电液控比例换向阀的制作方法

1.本发明涉及换向阀技术领域，具体涉及一种电液控比例换向阀。


背景技术：

2.电液控比例换向阀作为煤矿用液压支架的核心控制元件，目前在国内外应用较多的主要有主阀芯、先导阀及电磁铁组成。在液压支架控制系统中，电液控主阀通过控制器输出的电信号控制电磁铁开关，进而控制先导阀芯的启闭，最终控制主阀芯的动作。
3.电液控比例换向阀的主阀为开关式结构，近年来，随着综采工作面对采煤作业要求的提高，对电液控比例换向阀稳定性能、动态性能及寿命要求越来越严格，同时采煤作业过程中对执行器位置以及速度的控制愈发重要，所以传统的开关式换向阀开始显现出其缺陷，而比例控制方案则能适应所需控制要求。相关技术中的比例阀以滑阀结构为主，但是，当工作液为水基介质时，由于水介质粘度低、润滑性能差，对滑阀配合间隙要求较高，间隙过大，则泄漏严重；间隙稍小，则容易卡滞，因此，滑阀结构不适用于水基介质，导致比例阀存在适用范围小的问题。此外，滑阀还存在加工和装配难度大的问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的实施例提出一种电液控比例换向阀，以解决相关技术中比例阀存在的加工难度大、装配难度大和适用范围小的技术问题。
6.根据本发明实施例的电液控比例换向阀包括：
7.壳体，所述壳体具有安装腔、第一进液通道、第一回液通道和工作液通道；
8.主阀，所述主阀设置在所述安装腔内，所述主阀包括主阀体、阀芯组件和第一复位弹簧，所述主阀体具有阀腔、进液口、回液口、先导口和工作口，所述进液口与所述第一进液通道连通，所述回液口与所述第一回液通道连通，所述工作口与所述工作液通道连通，所述阀腔具有周壁面，所述阀腔具有在所述主阀体的轴向上相对第一侧面和第二侧面，所述阀芯组件设在所述阀腔内，所述工作口通过所述阀芯组件可切换地与所述进液口和回液口连通，所述阀芯组件的部分外周面与所述阀腔的部分周壁面间隙配合，所述阀芯组件具有在所述主阀体的轴向上相对的第一接触部和第二接触部，所述第一接触部沿所述主阀体的轴向的投影面积等于所述第二接触部沿所述主阀体的轴向的投影面积，所述第一复位弹簧的两端分别抵靠在所述第一侧面和所述阀芯组件的一部分上；和
9.先导阀，所述先导阀与所述先导口连通。
10.根据本发明实施例的电液控比例换向阀具有适用范围广、方便加工和装配等优点。
11.在一些实施例中，所述回液口在所述主阀体的轴向上位于所述进液口和所述先导口之间，所述工作口开设在所述第一侧面上，所述进液口在所述主阀体的轴向上位于所述进液口和所述工作口之间；
12.所述阀腔包括进液控制腔、进液腔、回液腔、先导控制腔和回液控制腔，所述进液控制腔连通所述工作口和所述阀芯组件的内腔，所述进液腔与所述进液口连通，所述回液腔与所述回液口连通，所述先导控制腔与所述先导口连通，所述回液阀控制腔与所述阀芯组件的内腔连通；
13.所述阀芯组件具有进液阀口和回液阀口，所述阀芯组件包括进液阀芯和回液阀芯，所述阀芯组件能够沿所述主阀体的轴向移动，以便所述进液阀口阻隔或者连通所述进液腔和所述阀芯组件的内腔，所述回液阀芯能够相对所述进液阀芯沿所述主阀体的轴向移动，以便所述回液阀口连通或者阻隔所述回液腔和所述阀芯组件的内腔。
14.在一些实施例中，所述主阀进一步包括：
15.第一阀座，所述第一阀座设在所述阀腔内，所述第一阀座位于所述进液腔和所述回液腔之间，所述第一阀座的外周面与所述阀腔的周壁面相连，所述第一阀座具有第一通孔和连通腔，所述连通腔连通所述第一通孔和所述进液腔，所述第一通孔、所述连通腔和所述主阀体的轴向相同，所述进液阀芯具有第一连通口，所述第一连通口贯穿所述进液阀芯的周壁，所述第一连通口和所述连通腔形成所述进液阀口；和
16.第二阀座，所述第二阀座在所述主阀体的轴向上设置在所述进液阀芯的远离所述第一侧面的一端，所述第二阀座的至少一部分位于所述回液腔内，所述第二阀座的至少一部分在所述主阀体的轴向上位于所述进液阀芯和所述回液阀芯之间，所述第二阀座具有第二通孔，所述第二通孔能够连通所述进液阀芯的内腔和所述回液阀芯的内腔。
17.在一些实施例中，所述进液阀芯具有第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体连通，所述第一腔体的周壁面的径向尺寸大于所述第二腔体的周壁面的径向尺寸，所述第一复位弹簧的所述另一端位于所述第一腔体内；
18.所述回液阀芯具有第三腔体和第四腔体，所述第二通孔能够连通所述第二腔体和所述第三腔体，所述第四腔体与所述回液阀控制腔连通，所述第三腔体的周壁面的径向尺寸大于所述第四腔体的周壁面的径向尺寸，所述第二腔体的周壁面的径向尺寸等于所述四腔体的周壁面的径向尺寸，所述第三腔体的周壁面的径向尺寸小于所述第一腔体的周壁面的径向尺寸。
19.在一些实施例中，所述进液阀芯包括第一段、第二段和第三段，所述第二段连接在所述第一段和所述第三段之间，所述第二段的外周面的径向尺寸大于所述第一段的外周面的径向尺寸，所述第一段的外周面的径向尺寸大于所述第三段的外周面的径向尺寸，所述第一腔体的周壁面的径向尺寸等于所述第三段的外周面的径向尺寸，所述第一段的外周面的径向尺寸等于所述连通腔的周壁面的径向尺寸；
