一种比例流量插装阀及其控制方法与流程

本发明属于液压技术领域，特别涉及一种比例流量插装阀及其控制方法。

背景技术：

比例流量插装阀是一种常见的液压元件，其用于调节液压油的流量。

常见的比例流量插装阀主要包括主阀，主阀包括阀体和阀芯。其中，阀体的一端为密闭结构，阀体的另一端设有开口，且阀体的靠近该开口的侧壁上设有与开口连通的过流孔。阀芯插装于阀体内，且阀芯的外壁与阀体的内壁滑动配合。阀芯中设有从阀芯的一端延伸到另一端的通道，该通道与阀体上的开口连通。当阀体的设有开口的一端插装在液压集成块上时，过流孔与液压集成块的进油口连通，开口与液压集成块的出油口连通。

在主阀由导通逐渐转变为关闭时，阀芯朝向开口移动，逐渐阻断开口和过流孔，进而隔断液压集成块的进油口和出油口。在阀芯移动的过程中，阀芯和阀体密闭的一端之间的空腔的体积逐渐增大。由于液压油的流动方向是由液压集成块的进油口依次通过过流孔和阀体的开口流向液压集成块的出油口，所以在液压油流动的惯性下，液压油不会改变流向，即极少的油液会由过流孔流向阀芯和阀体密闭的一端之间的空腔内，导致空腔内油液不足，形成负压，从而使得空腔内的液压油分离出气泡，进而产生汽蚀，对主阀造成损伤。

技术实现要素：

为了解决插装阀的主阀产生汽蚀现象的问题，本发明实施例提供了一种比例流量插装阀及其控制方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种比例流量插装阀，适用于插装在液压集成块上，所述比例流量插装阀包括主阀，所述主阀包括阀体和阀芯，所述阀体的一端封闭，所述阀体的另一端设有用于与液压集成块的出油口连通的开口，且所述阀体的靠近所述开口的侧壁上设有用于与所述液压集成块的进油口连通的过流孔，所述过流孔与所述开口连通；所述阀芯插装在所述阀体内，且所述阀芯的外壁与所述阀体的内壁滑动配合，所述阀芯中设有从所述阀芯的一端延伸到另一端的通道，所述通道与所述阀体上的开口连通，

所述比例流量插装阀还包括补油模块，所述补油模块包括控制阀，所述阀芯与所述阀体的封闭的一端之间设有空腔，所述阀体上设有第一通道和第二通道，所述第一通道分别与所述空腔和所述控制阀的第一工作油口连通，所述第二通道分别与所述液压集成块的进油口和所述控制阀的第二工作油口连通，所述控制阀被配置为当所述阀芯朝向所述过流孔移动时，所述控制阀的第一工作油口和所述控制阀的第二工作油口连通。

在本发明的一种实现方式中，所述阀体包括阀座、设置在阀座的一端的阀套和设置在所述阀座的另一端的阀盖，所述过流孔设置在所述阀套上。

在本发明的另一种实现方式中，所述比例流量插装阀还包括先导控制模块，所述先导控制模块具有第一工作油口和第二工作油口，所述阀芯的外侧壁与所述阀体的内侧壁之间设有第一工作腔和第二工作腔，所述第一工作腔与所述第二工作腔沿所述阀体的长度方向密封间隔设置，所述先导控制模块的第一工作油口与所述第一工作腔连通，所述先导控制模块的第二工作油口与所述第二工作腔连通，所述先导控制模块被配置为选择性地通过所述先导控制模块的第一工作油口向所述第一工作腔注油或者通过所述先导控制模块的第二工作油口向所述第二工作腔注油。

在本发明的又一种实现方式中，所述先导控制模块包括三位四通先导比例阀，所述三位四通先导比例阀的第一工作油口与所述第一工作腔连通，所述三位四通先导比例阀的第二工作油口与所述第二工作腔连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述三位四通先导比例阀和所述控制阀的阀芯的响应时间相同。

在本发明的又一种实现方式中，所述比例流量插装阀还包括控制单元和第一位置传感器，所述第一位置传感器用于检测所述主阀的阀芯位置，所述控制单元用于接收位置指示信号，将所述位置指示信号与所述第一位置传感器发出的第一位置信号进行比较，根据比较结果控制所述控制阀的通断。

