基于绿色介质的组合式控制装置的制作方法

本发明涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种基于绿色介质的组合式控制装置，主要利用水介质来实现阀门的控制。

背景技术：

液压传动是用液体工作介质来进行能量传递和控制的，其工作介质种类众多，主要包括矿物油基液压油、水基难燃液压液、无水合成液、天然淡水或者海水等，这些介质特性差异巨大，对液压元件要求各不相同。因为矿物油具有粘度大、润滑性能好、防锈、相容性好等优良的综合理化性能，是一种比较理想的液压传动工作介质，因此被广泛使用，在液压系统中占据了主导地位。

从二十世纪初到现在经过一百多年发展，矿物油液压技术已经比较成熟，液压系统和元器件产业链完整，标准化程度高，性能可靠，成本较为合理。然而矿物油液压系统一旦泄漏将造成浪费和严重的环境污染，且不易修复，随着人们环保理念越来越强，在一些环保要求高的场合，泄露不易控制的工况，水介质因具有清洁、无污染、安全、廉价、再利用率高等优点，能够解决矿物油泄漏和排放带来的污染问题，越来越多的取得应用，是一种非常理想的“绿色工作介质”。但在目前国内水压系统中，液压元件尚不完善，结构形式各异，价格昂贵。尤其利用水介质的开关控制阀几乎全部依靠进口，但依靠进口又存在着进口件价格昂贵、购买周期很长、备件更换不易等技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种结构简单、控制方便的基于绿色介质的组合式控制装置，本发明主要用于抽水蓄能电站进水阀操作液压控制系统上，解决了现有液压控制系统中采用油介质在耦合时因互相渗漏造成介质失效以及渗漏到环境中带来的严重污染问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于绿色介质的组合式控制装置，其特征在于：包括电磁换向阀、液控换向阀、先导控制阀组和接力器，所述液控换向阀包括进油控制口、进水口、排水口、第一控制水出口和第二控制水出口；所述电磁换向阀包括进油口、排油口和出油控制口；所述先导控制阀组包括第一液控两通阀和第二液控两通阀，第一液控两通阀和第二液控两通阀均包括恒压控制腔、工作腔控制口、工作腔进水接口和工作腔出水接口；所述接力器包括开腔接口和关腔接口；

其中，电磁换向阀的进油口与控制油源相通，电磁换向阀的出油控制口与液控换向阀的进油控制口相连；液控换向阀的进水口与恒压控制水源相连，液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口分别与第一液控两通阀的工作腔控制口和第二液控两通阀的工作腔控制口相连；第一液控两通阀的工作腔进水接口与压力水源连接，第一液控两通阀的工作腔出水接口分别与第二液控两通阀的工作腔进水接口和接力器的开腔接口相连，第二液控两通阀的工作腔出水接口连接回水口。

所述先导控制阀组还包括第三液控两通阀和第四液控两通阀，第三液控两通阀的工作腔控制口和第四液控两通阀的工作腔控制口分别与液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口相连，第三液控两通阀的工作腔进水接口与压力水源连接，第三液控两通阀的工作腔出水接口分别与第四液控两通阀的工作腔进水接口和接力器的关腔接口相连，第四液控两通阀的工作腔出水接口连接回水口。

所述先导控制阀组中的恒压控制腔均与恒压控制水源连接。

所述先导控制阀组中的恒压控制腔分别与液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口相连。

所述先导控制阀组中的恒压控制腔内均设置有恒压弹簧，恒压控制腔的恒压控制功能通过恒压弹簧实现。

所述电磁换向阀的出油控制口与液控换向阀的进油控制口之间设置有压力继电器。

所述液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口还分别连接有用于安装压力表的测压接点。

所述电磁换向阀为双线圈阀或单线圈阀。

采用本发明的优点在于：

1、本发明采用电磁换向阀、液控换向阀、先导控制阀组和接力器组成的组合式控制装置，就能够利用水介质进行阀门的开闭失控，有效解决了现有液压控制系统中采用油介质在耦合时因互相渗漏造成介质失效以及渗漏到环境中带来的严重污染问题，且环保性更好。

