CN222668522U - 用于工程机械的主控制阀 - Google Patents

Abstract

一种用于工程机械的主控制阀包括：阀壳；以及集成于阀壳的主阀、第一负载敏感溢流阀和第二负载敏感溢流阀，主阀至少具有第一工作油口、第二工作油口和回油口；在主阀的第一工作阀位，第一工作油口与第一负载敏感溢流阀的进油口之间经主阀的阀芯中的节流通道连通，第一负载敏感溢流阀的出油口与回油口之间经阀壳中的溢流通道连通；在主阀的第二工作阀位，第二工作油口与第二负载敏感溢流阀的进油口之间经所述节流通道连通，第二负载敏感溢流阀的出油口与回油口之间经所述溢流通道连通；第一负载敏感溢流阀、第二负载敏感溢流阀、第一工作油口、第二工作油口都被设置在阀壳的同一侧。能够优化主控制阀的布局。

Description

用于工程机械的主控制阀

技术领域

本申请涉及一种用于工程机械的主控制阀。

背景技术

在工程机械、例如高空作业车、混凝土罐车中，液压系统通过主控制阀控制主泵向液压执行器的液压油供应。主控制阀中的各个阀的阀芯和相应的通道被集于阀壳中。主控制阀通常的设计中包括设置在阀壳中的两个工作油口以及分别与这两个工作油口相连的工作油口溢流阀。工作油口溢流阀与两个工作油口相邻地设置在阀壳上侧。主控制阀通常还包括LS(负载敏感)溢流阀，其通常设置在阀壳侧面下部。这种布局导致主控制阀的制造复杂，安装、维护难度大。

对于某些执行器，如果其工作速度不高、或者供应的液压油流量不大，执行器一侧对主控制阀的液压冲击不大。并且考虑到液压系统中通常要为执行器一侧配备安全机制，例如液压锁或平衡阀，因此可以考虑取消工作油口溢流阀，并且重新设计主控制阀的布局。

实用新型内容

本申请旨在提供一种用于工程机械的主控制阀，其取消了工作油口溢流阀，并且因此能够优化主控制阀布局。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于工程机械的主控制阀，其包括：

阀壳；以及

集成于所述阀壳的主阀、第一负载敏感溢流阀和第二负载敏感溢流阀，所述主阀至少具有第一工作油口、第二工作油口和回油口；

其中，在所述主阀的第一工作阀位，所述第一工作油口与所述第一负载敏感溢流阀的进油口之间经所述主阀的阀芯中的节流通道连通，所述第一负载敏感溢流阀的出油口与所述回油口之间经所述阀壳中的溢流通道连通；在所述主阀的第二工作阀位，所述第二工作油口与所述第二负载敏感溢流阀的进油口之间经所述节流通道连通，所述第二负载敏感溢流阀的出油口与所述回油口之间经所述溢流通道连通；所述第一负载敏感溢流阀、第二负载敏感溢流阀、第一工作油口、第二工作油口都被设置在所述阀壳的同一侧(优选为阀壳上侧)。

在一种实施方式中，所述第一负载敏感溢流阀和第二负载敏感溢流阀分别安装在由所述阀壳的所述同一侧开设的第一负载敏感溢流阀孔和第二负载敏感溢流阀孔中，所述第一负载敏感溢流阀孔和第二负载敏感溢流阀孔以及所述第一工作油口和第二工作油口都在所述同一侧向外敞开。

