節能液壓閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及液壓驅動的機械設備執行裝置能量回收利用的液壓閥，尤其涉及挖掘機執行裝置等可實現能量回收利用的節能液壓閥。
【背景技術】
[0002]工程機械和農業設備常采用流體傳動來操作各種機械部件。例如，挖掘機是一種常用的工程機械，挖掘機懸臂常利用液壓油作用在油缸上來實現其升降。液壓油缸包括一個帶有活塞的缸，該活塞在缸中劃分出兩個室，與活塞相連的桿連接到懸臂上，而油缸與挖掘機的主體相連，通過將桿從油缸中向外伸展以及將桿朝油缸中縮回實現支架的升高與降低；挖掘機作業時，例如懸臂、斗桿、鏟斗及相應的油缸等執行裝置的位置經常不斷調整，特別是懸臂常處于從某一低位提升到某一高位，再從某一高位降到某一低位的循環運動過程之中，由于懸臂及作用在其上的斗桿、鏟斗等質量較大，從能量轉化原理來說，支架可以只在重力的作用下降低，而且若不提供下降的阻力，在下降過程中易出現失重現象。當動臂在下降時為了防止其失重，以往的解決方法是，維持液壓油缸具有一定的背壓，為此常在液流回流管道上設有節流裝置，液壓油通過節流裝置后流回油箱，這樣懸臂的能量轉化成熱能，被白白地浪費掉了，為了防止液壓油的溫度大幅度升高對系統帶來的危害，還需設有散熱裝置。因此，需要找到一種有效控制裝置來實現能量的回收和再利用。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種節約能源，降低液壓油溫升的增壓式執行裝置能量回收利用液壓閥。
[0004]本發明采用如下技術方案實現:
[0005]一種節能液壓閥，包括主換向閥1、可控順序閥2和防逆流保壓閥3 ;所述主換向閥1包括常位、能量回收位和回收能量利用位三個工作位，并且主換向閥1的工作油口連接執行裝置，其他的壓力油口分別連接油源裝置4、可控順序閥2和防逆流保壓閥3 ;所述可控順序閥2以及防逆流保壓閥3均以邏輯閥為基礎單元，其中，所述可控順序閥2與油源裝置的主油路并聯，逆流保壓閥3與蓄能元件5連接，可控順序閥2用于實現壓力順序功能及越權可控功能，防逆流保壓閥3用于實現常位保壓功能及接通防逆流倒灌功能。
[0006]進一步的，所述可控順序閥2包括第一先導控制閥2C、第一邏輯閥2D和第一先導順序閥2E ;所述第一邏輯閥2D的其中一個連接口引出連接到油源裝置的主油路上，并從該主油路上引出信號油路連接至第一邏輯閥2D的信號口，另一連接口則連接至主換向閥1的壓力油口 ；所述第一先導控制閥2C和第一先導順序閥2E分別并聯在第一邏輯閥2D的信號油路上。第一先導控制閥2C的先導控制信號口 Kc無信號控制時，所述可控順序閥2按壓力順序功能工作；第一先導控制閥2C的先導控制信號口 Kc有信號作用時，所述可控順序閥2按越權可控功能工作。
[0007]進一步的，所述第一邏輯閥2D的信號油路以及第一先導控制閥2C和第一先導順序閥2E的連接油路上設有若干節阻2A，2B。
[0008]進一步的，所述防逆流保壓閥3包括第二邏輯閥3A、先導單向閥3B和第二先導控制閥3C ;所述第二邏輯閥3A的其中一個連接口與主換向閥1的壓力油口連接，另一個連接口連接至蓄能元件5，第二邏輯閥3A的信號油路從可控順序閥2連接的主換向閥壓力油口引出；所述第二先導控制閥3C設置在第二邏輯閥3A的信號油路上，所述先導單向閥3B設置在該信號油路和蓄能元件連接的油路之間。
[0009]進一步的，所述第二先導控制閥3C采用與主換向閥1切換至回收能量利用位相同的換向控制信號。
[0010]在本發明中，所述主換向閥1為三位五通換向閥，其先導控制信號采用液壓的和/或電的信號。
[0011]優選的，所述節能液壓閥采用集成閥塊的形式，相應外接油口包括油口 P、ACC以及主換向閥的工作油口 A、B和信號油口 ；所述油口 P外接油源裝置4，閥塊內部與所述主換向閥1的壓力油口 P1直接連接，并通過所述可控順序閥2與所述主換向閥1的壓力油口 P2間接連接，與主換向閥1的連接油路形成并聯；所述油口 ACC外接蓄能元件9，閥塊內部通過所述防逆流保壓閥3與所述主換向閥1的壓力油口 P3連接，所述第二先導控制閥3C所在的信號油路與所述主換向閥1的壓力油口 P2連接；所述主換向閥1的工作油口 A、B分別與外部執行裝置連接。
[0012]進一步的，所述執行裝置為同步運動的液壓油缸或液壓馬達。
