CN101603554B - 组合式液压控制阀 - Google Patents

Abstract

组合式液压控制阀由一个或一组先导控制阀、一个或二个滑入式二通插装阀控制组件、一个通常是标准的具有二个主油口的板式安装连接面的阀块块体构成，并由这三个部分组配而成的组合式液压控制阀。经局部和少量的变形，主要是块体，也可采用所谓的螺纹旋入式的安装孔的结构，和相应的专门设计的螺纹插装阀式控制组件，来构成在功能上与前述的由滑入式二通插装阀控制的方式几乎相同的组合式产品，以满足多样化的需要。

Description

组合式液压控制阀

技术领域

本发明涉及一种组合式液压控制阀，更确切地说涉及到一种模块化和可配组的液压控制阀组合产品。

背景技术

液压控制阀广泛应用于液压系统中，用来控制液压流体的方向、压力、流量。并显著地影响着采用液压传动的各类工业和移动设备(诸如各类机械和车辆)的操纵和功能。传统上有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。它们的代表产品之一是采用板式连接的具有二个主油口的各种液压控制阀(诸如单向阀、液控单向阀、溢流阀、减压阀、节流阀、调速阀等)。从技术原理上，它们也被称为“单个元件”类产品。由于历史原因，这些阀的设计功能单一，内部结构和外部形式各不相同，不必要的差异化和离散化明显，随着应用技术水平的提高和发展，在使用上也越感不便和欠合理。例如在液压系统中变更任何一个阀的功能时，往往会导致整个系统和回路阀块的变更和重新设计以及供应链流程相应的变化，因此造成变动成本偏高、交货期延长。而产品结构、外形等不必要的差异化和离散化往往致使的整个制造过程和供应链流程的较大差异和变动，致使资源重用不易浪费较大，势必造成产品总成本增大。并且难以适应当前快速发展的技术环境和现代控制技术对产品结构的模块化和集成化的新要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种组合式液压控制阀。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

组合式液压控制阀，其特征在于，包括模块化的先导控制阀组件，模块化的二通插装阀控制组件，具有二个主油口的板式安装连接面的阀块块体，所述模块化的先导控制阀组件、模块化的二通插装阀控制组件通过组配后连接在阀块块体上构成组合式液压控制阀。

根据权利要求所述的一种组合式液压控制阀，其特征在于，阀块块体内最多具有二个插装阀控制组件的座阀主级的安装孔，阀块块体二侧最多具有二个插装阀控制组件的法兰式控制盖板的安装面。

先导控制阀组件安装在阀块块体上部预留的安装面上，并通过螺钉进行固定。

所述先导控制阀组件与阀块块体的安装面上最多具有四个油口。

二通插装阀控制组件由阀座主级和设置在阀座主级侧面的控制盖板组成。

二通插装阀控制组件安装在阀块块体的侧面上，并通过螺钉紧固。

所述先导控制阀组件与二通插装阀控制组件的轴线相互平行。

先导控制阀组件为先导压力控制阀。

先导控制阀组件为先导电磁换向阀。

先导控制阀组件为叠加式阀。

先导控制阀组件为先导比例控制阀。

二通插装阀控制组件为方向控制插装阀。

二通插装阀控制组件为压力控制插装阀。

二通插装阀控制组件为流量控制插装阀。

二通插装阀控制组件为比例控制插装阀。

有益效果，本发明所述的组合式液压控制阀，通过适当的模块化和可配组的方法来组合液压控制阀，替代和重组当前居于主流应用和采用板式连接的具有二油口的各种液压控制阀，可以用最简单的办法来改变原有的结构和功能，方便地进行组配，而不需要整体地和广泛地改变元件的产品结构以及系统和回路油路块。这样就更有利于提高设计的质量和效率，缩短了开发时间，更好实现资源重用，也有利于降低总成本和便于实现定制式的批量生产。

