专利名称：串联并联转换液压阀的制作方法
技术领域：
本发明专利属于一种在液压系统中使多个执行元件实现串联和并联转换的液压 阀，它特别涉及液压系统中的多缸串联回路。
背景技术：
目前，液压控制技术在解决执行元件同步问题上所采用的方法大致有多缸串联 同步回路，同步液压马达回路，闭环控制同步回路，分流集流阀同步回路，机械刚性连接同 步回路等；另一问题就是要使多个执行元件产生连动，彼此运动速度保持一定的比例关系， 基本上也是采用分流集流阀，闭环控制，执行元件串联回路实现的。但是执行元件串联回 路，同步液压马达回路，分流集流阀回路都存在容易累积误差且误差消除困难的问题，而闭 环控制回路控制复杂，成本较高，机械刚性连接同步则往往因机器总体结构及环境的限制 而实施困难。
发明内容
本发明专利所要解决的问题是为液压同步或连动技术提供了一种液压阀，它的出现弥补了传统多缸串联回路的不足，不仅能可靠地实现串联同步和串联连动，而且能有效 地消除因泄漏产生的位置误差使之不产生累积，从而保证了同步或连动的精度，提高了多 缸串联回路的实用价值。本发明专利的技术问题通过以下技术方案实施一种能使多个液压执行元件工作状态实现串联和并联自由转换的液压阀，包括阀座(1)和配合于阀座(1)通孔内且可沿通 孔轴向移动的阀芯(2)。其特征在于通过变换阀芯(2)在阀座(1)内的位置，即可实现与
阀座(1)内油腔ApBpApBy A3、B3、A4、B4......相连的多个液压执行元件的连接关系实现
串联和并联的转换。如上所述的阀座(1)有一个通孔以及轴向成对顺序分布于通孔内的油腔Ap B1,
A2、b2、A3、B3、A4、B4......且各自引出通油孔至阀座(1)的外表面，用于直接或间接连接液
压执行元件。如上所述的阀芯(2)在其圆柱面上轴向成对顺序分布有A/ ,B1' ,A2' ,B2'、
A3'、B3‘ ,A4'、B4'......等油槽或油孔，并且A1' ,A2' ,A3'、A4'......互相连通，
B1' ,B2'、B3'、B4'......互相连通；同时阀芯(2)上还有 B1"、A2"、B2“、V、B3"、
A4"......等油槽或油孔轴向穿插分布于B/ ,A2'、B2‘ ,A3'、B3‘、A4'、B4'......等
油槽或油孔间，且油槽或油孔B1"和A2"、B2“和A3"、B3"和A4"......分别连通。如上所述的阀芯⑵位于阀座(1)的其中一端时，阀座(1)上的油腔Ap A2, A3、
A4......通过阀芯(2)上与之分别对应连通的油槽或油孔A1' ,A2'、A3‘、A/ ......互
相连通，阀座⑴上的油腔VB2、B3、B4......通过阀芯⑵上与之分别对应连通的油槽或
油孔B/ ,B2' ,B3'、B4‘......互相连通；而当阀芯(2)位于阀座(1)的另一端时，则阀
座(1)上的左右两端的第一道油腔A1和B4分别被阀芯(2)上的圆柱面封闭而不与任何油腔相通，阀座(1)上的油腔&和^為和^為和^......通过阀芯(2)的油槽或油孔B1"
和A2 “、B2 “和A3 〃、B3 〃和A4 〃 ......分别连通。该液压阀可通过各种形式的机构或先导控制来实现阀芯(2)在阀座(1)内的位置 切换，从而使阀座(1)所连接的多个液压执行元件的连接关系根据工作需要实现串联和并 联的转换，比如它可使多缸串联同步回路在串联状态下实现可靠的同步运动，而在每一个 工作循环中都能在并联状态下校正同步位置误差，避免了同步误差的积累，从而保证了同 步的精度。
图1为本发明专利的主视结构图(并联状态)图2为本发明专利的主视结构图(串联状态)图3为阀芯的主视剖视4为阀芯的俯视剖视5为阀座的俯视6为本发明专利的液压功能符号图7为本发明专利的第一实施例液压原理8为本发明专利的第二实施例液压原理9为本发明专利的第三实施例液压原理图