2、本发明可运用于需要高水压且需要较大流量的水压控制系统，运用四个液控两通阀主路与控制回路不同的组合，在满足控制接力器开关的同时，由于控制回路和主回路均可直接用水操作，避免了控制用油而主回路通水泄漏造成的油水混合污染。

3、本发明也可以应用于油介质的液压控制系统中，其功能完善，具有较强的实用性和通用型，值得在高水压大流量液压控制系统中推广。

附图说明

图1为实施例1的原理示意图；

图2为实施例2的原理示意图；

图3为实施例3的原理示意图；

图4为实施例4的原理示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例公开了一种基于绿色介质的组合式控制装置，包括电磁换向阀、液控换向阀、先导控制阀组、接力器、压力继电器和两个测压接点，所述液控换向阀包括进油控制口、进水口、排水口、第一控制水出口和第二控制水出口；所述电磁换向阀可采用电磁换向阀为双线圈阀或单线圈阀，其包括进油口、排油口和出油控制口；所述先导控制阀组采用双腔*（控制腔和工作腔）控制的液控两通阀，其包括第一液控两通阀和第二液控两通阀，第一液控两通阀和第二液控两通阀均包括恒压控制腔、工作腔控制口、工作腔进水接口和工作腔出水接口；所述接力器包括开腔接口和关腔接口。其中，各组成的结构、位置及连接关系如下：

电磁阀的进油口与控制油源相通，电磁换向阀的出油控制口与液控换向阀的进油控制口相连。

液控换向阀的进水口与恒压控制水源相连，液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口分别与第一液控两通阀的工作腔控制口和第二液控两通阀的工作腔控制口相连。

第一液控两通阀的工作腔进水接口与压力水源连接，第一液控两通阀的工作腔出水接口分别与第二液控两通阀的工作腔进水接口和接力器的开腔接口相连，第二液控两通阀的工作腔出水接口连接回水口。

压力继电器设置在电磁换向阀的出油控制口与液控换向阀的进油控制口之间，用于检测电磁换向阀与液控换向阀之间的压力波动，进而检测液控换向阀是否及时响应电磁换向阀的控制。

两个测压接点分别设置在液控换向阀的第一控制水出口处和第二控制水出口处，测压接点安装测压表，用于检测液控换向阀与先导控制阀组之间的压力波动。

本实施例由于先导控制阀组仅与接力器的开腔接口相连，因此属于单腔控制，在实际控制时，将接力器的关腔接口外接恒压水即可。另外，第一液控两通阀和第二液控两通阀均包括恒压控制腔，该恒压控制腔的作用是使控制腔保持恒压功能，具体可通过如图1所示p口采用外接恒压水实现恒压等。下面结合图1对本实施例原理进行具体说明：

当需要实现接力器mv001的开启操作时，控制电磁换向阀ev001得电（若为双线圈阀，则a端得电），使电磁换向阀ev001的阀芯处于左边工位，控制油源p中的液压油通过电磁换向阀ev001的进油口p到达出油控制口b，再经液控换向阀hv001的进油控制口进入的控制腔，使液控换向阀hv001的阀芯在液压力的作用下处于左边工位。之后液控换向阀hv001的第一控制水出口a与排水口t连通，第一液控两通阀cv001的工作腔控制口x通过液控换向阀hv001的第一控制水出口a进行排水。当第一液控两通阀cv001中恒压控制腔的压力大于工作腔的压力时，第一液控两通阀cv001的阀芯在恒压作用下向工作腔移动，截断工作腔中工作腔进水接口a与工作腔出水接口b之间的通路。

而液控换向阀hv001的进水口p与第二控制水出口b连通，恒压控制水源p中的压力水依次通过液控换向阀hv001的进水口p和第二控制水出口b口进入第二液控两通阀cv002的工作腔控制口x，当第二液控两通阀cv002中工作腔的压力大于恒压控制腔的压力时，第二液控两通阀cv002的阀芯在压力的作用下向控制腔移动，接通工作腔中工作腔进水接口a与工作腔出水接口b之间的通路。此时压力水源p中的压力水依次通过第二液控两通阀cv002的工作腔进水接口a与工作腔出水接口b进入接力器mv001的开腔接口。随着接力器mv001开腔内的压力大于关腔内的压力，接力器mv001实现开启操作。反之，控制电磁换向阀ev001失电（若为双线圈阀，则b端得电），则可实现接力器mv001的关闭操作。