在本发明的又一种实现方式中，所述比例流量插装阀还包括第二位置传感器，所述控制单元分别与所述第二位置传感器和所述三位四通先导比例阀的控制端电连接，所述第二位置传感器用于根据所述三位四通先导比例阀的阀芯的位置向所述控制单元发送第二位置信号，所述控制单元用于根据所述第二位置信号、第一位置信号和所述位置指示信号，控制所述三位四通先导比例阀的阀芯位置。

在本发明的又一种实现方式中，所述阀芯的一端设有固定板，所述固定板上设有多个连通所述空腔和所述阀芯的通孔，所述第一位置传感器通过所述固定板与所述阀芯连接。

另一方面，本发明实施例提供了一种比例流量插装阀的控制方法，适用于上述的比例流量插装阀，所述控制方法包括：

确定所述主阀的阀芯的移动方向；

当所述移动方向为向所述主阀关断的方向移动时，通过所述补油模块向所述主阀补油。

进一步地，所述确定所述主阀的阀芯的移动方向，包括：

接收位置指示信号；

检测所述主阀的阀芯的位置；

根据所述主阀的阀芯的位置和所述位置指示信号控制所述主阀的阀芯的移动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在本发明实施所提供的比例流量插装阀工作时，当主阀的阀芯朝向过流孔的方向(朝向主阀关断的方向)移动，控制阀的第一工作油口和控制阀的第二工作油口连通，使得液压油从液压集成块的进油口进入第二通道，再依次通过第二工作油口、第一工作油口和第一通道进入空腔，从而能够在空腔体积增大时及时补充液压油，避免了汽蚀现象的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的比例流量插装阀的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的比例流量插装阀的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的比例流量插装阀的控制方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的比例流量插装阀的控制方法的流程图；

图中各符号表示含义如下：

1-主阀，11-阀体，111-第一通道，112-第二通道，12-阀芯，13-空腔，141-阀座，142-阀套，143-阀盖，15-第一工作腔，16-第二工作腔，17-固定板，18-通孔，2-补油模块，21-控制阀，22-第一控制单元，3-第一位置传感器，31-衔铁杆，32-保护罩，4-先导控制模块，41-三位四通先导比例阀，42-第二控制单元，43-第三控制单元，44-第二位置传感器，A-液压集成块，B-过流孔，C-进油口，D-出油口，E-开口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种比例流量插装阀，适用于插装在液压集成块A上，如图1所示，该比例流量插装阀包括主阀1，主阀1包括阀体11和阀芯12，阀体11的一端封闭，阀体11的另一端设有用于与液压集成块A的出油口C连通的开口E，且阀体11的靠近开口E的侧壁上设有用于与液压集成块A的进油口C连通的过流孔B，过流孔B与开口E连通；阀芯12同轴插装在阀体11内，且阀芯12的外壁与阀体11的内壁滑动配合，阀芯12中设有从阀芯12的一端延伸到另一端的通道，通道与阀体11上的开口E连通。

在本实施例中，比例流量插装阀还包括补油模块2，补油模块2包括控制阀21，控制阀21可以为二位二通比例阀，阀芯12与阀体11的封闭的一端之间设有空腔13，阀体11上设有第一通道111和第二通道112，第一通道111分别与空腔13和控制阀21的第一工作油口A1连通，第二通道112分别与液压集成块A的进油口C和控制阀21的第二工作油口B1连通，控制阀21被配置为当阀芯12朝向过流孔B移动时，控制阀21的第一工作油口A1和控制阀21的第二工作油口B1连通。

在本发明实施所提供的比例流量插装阀工作时，当主阀1的阀芯12朝向过流孔B的方向(朝向主阀1关断的方向)移动，控制阀21的第一工作油口A1和控制阀21的第二工作油口B1连通，使得液压油从液压集成块A的进油口C进入第二通道112，再依次通过第二工作油口B1、第一工作油口A1和第一通道111进入空腔13，从而能够在空腔13体积增大时及时补充液压油，避免了因空腔13内产生负压而出现汽蚀现象。

在本实施例中，阀体11包括阀座141、设置在阀座141的一端的阀套142和设置在阀座141的另一端的阀盖143，过流孔B设置在阀套142上。

具体地，阀套142沿阀体11的长度方向延伸，阀套142插装在液压集成块A上。在上述实现方式中，阀套142可以与阀座141为一体式结构，即阀套142和阀座141通过一体铸造成型工艺制作，使得主阀1具有更好的整体性，需要说明的是，在其他实施例中，阀套142还可以通过过盈配合的方式插装在阀座141上，从而使得阀套142和阀座141可以分开制作，降低了主阀1的制造难度。