20.所述回液阀芯包括第四段和第五段，所述第一段的外周面的径向尺寸等于所述第四段的外周面的径向尺寸，所述第三段的外周面的径向尺寸等于所述第五段的外周面的径向尺寸。
21.在一些实施例中，所述第一段的一端伸入所述进液阀控制腔内，所述第二段的至少一部分位于所述进液腔内，所述第三段穿过所述第一通孔。
22.在一些实施例中，进一步包括第二复位弹簧，所述第二复位弹簧的至少一部分位于所述第三腔体内，所述第二复位弹簧的一端抵靠在所述第二阀座上，所述第二复位弹簧的另一端抵靠在所述回液阀芯上。
23.在一些实施例中，所述先导阀包括：
24.先导阀体，所述先导阀体具有供液通道、减压通道和卸荷通道，所述壳体具有第二进液通道和第二回液通道，所述第二进液通道与所述供液通道连通，所述第二回液通道与所述卸荷通道连通，所述减压通道与所述先导口连通；
25.阀套，所述阀套安装在所述先导阀体内并具有依次排列的供液腔、减压腔和卸荷腔，所述供液腔与所述供液通道连通，所述减压腔与所述减压通道连通；
26.减压阀芯，所述减压阀芯与所述先导阀体可滑动地相连并至少一部分位于所述供液腔和所述减压腔内，所述减压腔的内表面与所述减压阀芯的外表面之间构成开度可调的减压阀口；
27.溢流阀芯，所述溢流阀芯与所述先导阀体可滑动地相连，所述溢流阀芯的外表面与所述卸荷腔的内表面之间构成开度可调的溢流阀口，所述溢流阀口将所述卸荷腔分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述减压腔连通，所述第二腔室与所述卸荷通道连通，所述溢流阀芯位于所述第一腔室内并与所述减压阀芯相连，所述减压阀芯能够带动所述溢流阀芯移动以便于打开所述溢流阀口；
28.弹性件，所述弹性件连接所述溢流阀芯和所述先导阀体并朝关闭所述溢流阀口的方向压迫所述溢流阀芯；和
29.电
‑
机械转换元件，所述电
‑
机械转换元件与所述减压阀芯驱动相连以便于平衡所述供液通道和减压通道之间的压力差。
30.在一些实施例中，所述阀套包括依次排列的供液阀套、减压阀套和卸荷阀套，所述供液腔成型于所述供液阀套，所述减压腔和所述第一腔室成型于所述减压阀套，所述第二腔室成型于所述卸荷阀套，所述供液阀套与所述减压阀套过盈配合，所述供液阀套和所述减压阀套之间夹设有减压阀座，所述减压阀套与所述卸荷阀套过盈配合并通过螺纹件相连，所述减压阀套与所述卸荷阀套之间夹设有溢流阀座，所述减压阀套上设有连通所述减压腔和所述第一腔室的引流斜孔，所述卸荷阀套与所述壳体螺纹配合。
31.在一些实施例中，所述减压阀套包括第一阀套和第二阀套，所述第一阀套与所述第二阀套过盈配合，所述减压腔成型于所述第一阀套，所述第一腔室成型于所述第二阀套，所述减压阀芯设有第一引流孔，所述溢流阀芯上设有第二引流孔，所述减压腔通过所述第一引流孔和所述第二引流孔与所述第一腔室连通。
附图说明
32.图1是根据本发明一个实施例的电液控比例换向阀的结构示意图。
33.图2是图1的控制系统图。
34.图3是根据本发明另一个实施例的电液控比例换向阀的结构示意图。
35.图4是图3的剖视图。
36.图5是图4中主阀的结构示意图。
37.图6是图5中主阀的第一主阀体处的结构示意图。
38.图7是图5中主阀的第二主阀体处的结构示意图。
39.图8是图4中主阀换向后的结构示意图。
40.图9是根据本发明一个实施例的电液控比例换向阀的主阀的另一结构示意图。
41.图10图9中主阀换向后的结构示意图。
42.图11是图4中先导阀的结构示意图。
43.图12是图11的局部结构示意图。
44.图13是图11中减压阀芯和溢流阀芯连接处的示意图，其中，溢流阀口处于关闭状态。
45.图14是图11中减压阀芯和溢流阀芯连接处的示意图，其中，溢流阀口处于打开状态。
46.图15是根据本发明一个实施例的电液控比例换向阀的先导阀的另一结构示意图。
47.图16是图15中减压阀芯和溢流阀芯连接处的示意图，其中，溢流阀口处于关闭状态。
48.图17是图15中减压阀芯和溢流阀芯连接处的示意图，其中，溢流阀口处于打开状态。
49.附图标记：
50.电液控比例换向阀1000；
51.壳体1；
52.第二回液通道1001；第二进液通道1002；先导液控制通道1003；第一回液通道1004；第一进液通道1005；第二工作液通道1006；第一工作液通道1007；总回液口1008；总进液口1009；壳体工作口1010；
53.主阀2；
54.第一主阀体100；进液口101；进液腔110；进液阀控制腔120；工作口102；
55.第二主阀体200；回液口201；先导口202；回液腔210；先导控制腔220；回液阀控制腔230；
56.第一阀座300；连通腔301；
57.第二阀座400；第二通孔401；
58.进液阀芯500；第一连通口501；第一腔体502；第二腔体503；第一段510；第二段520；第三段530；
59.回液阀芯600；第三腔体601；第四腔体602；第二连通口603；第四段610；第五段620；
