CN107917120B - 一种先导型电磁换向阀 - Google Patents
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Abstract
一种应用于蓄能器开关控制的先导型电磁换向阀，所述先导型电磁换向阀采用双阀芯结构，包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯与油路联通，所述第二阀芯连接第一蓄能器，当泵出口压力大于预设值，控制部控制所述第一阀芯换向使得油路与所述第一蓄能器通道截止，第二阀芯换向使得第一蓄能器油液中卸回液箱或者向液压系统其他部分供液。
Description
技术领域
本发明涉及一种先导型电磁换向阀，尤其是一种应用于蓄能器开关控制的先导型电磁换向阀。
背景技术
蓄能器是液压系统中重要的辅助装置，其主要作用是储存油液的压力能，但其应用到不同的场合却具有不同的使用效果，例如其可用来吸收液压泵工作时的压力和流量脉动；或者用来在液压系统中，使其在短时间内存储大量的油液，待到用时将存储在蓄能器内的油液释放，供给系统使用，实现不同的功能；然而，为了利用蓄能器实现不同的使用效果，往往需要选用不同的液压元件、设计复杂的液压系统，且成本较高。
因此，设计一种结构简单、成本低、操作方便的应用于蓄能器开关控制的液压阀是有必要的，为蓄能器实现不同的使用效果提供更多和更优的选择。
发明内容
本发明提供了一种应用于蓄能器开关控制的先导型电磁换向阀。所述先导型电磁换向阀采用双阀芯结构，包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯与油路联通，所述第二阀芯连接第一蓄能器，当泵出口压力大于预设值，控制部控制所述第一阀芯换向使得油路与所述第一蓄能器通道截止，第二阀芯换向使得第一蓄能器油液中卸回液箱或者向液压系统其他部分供液。
所述第一阀芯入口与液压泵出口油路接通，出口连通所述第二阀芯入口和所述第一蓄能器，所述第二阀芯入口则与所述第一阀芯出口和所述第一蓄能器连通，所述第二阀芯还留有与液箱连接的通道，初始状态下此通道截止。
当系统压力到达某一值时，控制部控制所述第一阀芯换向使得油路与所述第一蓄能器通道截止，第一蓄能器内保存一定量的高压油液，根据本电磁换向阀实际所处的液压系统及工况，此时通过控制部可以根据实际需要控制所述第二阀芯换向，使第一蓄能器内存留的高压油液向液压系统其他部分供液或卸回液箱。
优选两个阀芯串采用一体式结构，通过螺套与阀体连接。
优选第一阀芯的控制阀芯上开有气孔，以防止推动阀芯动作的过程中，其内腔与过液套阀杆之间形成密闭气腔而无法可靠截止。
本发明中的先导型电磁换向阀可以在多种液压系统中应用。
应用于高压液压泵测试系统：高压液压测试系统包括被试液压泵，还包括第二蓄能器，先导型电磁换向阀，压力传感器，控制部；所述第二蓄能器与液压泵出口油路接通，所述第一蓄能器通过先导型电磁换向阀与液压泵出口油路接通。其中所述第一蓄能器为充气压力低的低压蓄能器，所述第二蓄能器为充气压力高的高压蓄能器。
应用于液压缸快速动作及微调回路：系统还包括液压泵、先导型电磁卸荷阀、三位四通电磁换向阀、先导型电磁换向阀、单向阀、液压缸、压力传感器；先导型电磁卸荷阀和压力传感器接在液压泵出口，液压缸通过三位四通换向阀与先导型电磁卸荷阀出口接通，同时，蓄能器通过先导型电磁换向阀与先导型电磁卸荷阀出口接通，先导型电磁换向阀出口通过单向阀连接液压缸下腔。
应用于大流量安全阀性能试验：系统还包括液压泵、先导型电磁卸荷阀、二位四通换向阀、双向锁、液压缸、被试大流量安全阀、第一压力传感器和第二压力传感器、多组先导型电磁换向阀和蓄能器；所述先导型电磁卸荷阀和第一压力传感器接在液压泵出口，液压缸顺次连接双向锁、二位四通电磁换向阀、先导型电磁卸荷阀出口，所述多个蓄能器通过先导型电磁换向阀接通先导型电磁卸荷阀出口，同时，先导型电磁换向阀的出口通过单向阀与液压缸下腔连接，被试大流量安全阀串接在液压缸上腔，其前端接有第二压力传感器.
