专利名称：用于工程机械液压系统的集成阀组及其插装阀组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械设计领域，尤其涉及一种用于工程机械液压系统的集成阀组及其插装阀组件。
背景技术：
目前商混设备用的液压系统均为32通径(DN32)的电液换向阀完成主油缸换向，16通径的电液换向阀完成摆动油缸的换向，电控高低压切换阀(DN32)完成泵送系统的高低压切换。传统的该系统中各功能模块分散、空间使用尺寸大，且系统布置较复杂。同时，传统中使用的滑阀式换向阀通流能力小、制造精度高、阀芯尺寸大、换向时间长、换向冲击大， 随着商混设备系统高压大流量的发展趋势，此系统的弊端也越来越明显。
实用新型内容本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于工程机械液压系统的插装阀组件。本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述插装阀组件的用于工程机械液压系统的集成阀组。根据本实用新型第一方面的用于工程机械液压系统的插装阀组件，包括插芯；和盖板，所述盖板设在插芯的第一端表面上以覆盖所述插芯。根据本实用新型的插装阀组件，可集成入用于工程机械的液压系统中，结构简单、体积小且集成度高，节省成本和安装效率。另外，根据本实用新型的插装阀组件还具有如下附加技术特征所述插芯包括阀套，所述阀套内部限定出与其同轴的圆柱形的腔室，所述腔室的底部和侧面分别形成有第一和第二主油路通口 ；阀芯，所述阀芯设在所述腔室内且内部限定出顶部敞开的芯腔；挡盖，所述挡盖设在所述阀套上方且设有沿上下方向贯穿其的控制油路通口，所述控制油路通口适于连接控制油路以控制第一和第二主油路通口的连通；和弹簧，所述弹簧设在所述芯腔内且上端抵住所述挡盖。根据本实用新型第二方面的用于工程机械液压系统的集成阀组，包括本体，所述本体设在所述主油缸上方，且所述本体内形成有控制通道；多个根据本实用新型第一方面的用于工程机械液压系统的插装阀组件，所述多个插装阀组件中的插芯均集成在所述本体上且适于与所述液压系统中的通油管路相连以控制所述通油管路的通断。所述插装阀组件为九个。所述集成阀组进一步包括主泵电磁溢流阀，所述主泵电磁溢流阀集成在所述本体上。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是具有根据本实用新型实施例的用于工程机械液压系统的集成阀组和插装阀组件的示意图；图2是图I中圈示I部的放大示意图；图3是图I中所示的液压系统的原理示意图；图4是图3中所示集成阀组中的第一至第十插芯中任一个的示意图；图5是图2中所示的集成阀组的主视图；图6是图2中所示的集成阀组的左视图；图7是图2中所示的集成阀组的右视图；图8是图2中所示的集成阀组的俯视图；图9是图2中所示的集成阀组的仰视图；图10是图2中所示的连通阀组的示意图；图11是图I中所示的液压系统的工作原理图，其中泵送系统处于初始工作状态；图12是图I中所示的液压系统的工作原理图，其中泵送系统处于高压泵送状态、第二无杆腔进油且第一无杆腔回油；图13是图I中所示的液压系统的工作原理图，其中泵送系统处于高压泵送状态、第一无杆腔进油且第二无杆腔回油；图14是图I中所示的液压系统的工作原理图，其中泵送系统处于低压泵送状态、第二有杆腔进油且第一有杆腔回油；以及图15是图I中所示的液压系统的工作原理图，其中泵送系统处于低压泵送状态、第一有杆腔进油且第二有杆腔回油。附图标记01. 1-0. I. 4,02. 1-02. 4第一至第四插芯及第一至第四盖板；01. 5-01. 8,02. 5-02. 8第五至第八插芯插芯及第五至第八盖板；01. 9、02· 9第九插芯及第九盖板；03. I高压泵送用电磁换向阀；03. 