具体实施例方式以下结合上述附图对本发明专利再进行详细描述，本发明专利液压阀可基于使二 只以上的液压执行元件实现串联并联转换而设计，第一实施例基于使四只液压缸串联同 步而设计，阀座(1)和阀芯(2)均具有前述技术方案所描述的特征，阀座(1)具有油腔A” 81、八2、82、八3、83、八4、84共八道，阀芯(2)具有油槽八/ ,B1' ,A2' ,B2' ,A3' >B3' > A4'、 B4'共八道及油槽B1" ,A2"、B2 “、A3"、B3" .Α/共六道；本实施例采用上述阀座(1)和 阀芯(2)配合左阀盖(4)、右阀盖(3)、先导换向阀(5)及相关的密封件、连接螺丝、弹簧等 构成了完整的串联并联转换阀V2，其液压功能符号如附图6所示。参见图7，四只同型号液压缸Gp G2, G3、G4、0型中位功能的三位四通阀V1,以及上 述串联并联转换阀V2按图中所示方式连接，其中四只液压缸为双活塞杆且两端活塞杆直径 相等的结构。系统初次安装或者检修时，当IDT和3DT得电，四只液压缸在V2下位功能的作用下处于并联状态，即A、G2, G3、G4的下油腔互相连通，G1, G2, G3、G4的上油腔互相连通，此时在 V2下位功能的作用下，系统压力油可通过V1的右位功能同时进入Gi、G2、G3、G4的下油腔，而 G1^ G2, G3、G4的上油腔则通过V1回油，四只液压缸在压力油的作用下执行上升运动；当2DT 和3DT得电，四只液压缸在V2下位功能的作用下依然处理并联状态，此时在V2下位功能的 作用下，压力油可通过V1的左位功能进入Gp G2, G3、G4的上油腔，而Gp G2, G3> G4的下油腔 则通过V1回油，四只液压缸在压力油的作用下执行下降运动；如此反复上升下降运动若干 次，则液压系统管路中的空气可排除，并可确保四只液压缸都运动到最底端位置，从而确定 了初始的同步位置。
系统正常工作时，当IDT得电，3DT不得电，四只液压缸在V2上位功能的作用下处 于串联状态，即G1的上油腔与G2的下油腔连通，G2的上油腔与G3的下油腔连通，G3的上油 腔与G4的下油腔连通，此时在V2上位功能的作用下，系统压力油可通过V1的右位功能仅进 AG1的下油腔，推动G1执行上升动作，G1的上油腔产生压力并进入G2的下油腔推动G2执 行上升动作，G2的上油腔产生压力并进入G3的下油腔推动G3执行上升动作，G3的上油腔产 生压力并进入G4的下油腔推动G4执行上升动作，即四只液压缸同时执行上升动作，因四只 液压缸为同型号且为上下活塞杆等直径的液压缸，则液压缸上油腔和下油腔的作用面积相 等，因此液压缸在动作过程中，上油腔排油量总是等于下油腔充油量，则四只液压缸运动速 度相等，即四只液压缸执行同时同步上升动作；当液压缸G1上升到行程的末端位置时，此时 3DT得电，则四只液压缸工作状态转换为并联，即使液压缸62、63、64在上升过程中因密封问 题而泄油，在液压缸G1上升到行程的末端位置时还不能上升到行程的末端位置，因四只液 压缸在并联状态下下油腔同时充入液压油，因此能确保每只液压缸最终都运动到各自行程 的末端位置，从而调整了四只液压缸的同步位置；当2DT得电，3DT不得电时，根据上述原 理，四只液压缸处于串联状态，四只液压缸会同时同步下降，当液压缸G4下降到行程的起位 置时，此时3DT得电，则四只液压缸工作状态转换为并联，确保每只液压缸都运动到行程的 起始位置，从而调整了四只液压缸的同步位置。在每个运动周期中，液压缸都能得到同步位 置的调整，从而避免了因泄漏而产生的同步误差的积累，确保了同步精度能控制在理想的 范围。第二实施例基于使五只液压缸实现串联并联转换而设计，根据前述技术方案中 描述的阀座(1)和阀芯⑵，具体设计为阀座(1)具有油腔ApBpAyByAyByA^Bd B5 共十道，阀芯(2)具有油槽 A1' ,B1' ,A2' ,B2'、A3'、B3'、A4'、B/ ,A5'、B5‘共十 道及油槽B1"、A2“、B2“、A3〃 .B/、A4〃 .B/、A5“共八道。阀座(1)和阀芯(2)配合左 阀盖(4)、右阀盖(3)、先导换向阀(5)及相关的密封件、连接螺丝、弹簧等构成了完整的串 联并联转换阀V2，其控制五只液压缸Gp G2, G3、G4、G5实现串联并联转换并使之同步的原理 同第一实施例。