在一种实施方式中，所述第一负载敏感溢流阀、第二负载敏感溢流阀、第一工作油口和第二工作油口沿阀壳纵向相互对齐。

在一种实施方式中，所述第一负载敏感溢流阀和第二负载敏感溢流阀在阀壳纵向上的分布次序与所述第一工作油口和第二工作油口在阀壳纵向上的分布次序相同。

在一种实施方式中，单一的所述溢流通道将所述第一负载敏感溢流阀的出油口和所述第二负载敏感溢流阀的出油口连接到所述回油口。

在一种实施方式中，所述第一负载敏感溢流阀和第二负载敏感溢流阀布置在阀壳高度方向上的不同位置处，所述溢流通道相对于阀壳纵向倾斜设置。

在一种实施方式中，所述第一负载敏感溢流阀和第二负载敏感溢流阀布置在阀壳高度方向上的相同位置处，所述溢流通道平行于阀壳纵向设置。

在一种实施方式中，所述主阀还具有形成在阀壳中的负载压力感测腔，所述负载压力感测腔经所述节流通道与所述第一工作油口和第二工作油口连通。

在一种实施方式中，在所述主阀的第一工作阀位，所述第一负载敏感溢流阀的进油口与所述负载压力感测腔连通；在所述主阀的第二工作阀位，所述第二负载敏感溢流阀的进油口与所述负载压力感测腔连通。

在一种实施方式中，所述主控制阀还包括设置在所述阀壳中的补偿阀，所述补偿阀配置成基于主泵输出油压调节经所述补偿阀向所述主阀输送的液压油量；所述补偿阀具有弹簧腔，所述弹簧腔经所述阀壳中的补偿通道与所述负载压力感测腔连通。

根据本申请的用于工程机械的主控制阀，取消了工作油口相关联的工作油口溢流阀，将负载敏感溢流阀与工作油口相邻地设置在阀壳同一侧，负载敏感溢流阀兼备了现有技术中工作油口溢流阀的功能，并且因此优化了主控制阀的布局，使得主控制阀具有更紧凑的结构，减小了重量和成本，便于制造和维护。

附图说明

本申请的前述和其他方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解，其中：

图1是根据本申请的工程机械主控制阀的一种可行实施方式的液路图；

图2、图3分别是主控制阀中的主阀和补偿阀的液压符号图；

图4是展示主控制阀构造的剖视图；

图5、图6是展示主控制阀的两种工作状态的剖视图。

具体实施方式

本申请总体上涉及适用于诸如高空作业车、混凝土罐车等工程机械的液压系统中的主控制阀(或称主控制阀组件、主控制阀模块)。液压系统包括主泵，用于向工程机械的各液压执行器供应液压油，以及若干主控制阀，用于控制主泵向各液压执行器的液压油供应。每个主控制阀通常集成于一个阀壳，形成一个模块(阀块)式主控制阀。各主控制阀并排地组装在一起，以实现各主控制阀的集成化。

本申请的主控制阀适用于对主控制阀液压冲击较小的执行器。例如，可以限定适用于工作中液压油流量小于100L/min的执行器。当然也可以限定适用于工作中速度(直线或转动速度)小于某个设定的速度值的执行器。

本申请的主控制阀的一种示例性构造的液路图在图1中示出。如图1所示，该主控制阀包括形成在公共的阀壳(未示出)中的液压通道和组装于阀壳的各液压阀。

主控制阀中的液压通道包括：供油通道LP，用于接收来自主泵(未示出)的液压油；回油通道LT，用于使液压油返回油箱(未示出)；控制压力油路LX，用于接收来自控制油泵(未示出)的液压油、控制回流油路LY，其通向油箱；LS(负载敏感)通道LLS，用于接受来自各执行器的负载，并将负载反馈到主控制阀和主泵以调节主控制阀和主泵的操作。

主控制阀中的液压阀包括：主阀Vm，压力补偿阀(以下简称补偿阀)Vc，先导阀Vma、Vmb，LS溢流阀Va、Vb，选择阀Vs。

先导阀Vma、Vmb连接到主阀Vm的两侧控制端，用于向主阀Vm输出先导油压，以控制主阀Vm的阀芯在阀壳中移动到期望的位置(阀位)，并且主阀Vm的阀芯优选具有可调的行程末端。先导阀Vma、Vmb的控制油压取自控制压力油路LX。