附图说明
图1为本公开用于高压液压泵测试的系统原理图；
图2为本公开先导型电磁换向阀阀芯结构图；
图3为本公开用于蓄能器快速动作回路的系统原理图；
图4为本公开用于大流量安全阀性能试验的系统原理图；
附图标记：
1-被试高压泵；2-驱动电机；3-过滤器；4-第一蓄能器；6-压力传感器；7-第二蓄能器；8-数字式调压阀；9-冷却器；10-安全阀；11-液箱；12-先导型电磁换向阀
8-1-数字式调压阀阻尼孔；8-2-数字式调压阀主阀芯；8-3-数字式调压阀主弹簧；8-4-数字式调压阀电磁先导阀；8-5-数字式调压阀先导阀芯；8-6-数字式调压阀先导弹簧；8-7-数字式调压阀先导阀座；8-8-直线步进电机。
12-1第一阀芯；12-2第二阀芯，12-3控制第一阀芯动作的电磁先导阀；12-4控制第二阀芯动作的电磁先导阀；
21第二阀芯螺套；22第二阀芯阀杆；23第二阀芯阀座；24弹簧；25第二阀芯过液套；26第一阀芯控制阀芯；27第一阀芯螺套；28电磁换向阀；29电磁先导阀过滤器；30第一阀芯阀杆；31小螺钉；32第一阀芯阀座；41第二阀芯阀套过液孔；42第二阀芯阀杆过液孔；43第一阀芯螺套过液孔；44第一阀芯阀杆过液孔；45第一阀芯气孔；
51第二阀芯阀芯串；52第二阀芯阀芯串；
61-电机；62-液压泵；63-先导型电磁卸荷阀；12-先导型电磁换向阀；64-蓄能器；65-单向阀；66-三位四通电磁换向阀；67-液压缸；68-压力传感器；69-液箱
71-电机；72-液压泵；73-先导式电磁卸荷阀；74-二位四通电磁换向阀；75-溢流阀；76-压力传感器A；77-单向阀；12-先导型电磁换向阀；78-蓄能器；79-双向锁；80-液压缸；81-压力传感器B；82-被试大流量安全阀；83-液箱
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
实施例1
其可以用于高压液压泵测试，油路系统如图1所示，第二蓄能器7与被测试液压泵1出口油路接通，第一蓄能器4通过先导型电磁换向阀12被测试液压泵1出口油路接通，所述被试液压泵1开启后，当压力大于预设值，控制部控制第一阀芯12-1换向使得油路与所述第一蓄能器4通道截止，同时第二阀芯12-2换向使得第一蓄能器4与液箱11间的通道打开，第一蓄能器4内残存的油液通过第二阀芯12-2回到液箱。
具体工作流程为：
首先被试高压泵1启动，系统处于空载启动状态，在上位机软件中设置预设压力值，此时对先导型双阀芯电磁换向阀12控制第一阀芯动作的电磁先导阀12-3和控制第二阀芯动作的电磁先导阀12-4不发送控制信号，其第一阀芯12-1和第二阀芯12-2不动作，油液通过第一阀芯12-1，进入第一蓄能器4，第二蓄能器7虽一直接通，但由于其充气压力高，系统压力并不会使其气囊发生较大的变形量，此时系统由充气压力低的第一蓄能器4起到系统稳压作用。其后在软件中循环进行判断，当系统压力低于设定压力值时，上位机对先导型双阀芯电磁换向阀12控制第一阀芯动作的电磁先导阀12-3和控制第二阀芯动作的电磁先导阀12-4仍旧不发送控制信号，系统依然由充气压力低的第一蓄能器4来实现稳压作用；当系统压力达到或超过预设压力值时，通过上位机软件给先导型双阀芯电磁换向阀12控制第一阀芯动作的电磁先导阀12-3和控制第二阀芯动作的电磁先导阀12-4发送控制信号，第一阀芯12-1换向，系统至第一蓄能器4通道截止，同时第二阀芯12-2换向，第一蓄能器4内残存的油液通过第二阀芯12-2回到液箱，此时，第一蓄能器4截止，系统由第二蓄能器7维持压力稳定。在上位机软件中稍作延时，如500ms，继续进行判断，若被测高压泵1停止工作，上位机停止向先导型电磁换向阀12的电磁先导阀发送控制信号，若被测高压泵1未停止工作，则返回继续循环判断系统压力值与预设压力值之间关系。
第一阀芯阀芯串51和第二阀芯阀芯串52采用一体式结构，通过螺钉31连接，并通过螺套与阀体连接，拆装方便。两个电磁先导阀设计在一个阀块内构成电磁先导阀28。
