液压控制阀、调速系统、驱动装置和作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及液压技术领域，尤其涉及一种液压控制阀、调速系统、驱动装置和作业机械。


背景技术：

2.由液压马达驱动的工作装置，例如由液压马达驱动的水平定向钻的动力头，在工作过程中，面对不同的工况所需要输出的扭矩也不相同，往往需要对液压马达进行多档位转速调节，以适应不同工况。
3.目前水平定向钻的动力头马达直接与液压油泵连接，由液压油泵控制液压马达的转速，此种调节方式不能实现迅速、连续性的流量调节，使液压马达不能实现连续多档位的转速调节，限制了在一些特殊工况下的使用。
4.因此，如何解决相关技术中液压马达无法实现连续多档位转速调节的问题成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种液压控制阀，用以解决现有技术中液压马达无法实现连续多档位转速调节的缺陷，实现线性调节液压马达转速的效果。
6.本实用新型提供一种液压控制阀，用于控制流向执行机构的液压油的流量，包括：
7.节流换向阀，所述节流换向阀包括进油路、回油路、工作油路和先导油路，所述进油路用于与供油装置连通，所述回油路用于与液压油箱连通，所述工作油路用于与所述执行机构连通；
8.先导油压控制阀，所述先导油压控制阀连通先导油源与所述先导油路；
9.当经过所述先导油压控制阀的先导油的油压低于换向压力时，所述节流换向阀的所述进油路与所述回油路导通，当经过所述先导油压控制阀的先导油的油压高于所述换向压力时，所述节流换向阀的所述进油路与所述工作油路导通，且随经过所述先导油压控制阀的先导油的油压的增大，所述工作油路的开度变大。
10.根据本实用新型提供的液压控制阀，所述节流换向阀还包括阀体、阀芯和弹性件，所述阀芯可滑动的设置在所述阀体内，且所述弹性件设置在所述阀体与所述阀芯之间；
11.当通过所述先导油压控制阀的先导油的油压低于所述换向压力时，所述弹性件推动所述阀芯导通所述进油路与所述回油路，关闭所述进油路与所述工作油路；
12.当通过所述先导油压控制阀的先导油的油压高于所述换向压力时，所述先导油克服所述弹性件的弹力，推动所述阀芯关闭所述进油路与所述回油路，导通所述进油路与所述工作油路，且随通过所述先导油压控制阀的先导油的油压的增大，所述阀芯的位移量增加，所述工作油路的开度变大。
13.根据本实用新型提供的液压控制阀，所述弹性件为复位弹簧。
14.根据本实用新型提供的液压控制阀，所述先导油压控制阀包括比例控制阀。
15.根据本实用新型提供的液压控制阀，所述比例控制阀为电磁式比例控制阀、电动式比例控制阀、电液式比例控制阀或手动式比例控制阀。
16.根据本实用新型提供的液压控制阀，还包括溢流阀，所述溢流阀与所述进油路连通。
17.根据本实用新型提供的液压控制阀，所述节流换向阀上还设置有测压油口，所述测压油口与所述进油路连通。
18.本实用新型还提供一种调速系统，包括控制器和如以上所述的液压控制阀，所述液压控制阀与所述控制器电连接。
19.本实用新型还提供一种驱动装置，包括液压油泵、液压马达和如以上所述的液压控制阀或如以上所述的调速系统，所述液压控制阀设置在所述液压油泵与所述液压马达之间。
20.本实用新型还提供一种作业机械，包括如以上所述的液压控制阀或如以上所述的调速系统或如以上所述的驱动装置。
21.本实用新型提供的液压控制阀，包括节流换向阀和先导油压控制阀。节流换向阀包括进油路、回油路、工作油路和先导油路，进油路用于与供油装置连通，回油路用于与液压油箱连通，工作油路用于与执行机构连通。先导油压控制阀连接在先导油源与节流换向阀的先导油路之间，用于调节进入节流换向阀的先导油路的先导油的油压。当执行机构不需要动作时，先导油压控制阀切断先导油源与节流换向阀的先导油路的连通，或者降低进入节流换向阀的先导油路的先导油的油压至换向压力以下，此时由于先导油的油压低于换向压力，节流换向阀的进油路与回油路导通，液压油直接回流至液压油箱，不会进入执行机构。当执行机构需要动作时，先导油压控制阀控制先导油压上升至换向压力之上，先导油使节流换向阀换向，使进油路与工作油路导通，切断进油路与回油路的连通，液压由可经节流换向阀流向执行机构，驱动执行机构动作。先导油压控制阀可在大于换向压力的范围内线性调整先导油的油压，先导油的油压增大，可以使工作油路的开度变大，进入执行机构的液压油的流量变大，可提高执行机构的扭矩或转速等，以适应不同的工况需求。
22.进一步地，在本实用新型提供的调速系统、驱动装置和作业机械中，由于均设置有如上所述的液压控制阀，因此具有与如上所述相同的优势。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型提供的先导油的油压低于换向压力时的液压控制阀的原理图；
25.图2是本实用新型提供的先导油的油压低于换向压力时的液压控制阀的结构图；
26.图3是本实用新型提供的先导油的油压高于换向压力时的液压控制阀的原理图；