主阀Vm的一种示例性构造的液压符号在图2中示出，其中，主阀Vm为三位七通阀，具有中间阀位、第一工作阀位和第二工作阀位，以及七个油口：P口，T口，A口，B口，C口，D口，E口。A口、B口为主控制阀的两个工作油口，P口为进油口，T口为回油口。在主阀Vm的中间阀位，A口、B口、P口被截断，E口与C口、D口、T口之间连通。在第一工作阀位，P口与A口连通，B口与T口连通，D口与T口连通，C口和E口连通并且二者经节流通道与P口连通。在第二工作阀位，P口与B口连通，A口与T口连通，C口被截断，D口和E口连通并且二者经节流通道与P口连通。E口构成负载压力感测腔。

补偿阀Vc的一种示例性构造的液压符号在图3中示出，其中，补偿阀Vc为三位三通阀，具有第一工作阀位、第二工作阀位和第三工作阀位，以及三个油口：Pc口，Ac口，Bc口。在第一工作阀位，Bc口与Pc口连通，Ac口经节流通道与Pc口连通。在第二工作阀位，Ac口与Bc口连通、并且都经节流通道与Pc口连通。在第三工作阀位，Ac口与Bc口连通，Pc口被截断。

选择阀Vs为梭阀的形式，具有两个进油口和一个出油口，其中第一进油口连接到LS通道LLS的压力采集段，第二进油口连接到补偿阀Vc的第一控制端，出油口连接到主泵的变量机构或连接到下游主控制阀中的LS通道LLS的压力采集段。选择阀Vs能够将多个负载压力中的最高负载压力传递到主泵的变量机构，以便根据最高负载压力调节主泵的排量。

补偿阀Vc的第二控制端连接到其Bc口。补偿阀Vc的Pc口连接到供油通道LP，Ac口连接到主阀Vm的P口。

主阀Vm的T口连接到回油通道LT，A口、B口分别连接到执行器的两个油口，C口、D口分别连接到LS溢流阀Va、Vb的进油口，E口连接到选择阀Vs的第二进油口、也即连接到补偿阀Vc的第一控制端。

LS溢流阀Va、Vb的出油口连接到回油通道LT。先导阀Vma的第一和第二油口分别连接到控制压力油路LX和控制回流油路LY，第三油口连接到主阀Vm的第一控制端。先导阀Vmb的第一和第二油口分别连接到控制压力油路LX和控制回流油路LY，第三油口连接到主阀Vm的第二控制端。先导阀Vma、Vmb的阀位由未示出的控制装置控制，以分别选择性地将控制压力油路LX的油压经先导阀Vma、Vmb的第一和第三油口传递到主阀Vm的两个控制端，或者使主阀Vm的两个控制端经先导阀Vma、Vmb的第三和第二油口向控制回流油路LY泄压。

压力检测口M连接到主阀Vm的E口，也即连接到选择阀Vs的第二进油口。

主控制阀中不设置与两个工作油口、即A口和B口关联的工作油口溢流阀(或称减震阀、二次溢流阀)。本申请通过对主控制阀进行改造，取消了工作油口溢流阀，将负载敏感溢流阀配置成兼备工作油口溢流阀的功能，并且因此可以调整主控制阀的布局。本申请改造后的主控制阀的一种示例性结构如图4所示。

参看图4，主控制阀的阀壳包括：阀壳本体，这里称作阀体1；以及分别组装在阀体1轴向(即纵向，或称长度方向)第一端的第一阀盖2和组装在阀体1轴向第二端的第二阀盖3。

主控制阀的各个阀都组装于阀壳。具体而言，在阀壳中形成各个阀的阀腔，各个阀的阀芯安装在相应的阀腔中。各个阀之间的连接通道可以由阀腔中形成的通道构成。本申请中的各个阀(尤其是阀芯和相应的阀腔)的结构可以采用本领域已知的结构，这里不再详细描述。

