带有压力补偿流量控制的液压控制阀系统技术方案

一种阀组件控制从一变量泵流向若干液压致动器的液压流体，其中变量泵产生的输出压力等于控制输入压力加上一预定的容许极限压力。控制输入压力为液压致动器处的最大负载压力的一个函数。每个阀具有一个相连的压力补偿阀，该压力补偿阀可将越过每个阀的测流孔的压差调节为一预定大小，通常为泵的容许极限压力。一液量调节器与至少一个阀相连，它可减小泵的输出压力，从而产生一个控制相连的压力补偿阀的较小的压力。流量调节器的操作使越过相连的阀的测流孔的压差小于泵的容许极限压力，由此来调节流体流量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制液压动力机械的阀组件，尤其涉及其中可保持一固定差压来实现均匀的流量速率的压力补偿阀。
技术介绍
在多种机械中，工作构件是由液压缸驱动的，而这些液压缸是由往复的阀柱控制阀控制的。这些液压系统被用于控制多种功能，如使构件上升及下降，使构件倾斜或围绕一轴线旋转，以及使构件纵向滑动。液压驱动的工作构件的速度取决于液压系统中的主要的窄小的孔的横截面积以及越过这些孔的压降。为了便于控制，已设计出了压力补偿液压控制系统来设定和保持压降。这些现有的控制系统包括若干负载感测(LS)管线，这些管线将阀工作口处的压力传送到系统中供给增压液压流体的变量泵的控制口。在多阀系统中，这些阀中最大的工作口压力被用于控制泵。此类泵的输出压力是控制口处的压力加上一恒定压力(又被称为“容许极限(margin)”)。由此，泵的位移响应工作构件上的负载所导致的工作口压力的改变而变化。每个阀部具有一个压力补偿器，该压力补偿器可响应泵输出压力以及控制口压力，以确保即使当泵的输出压力随着负载变化而变化时越过阀的测流孔出现容许极限压力。由此，越过测流孔可提供基本恒定的压降，其中测流孔的横截面积是由机器的操作人员控制的。这将便于控制，其原因在于，随着压降保持恒定，工作构件的移动速度仅由孔的横截面积确定。题为《带有裂缝压力补偿器的液压控制阀系统》(“Hydraulic Control Valve System with Split PressureCompensator”)的美国专利No.5,791,142中揭示了这类系统，该专利援引在此以作参考。尽管上述压力补偿器通常能确保泵的容许极限压力越过每个阀出现，但是，在某些液压系统中，可能具有越过选定阀的一较低的压力，以减小流量。例如，当控制液压马达时，操作者可能希望将相应的阀部设置在完全打开、制动的位置中，以提供连续的流量。然而，也可能希望将该连续流量限制为比完全打开位置所提供的小的速率。因此，需要在一些液压系统中提供一种比泵的容许极限压力小的越过选定阀中的一测流孔的补偿压差。由于，压力补偿器提供了如由测流面积确定的恒定流量，限制流速的通常的方法是与测量阀柱相连的一附加孔。该附加孔可以是固定的，以确定最大流量，或者它也可以是可调节的，这样，操作者可以选定所需的流量。带有弹簧操作的压力补偿器的其它技术是机械地调节弹簧负载，同时使测流面积恒定。这两种传统方法均需要相当的机械装置，并且对于它们在阀组件中的位置有严格的限制。它们还需要尺寸相当大的弹簧来处于作用在其上的相对较大的负载。在上述引用的专利中涉及的那类补偿器不是从弹簧获得其控制的，而是从液压信号获得的，由此限制了控制的选择性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种流量补偿器，该流量补偿器可减少越过多级阀组件的一特定阀中的一测流孔的压差。一液压系统具有一个控制阀，控制阀带有一个可变化的测流孔，液压流体从泵通过该测流孔流到在一工作口处连接到控制阀上的一致动器。泵产生一个输出压力，该输出压力为比控制口处的输入压力大的一个预定量，而输入压力是响应工作口处的压力确定的。一流量补偿器使该液压系统得到了改善，该流量补偿器包括一压力补偿阀，该压力补偿阀响应作用在压力补偿阀的相对的第一和第二侧上的压力差控制从可变的测流孔到工作口的流体的流量，其中，第一侧接收由可变的测流孔产生的压力。一流量调节器连接到泵的输出上，并且减少泵的输出压力从而产生一个施加到压力补偿阀的第二侧上的较小的压力。由此，压力补偿阀由一个比泵的控制口处的压力小的压力控制。这使得越过控制阀的可变化的测量孔的压差等于该较小的压力。在较佳实施例中，流量调节器是这样一个阀，它响应作用打开流量调节器的泵的输出压力、作用闭合流量调节器的压力补偿阀的第二侧上的压力以及同样作用以使流量调节阀闭合的偏压元件控制泵的输出和压办补偿阀的第二侧之间的流体流量。