y接口分别与方向比例阀的对应油口相连接，且使方向比例阀的P→B相通及A→T也相通时，液压油通过单向阀IV进入油缸的活塞腔，其中的活塞杆伸出，而油缸的活塞杆腔液压油则因单向阀I的逆向阻止限制而必须通过减压型压力插件I和单向阀I，再经方向比例阀的A口回到T口进入油箱；此时由于压力平衡卸荷阀的阀芯在P→B′压力油的作用下左移，压力控制元件I的T口与方向比例阀的T口相通，使压力插件I和压力控制元件I构成了定差减压状态，限定了方向比例阀A→T的压差，使油缸得以稳定运行。

一种可调叠加式出口压力补偿器，包括铸造阀体和压力检测附件，其特征在于：铸造阀体上装有减压型压力插件I和压力控制元件I组成的插装式减压阀I，单向阀I、单向阀III、液控单向阀II和压力平衡卸荷阀，所述各液压元器件通过铸造阀体的内部油道与其A、B、P、T、X、Y、A′、B′油路口相通，当其中的A、B、P、T、X、Y接口分别与方向比例阀的对应油口相连接，且使方向比例阀的P→B相通及A→T相通时，液压油通过液控单向阀II进入油缸的活塞杆腔，油缸活塞杆缩回，而油缸的活塞腔液压油则由于单向阀II的逆向阻止限制必该通过减压型压力插件I和单向阀I，再经方向比例阀的A口回到T口进入油箱；此时由于压力平衡卸荷阀的阀芯在P→B′压力油的作用下左移，使压力控制元件I的T口与方向比例阀的T口相通，压力插件I和压力控制元件I构成了定差减压状态，使油缸在下降过程中保持稳定运行。

一种可调叠加式出口压力补偿器，包括铸造阀体和压力检测附件，其特征在于：铸造阀体上装有减压型压力插件II和压力控制元件II构成的插装式减压阀II、单向阀II、单向阀IV、液控单向阀I和压力平衡卸荷阀，所述各液压元器件通过铸造阀体的内部油道与其A、B、P、T、X、Y、A′、B′油路口相通，当其中的A、B、P、T、X、Y接口分别与方向比例阀的对应油口相连通，且使方向比例阀(9)P→A相通及B→T也相通时，液压油通过液控单向阀II的逆向阻止限制而必须通过压力插件II和单向阀II，再经方向比例阀的B回到T口进入油箱；此时，由于压力平衡卸荷阀的阀芯在P→A′压力油的作用下右移，使压力插件II和压力控制元件II构成了定差减压状态，限定了方向比例阀的B→T压差，使油缸在下降过程稳定运行。

与现有技术相比较，本发明的优点显而易见，主要表现在：

1.适合负载变化较大的场合，尤其是存在交变负荷和超越负荷的场合；

2.压力可调，便于不同场合控制，灵活性好；

3.压力可测量及监控；

4.标准安装尺寸符合ISO4401，适用性广，便于设计选用；

5.结构紧凑，尺寸小，便于安装；

6.铸造阀体，内部通道合理，阻力小；

7.具有短时间锁紧功能。

附图说明

本发明有附图13幅，其中：

图1是本发明的外形示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是图3的W-W剖视图；

图5是本发明的AB型原理图；

图6是本发明的AB型工作结构示意图；

图7是本发明的A型原理图；

图8是本发明的A型结构剖面图；

图9是本发明的B型原理图；

图10是本发明的结构剖面图；

图11是本发明的AB型典型工况示意图；

图12是本发明的A型典型工况示意图；

图13是本发明的B型典型工况示意图；

在图中：1.1减压型压力插件I，1.2减压型压力插件II，2.1压力控制元件I，2.2压力控制元件II，3.1单向阀I，3.2单向阀II，4压力检测附件，5.1单向阀III，5.2单向阀IV，6.1液控单向阀I，6.2液控单向阀II，7压力平衡卸荷阀，8铸造阀体，9方向比例阀，10油缸，20插装减压阀I，30插装减压阀II。

