一种可回收惯性动能的变压节能四通比例流量换向器制造技术

本发明专利技术公开了一种可回收惯性动能的变压节能四通比例流量换向器，包括液压变压器、配流盘转角油缸、溢流控制转角阀、压差控制转角阀、单向阀、液动比例换向阀、惯性溢流选择阀和梭阀；配流盘转角由配流盘转角油缸驱动，溢流控制转角阀的控制信号取自惯性溢流选择阀的U口，溢流控制转角阀的G口和H口接配流盘转角油缸的两个控制油口，溢流控制转角阀的E口和F口接压差控制转角阀的K口和L口，压差控制转角阀的J口接液压源，I口接油箱，压差控制转角阀阀芯的两个控制油口分别与比例换向阀的C口和D口相连。本发明专利技术在阀口压差很小的条件下，既能实现比例调速控制，又能回收惯性动能和负负载的机械能。

Variable pressure energy-saving four way proportional flow commutator capable of recovering inertial kinetic energy

The invention discloses a Recyclable inertial energy saving four pressure proportional flow commutator, including hydraulic transformer, rotation angle of valve plate cylinder and relief angle control valve, pressure control valve, angle check valve, hydraulic proportional valve, overflow valve and the shuttle valve selection of inertia; rotation angle of valve plate is driven by the rotation angle of valve plate the cylinder angle valve, the control signal to control the overflow from the overflow valve inertia U port control valve, overflow angle G port and H port connected to the two cylinder valve plate angle control oil outlet valve, overflow control angle E port and F port connected to the differential pressure control valve angle K port and L port, press angle difference control valve port J is connected to the hydraulic source, I port connected with the oil tank, pressure difference control of two control oil angle valve core with proportional valve C port and D port. Under the condition of small pressure difference at the valve port, the utility model can realize the proportional speed regulation control, and can recover the mechanical energy of the inertial kinetic energy and the negative load.