实施例2

本实施例公开了一种基于绿色介质的组合式控制装置，包括电磁换向阀、液控换向阀、先导控制阀组、接力器、压力继电器和两个测压接点，所述液控换向阀包括进油控制口、进水口、排水口、第一控制水出口和第二控制水出口；所述电磁换向阀可采用电磁换向阀为双线圈阀或单线圈阀，其包括进油口、排油口和出油控制口；所述先导控制阀组采用双腔*（控制腔和工作腔）控制的液控两通阀，其包括第一液控两通阀和第二液控两通阀，第一液控两通阀和第二液控两通阀均包括恒压控制腔、工作腔控制口、工作腔进水接口和工作腔出水接口；所述接力器包括开腔接口和关腔接口。其中，各组成的结构、位置及连接关系如下：

电磁阀的进油口与控制油源相通，电磁换向阀的出油控制口与液控换向阀的进油控制口相连。

液控换向阀的进水口与恒压控制水源相连，液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口分别与第一液控两通阀的工作腔控制口和第二液控两通阀的工作腔控制口相连。

第一液控两通阀的工作腔进水接口与压力水源连接，第一液控两通阀的工作腔出水接口分别与第二液控两通阀的工作腔进水接口和接力器的开腔接口相连，第二液控两通阀的工作腔出水接口连接回水口。

压力继电器设置在电磁换向阀的出油控制口与液控换向阀的进油控制口之间，用于检测电磁换向阀与液控换向阀之间的压力波动，进而检测液控换向阀是否及时响应电磁换向阀的控制。

两个测压接点分别设置在液控换向阀的第一控制水出口处和第二控制水出口处，测压接点安装测压表，用于检测液控换向阀与先导控制阀组之间的压力波动。

本实施例中，所述先导控制阀组还包括第三液控两通阀和第四液控两通阀，第三液控两通阀和第四液控两通阀均包括恒压控制腔、工作腔控制口、工作腔进水接口和工作腔出水接口，第三液控两通阀的工作腔控制口和第四液控两通阀的工作腔控制口分别与液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口相连，第三液控两通阀的工作腔进水接口与压力水源连接，第三液控两通阀的工作腔出水接口分别与第四液控两通阀的工作腔进水接口和接力器的关腔接口相连，第四液控两通阀的工作腔出水接口连接回水口。

进一步的，先导控制阀组中各液控两通阀的恒压控制腔均与恒压控制水源连接，即第一液控两通阀、第二液控两通阀、第三液控两通阀和第四液控两通阀的恒压控制腔均与恒压控制水源连接。

本实施例中的先导控制阀组分别与接力器的开腔接口和关腔接口相连，因此属于双腔控制。下面结合图2对本实施例原理进行具体说明，如图2所示：

当需要实现接力器mv001的开启操作时，控制电磁换向阀ev001得电（若为双线圈阀，则a端得电），使电磁换向阀ev001的阀芯处于左边工位，控制油源p中的液压油通过电磁换向阀ev001的进油口p到达出油控制口b，再经液控换向阀hv001的进油控制口进入的控制腔，使液控换向阀hv001的阀芯在液压力的作用下处于左边工位。之后液控换向阀hv001的第一控制水出口a与排水口t连通，第一液控两通阀cv001的工作腔控制口x和第三液控两通阀cv003的工作腔控制口x均通过液控换向阀hv001的第一控制水出口a进行排水。当第一液控两通阀cv001中恒压控制腔的压力大于工作腔的压力以及第三液控两通阀cv003中恒压控制腔的压力大于工作腔的压力时，第一液控两通阀cv001的阀芯和第三液控两通阀cv003的阀芯均在恒压作用下向工作腔移动，截断各自工作腔中工作腔进水接口a与工作腔出水接口b之间的通路。