具体实施方式

如图1～图13所示。一种可调叠加式出口压力补偿器，基于节流阀的流量特性方程q_v＝KAΔp^m而设计。其中：流量系数K和节流口形状指数m对于某种阀而言是一个定值，节流阀通流面积A是人为设定或通过程序相对给定的，而通过节流阀的压降Δp对于恒压力泵站控制系统来说就决定于负载的变化。这样，负载的流量q_v的变化将取决于负载的变化而引起的节流阀压降Δp的变化，亦即执行机构的速度受Δp^m的影响。可调叠加式出口压力补偿器的功能就是用于稳定通过节流阀(比例阀)A→T及B→T的Δp基本不变，来保证执行机构的速度恒定和平稳性。

可调叠加式出口压力补偿器，由一个或两个压力插装控制元件、两个以上的插装式单向阀、一个平衡卸荷分配元件和一个铸造阀体组成。这种可调叠加式出口压力补偿器、可以方便的叠加于比例电液换向阀下部。工作时能够限定通过比例电液换向阀出口A→T及B→T的压差恒定，从而保证比例阀在一定电流下的流量不受负载力变化的影响，经过比例阀的流量保持原来的线性特性。

这种可调叠加式出口压力补偿器的A→T及B→T压差是可调节的，可根据实际使用的负载需要和比例阀性能结合所需要的流量和压力差的情况来调节。更为方便的适合于不同工作场合及各种工况的需要。

这种可调叠加式出口压力补偿器对一般要求不是非常高的保压工况也可同时起到短时保压的作用，这样节省在回路中另外叠加液控单向阀。

这种可调叠加式出口压力补偿器的设计选型极为方便，其规格包括了通常使用的DN16、DN25、DN32。选用这种压力补偿器也简化了阀块的设计工作量。安装尺寸符合ISO4401连接尺寸，尺寸紧凑。并可构成AB型、A型和B型多个结构形式。

图1为AB型可调叠加式出口压力补偿器的外形图。图2为AB型可调叠加式出口压力补偿器的外形俯视图。图3为AB型可调叠加式出口压力补偿器的外形左视图。图4为AB型可调叠加式出口压力补偿器的外形左视图3的W-W剖面。图5为AB型可调叠加式出口压力补偿器的原理图。图6为AB型可调叠加式出口压力补偿器工作结构示意图。图11为AB型可调叠加式出口压力补偿器典型适用工况的示意图。所述图中的序号1.1和1.2为减压型压力插件，序号2.1和2.2分别为减压型压力插件1.1和1.2的压力控制元件，即序号1.1和2.1的组合及序号1.2和2.2的组合分别构成插装式减压阀I、II20、30，序号7为序号2.1和2.2的压力平衡卸荷阀，序号3.1、3.2、5.1和5.2为单向阀，序号8为压力补偿器的铸造阀体，序号4为压力检测附件，压力检测接点的位置和数量可根据所述典型工况的需要选择为4.1～4.7。图11中序号9为方向为比例阀，序号10为液压执行机构的油缸。AB型可调叠加式出口压力补偿器的工作原理为：A、B、P、T、X、Y接口分别与方向比例阀的对应油口相连，当方向比例阀9P→B相通的同时，A→T也相通，此时液压油将通过单向阀5.2进入油缸10的活塞腔，油缸10的活塞杆伸出，而油缸10的活塞杆腔液压油则由于单向阀5.1的逆向阻止限制而必须通过压力插件1.1和单向阀3.1，再由比例阀9的A口回到T口进入油箱。这时由于压力平衡卸荷阀7的阀芯在P→B′压力油的作用下左移使压力控制元件2.1的T口通过压力平衡卸荷元件7与比例阀9的T口相连，压力插件1.1和压力控制元件2.1就构成了定差减压状态，限定了比例阀9A→T的压差，从而能克服负载力的变化对比例阀9A→T压差的干扰，使比例阀9可以保持原有较好的流量-电流线性控制特性，使油缸10获得理想稳定的运行。通过压力控制元件2.1可对A→T的压差进行辅助调节，可使比例阀9具有较宽的控制范围。

AB型可调叠加式出口压力补偿器的A和B油路为对称结构，当执行机构油缸10反向运行活塞杆缩回时，则由压力插件1.2和压力控制元件2.2也构成了定差减压状态，限制了比例阀9B→T的压差，油缸10同样在反向运行中也能获得理想稳定的运行。