【技术实现步骤摘要】
一种可回收惯性动能的变压节能四通比例流量换向器
本专利技术涉及一种可回收惯性动能的变压节能四通比例流量换向器，属于液压传动与控制技术。
技术介绍
现在液压工程机械一般用手动先导阀控制比例换向阀，再由比例换向阀控制负载的换向和速度。如果系统供液压力比负载压力大得多，油液经比例换向阀节流掉很大压力差，产生很大的功率损失，系统的效率很低，而且引起油液温度的升高。对于驱动很大惯性工作机构的负载，如挖掘机回转马达，为了提高效率，让液压马达加速到最大速度，接着切断供液，负载的转动动能转化为液压能从溢流阀溢流变成了油液的热能，也会引起油液温度的升高。油液温度的升高将使液压油粘度下降，加速液压系统内部运动部件的磨损，导致系统泄漏增加，容积效率下降；液压元件产生热膨胀，导致液压阀工作不灵敏或卡死；当油温超过55℃时，将加剧液压油的氧化，使用寿命缩短。所以必须配备较大功率的散热设备把油液温度降低到系统要求的范围，这样又增加功率的消耗。再者由于负载压力和系统压力随负载工况变化，尽管比例换向阀控制信号和阀芯位移不变，比例换向阀节流口的压差还在变，比例换向阀输出的流量在变，被控负载的速度也在变，这样使得设备的操纵性差，特别是多个负载同时动作时，一人操作多个控制手柄，很难协调好负载之间的速度关系，造成设备动作不准确，甚至发生事故。为此需要配置压力补偿器，节流掉多余的压力，保持比例换向阀阀口压力恒定，又增加了发热。
技术实现思路
专利技术目的：现在的阀控液压系统，通过节流调节负载速度，把液压能转化为热能浪费掉了，使得液压油温度升高，为了防止油液因过热而老化，还需要增设降温设备，降温设备也会浪费能源。为此，本专利技术为工程机械液压系统设计一种可回收惯性动能的变压节能四通比例流量换向器，通过变压使得供液压力与负载相适应，并能保证比例换向阀阀口压差不变，不需要压力补偿器，也能控制负载的速度稳定，设备操纵性好。使用这种比例流量换向器大大减小了液能损失。四通比例流量换向器还能回收负载的转动动能转化的液压能。因此，比例流量换向器的使用提高了系统效率，减小了系统发热和油液温升，降低了系统配备的散热设备规格。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种可回收惯性动能的变压节能四通比例流量换向器，包括液压变压器、配流盘转角油缸、溢流控制转角阀、压差控制转角阀、单向阀、液动比例换向阀、惯性溢流选择阀和梭阀，将负载的两个油口分别记为R口和S口；所述液压变压器有三个油口，分别记为PA口、PB口和PT口，PA口接液压源，PB口接单向阀的出油口和液动比例换向阀的P口，PT口接油箱，液压变压器的配流盘转角机构通过配流盘转角油缸的两个控制油口进油压力差控制；所述液动比例换向阀为三位六通比例伺服阀，液动比例换向阀的阀芯位置通过先导控制阀控制，液动比例换向阀有六个油口，分别记为P口、T口、A口、B口、C口和D口，A口接R口，B口接S口，T口接油缸，C口和D口分别作为节流通路的出口和进口：当阀芯左位工作时，油液从P口流向B口，从A口流向T口；当阀芯中位工作时，P口、A口和B口封闭，T口、C口和D口相互导通；当阀芯右位工作时，油液从P口流向A口，从B口流向T口；所述压差控制转角阀为三位四通比例伺服阀，压差控制转角阀的阀芯位置通过压差控制转角阀的两个控制油口压力差控制，压差控制转角阀的两个控制油口分别接节流通路的出口和进口，压差控制转角阀有四个油口，分别记为I口、J口、K口和L口，I口接油箱，J口接液压源，K口接溢流控制转角阀的E口，L口接溢流控制转角阀的F口：当阀芯左位工作时，油液从L口流向I口，从J口流向K口；当阀芯中位工作时，I口、J口、K口和L口均互不导通；当阀芯右位工作时，油液从K口流向I口，从J口流向L口；所述溢流控制转角阀为三位四通比例伺服阀，溢流控制转角阀的阀芯位置通过溢流控制转角阀的控制油口进油压力和溢流控制转角阀弹簧控制，溢流控制转角阀的控制油口接惯性溢流选择阀的U口，溢流控制转角阀有四个油口，分别记为E口、F口、G口和H口，G口和H口分别接配流盘转角油缸的两个控制油口：当阀芯左位工作时，油液从F口流向G口，从H口流向E口；当阀芯中位工作时，E口、F口、G口和H口均互不导通；当阀芯右位工作时，油液从G口流向E口，从F口流向H口；所述惯性溢流选择阀为两位三通阀，惯性溢流选择阀的阀芯位置通过先导控制阀和选择阀弹簧控制，惯性溢流选择阀有三个油口，分别记为U口、W口和V口，W口接梭阀的出油口O，V口接油箱：当阀芯左位工作时，油液从U口流向V口；当阀芯右位工作时，油液从W口流向U口；所述梭阀的两个进油口分别接R口和S口。优选的，所述液动比例换向阀的阀芯通过换向阀弹簧对中，即先导控制阀无输出信号时，阀芯中位工作。优选的，所述压差控制转角阀的阀芯由控制阀弹簧和阀芯两端压差控制，当压差控制转角阀的两个控制油口无输入时，压差控制转角阀的阀芯在弹簧力作用下阀芯右位工作；压差控制转角阀稳态时，压差控制转角阀的两个控制油口进油压力差与阀芯控制面积的乘积等于控制阀弹簧的预压缩力，通过调节控制阀弹簧的预压缩力调节压差控制转角阀的两个控制油口进油压力差。优选的，所述溢流控制转角阀的阀芯由溢流控制转角阀弹簧和阀芯两端压差控制，当溢流控制转角阀的控制油口无输入时，溢流控制转角阀的阀芯在弹簧力作用下阀芯右位工作；溢流控制转角阀稳态时，溢流控制转角阀的控制油口进油压力与阀芯控制面积的乘积等于溢流阀弹簧的预压缩力。优选的，所述惯性溢流选择阀通过选择阀弹簧复位，复位后阀芯右位工作；当先导控制阀有输出信号时，阀芯换位。有益效果：现有的比例换向阀，在控制信号和阀芯开口量一定时，负载压力或系统供液压力变化时，阀的输出流量波动很大，设备的操纵性差，而且系统供液压力大于负载压力时，在阀上产生很大的节流，液能损失大，油液发热严重。如果给比例换向阀配置了压力补偿器，能保证阀口压差恒定，负载压力或系统供液压力变化时，阀的输出流量波动很小，设备的操纵性好，但系统供液压力大于负载压力时，压力补偿器产生很大的节流，液能损失大，油液发热也严重。现有的比例换向阀也不能回收负负载工况时的机械能，把负载输入的机械能全部转化为了热能。如果只用现在的液压变压器直接控制负载，操作人员只能控制液压变压器的配流盘控制角来调节输出的液量和负载速度，系统没有节流损失和发热，也能回收负负载工况时的机械能和负载的惯性动能。但负载压力或系统供液压力变化时，液压变压器输出压力将发生变化，负载将加速或减速，为了保证负载速度不变，操作人员必需时刻调节液压变压器的配流盘控制角消除输出流量的波动，这样设备的操纵性很差。本专利技术的变压节能四通比例流量换向器通过调节液压变压器的配流盘控制角保证了比例换向阀的节流口压差不变，在控制信号和阀芯开口量一定时，负载压力或系统供液压力变化时，阀的输出流量没有波动，设备的操纵性好，而且系统供液压力大于负载压力时，压差降在了液压变压器上，阀口节流压差和液能损失很小，不会引起油液严重发热。这种换向器中液压变压器也能回收负负载工况时的机械能和马达或油缸制动进程中的惯性动能。所以专利技术的变压节能四通比例流量换向器在阀口压差很小的条件下，既能实现比例调速控制，又能回收惯性动能和负负载的机械能。其控制性能和节能都优于现在的比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可回收惯性动能的变压节能四通比例流量换向器，其特征在于：包括液压变压器(1)、配流盘转角油缸(2)、溢流控制转角阀(3)、压差控制转角阀(4)、单向阀(5)、液动比例换向阀(6)、惯性溢流选择阀(7)和梭阀(8)，将负载的两个油口分别记为R口和S口；所述液压变压器(1)有三个油口，分别记为P