继续参看图4，主阀Vm的阀芯的主体沿轴向布置在阀体1中，端弹簧布置在第一阀盖2中形成的弹簧腔中。主阀Vm的两个工作油口、即A口和B口沿垂直于轴向的竖直方向开通于阀体1的上表面。

补偿阀Vc的阀芯平行于主阀Vm的阀芯沿轴向布置在阀体1中，位于主阀Vm的阀芯下方。先导阀Vma、Vmb的阀芯沿轴向布置在第一阀盖2中。

LS溢流阀Va、Vb布置在阀体1中开设的相应LS溢流阀孔中。LS溢流阀孔与A口和B口都沿竖直向上方向开通。这样的配置便于操作人员接线(电线、液压管线)。LS溢流阀孔位于A口和B口的轴向第一侧(即靠近第一阀盖2的那一侧)。并且可选地，LS溢流阀Va、Vb的布置顺序与A口和B口的布置顺序相同，以便于识别，避免接线错误。进一步可选地，LS溢流阀Va、Vb、A口和B口在轴向上大致对齐，以进一步便于主控制阀的接线。

选择阀Vs在图中未示出，但可以理解，其可以被布置在阀体1或第一阀盖2中，靠近补偿阀Vc的弹簧腔。

这里需要指出，取决于主控制阀的实际安装方向，可能在实际应用中A口和B口并非严格沿竖直向上方向开通。因此，在本申请中，广义上可以定义为主阀Vm的两个工作油口、即A口和B口沿阀壳的高度方向开通于阀体1的第一表面，即A口和B口沿高度方向向外开通；A口和B口、LS溢流阀Va、Vb都被设置在主阀Vm的高度方向第一侧，补偿阀Vc在主阀Vm的高度方向第二侧设置在阀体1中。阀壳的高度方向垂直于阀壳纵向(长度方向)和厚度方向。

继续参看图4，主阀Vm的阀芯中形成节流通道L1。该节流通道L1包括轴向内孔，以及彼此轴向分隔且分别与轴向内孔连通并且径向延伸到阀芯表面的第一径向通孔、第二径向通孔、径向节流通孔。由这些通孔以及轴向内孔构成的节流通道L1用于实现主阀Vm在各个阀位实现相应油口之间的连通(参看前面的解释)。第一径向通孔、第二径向通孔分别用于与A口和B口选择性地断开和连通，径向节流通孔与E口连通。主阀Vm的阀芯的具体结构，尤其是阀芯上以及阀腔中的各个油槽(沉割槽)、阀芯内部的节流通道L1，在设计上是本领域中熟知的，这里不再赘述。

在阀体1中，LS溢流阀Va、Vb的进油口分别开通于C口和D口。C口和D口形成在E口的轴向两侧。在主阀Vm的中间阀位，LS溢流阀Va、Vb的进油口保持与E口之间断开，在主阀Vm的第一和第二阀位，LS溢流阀Va、Vb的进油口分别与E口连通。

此外，在阀体1中，设有补偿通道L3，其用于将E口与补偿阀Vc的弹簧腔连通。

此外，在阀体1中，形成公共且单一的溢流通道L2，其将LS溢流阀Va、Vb的出油口连接到T口。该溢流通道L2可以由阀体1的轴向第一侧端面朝向阀体1中的T口(T腔)打孔形成。如图中所示，可将LS溢流阀Va、Vb设置在不同的高度位置(图示例子中，LS溢流阀Va的位置高于LS溢流阀Vb)，因此它们的出油口位于彼此不同的高度位置处。在这种情况下，溢流通道L2为相对于轴向倾斜的斜孔的形式，以便于与LS溢流阀Va、Vb的出油口连通。然而，也可以将LS溢流阀Va、Vb设置在相同的高度位置上，使得它们的出油口位于彼此相同的高度位置处。在这种情况下，溢流通道L2为平行于轴向延伸的孔的形式。