60.第一密封圈710；第二密封圈720；第三密封圈730；第四密封圈740；第五密封圈750；钢丝挡圈760；
61.第一复位弹簧810；第二复位弹簧820；
62.先导阀3；
63.先导阀体901；供液通道11；减压通道12；卸荷通道13；
64.阀套902；供液阀套21；供液腔211；减压阀套22；第一阀套221；减压腔2211；第二阀套222；第一腔室2221；引流斜孔223；卸荷阀套23；第二腔室231；减压阀口24；溢流阀口25；
65.减压阀芯903；导流锥面31；阶梯面32；第一引流孔33；限位销34；
66.溢流阀芯904；第二引流孔41；限位凸缘42；螺旋槽421；
67.弹性件905；溢流弹簧51；
68.比例电磁铁906；顶杆61；
69.杠杆907；减压阀座908；溢流阀座909；
70.回液单向阀4；
71.进液单向阀5；
72.进液过滤器6。
具体实施方式
73.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
74.如图1至图17所示，根据本发明实施例的电液控比例换向阀1000包括壳体1、主阀2和先导阀3。壳体1具有安装腔、第一进液通道1005、第一回液通道1004和工作液通道，主阀2设置在安装腔内。
75.主阀2包括主阀体、阀芯组件和第一复位弹簧810。主阀体具有阀腔、进液口101、回液口201、先导口202和工作口102，进液口101与第一进液通道1055连通，回液口201与第一回液通道1004连通，工作口102与工作液通道连通。阀腔具有周壁面、第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面在主阀体的轴向(如图5中的左右方向)上相对设置。
76.具体地，主阀体包括第一主阀体100和第二主阀体200，第一主阀体100和第二主阀体200在主阀体的轴向上相对设置。第一侧面设在第一主阀体100内，第二侧面设在第二主阀体200内。即，第一侧面为第一主阀体100的内侧端面，第二侧面为第二主阀体200的内侧端面。
77.阀芯组件设在阀腔内，阀芯组件的部分外周面与阀腔的部分周壁面间隙配合。阀芯组件第一接触部和第二接触部，第一接触部朝向主阀体的轴向上的一侧(如图5中主阀体的右侧)，第二接触部朝向主阀体的轴向上的另一侧(如图5中主阀体的左侧)。
78.第一接触部沿主阀体的轴向的投影面积等于第二接触部沿主阀体的轴向的投影面积。可以理解的是，第一接触部包括阀芯组件的多个朝向右侧的接触面，第二接触部包括阀芯组件的多个朝向左侧的接触面，第一接触部从右向左的投影面积之和等于第二接触部从左向右的投影面积之和。从而，阀芯组件的右侧在阀腔内受到的工作液压力等于阀芯组件的左侧在阀腔内受到的工作液压力，从而阀芯组件的左右两侧在阀腔内受到的工作液压力平衡。
79.第一复位弹簧810的一端抵靠在(如图5中第一复位弹簧810的右端)第一侧面上，第二复位弹簧820的另一端(如图5中第一复位弹簧810的左端)抵靠在阀芯组件的一部分上。
80.先导阀3与先导口202连通，以便通过先导阀3向第二侧面提供压力可调的先导液。
81.根据本发明实施例的主阀2，阀芯组件在主阀体的轴向上的两侧受到阀腔内工作液的压力相等，阀芯组件在阀腔内受到的合力为第一复位弹簧810的弹力，阀芯组件在第一复位弹簧810的弹力作用下趋向于左侧，控制主阀2换向只需通过先导阀3对阀芯组件的第二侧面提供先导液，利用先导液对第二侧面施加与第一复位弹簧810匹配的驱动力(先导压力)。第一复位弹簧810的弹力为线性变化，通过调节先导阀3施加给第二侧面的先导压力，即可以实现阀芯组件的阀口开度的调节，实现阀口流量的比例控制。
82.本发明实施例的电液控比例换向阀1000的主阀2采用座阀结构，与相关技术中的
滑阀相比，可降低由于配合间隙带来的内泄漏大或摩擦力大的问题，使得电液控比例换向阀1000可以适用于水基介质。此外，本发明实施例的电液控比例换向阀1000的的主阀2采用座阀结构，其加工和装配精度比滑阀要求低，从而本发明实施例的电液控比例换向阀1000的加工和装配难度也更低。
83.因此，根据本发明实施例的电液控比例换向阀1000具有适用范围广、加工难度低和装配难度低等优点。
84.优选地，先导阀3提供的先导压力呈线性变化。
85.由此，第一复位弹簧810的弹力为线性变化，先导阀3的先导压力呈线性变化，使得阀芯组件的阀口开度可以呈线性变化，从而给实现阀口流量的连续控制。
86.如图5
‑
图10所示，工作口102、进液口101、回液口201和先导口202从右到左依次间隔设置。具体地，回液口201沿主阀体的轴向位于进液口101和先导口202之间，工作口102开设在第一侧面上，进液口101位于回液口201的邻近第一侧面的一侧，先导口202位于回液口201的邻近第二侧面的一侧。
87.阀腔包括进液阀控制腔120、进液腔110、回液腔210、先导控制腔220和回液阀控制腔230。进液阀控制腔120连通工作口102和阀芯组件的内腔，进液腔110与进液口101连通，回液腔210与回液口201连通，先导控制腔220与先导口202连通，回液阀控制腔230与阀芯组件的内腔连通。