2低压泵送用电磁换向阀；03. 3主泵电磁换向阀；04. I、04. 2 单向阀；05高低压切换用电磁换向阀；06,07第十插芯及盖板；08蓄能器储能电磁球阀；09分配系统用溢流阀；10分配系统用电液换向阀；11退砼电磁球阀；[0045]13. 1,13. 2,13. 3,13. 4,13. 5,13. 6 测压接头；14. 1-14. 2 压力表线；15. 1-15. 2 压力表I6单向阀； 420,430连通阀组的逻辑阀插芯及逻辑阀盖板；600 蓄能器；PA、PB摆缸进油管
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面首先参考图I-图15描述具有根据本实用新型实施例的用于工程机械液压系统的插装阀组件和集成阀组的液压系统。如图I和图2所示，根据本实用新型的液压系统，包括主油缸100、摆动油缸、泵组、集成阀组200、恒压泵出口阀组300、连通阀组400、退砼电磁阀500和蓄能器600。如图I和图2所示，主油缸100内通过活塞分成有杆腔和无杆腔，有杆腔包括第一有杆腔Iio和第二有杆腔120，无杆腔包括第一无杆腔130和第二无杆腔140，其中第一有杆腔110通过第一有杆腔进油管A12供油，第二有杆腔120通过第二有杆腔进油管B12供油，第一无杆腔130通过第一无杆腔进油管All供油，第二无杆腔140通过第二无杆腔进油管Bll供油。泵组为系统提供压力油且泵组包括主泵、恒压泵和齿轮泵(图未示出)。其中根据本实用新型第二方面的集成阀组200包括本体210和多个插装阀组件，其中本体210设在主油缸100上方，且本体210内形成有控制通道(图未示出)，多个插装阀组件集成在本体210上且分别与多条通油管路相连以控制通油管路的通断从而选择泵送系统的高压泵送和低压泵送、高低压泵送切换以及摆动油缸的换向。[0060]恒压泵出口阀组300与恒压泵连接。恒压泵出口阀组300包括阀块和集成在阀块上的嵌入式单向阀、溢流阀和电磁球阀，可实现液压系统的储能与卸荷，且防止油液倒流，保护恒压泵；安全保护功能，使系统工作压力不超过设定值。连通阀组400设在无杆腔上，连通阀组400被构造成当泵送系统为高压泵送时第一无杆腔130和第二无杆腔140封闭，且泵送系统为低压泵送时第一无杆腔130和第二无杆腔140连通。退砼电磁阀500的进油管M与恒压泵出口阀组300上的MP2出口相连。退砼电磁阀500可防止主油缸小活塞的意外拉出。这样维修时，开启退砼电磁阀500，可将活塞从主油缸中拉出。蓄能器600通过蓄能器进油管Pc连接至恒压泵出口阀组300以吸收摆动油缸换向时的液压冲击且可作为摆动油缸快速换向时的临时油源。根据本实用新型的用于工程机械的液压系统，通过将功能阀块集成在一起以实现·泵送系统的主油缸换向和高低压泵送切换等，同时将分配系统用的电液换向阀、单向阀等集成在功能阀块上，体积小，集成度高，系统布置简单明了，由此克服了大通径滑阀式换向阀通流能力小、制造精度高、阀芯尺寸大、换向时间长、换向冲击大的弱点，特别适合商混车辆结构紧凑，压力高流量大的特点。如图3所示，根据本实用新型第一方面实施例的插装阀组件包括插芯；和盖板，所述盖板设在插芯的第一端表面上以覆盖所述插芯，可选地，插装阀组件为九个。具体地，第一至第九插芯01. 1-01. 9和第一至第九盖板02. 1-02. 9,第一至第九插芯01. 1-01. 9集成在本体210内，第一至第九盖板02. 1-02. 9设在本体210的表面上且分别与第一至第九插芯01. 1-01. 9 一一对应，其中第一至第四插芯01. 1-01. 4用于低压泵送且第五至第八插芯01. 5-01. 8用于高压泵送，第九插芯01. 9用于控制有杆腔的通断。根据本实用新型的插装阀组件，可集成入用于工程机械的液压系统中，结构简单、体积小且集成度高，节省成本和安装效率。