图4示出了主阀Vm的中间阀位，此时主阀Vm的A口和B口都相对于P口截断，没有来自主泵的液压油经主控制阀输出。

图5示出了主阀Vm的第一工作阀位，此时，主阀Vm的P口与A口连通，B口与T口连通，使得来自主泵的液压油经P口、A口输送到执行器，执行器处的液压油经B口、T口返回油箱。此外，E口与C口连通，使得A口经节流通道L1、E口、C口与LS溢流阀Va的进油口连通，A口中的一部分液压油由此进入LS溢流阀Va的进油口。此外，A口中还有一部分液压油由补偿通道L3进入补偿阀Vc的弹簧腔(第一控制端)。在E口中的负载压力未达到LS溢流阀Va的开启压力时，LS溢流阀Va关闭。在E口中的负载压力高于LS溢流阀Va的开启压力时，LS溢流阀Va打开，使得C口中的液压油流经LS溢流阀Va进入溢流通道L2，再由溢流通道L2进入T口，返回油箱。液压油在主控制阀中的流动如图4中的箭头所示。

图5示出了主阀Vm的第二工作阀位，此时，主阀Vm的P口与B口连通，A口与T口连通，使得来自主泵的液压油经P口、B口输送到执行器，执行器处的液压油经A口、T口返回油箱。此外，E口与D口连通，使得B口经节流通道L1、E口、C口与LS溢流阀Vb的进油口连通，B口中的一部分液压油由此进入LS溢流阀Vb的进油口。此外，B口中还有一部分液压油由补偿通道L3进入补偿阀Vc的弹簧腔(第一控制端)。在E口中的负载压力未达到LS溢流阀Vb的开启压力时，LS溢流阀Vb关闭。在E口中的负载压力高于LS溢流阀Vb的开启压力时，LS溢流阀Vb打开，使得D口中的液压油流经LS溢流阀Vb进入溢流通道L2，再由溢流通道L2进入T口，返回油箱。液压油在主控制阀中的流动如图5中的箭头所示。

可以看到，由于LS溢流阀Va、Vb为两个工作油口(A口、B口)提供了溢流功能，因此能够取消现有技术中为两个工作油口专门设置的工作油口溢流阀。

本领域技术人员可以根据具体应用对前面描述的主控制阀的结构做出各种适应性修改。需要指出，集成式阀模块中的各种阀的具体结构设计，是本领域技术人员熟知且容易实现的，本申请中不再赘述。

例如，主阀Vm、补偿阀Vc的油口设置可以不同于前面描述的形式，只要能实现相同或类似的控制功能即可。

根据本申请的用于工程机械的主控制阀，取消了工作油口相关联的工作油口溢流阀，将两个负载敏感溢流阀与两个工作油口相邻地设置在阀壳同一侧，将负载敏感溢流阀配置成兼备现有技术中工作油口溢流阀(或称减震阀、二次溢流阀)的功能，使得主控制阀具有更紧凑的结构，减小了零件数量、重量和成本，便于主控制阀的组装和维护操作。

此外，在可选的实施方式中，两个负载敏感溢流阀与两个工作油口都设置在阀壳的上侧，朝向上方敞开，更有利于主控制阀的组装和维护操作。

此外，在可选的实施方式中，两个负载敏感溢流阀可以以与两个工作油口相同的次序分布，即沿轴向依次为LS溢流阀Va、LS溢流阀Vb、A口、B口，便于操作人员识别，减少了组装出错的可能性。

此外，在可选的实施方式中，LS溢流阀Va、Vb的出油口通过第一的溢流通道L2连接到主阀T口(也即连接到回油通道LT)，简化了主控制阀的结构。

此外，在可选的实施方式中，可以将LS溢流阀Va、Vb设置在不同的高度位置，溢流通道L2由阀体1中的斜孔构成，这一构造能够减小阀体1的材料用量。当然，也可以将LS溢流阀Va、Vb设置在相同的高度位置，也能实现相同的功能。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (10)