在本实施例中，比例流量插装阀还包括先导控制模块4，先导控制模块4具有第一工作油口和第二工作油口，阀芯12的外侧壁与阀体11的内侧壁之间设有第一工作腔15和第二工作腔16，第一工作腔15与第二工作腔16沿阀体11的长度方向密封间隔设置，先导控制模块4的第一工作油口与第一工作腔15连通，先导控制模块4的第二工作油口与第二工作腔16连通，先导控制模块4模块被配置为选择性地通过先导控制模块4的第一工作油口向第一工作腔15注油或者通过先导控制模块4的第二工作油口向第二工作腔16注油，以通过先导控制模块4实现对主阀1的阀芯12的位置控制。

具体地，先导控制模块4包括三位四通先导比例阀41，三位四通先导比例阀41的第一工作油口A2与第一工作腔15连通，三位四通先导比例阀41的第二工作油口B2与第二工作腔16连通，从而能够通过三位四通先导比例阀41对主阀1进行先导控制。

具体地，当三位四通先导比例阀41的进油口P、三位四通先导比例阀41的第一工作油口A2和第一工作腔15依次连通，第二工作腔16、三位四通先导比例阀41的第二工作油口B2和三位四通先导比例阀41的回油口T依次连通时，阀芯12背向过流孔B移动，主阀1导通，从而使得液压集成块A的进油口C和出油口D通过阀芯12上的过流孔B连通；

当三位四通先导比例阀41的进油口P、三位四通先导比例阀41的第二工作油口B2和第二工作腔16连通，第一工作腔15、三位四通先导比例阀41的第一工作油口A2和三位四通先导比例阀41的回油口T连通时，阀芯12朝向过流孔B移动，主阀1关闭，从而使得液压集成块A的进油口C和出油口D被阀芯12阻断。

优选地，三位四通先导比例阀41和控制阀21的阀芯的响应时间(阀芯开始做出动作的时间)相同。在上述实现方式中，由于主阀1通过三位四通先导比例阀41先导控制，所以当三位四通先导比例阀41的阀芯产生动作时，主阀1的阀芯12也随之产生相应的动作，即空腔13内有可能会产生负压，所以保证三位四通先导比例阀41和控制阀21的阀芯的响应时间相同，即保证了控制阀21能够在空腔13产生负压之前，就向空腔13内补油，从而避免了空腔13产生负压。

在本实施例中，比例流量插装阀还包括控制单元和第一位置传感器3，第一位置传感器3用于检测主阀1的阀芯12位置，控制单元用于接收位置指示信号a，将位置指示信号a与第一位置传感器3发出的第一位置信号b进行比较，根据比较结果控制控制阀21的通断。

具体地，控制单元包括第一控制单元22和第二控制单元42，第一位置传感器3包括衔铁杆31，衔铁杆31穿过阀体11且与主阀的阀芯12的一端固定连接，第二控制单元42分别与第一控制单元22和第一位置传感器3电连接，第二控制单元42用于接收位置指示信号a，并将位置指示信号a与第一位置传感器3发出的第一位置信号b进行比较，第二控制单元42根据比较的结果向第一控制单元22发出第一控制信号c。

在上述实现方式中，位置指示信号a可以为由操作人员发出的电信号，位置指示信号a可以用于表示操作人员期望主阀1的阀芯运动到的位置，例如，将阀芯可以运动的总行程划分为多个区域，每个区域对应电信号的不同电压值，当操作人员期望阀芯运动至某一区域时，即可以向第二控制单元42发出对应电压值的电信号，第一位置信号b可以为由第一位置传感器3发出的电信号，第一位置信号b可以用于表示主阀1的阀芯的当前位置。

具体地，比例流量插装阀还包括第二位置传感器44，控制单元分别与第二位置传感器44和三位四通先导比例阀41的控制端电连接，第二位置传感器44用于根据三位四通先导比例阀41的阀芯的位置向控制单元发送第二位置信号d，控制单元用于根据位置指示信号a、第一控制信号c和第二位置信号d，控制三位四通先导比例阀41的阀芯位置。

更具体地，控制单元还包括第三控制单元43，第三控制单元43分别与第一控制单元22、第二位置传感器44和三位四通先导比例阀41的控制端电连接，第二位置传感器44用于检测三位四通先导比例阀41的阀芯的位置并向第二控制单元42发送第二位置信号d，第三控制单元43用于接收并比较第一控制信号c和第二位置信号d，第三控制单元43根据比较的结果向三位四通先导比例阀41的控制端发出第二控制信号e。