本发明所述的组合式液压控制阀，不仅可以对现有产品进行替代重组也可用来创造和提供一些传统产品中没有的新型的液压控制阀，从而满足当前工业机械和移动液压控制不断提高的新要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1是本实用新型的组合式电控压力控制阀产品的立体结构示意图；

图2是本实用新型的组合式二通型电液方向控制阀产品的立体结构示意图；

图3是本实用新型的组合式带压力补偿和调节的二通流量控制阀产品立体结构示意图；

图4是本实用新型的组合式带先导电磁控制阀的液控单向阀产品立体结构示意图；

图5是本实用新型的几种组合式液压控制阀阀块块体含有一个二通插装阀安装连接孔的剖视结构示意图；

图6是本实用新型的几种组合式液压控制阀阀块块体含有一个二通插装阀安装连接孔的外部安装面结构示意图；

图7是本实用新型的几种组合式液压控制阀阀块块体含有两个二通插装阀安装连接孔的剖视结构示意图；

图8是本实用新型的几种组合式液压控制阀阀块块体含有两个二通插装阀安装连接孔的外部安装面结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

本实用新型由一个或一组先导控制阀、一个或二个滑入式二通插装阀控制组件、一个通常是标准的具有二个主油口的板式安装连接面的阀块块体构成，并由这三个部分组配而成的组合式液压控制阀。更确切的说是涉及一种模块化和可配组的液压控制阀组合产品。

组合产品中，作为先导控制级的先导控制阀按先导控制需要不同可具有不同的功能，如先导压力控制阀、先导电磁换向阀及叠加式阀、先导比例控制阀等。它们的安装面都采用最多具有四个油口的ISO4401-02/03规格，优先采用ISO4401-02，CETOP RP121H4.2-4-P02规格，从而使产品方案中的先导控制级更加合理和小型化。先导控制阀可以是市售标准的产品，也有经过优化设计专门用于本组合产品的结构和产品。作为主级的滑入式二通插装阀控制组件由座阀主级和法兰式控制盖板组成，根据主级控制的需要也具有不同的控制功能，如方向控制插装阀、压力控制插装阀、流量控制插装阀及比例插装阀等，它们的座阀主级的安装孔和法兰式控制盖板的安装面均采用与ISO7368标准基本相似或相同的形式，但安装孔的深度和安装面的孔间尺寸明显减小了。组合产品中的二通插装阀的座阀主级和法兰控制盖板经专门设计和优化并较现在市售的二通插装阀座阀主级更为紧凑和合理。控制盖板及其附件经创新开发和优化设计，不仅较现市售二通插装阀的标准控制盖板要明显小型化和更轻了，尤其在控制盖板中普遍采用了专门设计的组合螺塞，使在控制盖板中大量出现的斜孔基本取消，从而使传统中难以解决的斜孔加工并容易导致密封恶化等问题，得到较合理解决。组合产品中的二通插装阀控制组件本身是模块化和可配组的结构，它们既可以用于本实用新型组合式液压控制阀也可以用于组合式液压集成控制阀系统，以及广泛用于其它各类液压控制阀块中。先导控制阀及其组合通常单独或叠加式安装在阀块块体上部预留的符合上述标准的安装面上并分别通过四个或三个螺钉进行固定，通过安装面上的先导控制油口与主油路和二通插装阀内部先导控制油口相连接并实施相应的控制。二通插装阀一般安装于阀块块体的一侧或二侧的安装孔内并分别通过一侧或二侧的法兰式控制盖板的四个螺钉紧固。二通插装阀的座阀主级具有二个主油口，一个是底部的油口，一个是侧面由均布孔组成的油口，控制盖板则最多可有四个先导控制油口。阀块块体底部的安装面上有二个主油口，主油口用字母A、B表示，二个控制油口，控制油口用x、y字母表示，控制油口x、y通常可和先导控制阀的先导控制油口相连通并实现对座阀主级等的控制。具体产品中，先导控制阀的阀芯和主级阀，二通插装阀的阀芯轴线相互位置关系与传统中主流产品中广泛应用的互为垂直的布局不同，它是被创新设计成平行布置的，同时特别采用了盖板式的二通插装阀，这样，二通插装阀的座阀主级便可通过法兰控制盖板上的相关机构来实现对座阀主级的主阀芯沿阀芯轴线方向运动时的位移和位置几乎是任意的检测和控制，从而有利于更加广泛满足液压系统中多种控制和需要，如对阀芯行程调整和终端行程的控制以及阀芯位移的动态检测等来实现节流、限速等控制等，在法兰控制盖板上还可以视需要添加和设置各种先导控制元件或其它附件。阀块块体是一个基于长方体的多面体铸件，它采用高强度和高性能的黑色金属或有色金属铸造后，并经机加工而成，根据需要，该块体也可以采用锻件、型材等材料，六面均经机加工而成，本专利产品中，阀块底部通常具有符合ISO标准的安装面，对于通径为16毫米和25毫米规格的产品优先采用ISO5781、ISO6264等标准，当通径规格为10毫米时本产品采用与ISO4401-05相近的安装面，这些具有被更合理细分的安装面的组合产品可以和任何新的和现有的采用同类安装面的产品和液压控制系统相更合理地通用。