1.一种用于工程机械的主控制阀，包括：

阀壳；以及

集成于所述阀壳的主阀(Vm)、第一负载敏感溢流阀(Va)和第二负载敏感溢流阀(Vb)，所述主阀(Vm)至少具有第一工作油口(A)、第二工作油口(B)和回油口(T)；

其特征在于，在所述主阀(Vm)的第一工作阀位，所述第一工作油口(A)与所述第一负载敏感溢流阀(Va)的进油口之间经所述主阀(Vm)的阀芯中的节流通道(L1)连通，所述第一负载敏感溢流阀(Va)的出油口与所述回油口(T)之间经所述阀壳中的溢流通道(L2)连通；在所述主阀(Vm)的第二工作阀位，所述第二工作油口(B)与所述第二负载敏感溢流阀(Vb)的进油口之间经所述节流通道(L1)连通，所述第二负载敏感溢流阀(Vb)的出油口与所述回油口(T)之间经所述溢流通道(L2)连通；所述第一负载敏感溢流阀(Va)、第二负载敏感溢流阀(Vb)、第一工作油口(A)、第二工作油口(B)都被设置在所述阀壳的同一侧。

2.如权利要求1所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，所述第一负载敏感溢流阀(Va)和第二负载敏感溢流阀(Vb)分别安装在由所述阀壳的所述同一侧开设的第一负载敏感溢流阀孔和第二负载敏感溢流阀孔中，所述第一负载敏感溢流阀孔和第二负载敏感溢流阀孔以及所述第一工作油口(A)和第二工作油口(B)都在所述同一侧向外敞开。

3.如权利要求1所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，所述第一负载敏感溢流阀(Va)、第二负载敏感溢流阀(Vb)、第一工作油口(A)和第二工作油口(B)沿阀壳纵向相互对齐。

4.如权利要求3所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，所述第一负载敏感溢流阀(Va)和第二负载敏感溢流阀(Vb)在阀壳纵向上的分布次序与所述第一工作油口(A)和第二工作油口(B)在阀壳纵向上的分布次序相同。

5.如权利要求1所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，单一的所述溢流通道(L2)将所述第一负载敏感溢流阀(Va)的出油口和所述第二负载敏感溢流阀(Vb)的出油口连接到所述回油口(T)。

6.如权利要求5所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，所述第一负载敏感溢流阀(Va)和第二负载敏感溢流阀(Vb)布置在阀壳高度方向上的不同位置处，所述溢流通道(L2)相对于阀壳纵向倾斜设置。

7.如权利要求5所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，所述第一负载敏感溢流阀(Va)和第二负载敏感溢流阀(Vb)布置在阀壳高度方向上的相同位置处，所述溢流通道(L2)平行于阀壳纵向设置。

8.如权利要求1-7中任一项所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，所述主阀(Vm)还具有形成在阀壳中的负载压力感测腔(E)，所述负载压力感测腔(E)经所述节流通道(L1)与所述第一工作油口(A)和第二工作油口(B)连通。

9.如权利要求8所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，在所述主阀(Vm)的第一工作阀位，所述第一负载敏感溢流阀(Va)的进油口与所述负载压力感测腔(E)连通；在所述主阀(Vm)的第二工作阀位，所述第二负载敏感溢流阀(Vb)的进油口与所述负载压力感测腔(E)连通。

10.如权利要求8所述的用于工程机械的主控制阀，其特征在于，所述主控制阀还包括设置在所述阀壳中的补偿阀(Vc)，所述补偿阀(Vc)配置成基于主泵输出油压调节经所述补偿阀(Vc)向所述主阀(Vm)输送的液压油量；所述补偿阀(Vc)具有弹簧腔，所述弹簧腔经所述阀壳中的补偿通道(L3)与所述负载压力感测腔(E)连通。