88.阀芯组件具有进液阀口和回液阀口，阀芯组件包括进液阀芯500和回液阀芯600，阀芯组件能够沿主阀体的轴向移动，以便进液阀口阻隔或者连通进液腔110和阀芯组件的内腔。也就是说，阀芯组件沿主阀体的轴向移动到一个位置并继续移动时，进液阀口能够连通进液腔110和阀芯组件的内腔；阀芯组件沿主阀体的轴向返回到该一个位置并继续返回时，进液阀口能够阻隔进液腔110和阀芯组件的内腔。
89.回液阀芯600能够相对进液阀芯500沿主阀体的轴向移动，以便回液阀口连通或者阻隔回液腔210和阀芯组件的内腔。也就是说，回液阀芯600相对进液阀芯500沿主阀体的轴向移动到另一个位置并继续移动时，回液阀口能够阻隔回液腔210和阀芯组件的内腔；回液阀芯600相对进液阀芯500沿主阀体的轴向返回到该另一个位置并继续返回时，回液阀口能够连通回液腔210和阀芯组件的内腔。
90.可以理解的是，阀芯组件在第一主阀体100内受到的沿主阀体轴向的工作液压力的合力等于阀芯组件在第二主阀体200内受到的沿主阀体轴向的工作液压力的合力。
91.在一些实施例中，如图5
‑
图10所示，本发明实施例的主阀2进一步包括第一阀座300和第二阀座400。
92.第一阀座300设在阀腔内，第一阀座300位于进液腔110和回液腔210之间，第一阀座300的外周面与阀腔的周壁面相连。具体地，第一阀座300的一部分位于第一主阀体100内，且第一阀座300的该一部分连接在第一主阀体100的右端，第一阀座300的另一部分位于第二主阀体200内，且第一阀座300的该另一部分连接在第二主阀体200的右端。
93.第一阀座300具有第一通孔和连通腔301，连通腔301连通第一通孔和进液腔110，第一通孔、连通腔301和主阀体的轴向相同。
94.进液阀芯500具有第一连通口501，第一连通口501贯穿进液阀芯500的周壁，第一连通口501和连通腔301形成进液阀口。
95.可以理解的是，阀芯组件沿主阀体的轴向移动，第一连通口501与连通腔301连通时，进液阀口连通进液腔110和阀芯组件的内腔；第一连通口501与连通腔301不连通时，进液阀口连阻隔进液腔110和阀芯组件的内腔。
96.第二阀座400设在进液阀芯500的在主阀体的轴向上远离第一侧面的一端(如图5中的进液阀芯500的左端)，第二阀座400的至少一部分位于回液腔210内，且第二阀座400的至少一部分在主阀体的轴向上位于进液阀芯500和回液阀芯600之间。第二阀座400具有第二通孔401，第二通孔401能够连通进液阀芯500的内腔和回液阀芯600的内腔。
97.可以理解的是，回液阀芯600沿主阀体的轴向移动，回液阀芯600与第二阀座400接触时，回液阀口阻隔回液腔210和阀芯组件的内腔；回液阀芯600脱离第二阀座400时，回液阀口连通回液腔210和阀芯组件的内腔。
98.在一些实施例中，如图5
‑
图10所示，进液阀芯500具有第一腔体502和第二腔体503。第一腔体502与第二腔体503连通，且第一腔体502的周壁面的径向尺寸大于第二腔体503的周壁面的径向尺寸，第一复位弹簧810的另一端位于第一腔体502内。
99.如图5、图6、图9和图10所示，第一复位弹簧810的右端抵靠在第一侧面上，第一复位弹簧810的左端抵靠在第一腔体502和第二腔体503之间的第一台阶面上。可以理解的是，该第一台阶面可以是平面，也可以是锥面，或者其它类型的与第一腔体502的周壁面和第二腔体503的周壁面均相交的面。
100.因此，进液阀芯500能够在第一弹簧的弹力作用下向左移动，或者进液阀芯500能够在第一弹簧的弹力作用下与第一阀座300相接触，进而使进液口101关闭，即进液阀口阻隔进液腔110和阀芯组件的内腔。
101.如图5
‑
图10所示，回液阀芯600具有第三腔体601和第四腔体602，第二通孔401能够连通第二腔体503和第三腔体601，第三腔体601设在第四腔体602的右侧。
102.第四腔体602与回液阀控制腔230连通，回液阀口设在第三腔体601的右侧，第三腔体601的周壁面的径向尺寸大于第四腔体602的周壁面的径向尺寸，因此，有利于回液阀口连通或者阻隔回液腔210和阀芯组件的内腔。
103.第二腔体503的周壁面的径向尺寸等于四腔体的周壁面的径向尺寸，第三腔体601的周壁面的径向尺寸小于第一腔体502的周壁面的径向尺寸。因此，第一台阶面在主阀体的轴向上的投影的面积等于回液阀芯600的左端面在主阀体的轴向上的投影的面积。此外，有利于回液阀芯600与第二阀座400接触时形成的环形接触线的直径等于第一腔体502的周壁面的径向尺寸，以保证阀芯组件在阀腔内受到工作液的平衡压力。
104.由此，本发明实施例的主阀2有利于阀芯组件在第一主阀体100内受到的沿主阀体轴向的工作液压力的合力等于阀芯组件在第二主阀体200内受到的沿主阀体轴向的工作液压力的合力。
105.在一些实施例中，如图5
‑