设置在阀块上的上述先导控制阀和二通插装阀通过适当的选择和组合可以实现几乎是液压控制系统中所有的控制功能，如方向控制、压力控制、流量控制、包括带单向阀的复合式控制等。位于阀块块体底部的安装面中二个主油口可以根据需要分别同液压系统中的高压输入端如直接来自液压泵的主供油回路等、次高压输入端如需要进行减压或顺序控制的液压系统的次高压端以及直接通执行机构的次高压端等，以及液压系统中的低压端和次低压端如流回油箱的回路及旁通的卸荷回路等相连接，从而将万能地运用于任意多种二个油口的液压回路中，按本实用新型人根据二通插装阀液阻理论提出的分解式液压回路设计法的原则，只需要用用少数几种差别很小的阀块块体、以及可供选用的二通插装阀、先导控制阀适当组合配组，简单地加以实现。这样，通过少量的模块化的组件的配组即可以实现液压控制产品中十分多样化的各种控制功能，既有利优化和提高技术性能也有利于明显改善整个产品的制造过程和供应链的资源配置和利用，实现节材化和节能化，大大降低成本。

本实用新型的产品结构方案，经局部和少量的变型，主要是块体，也可采用所谓的螺纹旋入式的安装孔的结构，和相应的专门设计的螺纹插装阀式控制组件，来构成在功能上与前述的由滑入式二通插装阀控制的方式几乎相同的组合式产品，以满足多样化的需要。

本实用新型在进一步变化块体的型式即采用基于法兰安装，符合SAE、ISO等有关法兰连接标准的安装块体，仍然采用上述结构中完全相同的二通插装阀控制组件或螺纹插装阀控制组件后，可以组成直接安装到各类采用相同的法兰安装和连接型式的液压泵、液压缸以及集成块的产品，实现几乎和上述二种结构相同的功能。本专利在变化块体的型式后，可以方便地添加单向阀元件，实现各种带单向阀的液压控制阀或具有单向阀功能的专门的二通插装阀控制组件的组合。

本实用新型不仅广泛适用于开关型控制及集成，而且在采用具有比例控制的先导级和主级控制组件后，同样适用于要求比例控制的场合。

本实用新型在进行一定的技术处理后，可以满足要求防爆、防燃、防腐蚀等环境或场合。

图1是本实用新型的组合式电控压力控制阀类产品的立体图，它带有一组先导控制阀101，101它由先导电磁换向阀111和叠加式先导压力控制阀121这两个先导控制阀组成，一个二通插装阀压力控制组件201，201它由座阀主级211和法兰式控制盖板221这两个组件组成，一个阀块块体301，由这三个部分为主配组成一种模块化的组合式电控压力控制阀。