系统工作时，P口与被试高压泵出口接通，当系统处于低压状态时，油液通过P口，经第一阀芯阀杆过液孔44、第一阀芯阀芯螺套过液孔43、通道A进入第一蓄能器，系统由第一蓄能器维持压力稳定。结合上位机软件，当系统压力高于设定压力时，此时给电磁先导阀28的两个电磁铁同时发送控制信号，P口的油液，经过滤器进入电磁先导阀28，并经电磁先导阀换向后分别进入控制口K1和K2，其中K1口油液，进入控制腔，这里作用在第一阀芯控制阀芯26下端控制腔的环形端面上，其作用力大于作用在第一阀芯控制阀芯26上端环形端面的作用力，推动第一阀芯控制阀芯26向上动作，并压紧在第一阀座32上，这里第一阀芯控制阀芯26开有气孔45，以防止在推动第一阀芯控制阀芯26向上动作的过程中，控制阀芯26内腔与第一阀芯阀杆30之间形成密闭气腔，而造成第一阀芯控制阀芯26无法压紧到第一阀芯阀座32上，使P口与第一蓄能器无法可靠截止。此时P口与第一阀芯阀芯螺套过液孔43截止，油液无法进入第一蓄能器；同时K2口的控制液，作用在第二阀芯阀杆22的控制端，第二阀芯阀杆22克服弹簧24的弹簧力，使得第二阀套过液孔41与第二阀芯阀杆过液孔42接通，第一蓄能器里残存的油液通过A口、第二阀套过液孔41与第二阀芯阀杆过液孔42接通，经T口回到液箱，此时系统由第二蓄能器维持压力稳定。当系统压力低于设定压力时，则停止向电磁先导阀28发送控制信号，第一阀芯阀芯串51和第二阀芯串52复位，系统重新由第一蓄能器维持压力稳定。
本系统的优点是：在应用于对于蓄能器的切换时，相比较于常规电磁换向阀，其稳定性更高，若其中某个电磁先导阀故障，对整个液压系统的压力的扰动更小，提高系统的稳定性。具体原理为：若控制第一阀芯动作的电磁先导阀故障，当系统压力大于设定压力时，控制部向控制第一阀芯和第二阀芯动作的电磁先导阀同时发送控制信号，此时第一阀芯由于控制第一阀芯动作的电磁先导阀故障，而不动作，第二阀芯换向，使第一蓄能器与液箱通道打开，此时来自液压泵的高压油液通过此通道回到液箱，对第一蓄能器实现保护；若控制第二阀芯动作的电磁先导阀故障，当系统压力大于设定压力时，控制部向控制第一阀芯和第二阀芯动作的电磁先导阀同时发送控制信号，第一阀芯换向，使液压泵出口油路与第一蓄能器通道截止，系统由第二蓄能器起到稳压作用，此时第二阀芯由于控制第二阀芯动作的电磁先导阀故障，而不动作，第一蓄能器与液箱直接的通道无法打开，使得第一蓄能器内会残留一部分油液，当系统压力低于设定值或系统停止工作时，控制部向控制第一阀芯和第二阀芯动作的电磁先导阀停止发送控制信号，第一阀芯复位，第一蓄能器与液压泵出口油路的通道导通，残留在第一蓄能器内的油液通过系统卸回油箱；
实施例2
本实施例中先导型电磁换向阀可用于液压缸快速动作及微调回路。
其工作原理如图3所示，液压泵62出口接三位四通电磁换向阀66，并连接液压缸67，同时液压泵62出口接有先导型电磁卸荷阀63和压力传感器68，蓄能器64通过先导型电磁换向阀12与液压泵62出口连通，其中，第一阀芯12-1入口与液压泵62出口连通，出口与蓄能器64接通，同时其第二阀芯12-2的出口通过单向阀65与液压缸67下腔接通。
蓄能器64主要起到油液的存储及向液压缸下腔供液，以实现液压缸快速动作或微调；压力传感器68起到压力反馈的作用；先导型电磁卸荷阀63主要起到系统卸荷的作用；单向阀65主要起到防止液压缸67下腔油液倒流的作用；
其具体实现方案如下：
当三位四通电磁换向阀66处于中位时，此时液压泵62排出的油液经先导型电磁换向阀12向蓄能器64充液。上位机通过压力传感器68反馈系统压力，当压力升高某一值时，给先导型电磁换向阀12控制第一阀芯动作的电磁先导阀12-3发送控制信号并保持，第一阀芯12-1换向截止，使主回路与蓄能器64之间的通路截止，蓄能器64内保存一定容积的油液；同时给先导型电磁卸荷阀63发送控制信号，液压泵2排出的油液经先导型电磁卸荷阀63卸荷后回液箱69。