图10所示，进液阀芯500包括第一段510、第二段520和第三段530，第二段520连接在第一段510和第三段530之间，回液阀芯600包括第四段610和第五段620。第一段510的一端(如图5中第一端的右端)伸入进液阀控制腔120内，第二段520的至少一部分位于进液腔110内，第三段530穿过第一通孔。
106.第二段520的外周面的径向尺寸大于第一段510的外周面的径向尺寸，第一段510的外周面的径向尺寸大于第三段530的外周面的径向尺寸，第一腔体502的周壁面的径向尺
寸等于第三段530的外周面的径向尺寸，第一段510的外周面的径向尺寸等于连通腔301的周壁面的径向尺寸。
107.因此，进液阀芯500的右侧的能够与工作液接触的面在主阀体的轴向上的投影面积之和等于进液阀芯500的左侧的能够与工作液接触的面在主阀体的轴向上的投影面积之和。
108.第一段510的外周面的径向尺寸等于第四段610的外周面的径向尺寸，第三段530的外周面的径向尺寸等于第五段620的外周面的径向尺寸。
109.因此，阀芯组件的右侧的能够与工作液接触的面在主阀体的轴向上的投影面积之和等于阀芯组件的左侧的能够与工作液接触的面在主阀体的轴向上的投影面积之和。
110.由此，本发明实施例的主阀2有利于阀芯组件在第一主阀体100内受到的沿主阀体轴向的工作液压力的合力等于阀芯组件在第二主阀体200内受到的沿主阀体轴向的工作液压力的合力。
111.在一些实施例中，如图5
‑
图7所示，进液阀控制腔120、进液腔110、回液腔210、先导控制腔220和回液阀控制腔230沿主阀体的轴向依次间隔设置，第四段610位于回液腔210和先导控制腔220之间，第四腔体602贯穿回液阀芯600的邻近第二侧面的一端，第四腔体602与回液阀控制腔230连通。因此，先导控制腔220内不通入工作液时，第四段610的右侧受到工作液压力，回液阀芯600能够向左移动，使回液口201开启，即回液阀口连通回液腔210和阀芯组件的内腔。
112.在其他实施例中，如图9和图10所示，进液阀控制腔120、进液腔110、回液腔210、回液阀控制腔230和先导控制腔220沿主阀体的轴向依次间隔设置，第四段610位于回液腔210和先导控制腔220之间，回液阀芯600还具有第二连通口603，第二连通口603连通第四腔体602和回液阀控制腔230。因此，先导控制腔220内不通入工作液时，第四段610的右侧受到工作液压力，回液阀芯600能够向左移动，使回液口201开启，即回液阀口连通回液腔210和阀芯组件的内腔。
113.如图5
‑
图10所示，本发明实施例的主阀2进一步包括第一密封圈710、第二密封圈720、第三密封圈730、第四密封圈740、第五密封圈750和钢丝挡圈760。
114.如图5
‑
图10所示，第一密封圈710设在进液阀控制腔120和进液腔110之间，以对进液阀控制腔120和进液腔110进行密封。具体地，第二主阀体200的内周面设有第一环形凹槽，第一密封圈710设在第一环形凹槽内，第一密封圈710与进液阀芯500的第一段510的外周面相接触。
115.如图5
‑
图10所示，第二密封圈720设在连通腔301和回液腔210之间，以对连通腔301和回液腔210进行密封。具体地，第一阀座300的内周面具有第二环形凹槽，第二密封圈720设在第二环形凹槽内，第二密封圈720与进液阀芯500的第三段530的外周面相接触。
116.如图5
‑
图7所示，第三密封圈730设在回液腔210和先导控制腔220之间，以对回液腔210和先导控制腔220进行密封。第四密封圈740设在先导控制腔220和回液阀控制腔230之间，以对先导控制腔220和回液阀控制腔230进行密封。第五密封圈750位于第二阀座400和进液阀芯500之间的间隙内，以对回液腔210和进行阀芯的第二腔体503进行密封。
117.如图9和图10所示，第三密封圈730设在回液腔210和回液阀控制腔230之间，以对回液腔210和回液阀控制腔230进行密封。第四密封圈740设在先导控制腔220和回液阀控制
腔230之间，以对先导控制腔220和回液阀控制腔230进行密封。第五密封圈750位于进液阀芯500的第三段530的外周面和第二阀座400的与第三段530对应的内周面之间，以对回液腔210和进行阀芯的第二腔体503进行密封。
118.具体地，回液阀芯600的第四段610的外周面设有第三凹槽，第三密封圈730设在第三凹槽内，第三密封圈730与第一主阀体100的内周面相接触。回液阀芯600的第五段620的外周面设有第四凹槽，第四密封圈740设在第四凹槽内，第四密封圈740与第一主阀体100的内周面相接触。
119.如图5
‑
图10所示，钢丝挡圈760设在进液阀芯500的第三段530的外周面和第二阀座400的与第三段530对应的内周面之间，从而将进液阀芯500和第二阀座400进行固定，使进液阀芯500和第二阀座400连接在一起。
120.在一些实施例中，如图9和图10所示，本发明实施例的主阀2进一步包括第二复位弹簧820，第二复位弹簧820的至少一部分位于第三腔体601内，第二复位弹簧820的一端(如图9中第二复位弹簧820的右端)与第二阀座400相接触，且第二复位弹簧820的另一端(如图9中第二复位弹簧820的左端)与回液阀芯600相接触。