先导控制阀111、121和二通插装阀座阀主级211的阀芯的轴心线是平行布置的。先导控制阀111、121均具有一个最多有四个油口的安装连接面，可参见14(带有阴影部分)，它们优先采用ISO4401-02和CETOP RP121H4.2-4P02规格(也可以采用CETOP03型规格)，从而具有较小的外形和重量。采用ISO4401-02时将用4根螺钉，采用CETOP RP121H4.2-4P02时为三根螺钉，来固定于阀块块体301。先导阀111、121可以根据需要采用不同的功能和组合并连通阀块块体301和二通插装阀法兰控制盖板221，对座阀主级211进行预控。二通插装阀201的座阀主级211采用滑入式插装结构，安装于靠近阀块块体301底部安装面上034(B)口的右侧(即图中右侧)的安装孔251内，该安装孔251的各径向尺寸及小端端部尺寸符合ISO7368标准，但总的深度被有意缩短了。它通过法兰式控制盖板221的四根螺钉固定251内。251内的座阀主级211可通过控制盖板221中设置调节杆装置或位移检出装置来实施对座阀主级211中阀芯可移动部分沿轴向运动时的位移移动控制和检测(诸如行程调节、终端行程控制、位移检测等)，现图中采用的是行程调节杆装置227。法兰盖板221的安装面241通过螺钉与销孔可与阀块块体的法兰式安装面371密封连接，安装面241它的连接尺寸已特意比ISO7368标准相同规格的连接尺寸要小，因此，由211和221组成的201，将可具有较小的外形尺寸和重量。201可通过采用各种不同控制功能的座阀主级和法兰控制盖板进行组配，并通过分别连通先导阀和阀块块体，实现可具有各种不同的控制功能的液压控制阀的组合，阀块块体301它的剖视图参见图5，它的底部安装面见图6中30带阴影部分(如图示，阀块体301它优先采用ISO5781标准，具有一个二通插装阀安装孔(251)，需要时也可以变型为采用具有二个主油口的阀块203(见图6)，二个二通插装阀安装孔分别为251、252，连接阀标准也可以为ISO6264、ISO4401等)，上述安装面(外部安装面)中有033(A)、034(B)两个主油口和两个控制油口035(x)、036(y)。033、034这两个主油口经阀内分别与二通插装阀21的底部出口021和侧部周边孔出口022相连通，形成主控制油路(功率级回路)，并可以同阀外液压回路系统相连通。控制油口035、036可以视需要将阀块内主油路，法兰盖板和先导控制阀的控制油路(油口)连通。阀块块体301通过201和液压回路系统的不同管路的连接，选择合适的组配，可以组合成几乎是所有类别控制功能的二油口的液压控制阀。如图1、图5，当主油口033与21的底部出口021相连通，并导入液压系统中的高压端(诸如液压泵的输入口)。主油口034与21的侧部出口022相连通，并连通液压系统的低压端(诸如回油箱的油路)，此时通过对101和201合适的配组几乎可以组合成类似图1的全部的溢流阀、电磁溢流阀、背压阀类别的液压控制阀。同样如图1，当主油口034与201的侧部出口022相连通，并导入液压系统中高压端，而主油口033与21的底部和021相连通导出次级高压，此时通过合适组配几乎可以组成全部的常开型减压阀、多级减压阀类液压控制阀。类似的主油口之间的连接和合适的组配还将可以形成许多二位二通的电液方向控制阀，包括具有节流功能(图2)或无泄漏功能(图中未列出)的二位二通电液方向控制阀。这些组合式二位二通的电液方向控制阀在传统产品中是没有或少见的。还有一种十分常用的方式(见图3)是当主油口034与211侧部周边孔出口0211相连通并导入高压级时，如果在阀块块体的左侧(靠近033口处)再设置一个安装孔252(见图8)，它是阀块体301的变型后另一种阀块体302，它的法兰连接面为372，导入二通插装阀202并使202底部与201底部相对接，212的侧面周边孔油口和主油口033成为次级高压(或低压)的输出口，此时通过201(201为二通插装阀压力补偿器组件)、202(202为二通插装阀节流阀组件)、111(111为先导调压阀组件)合适的组配将可以形成多种带压力补偿和调节的二通型流量控制阀(或称调速阀)(图3)，这种产品在传统产品中也是没有和少见的。还有一种非常常用的方式(见图4)，图4是在图3的基础上进行局部变型，即202如果改为一种内带控制活塞的推杆结构26，那么通过合适的组配，其主油口的连接为034口与201(201为二通插装阀方向控制组件)侧部周边孔油口022相连接，201的底部021与033口相连接，控制活塞的控制油口通过114和阀块块体底部安装面中有关控制油口引入通过合适的组配将可以组成带电磁先导换向的液控单向阀或液控平衡阀等类的液压控制阀。同样，这在传统产品中也是少见的。