进一步地，根据本实用新型第二方面的集成阀组200还包括主泵电磁溢流阀230，主泵电磁溢流阀230集成在本体210上，且包括第十插芯06和第十盖板07，第十插芯集成在本体210内，第十盖板设在本体210的表面上且分别与第十插芯06 对应。如图3所示，在本实用新型的进一步的实施例中，集成阀组200还可集成地设有用于主泵升压与卸荷的主泵电磁换向阀03. 3、可提供较高压力的控制油的第一单向阀04. I和第二单向阀04. 2、用于分配系统的电液换向阀10以及用于实现泵送系统工作的高压泵送电磁换向阀03. I、低压泵送电磁换向阀03. 2、高低压切换用换向阀05。具体地，如图4所示，第一至第十插芯中的每一个均包括阀套221、阀芯222、挡盖223和弹簧224，其中，阀套221内部限定出与其同轴的圆柱形的腔室，腔室的底部和侧面分别形成有第一主油路通口和第二主油路通口，其中第一主油路通口连接出第一腔室，而第一主油路通口连接出第二腔室，为了描述清楚，第一腔室和第二腔室分别由A腔和B腔来指示。阀芯222设在腔室内且内部限定出顶部敞开的芯腔。挡盖223设在阀套221上方且设有沿上下方向贯穿其的控制油路通口 X，控制油路通口 X适于连接控制油路以控制第一主油路通口和第二主油路通口的连通。弹簧224设在芯腔内且上端抵住挡盖223。也就是说，阀芯222由控制油路通口 X控制在阀套221内移动，由此使得A腔和B腔可通过阀芯222的移动而连通。而其中阀芯222的开启压力由弹簧224决定。值得注意的是，本领域内普通技术人员可以理解，本实用新型中提到的“插装阀”与“逻辑阀”的结构相同，只是为了描述清楚而采用不同的术语描述。在本实用新型的一些实施例中，如图5-图9中所示，第一至第十插芯被如下构造连接第一、第二和第九插芯01. 1,01. 2,01. 9的第一主油路通口相通且与第二有杆腔进油管B 12连通，也就是说，第一插芯01. I、第二插芯01. 2和第九插芯01. 9的A腔彼此连通且均与第二有杆腔120连通。第三和第四插芯01. 3,01. 4的第一主油路通口相通且与第九插芯01. 9的第二主油路通口和第一有杆腔进油管A12相通，也就是说，第三插芯01. 3和第四插芯01. 4的A腔彼此连通且均与第一有杆腔110相通。 第五和第六插芯01. 5、01. 6的第一主油路通口相通且与第二无杆腔进油管Bll相通，也就是说，第五插芯01. 5和第六插芯01. 6的A腔彼此连通且均与第二无杆腔140相通。第七和第八插芯01. 7、01. 8的第一主油路通口相通且与第一无杆腔进油管All连通，也就是说，第七插芯01. 7和第八插芯01. 8的A腔彼此连通且均与第一无杆腔130连通。第一、第三、第五和第七插芯的第二主油路通口与主泵的出油口相通，也就是说，第一插芯01. I、第三插芯01. 3、第五插芯01. 5和第七插芯01. 7的B腔与主泵的出油口 Pl连通。第二、第四、第六、第八插芯的第二主油路通口与集成阀组的回油口 Tl相通，也就是说，第二插芯01. 2、第四插芯01. 4、第六插芯01. 6和第八插芯01. 8的B腔与集成阀组的回油口 Tl相通。第十插芯06的第一主油路通口与主泵的出油口 Pl相通，且第二主油路通口与集成阀组的回油口 Tl相通，也就是说，第十插芯06的A腔与主泵的进油口 Pl相通，且B腔与集成阀组的回油口 Tl相通。第一至第十插芯01. 1-01. 9、06的控制油路通口 X均与本体210内的控制通道L相连，由此可分别通过控制油路通口 X控制相应插芯的A腔和B腔的通断，从而控制相应情况下主泵的出油口 P1、集成阀组的回油口 Tl分别与第一无杆腔130、第二无杆腔140、第一有杆腔110或第二有杆腔120之间的通断，进而控制泵送系统的高压泵送、低压泵送以及高低压泵送的切换。