当比例阀9切换至中位时，由于A′和B′接回油T，压力平衡卸荷阀7将处于对中既切换至中位，压力控制元件2.1和2.2的T口处于关闭状态，从而保证了压力补偿器A口和B口处于封闭状态。

图7为A型可调叠加式出口压力补偿器的原理图，图8为A型可调叠加式出口压力补偿器结构剖面图。图12为A型可调叠加式出口压力补偿器典型适用工况示意图。序号1.1为减压型压力插件，序号2.1为减压型压力插件1.1的压力控制元件，即序号1.1和2.1组合构成插装式减压阀I 20。序号7为序号2.1压力控制元件的压力平衡卸荷阀。序号3.1和5.1为单向阀，序号6.2为液控单向阀。序号8为压力补偿器铸造阀体。序号4.1～4.6为压力检测接点，压力检测接点的位置和数量可根据需要选择。图12中序号9为方向比例阀，序号10为液压执行机构的油缸。A型可调叠加式出口压力补偿器，在方向比例阀9P→B相通的同时，A→T也相通，此时液压油将通过液控单向阀6.2进入执行机构油缸10的活塞杆腔，油缸10的活塞杆缩回，而油缸10的活塞腔液压油则由于单向阀5.1的逆向阻止限制而必须通过压力插件1.1和单向阀3.1，再由比例阀9的A口回到T口进入油箱。这时由于压力平衡卸荷阀7的阀芯在P→B′压力油的作用下左移使压力控制元件2.1的T口通过压力平衡卸荷阀7与方向比例阀9的T口相连，压力插件1.1和压力控制元件2.1就构成了定差减压状态，限定了比例阀9A→T的压差，从而能克服负载力的变化对比例阀9A→T压差的干扰，使比例阀9可以保持原有较好的流量-电流线性控制特性，使油缸10在下降过程中获得理想稳定运行速度的目的。通过压力控制元件2.1可对A→T的压差进行辅助调节，可使比例阀9具有较宽的控制范围。但油缸10反向运行B→T时，由于回油通过液控单向阀6.2不能进行压力补偿，故该型仅适合单方向负载变化较大的场合。

图9为B型可调叠加式出口压力补偿器的原理图。图10为B型可调叠加式出口压力补偿器结构剖面图。图13为B型可调叠加式出口压力补偿器典型适用工况示意简图。序号1.2为减压型压力插件，序号2.2为减压型压力插件1.2的压力控制元件，亦即序号1.2和2.2组合构成插装式减压阀II30。序号7为2.2的压力平衡卸荷阀。序号3.2和5.2为单向阀，序号6.1为液控单向阀。序号8为压力补偿器铸造阀体。序号4.1～4.6为压力检测接点，压力检测接点的位置和数量可根据需要选择。图13中序号9为比例阀，序号10为液压执行机构油缸。B型可调叠加式出口压力补偿器，在方向比例阀9P→A相通的同时，B→T也相通，此时液压油将通过液控单向阀6.1进入油缸10的活塞杆腔，油缸10的活塞杆缩回，而油缸10的活塞腔液压油则由于单向阀5.2的逆向阻止限制而必须通过压力插件1.2和单向阀3.2，再由方向比例阀9的B口回到T口进入油箱。这时由于压力平衡卸荷阀7的阀芯在P→A′压力油的作用下右移使压力控制元件2.2的T口通过压力平衡卸荷阀7与比例阀9的T口相连，压力插件1.2和压力控制元件2.2就构成了定差减压状态，限定了比例阀9B→T的压差，从而能克服负载力的变化对比例阀9B→T压差的干扰，使方向比例阀9可以保持原有较好的流量-电流线性控制特性，使油缸10在下降过程中获得理想稳定运行速度的目的。通过压力控制元件2.2可对B→T的压差进行辅助调节，可使比例阀9具有较宽的控制范围。但油缸10反向运行A→T时，由于回油通过液控单向阀6.1不能进行压力补偿，故该型仅适合单方向负载变化较大的场合。

