可调式多出口同步阀的制作方法

1.本实用新型涉及一种液压同步阀，具体说，是涉及一种可适应入口流量变化且为一进口、多出口的并联式液压同步阀。


背景技术：

2.根据市场考查及业内资料介绍,国内外同步阀的结构皆为一进两出的三通式结构形式，该结构的同步阀只能用于控制两个执行器。然而，在液压元件的应用领域中经常会遇到控制多个（即两个以上）执行器的情况，例如由同步阀来控制多个液压油缸或多个液压马达的同步；对此，目前均采取多个同步阀串联或并联的方式来实现。所述串联式三缸同步由一个比例2:1的一级阀和一个等比1:1二级同步阀组成；四缸同步则由一个等比一级阀和两个等比二级阀组成。该串联结构方式的缺点是：
3.1、 对单个同步阀的精度要求极高，因为是分级串联方式，误差是叠加的，如果多执行器同步精度整体要求为1%,则单阀分集流双向同步精度要求应该达到小于0.5%，这对于开环控制式同步阀来说，是极其难以实现的；
4.2、若执行器为油缸时背压极大，由于油缸本身固有的速比带来的无杆腔侧流量增大使同步阀本身液阻也随之增大，加之多级串联阻尼叠加的共同影响,系统分流时背压按串联级数成倍增加,而集流工况下背压又达到分流的2-4倍，经常出现油缸伸出去却缩不回来的情况；此方式致使高压系统能效比低,中低压系统考虑功耗要求或采取增加成本的降压设计或直接放弃选用其他方式；
5.3、按其分级连接原理至多只能实现3缸(分两级)、4缸(分两级)、8缸(分三级)的同步控制，而需5缸、6缸同步时就无法按分级进行同步控制，国外产品有一进三出、四出的压力流量复合阀，国内市场见到的有哈威公司产品，其内部结构仍是多同步阀串联组合方式，且此产品最多能实现四执行器同步。
6.而以并联连接实现多路同步，这种连接方式使用阀的数目与串联方式一样，它只能采用等比同步阀来实现。以一进四出为例，两个同步阀入口并列连接形成四个出口与四个油缸进口连接，阀的四出口中的1、4两出口经油缸的出口连接油箱,而阀的四出口中的2、3两出口则经油缸的出口与位于对面安置的第三个等比同步阀的入口连接。这种连接方式原理上试图通过间接地控制2、3缸的同步进而控制整体四缸的同步，并可降低一定程度的背压，但实际应用中依然是受单阀精度的影响，且回油口直连油箱一侧油缸在重载时就严重滞后,而空载时却又前窜，仍失去同步控制。因此，该连接方式在应用中几乎见不到或根本不被采用。
7.不仅如此，所述串、并联方式连接的同步阀安装空间还受数量体积局限，使用的油缸越多，马达同步就需要更多的同步阀及关联管路，空间占用太大，相当多的工程机械设备因空间限制而无法使用。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种可调式多出口同步阀，主要是解决现有技术中存在的同步精度低、适用性能差、系统背压过高、效能比低、加工难度大，以及安装空间受数量体积限制的问题。
9.本实用新型的技术方案如下所述：它包括阀体、进油口、出油口和弹簧，是以一进两出的可调节同步阀为基础单元，通过设置至少一个或两个基础单元，并在所述基础单元末端阀芯上增设由第一螺旋接杆连接的一附加单元；或在任意相邻的两基础单元之间设由第二螺旋接杆连接形成的整体实现的。
10.本实用新型与现有技术相比具有以下优点和积极效果：
11.1、由于采取单阀式模块化设计一次性加工完成，有效避免了不同批次产品精度不同和串联式连接造成误差叠加的双重影响，从而能显著提高产品的同步精度。
12.2、由于采取阀芯上的半通孔锥阀的结构，不仅能消除定节流孔几何尺寸加工误差，而且还能在系统入口流量变化时按需调整定节流孔大小，明显增加产品的适用性能。
13.3、由于阀体内各腔是一进多出的并联方式且节流孔面积可按理论阈值做最大限度的降压损调整,所以无论多少路同步,其整体双向流动背压都是一个定节流孔且能达到该孔最小的压降值，它从根本上解决了困扰国内外多年的采用同步阀实现多缸同步系统背压过高，效能比低的难题,使得中低压液压系统尤其是低压多缸同步系统采用同步阀控制成为现实。
14.4、由于采取了换向滑套和压力补偿滑套的结构及阀芯的有机配合，可利用所述两个滑套之间的孔群相对遮盖作用以及阀芯与换向滑套孔群相对遮盖作用形成可变量开口，进而实现各腔压力的均衡调整；使传统的深孔加工沉割环槽这一环节，变成外圆和通孔加工的简单制作，彻底改变了传统观念，极大地简化了加工工艺与加工难度，且给较硬的碳素钢、高硬度不锈钢、轴承钢、易变形铝合金等特殊材质为同步阀量产化开拓广阔的应用途径。
15.5、由于采取了同心式旋接阀芯、基础单元之间的任意组合以及螺旋连杆的连接结构，可按现场需求空间灵活设计体积大小，有效避免安装空间受数量体积限制的问题。
16.6、本实用新型与现有多路同步分流马达,同步缸等类似功能元件相比,其构思新颖独特、结构紧凑合理、同步精度高，加工工艺简单、成本低寿命长、性能稳定可靠、各项应用指标均具有明显优势，适合行业推广应用。
附图说明
17.图1是本实用新型的一进三出的结构示意图；
18.图2是本实用新型的一进三出的出口负载偏载状态示意图；