若液压缸67下腔存在漏液或者需要实现轻微顶升时，给先导型电磁换向阀12控制第二阀芯动作的电磁先导阀12-4发送控制信号并保持，使第二阀芯12-2换向，蓄能器64与单向阀65之间通道打开蓄能器64内的油液经单向阀65进入液压缸67下腔，当液压缸67顶升到位时，对先导型电磁换向阀12控制第二阀芯动作的电磁先导阀12-4停止发送控制信号，第二阀芯12-2换向截止。
当液压缸67需要实现快速顶升时，给三位四通电磁换向阀66发送控制信号，使其处于左位或右位，同时对先导型电磁卸荷阀63和控制第一阀芯动作的电磁先导阀12-3停止发送控制信号，第一阀芯12-1复位，蓄能器64与主回路接通，先导型电磁卸荷阀63停止卸荷，来自液压泵62和蓄能器64的油液，一同经三位四通电磁换向阀66进入液压缸67，可实现液压缸8的快速动作。
本实施实例的优点是：在偶尔需要液压缸快速动作的回路，可以选用较小流量的液压泵供液，减少成本；同时，也可以在不开泵的情况下，弥补液压缸的泄露或实现液压缸位置的微调。
实施例3
本实施例中先导型电磁换向阀可用于大流量安全阀性能试验。
其工作原理图如图4所示，驱动电机71驱动液压泵72从液箱83吸液，油液经接二位四通电磁换向阀74、双向锁79、液压缸80回到液箱83，液压泵72出口还串接了先导型电磁卸荷阀73、溢流阀75、压力传感器A76此外，有三组蓄能器78通过三组先导型电磁换向阀12并接在液压泵72出口，其中，先导型电磁换向阀12的第一阀芯12-1入口与液压泵72出口相连，出口与蓄能器78连通，与此同时，每组先导型电磁换向阀12的第一阀芯12-2都通过一个单向阀77与液压缸80下腔导通；此外，被试大流量安全阀82并接在液压缸80上腔，且其前端串接一压力传感器B81。
二位四通电磁换向阀74起控制液压缸80复位的作用；双向锁79起减少冲击试验时对二位四通电磁换向阀74冲击的作用；先导型电磁卸荷阀73起液压系统卸荷的作用、溢流阀75起过载保护的作用、压力传感器A76起检测液压泵72出口处压力的作用；蓄能器78起存储一定容积液压油的作用；先导型电磁换向阀12起控制蓄能器78充液和放液的作用，其中第一阀芯12-1控制充液，第二阀芯12-2控制放液；单向阀77起防止液压缸80下腔的油液倒流的作用；压力传感器B81起监测被试大流量安全阀82开启过程中压力曲线变化的作用。
其具体工作过程如下：
初始状态，二位四通电磁换向阀74处于右位。驱动电机71驱动液压泵72运转，油液通过先导型电磁换向阀12向蓄能器78充液，上位机通过检测压力传感器A76采集的压力值，待系统压力达到某一定值时，通过上位机给先导型电磁换向阀12控制第一阀芯动作的电磁先导阀12-3发送控制信号并保持，此时第一阀芯12-1换向，使主回路与蓄能器78之间的通路截止，此时蓄能器78内存有一定容积的高压油液；同时给先导型电磁卸荷阀73发送控制信号，使液压泵2排出的油液经先导型电磁卸荷阀73卸荷回液箱83。
随后，通过上位机给若干台先导型电磁换向阀12控制第二阀芯动作的电磁先导阀12-4发送控制信号并保持，此时，蓄能器78内高压油液经单向阀77，进入液压缸80下腔，推动活塞杆向上快速动作，当液压缸80上腔压力达到被试大流量安全阀82的开启压力时，被试大流量安全阀82开启卸液，通过测试卸液量及安全阀开启时间，计算被试大流量安全阀82的公称流量，通过压力传感器B81反馈的数值，绘制压力曲线，获得被试大流量安全阀82的压力特性。
待被试安全阀13测试完成后，停止对先导型电磁卸荷阀73发送控制信号，同时给二位四通电磁换向阀74发送控制信号，使其换向，来自液压泵2的油液，通过双向锁79，进入液压缸80上腔，推动活塞杆，待活塞杆回位后，对二位四通电磁换向阀74停止发送控制信号，使其复位截止；对二位四通电磁换向阀74发送控制信号，使系统卸荷；同时对先导型电磁换向阀12控制第一阀芯动作的电磁先导阀12-3和控制第二阀芯动作的电磁先导阀12-4停止发送控制信号，第一阀芯12-1和第二阀芯12-2复位，整个系统进入下一次测试周期。