27.图4是本实用新型提供的先导油的油压高于换向压力时的液压控制阀的结构图；
28.附图标记：
29.100：节流换向阀；110：进油路；120：回油路；130：工作油路；140：先导油路；150：阀
体；160：阀芯；170：复位弹簧；200：先导油压控制阀；300：液压油泵；400：液压马达；500：溢流阀；600：压力传感器。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.下面结合图1至图4描述本实用新型的液压控制阀、调速系统、驱动装置和作业机械。
32.本实用新型提供一种液压控制阀，用于线性调节供向执行机构的液压油的流量，包括节流换向阀100和先导油压控制阀200，先导油压控制阀200用于调节进入节流换向阀100的先导油的油压，以调整节流换向阀100的开闭以及开度，进而实现调整供向执行机构的液压油的流量。
33.节流换向阀100内设置有进油路110、回油路120、工作油路130和先导油路140。
34.其中，进油路110用于与供油装置连通，供油装置可以为液压油泵300，液压油泵300的进油口可以与液压油箱连通，液压油泵300的出油口用于与进油路110的进油口连通。回油路120可以与液压油箱连通，用于将节流换向阀100内的回油排出到液压油箱。工作油路130用于与执行机构连通，例如工作油路130的出油口可以和液压马达400的进油口连通，液压油可通过工作油路130进入执行机构，驱动执行机构动作。先导油路140用于与先导油源连通，先导油可以控制节流换向阀100选择性的导通进油路110与回油路120，或选择性的导通进油路110与工作油路130。
35.先导油压控制阀200的先导油入口用于与先导油源连通，先导油压控制阀200的先导油出口用于与节流换向阀100的先导油路140的先导油入口连通。先导油压控制阀200可以调节进入节流换向阀100的先导油路140内的先导油的油压。针对不同的工况，先导油压控制阀200可以通过调节进入节流换向阀100的先导油的油压控制节流换向阀100的导通状态。
36.当经过先导油压控制阀200且进入节流换向阀100的先导油路140的先导油的油压低于换向压力时，节流换向阀100的进油路110与回油路120导通，切断进油路110与工作油路130的连通。经液压油泵300供给的液压油通过进油路110进入节流换向阀100内，然后经节流换向阀100的回油路120回流到液压油箱内，此时执行机构内没有液压油经过，执行机构处于不动作的状态。
37.当经过先导油压控制阀200且进入节流换向阀100的先导油路140的先导油的油压高于换向压力时，节流换向阀100切断进油路110与回油路120，导通进油路110与工作油路130。经液压油泵300供给的液压油经进油路110进入节流换向阀100内，然后经工作油路130进入执行机构。
38.先导油压控制阀200可以在大于换向压力的范围内线性调节经过先导油压控制阀200的先导油的压力，且随着经过先导油压控制阀200的先导油的油压的增大，节流换向阀
100的工作油路130的开度逐渐变大，进而经过节流换向阀100进入执行机构的液压油的流量也变大。
39.例如，当上述的执行机构为用于驱动水平定向钻的动力头的液压马达400时，液压马达400的进油口与节流换向阀100的工作油路130连通。当需要动力头停止动作时，可以调节先导油压控制阀200，使经过先导油压控制阀200的先导油的油压低于换向压力，优选的实施方式为，使先导油压力为零。
40.当需要动力头动作时，可以调节先导油压控制阀200，使经过先导油压控制阀200的先导油的油压高于换向压力，且根据不同的工况，可以通过调节先导油压控制阀200，调整经过先导油压控制阀200的先导油的压力，通过先导油压控制阀200的先导油的压力越大，节流换向阀100的工作油路130的开度越大，通过节流换向阀100的液压油的流量越大，液压马达400输出的转速越高。
41.进一步地，节流换向阀100可以包括阀体150、阀芯160和弹性件，阀芯160与阀体150滑动连接，且在阀芯160移动的过程中，可以选择性的将进油路110与回油路120和工作油路130中的一者导通，切断与另一者的连通。
42.弹性件设置在阀芯160与阀体150之间，当先导油路140内的先导油的油压低于换向压力时，先导油无法克服弹性件的弹力推动阀芯160移动，此时，弹性件使阀芯160切断进油路110与工作油路130的连通，使进油路110与回油路120连通。
43.当先导油路140内的先导油的油压大于换向压力时，先导油的油压克服弹性件的弹力推动阀芯160移动，阀芯160切断进油路110与回油路120的连通，导通进油路110与工作油路130。随着先导油的油压的增加，先导油不断的推动阀芯160挤压弹性件，阀芯160的位移量不断增加，使工作油路130的流通截面积越来越大，以致于通过工作油路130的液压油的流量增加。
44.在一个优选的实施例中，弹性件可以为复位弹簧170。
45.先导油压控制阀200可以为比例控制阀，例如可以为电磁式比例控制阀、电动式比例控制阀、电液式比例控制阀或手动式比例控制阀。