19.图3是本实用新型的一进四出的结构示意图。
具体实施方式
20.图1-图3所示本实用新型的可调式多出口同步阀，是以一进两出的可调节同步阀作为基础单元，所述的基础单元主要是由阀体1中心孔内同心式旋接阀芯4、所述阀芯4通道内对称布置的半通孔锥阀3及其对应的两空腔a腔与 b腔，以及所述阀芯4外部顺次套接的
压力补偿滑套8、换向滑套5和安装套9组成。所述阀芯4是中间部位设有凹进的圆柱体，而换向滑套5、压力补偿滑套8和安装套9皆为空心筒式结构并设相应的孔群，其中阀芯4、换向滑套5、压力补偿滑套8三者之间可相对滑动。
21.本实用新型分为多执行器是奇数和偶数两种不同的结构形式：多执行器是奇数时设置至少一个基础单元，当然可以是多个基础单元，在一个或多个所述基础单元末端阀芯4上还设有一个由第一螺旋接杆10连接的附加单元；所述的附加单元除具有与基础单元结构相同的一空腔c腔和所述空腔其阀芯4
′
通道内的定节流孔12
′
、半通孔锥阀3
′
而外，在阀芯4
′
外部套接有换向滑套5
′
，所述换向滑套5
′
置于所述安装套9中。所述安装套9上的孔群和阀芯4、4
′
上的定节流孔12、12
′
通过阀体1内多路分支通道与进油口2相通。同时，阀芯4上的定节流孔12与压力补偿滑套孔群、压力补偿滑套孔群与开有两排分集流孔群的换向滑套5也相通，所述安装套9孔群出口还与阀体1出油口相联通。
22.图1是多执行器为奇数三并设有附加单元的一进三出结构实例。如需多执行器为奇数五的一进五出结构，即在两个基础单元上再增设附加单元；其他七、九、十一
……
等奇数多出口结构以此类推。而多执行器是偶数时，至少要设置两个基础单元（如图3），当然可更多，与此同时，在两个基础单元之间或者任意相邻的两基础单元之间经第二螺旋接杆10
′
进行连接使两个基础单元或者两个以上的基础单元形成一个整体。图3给出的是多执行器是四的一进四出口结构实例。在基础单元多于两个时，多执行器是六、八、十
……
等偶数时也以此类推。这样，便可实现一进n出口多执行器的同步结构设计。
23.以下结合附图对本实用新型具有代表性的一进三出、一进四出结构同步阀的工作状态做进一步的描述。由图1所示的一进三出结构同步阀工作状态为分流时，压力油从总进油口2进入，此时 a、b腔对应的换向阀套5在进口压力的作用下左右分开, c腔换向阀套5
′
向右运动,分别关闭各自的集流孔群7、7
′
，压力油由各自通道经阀芯4、4
′
上的半通孔锥阀3、3
′
流入定节流孔12、12
′
，同时进入a、b、c三腔，再经阀芯孔群、压力补偿滑套孔群、换向阀套分流孔群6、6
′
经阀体出口t流出驱动执行器。当外负载相等时，由于各个腔a、b、c压力相同，各腔所在定节流孔12、12
′
的面积经锥阀3、3
′
调定也相同, 各腔通过的定节流孔压差也相同，所以动力油做均匀三等分流出,驱动三个执行器同步。
24.当任一出口负载变大时（见附图2，为a腔出口一侧压力变大形成重载时各部件压力做平衡调整时的位置趋向），以a腔为例，负载变大时，a腔压力升高 (此时假定b、c腔出口为空负载的极端工况),此压力驱动压力补偿滑套8向低压b腔侧运动,使得a腔分流孔群6开口量变大压力降低，b腔阀芯分流孔群6开口量减小,压力增高,最终达到和a腔压力平衡时，压力补偿滑套8停止运动处于调压伺服状态；压力补偿滑套8运动过程中，由于a腔与c腔也存在负载压差,也会同时驱动阀芯4、4
′
向c腔右侧运动,减小c腔分流孔群6
′
的开口面积,使得c腔压力也升高到和a、b腔一致。在阀芯4运动过程中，其运动会影响到b 腔侧压力变化，使得已经平衡的a、b腔压力发生变化，但随着两腔压力差异，压力补偿滑套8始终会向低压侧运动，减小低压侧孔群开口量,提高该低压侧压力，进而使a、b两腔压力处于平衡状态。此设计可使a 、b腔压力通过压力补偿滑套8伺服运动调整两腔压力平衡。通过阀芯4、4
′
运动又可使a、b腔与c腔压力在动态中达到均衡。无论外负载压力如何变化，a、b、 c三腔的压力始终可保持相同。实现各出口等分流量输出。当分流状态结束时,阀芯4，4
′
及压力补偿滑套8会在阀体两端弹簧11、11
′
及压力补偿滑套8端部弹簧作用下恢复原始状态,为集流工况做
好准备。其他出口负载压力升高时原理与a腔工况相同，集流时液流方向相反,原理相同，均不再赘述。
25.一进四出结构同步阀其运行原理与一进三出结构相同，由空腔a、b与c、d组成的两个基础单元通过各自的压力补偿滑套8先调整自己所在腔的两侧压力相同，再通过同心式阀芯4的移动再次调整两个基础单元之间的压力平衡；由外负载差异引起的各腔压差调整逻辑顺序为：a腔与b腔时刻调整相同，c腔与d腔时刻调整相同，当a、b与c、d某单一腔压力存在差异时,阀芯4开始移动,调整a、b与c、d两腔之间压力达到相同。最后结果为a、b、c、d各腔压力均平衡,流量恢复四等分状态。
26.除上述实施例外，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。