可根据不同公称流量的安全阀，选择不同数量的蓄能器进行试验，针对不使用的蓄能器，在安全阀性能测试前，对其对应的先导型电磁换向阀12的控制第一阀芯动作的电磁先导阀12-3发送控制信号，使蓄能器与主回路的通道截止。
本系统的优点是在液压泵供液量不足的情况下，利用若干台蓄能器和先导型电磁换向阀可实现大流量安全阀的性能测试试验。操作简单、自动化程度高。
以上实施方式仅适于说明本公开，而并非对本公开的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本公开的范畴，本公开的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (6)
1.一种应用于蓄能器开关控制的先导型电磁换向阀，其特征在于：所述先导型电磁换向阀采用双阀芯结构，包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯与油路联通，所述第二阀芯连接第一蓄能器；
所述第一阀芯入口与液压泵出口油路接通，出口连通所述第二阀芯入口和所述第一蓄能器，所述第二阀芯入口则与所述第一阀芯出口和所述第一蓄能器连通，所述第二阀芯还留有与液箱连接的通道，初始状态下此通道截止；
其中，第一蓄能器与第一阀芯的一个出口连接，初始状态下此连接连通，第二阀芯的入口与第一阀芯的另一个出口连接；
当泵出口压力大于预设值，控制部控制所述第一阀芯换向使得油路与所述第一蓄能器通道截止，所述控制部控制第二阀芯换向，使得第一蓄能器油液通过第一阀芯的一个出口经其另一个出口流向第二阀芯的入口，进而卸回液箱或者向液压系统其他部分供液。
2.如权利要求1所述的先导型电磁换向阀，其特征在于：所述第一阀芯和第二阀芯的阀芯串采用一体式结构，通过螺套与阀体连接。
3.如权利要求1或2所述的先导型电磁换向阀，其特征在于：第一阀芯的控制阀芯上开有气孔，以防止推动阀芯动作的过程中，其内腔与过液套阀杆之间形成密闭气腔而无法可靠截止。
4.一种高压液压泵测试系统，其特征在于：包含如权利要求1-3中任一项所述的先导型电磁换向阀，还包括第二蓄能器，所述第二蓄能器与被试液压泵出口油路接通，所述第一蓄能器通过所述先导型电磁换向阀与液压泵出口油路接通，其中所述第一蓄能器为充气压力低的低压蓄能器，所述第二蓄能器为充气压力高的高压蓄能器。
5.一种液压缸快速动作及微调回路系统，其特征在于：包含如权利要求1-3中任一项所述的先导型电磁换向阀，所述系统包括液压泵、先导型电磁卸荷阀、三位四通电磁换向阀、单向阀、液压缸、压力传感器；所述先导型电磁卸荷阀和所述压力传感器接在所述液压泵出口，所述液压缸通过所述三位四通换向阀与所述先导型电磁卸荷阀出口接通，同时，所述第一蓄能器通过所述先导型电磁换向阀与所述先导型电磁卸荷阀出口接通，所述先导型电磁换向阀出口通过所述单向阀连接所述液压缸下腔。
6.一种大流量安全阀性能试验系统，其特征在于：包含如权利要求1-3中任一项所述的先导型电磁换向阀，所述系统还包括液压泵、先导型电磁卸荷阀、二位四通换向阀、双向锁、液压缸、被试大流量安全阀、第一压力传感器和第二压力传感器、多组所述先导型电磁换向阀和所述第一蓄能器；所述先导型电磁卸荷阀和所述第一压力传感器接在所述液压泵出口，所述液压缸连接所述双向锁、所述二位四通电磁换向阀接在所述先导型电磁卸荷阀出口，多个所述第一蓄能器通过所述先导型电磁换向阀接通先导型电磁卸荷阀出口，所述先导型电磁换向阀的出口通过单向阀与所述液压缸下腔连接，所述被试大流量安全阀串接在所述液压缸上腔，其前端接有所述第二压力传感器。
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