这样，通过十分简单的方法几乎可以导出现有产品中的全部控制类别的二油口的板式连接阀，并创新出许多现有产品中尚无相同结构和类别的新的组合式的液压控制阀(上述的二位二通电液方向阀、带压力补偿和调节的二通型流量控制阀、带电磁先导换向的液控单向阀等，仅是其中几种)。这些功能和用途十分广泛的组合式液压控制阀中，十分重要的阀块块体实际上只要采用少数几种基本形式和外形的块体如图5、图6、图7、图8所示的301、302，302实际上是在301的基型上作了局部的变形。再加上少量几种用来组配的先导控制阀和各种模块化的二通插装阀控制组件来加以配组，即构成具有模块化和可配组的明显特征的几乎是任意的组合式液压控制阀产品。这些组合式液压控制阀产品不仅可以替代和重组现有的传统的二油口的三大类阀产品，而且创造了相当多的新型的液压控制产品，从而实现了对传统产品的整体性和规模性的革新和重组，具有十分广泛和深刻的经济和技术的价值。

由于各种组合式液压控制阀的阀块块体的外形上几乎相同，为区分起见，可在阀块块体表面注目处预留可用标志来加以区分和区别的永久性或临时性措施的部位，另一种有效的方式可以用表面涂层的不同颜色变化来加以区别外部相同但内部略有差别的不同类别的应用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.组合式液压控制阀，其特征在于，包括模块化的先导控制阀组件，模块化的二通插装阀控制组件，具有二个主油口的板式安装连接面的阀块块体，所述模块化的先导控制阀组件、模块化的二通插装阀控制组件通过组配后连接在阀块块体上构成组合式液压控制阀；

阀块块体内最多具有二个插装阀控制组件的座阀主级的安装孔，阀块块体二侧最多具有二个插装阀控制组件的法兰式控制盖板的安装面；

所述先导控制阀组件与阀块块体的安装面上最多具有四个油口；先导控制阀组件安装在阀块块体上部预留的安装面上，并通过螺钉进行固定；

二通插装阀控制组件由阀座主级和设置在阀座主级侧面的控制盖板组成；二通插装阀控制组件安装在阀块块体的侧面上，并通过螺钉紧固；

先导控制阀组件与二通插装阀控制组件的轴线相互平行，二通插装阀控制组件采用滑入式插装结构。

2.根据权利要求1所述的组合式液压控制阀，其特征在于，先导控制阀组件为先导压力控制阀。

3.根据权利要求1所述的组合式液压控制阀，其特征在于，先导控制阀组件为先导电磁换向阀。

4.根据权利要求1所述的组合式液压控制阀，其特征在于，先导控制阀组件为叠加式阀组。

5.根据权利要求1所述的组合式液压控制阀，其特征在于，先导控制阀组件为先导比例控制阀。

6.根据权利要求1所述的组合式液压控制阀，其特征在于，二通插装阀控制组件为方向控制插装阀。

7.根据权利要求1所述的组合式液压控制阀，其特征在于，二通插装阀控制组件为压力控制插装阀。

8.根据权利要求1所述的组合式液压控制阀，其特征在于，二通插装阀控制组件为流量控制插装阀。

9.根据权利要求1所述的组合式液压控制阀，其特征在于，二通插装阀控制组件为比例控制插装阀。

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