在上述实现方式中，第一控制信号c可以为电信号，用于表示期望三位四通先导比例阀41的阀芯运动到的位置，例如，将阀芯可以运动的总行程划分为多个区域，每个区域对应电信号的不同电压值，当第三控制单元43收到第一控制信号c后，即可以知晓三位四通先导比例阀41的阀芯的期望运动位置，第二位置信号d可以为由第二位置传感器44发出的电信号，第二位置信号d可以用于表示三位四通先导比例阀41的阀芯的当前位置，例如，将阀芯可以运动的总行程划分为多个区域，每个区域对应电信号的不同电压值，当阀芯位于某一区域时，即第二位置传感器44向第三控制单元43发出对应电压值的电信号。

在本实施例中，第一位置传感器3外罩设有保护罩32，保护罩32固定安装在阀体11上，从而起到了保护第一位置传感器3的作用。

在本实施例中，阀芯12的一端设有固定板17，固定板17上设有多个连通空腔13和阀芯12的通孔18，第一位置传感器3的衔铁杆31通过固定板17与阀芯12连接，从而使得第一位置传感器3的衔铁杆31能够与阀芯更为稳固的连接。

本发明实施例提供了一种比例流量插装阀的控制方法，适用于图1所示的比例流量插装阀，如图2所示，该控制方法包括：

步骤101：确定主阀的阀芯的移动方向。

步骤102：当移动方向为向主阀关断的方向移动时，通过补油模块向主阀补油。

在通过本发明实施所提供的控制方法控制比例流量插装阀工作时，当主阀的阀芯向主阀关断的方向移动时，控制补油模块向主阀补油，从而能够在主阀的空腔体积增大时及时向空腔内补充液压油，避免了汽蚀现象的产生。

本发明实施例提供了一种比例流量插装阀的控制方法，适用于图1所示的比例流量插装阀，如图3所示，该控制方法包括：

步骤201：确定主阀的阀芯的移动方向。

具体实现时，步骤201可以通过图4所示的方式实现：

步骤2011：接收位置指示信号。

步骤2012：检测主阀的阀芯的位置，获取与主阀的阀芯的位置对应的第一位置信号。

步骤2013：根据主阀的阀芯的位置和位置指示信号控制主阀的阀芯的移动，以确定主阀的阀芯的移动方向。

步骤2013可以通过如下方式实现：

首先，根据位置指示信号和第一位置信号判断主阀的阀芯所需的移动方向，并生成第一控制信号，第一控制信号用于表示阀芯所需的移动方向，例如，当位置指示信号为指示主阀开启40％，第一位置信号表示主阀的阀芯位于主阀开启50％的位置，那么此时主阀的阀芯所需移动的方向即为朝向主阀关闭的方向。

然后，检测三位四通先导比例阀的阀芯的位置，获取与三位四通先导比例阀的阀芯的位置对应的第二位置信号。

最后，根据第二位置信号和第一控制信号判断三位四通先导比例阀的阀芯所需的移动方向，并生成第二控制信号，第二控制方向用于表示三位四通先导比例阀的阀芯所需的移动方向，例如，当第一控制信号为指示主阀的阀芯朝向主阀关闭的方向移动，第二位置信号表示三位四通先导比例阀的阀芯处于关断位置，那么此时第二控制信号控制三位四通先导比例阀的阀芯移动，移动的位置使得主阀的第一工作腔注油，从而推动主阀的阀芯能够朝向主阀关闭的方向移动。

步骤202：当移动方向为向主阀关断的方向移动时，通过补油模块向主阀补油。

在上述实现方式中，一方面，若比例流量插装阀的阀芯的移动方向为向主阀关断的方向移动时，补油模块也得到第一控制信号，补油模块连通，从而使得空腔内得到补油。

另一方面，若比例流量插装阀的阀芯的移动方向不是向主阀关断的方向移动时，可能是比例流量插装阀未收到任何位置指示信号，也可能是比例流量插装阀收到的位置指示信号使得比例流量插装阀的阀芯的移动方向背向主阀关断的方向移动，此时补油模块不导通，从而不向空腔内补油。

在通过本发明实施所提供的控制方法控制比例流量插装阀工作时，当主阀的阀芯向主阀关断的方向移动时，控制补油模块向主阀补油，从而能够在主阀的空腔体积增大时及时向空腔内补充液压油，避免了汽蚀现象的产生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。