121.具体地，第二复位弹簧820的右端与第二阀座400相抵，第二复位弹簧820的左端伸入第三腔体601内，且第三复位弹簧的左端与第三腔体601和第四腔体602之间的第二台阶面相抵。可以理解的是，第二台阶面可以是平面，可以是锥面，也可以是其它类型的能够与第三腔体601的周壁面和第四腔体602的周壁面均相交的面。
122.因此，第二复位弹簧820有利于回液阀芯600向左侧移动，便于回液阀芯600复位。
123.在一些实施例中，如图5
‑
图10所示，连通腔301的邻近第一侧面的一侧设有第一锥形口，第二段520的部分外周面为锥面，连通腔301的周壁面与第一锥形口的周壁面相交形成的环形棱边与能够与锥面相切，第一连通口501、连通腔301和第一锥形口形成进液阀口。因此，有利于提高进液阀口的工作液流动的稳定性
124.第三腔体601的邻近第一侧面的一侧设有第二锥形口，第二锥形口形成回液阀口，第二阀座400的邻近第二侧面的一侧设有环形凸面，环形凸面能够与第二锥形口的周壁面相切。因此，第二阀座400能够控制回液阀口的开闭及开度，第二阀座400还能够提高阀芯组件的定心能力，为阀芯组件提供导向作用。
125.如图9和图10所示，进液口101倾斜设置，进液口101的与进液腔110连通的一端向远离第一侧面的一侧(如图9中的左侧)倾斜，因此有利于从进液口101进入的工作液进入连通腔301内。先导口202倾斜设置，先导口202的与回液阀控制腔230连通的一端向邻近第二侧面的一侧(如图9中的左侧)倾斜，因此有利于从先导口202进入的工作液进入回液阀控制腔230内。
126.如图1至图4、图11至图17所示，先导阀3包括先导阀体901、阀套902、减压阀芯903、溢流阀芯9044、弹性件905和电
‑
机械转换元件。先导阀体901具有供液通道11、减压通道12和卸荷通道13。壳体1具有第二进液通道1002和第二回液通道1001，第二进液通道1002与供液通道11连通，第二回液通道1001与卸荷通道13连通，减压通道12与先导口202连通。
127.阀套902安装在先导阀体901内并具有依次排列的供液腔211、减压腔2211和卸荷腔，供液腔211与供液通道11连通，减压腔2211与减压通道12连通。减压阀芯903与先导阀体901可滑动地相连并至少一部分位于供液腔211和减压腔2211内，减压腔2211的内表面与减
压阀芯903的外表面之间构成开度可调的减压阀口24。
128.溢流阀芯9044与先导阀体901可滑动地相连，溢流阀芯9044的外表面与卸荷腔的内表面之间构成开度可调的溢流阀口25，溢流阀口25将卸荷腔分隔为第一腔室2221和第二腔室231，第一腔室2221与减压腔2211连通，第二腔室231与卸荷通道13连通，溢流阀芯9044位于第一腔室2221内并与减压阀芯903相连，减压阀芯903能够带动溢流阀芯9044移动以便于打开溢流阀口25。
129.弹性件905连接溢流阀芯9044和先导阀体901并朝关闭溢流阀口25的方向压迫溢流阀芯9044。弹性件905为溢流弹簧51并位于第一腔室2221内，溢流阀芯9044的背离减压阀芯903的一端设有止挡部，溢流弹簧51套设在溢流阀芯9044上并夹设在止挡部和阀套902之间。电
‑
机械转换元件与减压阀芯903驱动相连以便于平衡供液通道11和减压通道12之间的压力差。
130.根据本发明实施例的先导阀3，通过将电
‑
机械转换元件的输出量作用于减压阀芯903，以控制减压阀口24开度，由此控制输出压力。通过在减压阀芯903上串联溢流阀芯9044，在减压通道12输出压力过大时，减压阀芯903带动溢流阀芯9044移动以打开溢流阀口25，以使控制工作液由卸荷通道13流出，由此使得减压阀口24压力恢复至调定值，减压阀芯903得以重新回到平衡位置，保证减压阀口24的输出压力稳定。而且，通过设置减压阀口24节流来实现减压功能，避免通过细长阻尼孔进行减压时带来的加工难度，以及阻尼孔易堵塞的缺点，先导阀3的加工、装配难度低。
131.在一些实施例中，如图13、图14、图16和图17所示，先导阀3进一步包括与减压阀芯903相连的限位销34，限位销34为两个并同轴设置。减压阀芯903的第一端面设有配合槽，配合槽为圆柱形槽。限位销34的至少一部分位于配合槽内并与配合槽的底面间隔开，溢流阀芯9044的第一端设有限位凸缘42，限位凸缘42配合在配合槽内，限位凸缘42位于限位销34和配合槽的底面之间。
132.由此，在减压通道12输出压力过大而使减压阀芯903相对先导阀体901朝电
‑
机械转换元件移动时，能够通过限位销34止抵限位凸缘42以带动溢流阀芯9044同时移动，由此打开溢流阀口25，实现溢流卸荷功能。
133.在一些实施例中，如图11、图12、图13、图15和图16所示，当溢流阀口25处于关闭状态时，限位凸缘42与限位销34间隔开。
134.即减压阀芯903与溢流阀芯9044并非刚性连接，而是减压阀芯903经过一定行程后，方可带动溢流阀芯9044运动，避免减压阀芯903初始运动时，便将溢流阀口25打开，破坏减压阀口24压力可调性。