在本实用新型的实施例中，控制通道L内的控制油通过控制油回油管Y回到油箱内。在本实用新型的一个实施例中，连通阀组400包括阀体410、逻辑阀插芯420和逻辑阀盖板430，如图10所示，阀体410内限定出腔室，逻辑阀插芯420设在腔室内，且逻辑阀插芯420具有设在其底部的第一通路421、设在其侧壁的第二通路422以及在顶部的控制通路423，其中第一通路421和第二通路422中的其中一个与第一无杆腔130连通且另一个与第二无杆腔140连通，控制通路423与控制油ABXll相连，而控制油ABXll与集成阀组200的控制通道L相连。逻辑阀盖板430设在阀体410的表面上且与逻辑阀插芯420对应。可选地，第一通路421通过第一无杆腔进油管All与第一无杆腔130连通，第二通路422通过第二无杆腔进油管Bll与第二无杆腔140连通。具体地，当高压泵送时，在控制油ABXlI的作用下，逻辑阀插芯420中第一通路421和第二通路422封闭，即图中的A腔与B腔之间封闭，由此第一无杆腔进油管All与第二无杆腔进油管Bll不通。当低压泵送时，控制油ABXll通油，逻辑阀插芯420中第一通路421和第二通路422连通，即图中的A腔与B腔之间连通，第一无杆腔进油管Al I与第二无杆腔进油管Bll连通。下面将参考图11-图16描述根据本实用新型实施例的液压系统的工作原理，其中图11-图16中DT1-DT7为电磁铁。为描述方 便，在下面的说明中，第一至第九插芯将简写为标号，即01. 1-01.9。如图11所示为液压系统的初始工作状态，其中DTl，DT2，DT3，DT4，DT5，DT6，DT7都不通电，第一至第九插芯01. 1-01. 9和插芯420均封闭，启泵无压卸荷。如图12所示，泵送系统处于高压泵送状态。DTl通电，系统升压，始终保持通电状态。DT2始终通电，DT3断电，则连通阀组400中的插芯420封闭，01. 9开启，此时，第一无杆腔130和第二无杆腔140封闭，且第一有杆腔110和第二有杆腔120连通。DT6，DT7始终断电，01. 1—01. 4封闭，DT4、DT5通电-断电转换，此时主油缸处于
高压泵送工作状态。DT4通电，01. 6,01. 7封闭，01. 5,01. 8开启，主泵来油打开插芯01. 5进入第二无
杆腔140中，经过第一有杆腔110和第二有杆腔120，最后从第一无杆腔130中液压油通过01. 8通过回油口 Tl回到油箱内。如图13所示，泵送系统处于高压泵送状态。DTl通电，系统升压，始终保持通电状态。DT2始终通电，DT3断电，则连通阀组400中的插芯420封闭，01. 9开启，此时，第一无杆腔130和第二无杆腔140封闭，且第一有杆腔110和第二有杆腔120通过01. 9连通。DT6，DT7始终断电，01. 1—01. 4封闭，DT4、DT5通电-断电转换，此时主油缸处于高压泵送工作状态。DT5通电，01. 5、01. 8封闭，01. 6,01. 7开启，主泵来油打开插芯01. 7进入第一无杆腔130中，经过第一有杆腔110和第二有杆腔120，最后从第二无杆腔140中液压油通过01. 6通过回油口 Tl回到油箱内。如图14所示，泵送系统处于低压泵送状态。DTl通电，系统升压，始终保持通电状态。DT3始终通电，DT2断电，则01. 9封闭，连通阀组400中的插芯420开启，此时第一有杆腔110和第二有杆腔120封闭，且第一无杆腔130和第二无杆腔140通过插芯420封闭。DT4，DT5始终断电，01. 5—01. 8封闭，DT6、DT7通电-断电转换，此时油缸处于低压泵送工作状态。DT6通电，01.2、01.3封闭，01. 101. 4开启，主泵来油打开插芯01. I进入第二有杆腔120中，经过第一无杆腔130和第二无杆腔140，最后从第一有杆腔110中液压油通过01. 4通过回油口 Tl回油箱内。