[0013]本發明具有如下有益效果:本發明適用于工程機械及農業設備執行裝置能量回收利用控制，特別是挖掘機類動臂能量回收利用控制，利用本發明即可把動臂下降能量轉換而成的壓力油充入外接的蓄能元件，又可把儲存的壓力油全部進行釋放利用，協助舉臂做功，從而減少原動機輸入功率。此發明原理巧妙，結構簡單，控制方便，性能可靠，在無需增加增壓裝置的情況下，即能實現能量的增壓方式收集，又能實現蓄能元件內的熱油冷卻，這不僅能減小蓄能元件體積，而且能熱少液壓系統發熱，節約能源，降低原動機排放。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例1中的節能液壓閥連接示意圖。
[0015]圖2為實施例2中的節能液壓閥連接示意圖。
[0016]圖3為邏輯閥的結構原理示意圖。
[0017]1-主換向閥；
[0018]2-可控順序，2A/2B-節阻，2C-第一控先導控制閥，2D-第一邏輯閥，2E-第一先導順序閥；
[0019]3~防逆流保壓閥，3A-第一■邏輯閥，3B-先導單向閥，3C-第一■先導控制閥；
[0020]4-油源裝置；
[0021]5-蓄能元件；
[0022]6A/6B-液壓油缸；
[0023]7A/7B-液壓馬達。
【具體實施方式】
[0024]以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明:
[0025]實施例1
[0026]參見圖1，圖示中的節能液壓閥，包括主換向閥1、可控順序閥2和防逆流保壓閥3 ;所述主換向閥1包括常位、能量回收位和回收能量利用位三個工作位，并且主換向閥1的工作油口連接執行裝置，本實施例中的執行裝置為挖掘機動臂上的一對液壓油缸6A、6B，其他的壓力油口分別連接油源裝置4、可控順序閥2和防逆流保壓閥3 ;所述可控順序閥2以及防逆流保壓閥3均以邏輯閥為基礎單元，其中，所述可控順序閥2與油源裝置的主油路并聯，逆流保壓閥3與蓄能元件5連接，可控順序閥2用于實現壓力順序功能及越權可控功能，防逆流保壓閥3用于實現常位保壓功能及接通防逆流倒灌功能。
[0027]具體的，主換向閥1包括可在高壓力下工作的五個油口 P1/P2/P3/A/B及二個換向先導控制信號口 Ka/Kb，二個換向先導控制信號口 Ka/Kb都無信號作用時，主換向閥1工作在常位，工作油口 P1/A/B互通，工作油口 P2/P3關閉；換向先導控制信號口 Kb有信號作用時，主換向閥1工作在能量回收位，工作油口 P1/B、工作油口 P3/A各自接通，壓力油口 P2關閉；換向先導控制信號口 Ka有信號作用時，主換向閥1工作在回收能量利用位，工作油口P1/A、工作油口 P2/P3/B各自接通。
[0028]可控順序閥2包括節阻2A/2B、第一先導控制閥2C、第一邏輯閥2D、第一先導順序閥2E，第一先導控制閥2C的先導控制信號口 Kc無信號控制時，可控順序閥2按壓力順序功能工作；第一先導控制閥2C的先導控制信號口 Kc有信號作用時，可控順序閥2按越權可控功能工作。
[0029]防逆流保壓閥3包括第二邏輯閥3A、先導單向閥3B、第二先導控制閥3C，第二先導控制閥3C的先導控制信號口與主換向閥1的先導控制信號口 Ka連接，受同一信號作用。
[0030]先導控制信號口 Ka/Kb/Kc可作用液壓的和/或電的信號。
[0031]相應油口油道連接包括連接外部油源裝置的油口 P與主換向閥1的壓力油口 P1直接連接及通過可控順序閥2與主換向閥1的壓力油口 P2間接連接，連接外接蓄能元件的油口 ACC通過防逆流保壓閥3與主換向閥1的壓力油口 P3間接連接，第二先導控制閥3C與主換向閥1的壓力油口 P2直接連接，主換向閥1的工作油口 A，B分別與外部執行裝置的液壓油缸6A/6B的對應油口連接。
[0032]本實施例中的可控順序閥2和防逆流保壓閥3均以邏輯閥為基礎單元，結合參見圖3，在介紹實施例的原理示意圖前先以防逆流保壓閥3中的第二邏輯閥3A為例具體說明邏輯閥的工作原理，邏輯閥被可動閥芯分隔成上中下三腔，上腔內設有復位彈簧及油口 III，中腔兩側設有常通油口 II，下腔設有油口 I，上腔與中小兩腔不直通，中腔與小腔關斷時兩腔油不會相互內泄。設閥芯上腔作用面積為A3，壓力為Pa，彈簧力為F，中腔的環形作用面積為A2，壓力為Pb，下腔作用面積為A1，壓力為Pc，且有A1+A2 = A3，在計量單位統一的情況下，當上腔閥芯向下作用力A3.Pa+F小于中下腔向上作用力A2.Pb+Al.Pc時，中小腔接通，反之不通，因而只需控制上腔的壓力就可控制中小腔的通斷；在本實施例中，可控順序閥2中的對于第一邏輯閥2D是采用A2 = 0，Al = A3的一種特例，其工作原理與第二邏輯閥3A —樣。
[0033]實施例2
[0034]參見圖2，本實施例中的外部執行裝置為卷揚機構的一對同步液壓馬達7A、7B。
[0035]下面結合實施例1和實施例2對節能液壓閥的工作過程進行闡述。
[0036]非節能方式。
[0037]參見圖1、圖2，換向先導控制信號口 Ka/Kb無信