135.在一些实施例中，如图13和图14所示，限位凸缘42上设有供限位销34旋入的螺旋槽421。
136.即在限位销34已安装在减压阀芯903的第一端的同时，通过将限位销34旋入螺旋槽421以通过限位凸缘42，由此配合在限位凸缘42下方的环形槽内，由此实现减压阀芯903与溢流阀芯9044的非刚性连接。
137.在一些实施例中，如图11、图12和图15所示，减压阀芯903的外表面包括导流锥面31。通过导流锥面31导流，能够降低控制工作液压力冲击，提高减压阀芯903的稳态特性。
138.在一些实施例中，减压阀芯903的外表面包括阶梯面32，阶梯面32与控制工作液的
流动方向相对。减压阀芯903采用无弹簧结构，通过阶梯面32实现控制工作液压力的平衡调节，并由电
‑
机械转换元件对减压阀口24的开度进行比例调节。由此先导阀3的结构简单，加工、装配难度低。
139.在一些实施例中，如图11、图12和图15所示，电
‑
机械转换元件包括比例电磁铁906和与比例电磁阀的驱动端相连的顶杆61。先导阀3进一步包括杠杆907，杠杆907的第一端与先导阀体901可枢转地相连，顶杆61止抵杠杆907的第二端，减压阀芯903的第二端止抵杠杆907的中部，减压阀芯903的第二端面为球面。
140.通过设置杠杆907，减压阀芯903通过杠杆907驱动，可减小比例电磁铁906的输出要求。通过设置减压阀芯903的第二端面为球面，可减小杠杆907推动减压阀芯903过程中产生的侧向力。
141.在一些实施例中，如图12所示，阀套902包括依次排列的供液阀套9021、减压阀套9022和卸荷阀套9023。供液腔211成型于供液阀套9021，减压腔2211和第一腔室2221成型于减压阀套9022，第二腔室231成型于卸荷阀套9023。供液阀套9021与减压阀套9022过盈配合，供液阀套9021和减压阀套9022之间夹设有减压阀座908，减压阀套9022与卸荷阀套9023过盈配合并通过螺纹件相连，减压阀套9022与卸荷阀套9023之间夹设有溢流阀座909。减压阀套9022上设有连通减压腔2211和第一腔室2221的引流斜孔223，卸荷阀套9023与先导阀体901螺纹配合。
142.通过采用座阀结构，相比于滑阀结构，可降低由于配合间隙带来的内泄漏大或摩擦力大的问题。同时，供液阀套9021、减压阀套9022和卸荷阀套9023通过采用分体式插装和螺纹配合，供液阀套9021、减压阀套9022、卸荷阀套9023、减压阀芯903和溢流阀芯9044的拆装方便。
143.具体地，供液阀套9021、减压阀套9022和卸荷阀套9023中的每一者与先导阀体901之间均装配有密封圈，供液阀套9021和减压阀套9022中的每一者与减压阀芯903之间装配有密封圈，减压阀套9022与溢流阀芯9044之间装配有密封圈。由此有效实现供液腔211与减压腔2211之间的密封性，以及减压腔2211与第一腔室2221之间的密封性。
144.在一些实施例中，如图15
‑
图17所示，减压阀套9022包括第一阀套90221和第二阀套90222。第一阀套90221与第二阀套90222过盈配合，减压腔2211成型于第一阀套90221，第一腔室2221成型于第二阀套90222。减压阀芯903设有第一引流孔33，溢流阀芯9044上设有第二引流孔41，减压腔2211通过第一引流孔33和第二引流孔41与第一腔室2221连通。
145.由此，不需要在减压阀套9022上开设引流斜孔223进行引流。另外通过采用四级分体式阀套结构，相比于前述方案中三级分体式结构，四级分体式阀套结构更便于减压阀芯903与溢流阀芯9044的连接，即方便通过用限位销34连接减压阀芯903与溢流阀芯9044。
146.在一些实施例中，阀套902、减压阀芯903和溢流阀芯9044的数量均为两个并一一对应，两个阀套902均安装在先导阀体901内，电
‑
机械转换元件为双头比例电磁铁。
147.将两个比例减压溢流阀集成在一个先导阀体901内，采用双头比例电磁铁进行驱动，由此结构更加紧凑，更适用于煤矿等狭小空间中。
148.本领域技术人员可以理解的是，主阀2和先导阀3可以设置多组(如图1和图2所示)，多组主阀2和多组先导阀3一一对应，每组先导阀3用于控制对应的主阀2。例如，如图2所示，主阀2设置多组，每组主阀2包括两个主阀2，两个主阀2的工作液通道分别为第一工作
液通道1007和第二工作液通道1006，第一工作液通道1007与该两个主阀2的其中一个的工作口102连通，第二工作液通道1006与该两个主阀2的另一个的工作口102连通。主阀2和先导阀3也可以设置一组(如图3和图4所示)。每组主阀2和每组先导阀3可以仅为一个，每组主阀2和每组先导阀3也可以为多个，例如，如图1至图4所示，每组主阀2和每组先导阀3均为两个。
149.如图1和图2所示，壳体1上还具有先导液控制通道1003、总回液口1008、总进液口1009和壳体工作口1010。壳体工作口1010与每个主阀2的工作口102均连通。第一回液通道1004和第二回液通道1001中的每一者通过总回液通道与总回液口1008连通。第一进液通道1005和第二进液通道1002中的每一者通过总进液通道与总进液口1009连通，总回液通道上设有回液单向阀4。总进液通道上设有进液单向阀5和进液过滤器6。
