[发明专利]负载节流口可独立控制的节能型液压阀和液压阀控系统

说明书

技术领域

本发明涉及流体传动与控制技术领域，尤其涉及一种负载节流口可独立控制的节能型液压阀以及一种应用该液压阀的节能型液压阀控系统。

背景技术

在传统的液压阀控系统（如液压阀控缸、液压阀控马达）中，液压阀的两个负载节流口是机械固联的。当对其中一个负载节流口的开口度进行控制时，另一个负载节流口的开口度也就随之确定，即两个负载节流口的开口度始终是相同的。负载节流的作用是将进入节流口之前的压力较高的液压油调节成为压力较低的液压油，以得到满足需求的液压能源。节流口两端的压力差称为压力损失，这种压力损失通过热量的形式被消耗掉。因此一般液压阀控系统的工作效率不高，发热比较厉害，存在较大的能源浪费。

以图1所示的液压阀控缸缩回运动为例进行说明。液压能源23为液压阀提供压力恒定的高压液压油，液压阀控缸的回油回到液压能源23的油箱内。当液压缸活塞杆21带动其负载22向下运动时，必须为B腔19提供液压油防止其吸空，并保证A腔18内的液压油能够流回液压能源23的油箱内。

根据力平衡方程ma=F+mg可知，如果期望的缩回加速度a小于重力加速度g，则期望施加的控制力F应当与活塞杆21的运动方向相反，即控制力的方向应该向上，该控制力由A腔18、B腔19之间的压差作用在活塞20上产生。

理想的液压阀工作模式是控制负载节流口7的开口度，使A腔18内的液压油产生一定的节流背压阻力，并同时通过负载节流口6向B腔19内补充一定的低压液压油，此时负载节流口6需要完全打开，以减小节流阻力使液压油能顺利的进入B腔19内。这样由于A腔18内的压力高于B腔19内的压力，从而产生一个与运动方向相反的力，进而实现控制活塞杆21运动速度的目的。可知此时根本不需要为液压阀提供高压油。

但在实际应用中，受现有液压阀的结构限制，为了能向B腔19补充液压油，需要控制阀芯9向左运动，使高压油通过负载节流口6进入B腔19，而A腔18内的液压油则通过负载节流口7流回到液压能源23的油箱内。这种情况下B腔19内的压力要高于A腔18内的压力，也就是说此时产生的力与活塞杆21的运动方向相同，因此为了能够达到力的平衡，需要通过控制负载节流口7为A腔18提供背压阻力，从而达到力的平衡，最终实现活塞杆21的运动控制。

可以看出，在这种运动状态下，现有液压阀的工作模式与前面分析的理想工作模式完全不一致。一方面需要向液压阀提供高压液压油，保证B腔19不吸空，另一方面还要通过负载节流口7产生的节流背压来抵消高压液压油产生的液压力，实现对活塞杆21的运动控制。也就是说在这种情况下液压能源23向液压阀提供的高压液压油全部以发热的形式被浪费掉。

本例只是现有液阀控系统工作过程中，液压能源浪费的一个非常普遍的例子。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种负载节流口可独立进行控制的节能型液压阀，该液压阀的两个负载节流口之间不存在相互干扰，可以独立工作，从而可以实现液压阀控系统的节能控制。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种负载节流口可独立控制的节能型液压阀，该液压阀的阀芯安装有位移传感器；所述阀芯中间的两个凸肩及两个负载节流口之间的结构关系满足如下条件：当通过其中一个凸肩对其中一个负载节流口的开口度进行控制时，另外一个负载节流口处于完全打开状态。

优选地，液压阀结构为：所述阀芯上设有第一凸肩、第二凸肩、第三凸肩和第四凸肩；

设第一负载节流口的与供油口的间距为L1，同样，第二负载节流口与供油口的间距也为L1，供油口的直径为L2，第一负载节流口、第二负载节流口、第二凸肩和第三凸肩的宽度为L3，第二凸肩和第三凸肩之间的间距为L4，第一回油口与第一负载节流口的间距为L5，同样，第二回油口与第二负载节流口的间距也为L5，第一回油口和第二回油口的直径为L6，第一凸肩与第二凸肩之间的间距为L7，同样，第三凸肩与第四凸肩之间的间距也为L7，第一凸肩和第四凸肩的宽度为L8，阀体左内壁距离第一负载节流口的距离为L9，同样阀体右内壁距离第二负载节流口的距离也为L9；

L1≥3×L3；

L4≤2×(L1-L3)+L2；

L7≤L1+L5+L6；

L9≥L5+L6+L7+L8。