偏压元件较佳地是可调节的，以将越过测流孔的产生的压差设定为所需值。从而，流量补偿器能使测流孔压差设定为比泵的容许极限压力低的压力。本专利技术技术可提供一种可变的压力差，以控制最大的流率。另外，与仅限制最大流量的大多数流量控制不同，测量增量可在整个测量范围上减小，附图说明图1为具有结合了一新颖的压力补偿流量控制的一多级阀组件的液压系统的示意图；图2为通过该多级阀组件的截面图，其中，示意性地示出该阀组件与一泵和一油箱相连；以及图3为通过图2中的多级阀组件的一部分的正交截面图，其中示意性地示出了与液压缸的连接。具体实施例方式图1示意性地示出了具有一多级阀组件12的一液压系统10，它控制了一机器的液压动力工作构件的所有运动，如铲土机吊杆和吊斗。阀组件12由并排连接在两端部16和17之间的若干单独的阀部13、14和15形成。一给定的阀部13、14或15控制从泵18到分别与工作构件相连的若干致动器20、21和22之一的液压流体的流量，并且控制流体返回到油箱或容器19。致动器20和21具有油缸壳体22，该油缸壳体22包括一个活塞24，活塞24将缸体内部划分成底腔26和顶腔28。对于文中的方向性的关系和运动的参照，如顶部和底或向上或向下，是指附图中示出的定向中构件的关系和运动，这些可能不是特定应用中构件的定向。致动器22是一个传统的双向液压马达，其旋转方向由第三阀部15控制。泵18通常位于阀组件12的远处，并且通过导管或软管30连接到通过阀组件12延伸的一供给通道31。泵的输出由一压力释放阀11保护。泵18为变量型的，其输出压力设计为排量控制输入孔32处的压力加上一恒定压力(被称之为“容许极限”)的总和。控制孔输入被连接到一延伸通过阀组件12的部分13-15的输送通道34。一油箱通道36也延伸通过阀组件12并且连接到油箱19上。阀组件12的端部16包含用于将供给通道31连接到泵18以及将油箱通道36连接到油箱19的若干孔。该端部16还包括一压力释放阀35，该压力释放阀可将泵控制输送通道34中过剩的压力释放到油箱19。另一个端部17也具有一个孔，输送通道34通过该孔连接到泵18的控制输入孔。为便于理解此处所要求保护的专利技术，此处描述关于在示出的实施例中的一个阀部14的基本的流体流动路径。组件12中的阀部13-15中的每一个的操作是类似的，并且下列描述对它们是适用的。另外参照图2和图3，阀部14具有一本体40和一控制阀柱42，一机器操作者可通过操作一可与之相连的控制构件(未图示)使该控制阀柱在任一往复方向在本体的一孔内移动。根据控制阀柱42移动的路径，液压流体被引至油缸壳体22的底腔或顶腔26和28，并由此分别驱动活塞24上下。机器操作者移动控制阀柱42的程度决定了与活塞24相连的工作构件的速度。为了降低活塞24，机器操作者使控制阀柱42向右移至图3中示出的位置中。这样便打开了这样一些通道，这些通道允许泵18(在以下将要描述的负载感测网络控制下)从油箱19中抽出液压流体，并且迫使这些流体通过泵输出导管30进入本体40中的一供给通道31。液压流体从供给通道31通过由一控制阀柱42的一组凹口形成的一测流口、通过进给回路通道43以及通过由压力补偿止回阀48和本体40中的开口之间的相对位置形成的一可变节流孔46(参见图2)进入桥通道50。在压力补偿止回阀48的打开状态中，液压流体运行通过一本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一种具有控制阀的液压系统中，其中的控制阀带有可变化的测流孔，液压流体从泵流过该测流孔到达在一工作口处与控制阀相连的一致动器，其中的泵为这样一种类型，它在出口处产生一个输出压力，该输出压力为大于一控制孔口处的输入压力的预定量，而输入压力是响应于工作口处的压力确定的；流量补偿器包括：一压力补偿阀，该压力补偿阀响应作用在压力补偿阀的相对的第一和第二侧上的压力差控制可变化的测流孔和工作口间的流量，其中，第一侧可接收由可变化的测流孔产生的压力；以及一流量调节器，该流量 调节器连接在泵的输出上，并且减小输出压力以产生一个施加在压力补偿阀的第二侧上的较小的压力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DR巴伯，
申请(专利权)人：胡斯可国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]