150.其中，第一回液通道1004、第一进液通道1005、工作液通道、第二回液通道1001、第二进液通道1002和先导液控制通道1003均设置于壳体1上，主阀2为插装式结构，主阀2安装在壳体1的安装腔内，回液单向阀4、进液单向阀5和进液过滤器6均布置于壳体1上，先导阀3通过螺钉安装在壳体1的一个面上。
151.下面参考附图描述本发明实施例的电液控比例换向阀1000的一种主阀2的工作过程。
152.如图5
‑
图8所示，当主阀2处于中位时，进液阀芯500在第一复位弹簧810的弹力作用下位于最左侧，第一通孔的壁面密封连通口，进液阀口阻隔进液腔110和第二腔体503，即进液口101关闭。回液阀芯600位于最左侧，回液阀芯600脱离第二阀座400，回液阀口连通进液腔110和第三腔体601，即回液口201打开。
153.此时，回液阀芯600的右端面、回液阀口的周壁面和第二台阶面在轴向上的投影面积之和等于第四段610的左侧面、回液阀芯600的左端面和回液阀芯600的左端的倒角锥面在轴向上的投影面积之和。
154.进液阀芯500的右端面、第二段520的右侧面、第一台阶面和第二阀座400的右端面在轴向上的投影面积之和等于第二段520的左侧面和第二阀座400的左侧面(环形凸面和第二通孔401的底壁面之和)的投影面积之和。
155.换向时，从先导口202向先导控制腔220通入工作液，挤压第四段610的左侧面，使回液阀芯600向右移动。回液阀芯600与第二阀座400接触后，继续从先导口202向先导控制腔220通入工作液，克服第一弹簧的弹力，使回液阀芯600和进液阀芯500一起向右移动，进液阀芯500向右移动一定距离后，连通口穿过第一通孔，进液阀口连通进液腔110和第二腔体503，即进液口101打开。
156.下面参考附图描述本发明实施例的电液控比例换向阀1000的另一种主阀2的工作过程。
157.如图9和图10所示，当主阀2处于中位时，进液阀芯500在第一复位弹簧810的弹力作用下位于最左侧，第一通孔的壁面密封连通口，进液阀口阻隔进液腔110和第二腔体503，即进液口101关闭。回液阀芯600在第二复位弹簧820的弹力作用下位于最左侧，回液阀芯600脱离第二阀座，回液阀口连通进液腔110和第三腔体601，即回液口201打开。
158.此时，回液阀芯600的右端面、回液阀口的周壁面、第二台阶面和第四腔体602的左侧面在轴向上的投影面积之和等于第四段610的左侧面、回液阀芯600的左端面和回液阀芯
600的左端的倒角锥面在轴向上的投影面积之和。
159.进液阀芯500的右端面、第二段520的右侧面、第一台阶面和第二阀座的右端面在轴向上的投影面积之和等于第二段520的左侧面和第二阀座的左侧面(环形凸面和第二通孔401的底壁面之和)的投影面积之和。
160.换向时，从先导口202向先导控制腔220通入工作液，挤压回液阀芯600的左端面，克服第二弹簧的弹力，使回液阀芯600向右移动。回液阀芯600与第二阀座接触后，继续从先导口202向先导控制腔220通入工作液，克服第一弹簧的弹力，使回液阀芯600和进液阀芯500一起向右移动，进液阀芯500向右移动一定距离后，连通口穿过第一通孔，进液阀口连通进液腔110和第二腔体503，即进液口101打开。
161.根据本发明实施例的电液控比例换向阀100通过对先导阀3输出压力进行比例减压控制，从而作为先导级控制主阀2的阀芯组件运动，阀芯组件的内部通过台肩设计，实现压力平衡，所以阀芯组件的开度仅取决于先导阀3输出的先导压力与第一复位弹簧810的力匹配结果，由于先导阀3输出的先导压力可比例控制，第一复位弹簧810的弹力也为线性力，所以主阀2的开度可进行比例调节，从而实现主阀2的流量比例调节。通过将主阀2的开关控制设计为比例控制，使电液控比例换向阀100具有调速功能，实现负载速度的无级调节，同时可对执行机构位置、速度进行精确控制，实现矿用液压支架控制系统不同姿态的可控可调性，提高矿用液压支架系统的使用寿命及可靠性。
162.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
163.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
164.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
165.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
166.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实
施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
167.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。