而液控换向阀hv001的进水口p与第二控制水出口b连通，恒压控制水源p中的压力水依次通过液控换向阀hv001的进水口p和第二控制水出口b口进入第二液控两通阀cv002的工作腔控制口x和第四液控两通阀cv004的工作腔控制口x，当第二液控两通阀cv002中工作腔的压力大于恒压控制腔的压力以及第四液控两通阀cv004中工作腔的压力大于恒压控制腔的压力时，第二液控两通阀cv002的阀芯和第四液控两通阀cv004的阀芯在压力的作用下向控制腔移动，接通各自工作腔中工作腔进水接口a与工作腔出水接口b之间的通路。此时压力水源p中的压力水依次通过第二液控两通阀cv002的工作腔进水接口a与工作腔出水接口b进入接力器mv001的开腔接口，而接力器mv001关腔中的水则依次通过关腔接口、第四液控两通阀cv004的工作腔进水接口a、第四液控两通阀cv004的工作腔出水接口b进行排水。随着接力器mv001开腔内的压力大于关腔内的压力，接力器mv001实现开启操作。反之，控制电磁换向阀ev001失电（若为双线圈阀，则b端得电），则可实现接力器mv001的关闭操作。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，主要区别在于：

所述先导控制阀组中各液控两通阀的恒压控制腔分别与液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口相连。具体的，第一液控两通阀的恒压控制腔和第三液控两通阀的恒压控制腔均与液控换向阀的第二控制水出口相连，第二液控两通阀的恒压控制腔和第四液控两通阀的恒压控制腔均与液控换向阀的第一控制水出口相连。

本实施例中的先导控制阀组分别与接力器的开腔接口和关腔接口相连，因此属于双腔控制。如图3所示，其实施原理与实施例2的原理相同，不再赘述。

实施例4

本实施例公开了一种基于绿色介质的组合式控制装置，包括电磁换向阀、液控换向阀、先导控制阀组、接力器、压力继电器和两个测压接点，所述液控换向阀包括进油控制口、进水口、排水口、第一控制水出口和第二控制水出口；所述电磁换向阀可采用电磁换向阀为双线圈阀或单线圈阀，其包括进油口、排油口和出油控制口；所述先导控制阀组采用双腔*（控制腔和工作腔）控制的液控两通阀，其包括第一液控两通阀和第二液控两通阀，第一液控两通阀和第二液控两通阀均包括恒压控制腔、工作腔控制口、工作腔进水接口和工作腔出水接口；所述接力器包括开腔接口和关腔接口。其中，各组成的结构、位置及连接关系如下：

电磁阀的进油口与控制油源相通，电磁换向阀的出油控制口与液控换向阀的进油控制口相连。

液控换向阀的进水口与恒压控制水源相连，液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口分别与第一液控两通阀的工作腔控制口和第二液控两通阀的工作腔控制口相连。

第一液控两通阀的工作腔进水接口与压力水源连接，第一液控两通阀的工作腔出水接口分别与第二液控两通阀的工作腔进水接口和接力器的开腔接口相连，第二液控两通阀的工作腔出水接口连接回水口。

压力继电器设置在电磁换向阀的出油控制口与液控换向阀的进油控制口之间，用于检测电磁换向阀与液控换向阀之间的压力波动，进而检测液控换向阀是否及时响应电磁换向阀的控制。

两个测压接点分别设置在液控换向阀的第一控制水出口处和第二控制水出口处，测压接点安装测压表，用于检测液控换向阀与先导控制阀组之间的压力波动。

本实施例中，所述先导控制阀组还包括第三液控两通阀和第四液控两通阀，第三液控两通阀和第四液控两通阀均包括恒压控制腔、工作腔控制口、工作腔进水接口和工作腔出水接口，第三液控两通阀的工作腔控制口和第四液控两通阀的工作腔控制口分别与液控换向阀的第一控制水出口和第二控制水出口相连，第三液控两通阀的工作腔进水接口与压力水源连接，第三液控两通阀的工作腔出水接口分别与第四液控两通阀的工作腔进水接口和接力器的关腔接口相连，第四液控两通阀的工作腔出水接口连接回水口。

进一步的，先导控制阀组中的恒压控制腔内均设置有恒压弹簧，恒压控制腔的恒压控制功能通过恒压弹簧实现。

本实施例中的先导控制阀组分别与接力器的开腔接口和关腔接口相连，因此属于双腔控制。如图4所示，其实施原理与实施例2的原理基本相同，不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。