Claims

1.一种可调叠加式出口压力补偿器，包括铸造阀体（8）和压力检测附件（4），其特征在于：铸造阀体（8）上装有减压型压力插件Ⅰ（1.1）和压力控制元件Ⅰ(2.1)组成的插装减压阀Ⅰ（20）、减压型压力插件Ⅱ（1.2）和压力控制元件II（2.2）组成的插装减压阀Ⅱ（30）、单向阀Ⅰ（3.1）、单向阀Ⅱ（3.2）、单向阀Ⅲ（5.1）、单向阀Ⅳ（5.2）和压力平衡卸荷阀（7），所述各液压元器件通过铸造阀体（8）的内部油道与其A、B、P、T、X、Y、A＇、B＇油路口相通，当其中的A、B、P、T、X、Y接口分别与方向比例阀（9）的对应油口相连接，且使方向比例阀（9）的P→B相通及A→T也相通时，液压油通过单向阀Ⅳ（5.2）进入油缸（10）的活塞腔，其中的活塞杆伸出，而油缸（10）的活塞杆腔液压油则因单向阀Ⅰ（5.1）的逆向阻止限制而必须通过减压型压力插件Ⅰ（1.1）和单向阀Ⅰ（3.1），再经方向比例阀（9）的A口回到T口进入油箱；此时由于压力平衡卸荷阀（7）的阀芯在P→B＇压力油的作用下左移，压力控制元件Ⅰ（2.1）的T口与方向比例阀（9）的T口相通，使压力插件Ⅰ（1.1）和压力控制元件Ⅰ（2.1）构成了定差减压状态，限定了方向比例阀（9）A→T的压差，使油缸（10）得以稳定运行。

2.一种可调叠加式出口压力补偿器，包括铸造阀体（8）和压力检测附件（4），其特征在于：铸造阀体（8）上装有减压型压力插件Ⅰ（1.1）和压力控制元件Ⅰ(2.1)组成的插装减压阀Ⅰ（20）、单向阀Ⅰ（3.1）、单向阀Ⅲ（5.1）、液控单向阀Ⅱ（6.2）和压力平衡卸荷阀（7），所述各液压元器件通过铸造阀体（8）的内部油道与其A、B、P、T、X、Y、A＇、B＇油路口相通，当其中的A、B、P、T、X、Y接口分别与方向比例阀（9）的对应油口相连接，且使方向比例阀（9）的P→B相通及A→T相通时，液压油通过液控单向阀Ⅱ（6.2）进入油缸（10）的活塞杆腔，油缸活塞杆缩回，而油缸（10）的活塞腔液压油则由于单向阀Ⅱ（5.1）的逆向阻止限制必该通过减压型压力插件Ⅰ（1.1）和单向阀Ⅰ（3.1），再经方向比例阀（9）的A口回到T口进入油箱；此时由于压力平衡卸荷阀（7）的阀芯在P→B＇压力油的作用下左移，压力控制元件Ⅰ（2.1）的T口与方向比例阀（9）的T口相通，使压力插件Ⅰ（1.1）和压力控制元件Ⅰ（2.1）构成了定差减压状态，使油缸（10）在下降过程中保持稳定运行。

3.一种可调叠加式出口压力补偿器，包括铸造阀体（8）和压力检测附件（4），其特征在于：铸造阀体（8）上装有减压型压力插件Ⅱ（1.2）和压力控制元件（2.2）构成的插装式减压阀Ⅱ（30）、单向阀Ⅱ（3.2）、单向阀Ⅳ（5.2）、液控单向阀Ⅰ（6.1）和压力平衡卸荷阀（7），所述各液压元器件通过铸造阀体（8）的内部油道与其A、B、P、T、X、Y、A＇、B＇油路口相通，当其中的A、B、P、T、X、Y接口分别与方向比例阀（9）的对应油口相连接，且使方向比例阀（9）P→A相通及B→T也相通时，液压油通过液控单向阀Ⅰ（6.1）进入油缸（10）的活塞杆腔，油缸活塞杆缩回，而油缸（10）的活塞腔液压油则由于单向阀Ⅱ（5.2）的逆向阻止限制而必须通过压力插件Ⅱ（1.2）和单向阀Ⅱ（3.2），再经方向比例阀（9）的B口回到T口进入油箱；此时，由于压力平衡卸荷阀（7）的阀芯在P→A＇压力油的作用下右移，压力控制元件Ⅱ（2.2）的T口与方向比例阀（9）的T口相通，使压力插件Ⅱ（1.2）和压力控制元件Ⅱ（2.2）构成了定差减压状态，限定了方向比例阀（9）的B→T压差，使油缸（10）在下降过程稳定运行。