【技术特征摘要】
1.一种可回收惯性动能的变压节能四通比例流量换向器，其特征在于：包括液压变压器(1)、配流盘转角油缸(2)、溢流控制转角阀(3)、压差控制转角阀(4)、单向阀(5)、液动比例换向阀(6)、惯性溢流选择阀(7)和梭阀(8)，将负载的两个油口分别记为R口和S口；所述液压变压器(1)有三个油口，分别记为PA口、PB口和PT口，PA口接液压源(10)，PB口接单向阀(5)的出油口和液动比例换向阀(6)的P口，PT口接油箱，液压变压器(1)的配流盘转角机构通过配流盘转角油缸(2)的两个控制油口进油压力差控制；所述液动比例换向阀(6)为三位六通比例伺服阀，液动比例换向阀(6)的阀芯位置通过先导控制阀控制，液动比例换向阀(6)有六个油口，分别记为P口、T口、A口、B口、C口和D口，A口接R口，B口接S口，T口接油缸，C口和D口分别作为节流通路的出口和进口：当阀芯左位工作时，油液从P口流向B口，从A口流向T口；当阀芯中位工作时，P口、A口和B口封闭，T口、C口和D口相互导通；当阀芯右位工作时，油液从P口流向A口，从B口流向T口；所述压差控制转角阀(4)为三位四通比例伺服阀，压差控制转角阀(4)的阀芯位置通过压差控制转角阀(4)的两个控制油口压力差控制，压差控制转角阀(4)的两个控制油口分别接节流通路的出口和进口，压差控制转角阀(4)有四个油口，分别记为I口、J口、K口和L口，I口接油箱，J口接液压源(10)，K口接溢流控制转角阀(3)的E口，L口接溢流控制转角阀(3)的F口：当阀芯左位工作时，油液从L口流向I口，从J口流向K口；当阀芯中位工作时，I口、J口、K口和L口均互不导通；当阀芯右位工作时，油液从K口流向I口，从J口流向L口；所述溢流控制转角阀(3)为三位四通比例伺服阀，溢流控制转角阀(3)的阀芯位置通过溢流控制转角阀(3)的控制油口进油压力和溢流控制转角阀弹簧控制，溢流控制转角阀(3)的控制油口接惯性溢流选择阀(7)的U口，溢流控制转角阀(3)有四个油口，分别记为E口、F...

【专利技术属性】
技术研发人员：周连佺，周天宇，刘强，施昊，孙德奇，蔡旻卿，田其亚，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32