如图15所示，泵送系统处于低压泵送状态。DTl通电，系统升压，始终保持通电状态。DT3始终通电，DT2断电，则01. 9封闭，连通阀组400中的插芯420开启，此时第一有杆腔110和第二有杆腔120封闭，且第一无杆腔130和第二无杆腔140通过插芯420封闭。DT4，DT5始终断电，01. 5—01. 8封闭，DT6、DT7通电-断电转换，此时油缸处于低压泵送工作状态。DT7通电，01. 1、01.4封闭，01. 2、01. 3开启，主泵来油打开插芯01. 3进入第一有杆腔110中，经过第一无杆腔130和第二无杆腔140，最后从第二有杆腔120中液压油通过01. 2通过回油口 Tl回油箱。根据本实用新型实施例的用于工程机械的液压系统，由于采用了插装阀，使得泄漏只发生在控制油路通口 X和B腔之间，因此系统泄漏量小，总的泄漏量大约是传统板式阀的10%。另外，根据需要可对开启和关闭的时间进行控制，这意味可对液压油的流动进行优化控制，而因为插装阀没有遮盖量，所以对压力峰值反应尤为迅速，由此可使得系统中液压油的压力峰值低，同时，由于插装阀的质量较小，且行程中没有遮盖量，因此开启和关闭的时间较短，即得到了较高的切换速度，其换向时间了缩短为传统板式阀的换向时间的三分之一。第三，通过避免压力峰值，可以消除导致噪音的一个最大原因。因为控制回路的体积较小，所以震动的发射面积也较小，因此，使得根据本实用新型实施例的液压系统的噪音低。最后，本系统的维修和服务方便。当出现故障时，多数情况下只需更换单个元件就足够了，而不需更换整个阀。使用这种方法，对整个系统的大修费用会降低。而且，基本元件的数量少，意味备用件库存简单，管理费用会大幅度降低。 根据本实用新型实施例的液压系统的其他构成例如主油缸、摆动油缸、油箱和泵送系统等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种用于工程机械液压系统的插装阀组件，其特征在于，包括 摘芯；和 盖板，所述盖板设在插芯的第一端表面上以覆盖所述插芯。
2.根据权利要求I所述的用于工程机械液压系统的插装阀组件，其特征在于，所述插芯包括阀套，所述阀套内部限定出与其同轴的圆柱形的腔室，所述腔室的底部和侧面分别形成有第一和第二主油路通ロ； 阀芯，所述阀芯设在所述腔室内且内部限定出顶部敞开的芯腔； 挡盖，所述挡盖设在所述阀套上方且设有沿上下方向贯穿其的控制油路通ロ，所述控制油路通ロ适于连接控制油路以控制第一和第二主油路通ロ的连通；和 弹簧，所述弹簧设在所述芯腔内且上端抵住所述挡盖。
3.一种用于工程机械液压系统的集成阀组，其特征在于，包括 本体，所述本体设在所述主油缸上方，且所述本体内形成有控制通道； 多个根据权利要求I或2所述的插装阀组件，所述多个插装阀组件中的插芯均集成在所述本体上且适于与所述液压系统中的通油管路相连以控制所述通油管路的通断。
4.根据权利要求3所述的用于工程机械液压系统的集成阀组，其特征在于，所述插装阀组件为九个。
5.根据权利要求4所述的用于工程机械液压系统的集成阀组，其特征在于，所述集成阀组进一歩包括主泵电磁溢流阀，所述主泵电磁溢流阀集成在所述本体上。
专利摘要本实用新型公开了一种用于工程机械液压系统的插装阀组件和具有其的集成阀组，所述插装阀组件包括插芯；和盖板，所述盖板设在插芯的第一端表面上以覆盖所述插芯。根据本实用新型的插装阀组件，可集成入用于工程机械的液压系统中，结构简单、体积小且集成度高，节省成本和安装效率。
文档编号F15B13/02GK202628641SQ201120531568
公开日2012年12月26日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者扬琴, 韩术亭, 李勋文, 谭碧峰, 张华 申请人:北汽福田汽车股份有限公司