第三实施例基于使三只液压马达实现串联并联转换而设计，根据前述技术方案中描述的阀座(1)和阀芯⑵，具体设计为阀座(1)具有油腔ApBpAyByApB3*六道， 阀芯⑵具有油槽A1'、B/ ,A2'、B2 ‘ ,A3'、B3‘共六道及油槽B1" ,A2"、B2 “ ,A3"共 四道。阀座(1)和阀芯(2)配合左阀盖(4)、右阀盖(3)、先导换向阀(5)及相关的密封件、 连接螺丝、弹簧等构成了完整的串联并联转换阀V2,其控制三只液压马达MpM2、M3实现串联 并联转换的原理同第一实施例，假如液压马达MpM2、M3的几何排量相等，则它们将实现同步 旋转，而假如液压马达Mp M2、M3的几何排量不相等，则它们的运动关系为连动，转速保持一 定的比例。
权利要求
一种能使多个液压执行元件工作状态实现串联和并联自由转换的液压阀，包括阀座(1)和配合于阀座(1)通孔内且可沿通孔轴向移动的阀芯(2)，其特征在于通过变换阀芯(2)在阀座(1)内的位置，即可实现与阀座(1)内油腔A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、B4......相连的多只液压缸或其它液压执行元件的连接关系进行串联和并联的转换。
2.如权利要求1所述的阀座(1)，其特征在于阀座(1)有一个通孔以及轴向成对顺序分布于通孔内的油腔ApBpA2.B2、A3、B3、A4、B4......且各自引出通油孔至阀座(1)的外表面，用于直接或间接连接液压执行元件。
3.如权利要求1所述的阀芯(2)，其特征在于阀芯(2)圆柱面上轴向成对顺序分布有 A”B/ ,A2'、B2‘ ,A3' >B3'、A4‘ ,B4'......等油槽或油孔，并且 A1' ,A2' ,A3'、A4'......互相连通，B/ ,B2' ,B3' >B4'......互相连通；同时阀芯(2)上还有B1“、A2"、B2“、A3“、B3“、A4〃 ......等油槽或油孔轴向穿插分布于B/ ,A2' ,B2' ,A3'、B3'、A4'、B4'......等油槽或油孔间，且油槽或油孔B1"和A2"、B2“和A3"、B3"和A4"......分别连通。
4.如权利要求1至3所述的阀芯(2)和阀座(1)，其特征在于阀芯(2)位于阀座(1)的其中一端时，阀座⑴上的油腔VA2、A3、A4......通过阀芯⑵上与之分别对应连通的油槽或油孔A1' ,A2' ,A3'、K'......互相连通，阀座(1)上的油腔81、82工3、84......通过阀芯(2)上与之分别对应连通的油槽或油孔B1' ,B2' ,B3'、Β4'......互相连通；而当阀芯(2)位于阀座(1)的另一端时，则阀座(1)上的左右两端的第一道油腔A1和B4分别 被阀芯⑵上的圆柱面封闭而不与任何油腔相通，阀座⑴上的油腔^和^為和^為和 A4......通过阀芯(2)的油槽或油孔B1"和A2" ,B2"和A3" ,B3"和A4"......分别连通。
全文摘要
一种串联并联转换液压阀，该液压阀可使与之相连的多个液压执行元件实现连接关系的串联并联转换。如果与之相连的是多只同型号且等直径双活塞杆液压缸，则当它们工作于串联状态时，可实现同步动作，而当它们工作于并联状态时，既可消除因泄漏导致的各液压缸之间的同步误差，调整各液压缸之间的同步位置，同时又可加大液压缸的整体输出力。本发明克服了现有执行元件串联回路补偿泄漏困难，位置误差容易累积的缺陷，从而提高了执行元件串联回路的应用价值，同时也为液压系统同步或连动技术提供了一个控制简单、成本较低、精度较高的液压阀。
文档编号F15B13/06GK101839265SQ20091024604
公开日2010年9月22日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年3月18日
发明者卢志刚 申请人:卢志刚