46.以电磁式比例控制阀为例，在工作时，可以根据输入电流的大小调整电磁式比例控制阀的流量，电流可以线性调节，进而使电磁式比例控制阀也可以实现线性调节先导油的油压的效果。电流大小可以通过控制器进行控制。
47.或者以手动式比例控制阀为例，调节装置可以为旋钮，通过旋转旋钮改变手动式比例控制阀的开度，进而线性的调节通过手动式比例控制阀的先导油的油压。
48.在本实用新型的一个实施例中，在供油装置与节流换向阀100的进油路110之间还设置有溢流阀500，流阀500的卸油口与液压油箱连通，当供油装置的供油压力超过溢流阀500的调定压力时，溢流阀500进行稳压溢流。
49.在节流换向阀100的阀体150上还设置有测压口，测压口用于连接压力传感器600，可以实时检测进油压力。
50.本实用新型还提供一种调速系统，调速系统可以包括控制器和如上所述的液压控制阀，液压控制阀可以在控制器的控制下调整排出液压油的流量，进而实现调节液压马达400等转动执行机构的转速的效果。由于设置有如上所述的液压控制阀，因此具有与如上所述相同的优势。
51.本实用新型还提供一种驱动装置，驱动装置可以包括液压马达400和如上所述的液压控制阀或如上所述的调速系统，由于设置有如上所述的液压控制阀，因此具有与如上所述相同的优势。
52.本实用新型还提供一种作业机械，作业机械可以为掘进机或液压水平定向钻机等，特别是液压水平定向钻机，在工作过程中需要多个档位调速，在现有的泵控技术下不能实现迅速的、连续性的流量调节去适应不同工况下动力头的扭矩。本实用新型提供的液压控制阀、调速系统或驱动装置，可以很好的适应多种工况下不同工作扭矩的情况，从而可以提高水平定向钻机等作业机械的生产效率和安全性。
53.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种液压控制阀，其特征在于，用于控制流向执行机构的液压油的流量，包括：节流换向阀(100)，所述节流换向阀(100)包括进油路(110)、回油路(120)、工作油路(130)和先导油路(140)，所述进油路(110)用于与供油装置连通，所述回油路(120)用于与液压油箱连通，所述工作油路(130)用于与所述执行机构连通；先导油压控制阀(200)，所述先导油压控制阀(200)连通先导油源与所述先导油路(140)；当经过所述先导油压控制阀(200)的先导油的油压低于换向压力时，所述节流换向阀(100)的所述进油路(110)与所述回油路(120)导通，当经过所述先导油压控制阀(200)的先导油的油压高于所述换向压力时，所述节流换向阀(100)的所述进油路(110)与所述工作油路(130)导通，且随经过所述先导油压控制阀(200)的先导油的油压的增大，所述工作油路(130)的开度变大。2.根据权利要求1所述的液压控制阀，其特征在于，所述节流换向阀(100)还包括阀体(150)、阀芯(160)和弹性件，所述阀芯(160)可滑动的设置在所述阀体(150)内，且所述弹性件设置在所述阀体(150)与所述阀芯(160)之间；当通过所述先导油压控制阀(200)的先导油的油压低于所述换向压力时，所述弹性件推动所述阀芯(160)导通所述进油路(110)与所述回油路(120)，关闭所述进油路(110)与所述工作油路(130)；当通过所述先导油压控制阀(200)的先导油的油压高于所述换向压力时，所述先导油克服所述弹性件的弹力，推动所述阀芯(160)关闭所述进油路(110)与所述回油路(120)，导通所述进油路(110)与所述工作油路(130)，且随通过所述先导油压控制阀(200)的先导油的油压的增大，所述阀芯(160)的位移量增加，所述工作油路(130)的开度变大。3.根据权利要求2所述的液压控制阀，其特征在于，所述弹性件为复位弹簧(170)。4.根据权利要求1～3任一项所述的液压控制阀，其特征在于，所述先导油压控制阀(200)包括比例控制阀。5.根据权利要求4所述的液压控制阀，其特征在于，所述比例控制阀为电磁式比例控制阀、电动式比例控制阀、电液式比例控制阀或手动式比例控制阀。6.根据权利要求1～3任一项所述的液压控制阀，其特征在于，还包括溢流阀(500)，所述溢流阀(500)与所述进油路(110)连通。7.根据权利要求1～3任一项所述的液压控制阀，其特征在于，所述节流换向阀(100)上还设置有测压油口，所述测压油口与所述进油路(110)连通。8.一种调速系统，其特征在于，包括控制器和如权利要求1～7任一项所述的液压控制阀，所述液压控制阀与所述控制器电连接。9.一种驱动装置，其特征在于，包括液压油泵(300)、液压马达(400)和如权利要求1～7任一项所述的液压控制阀或如权利要求8所述的调速系统，所述液压控制阀设置在所述液压油泵(300)与所述液压马达(400)之间。10.一种作业机械，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的液压控制阀或如权利要求8所述的调速系统或如权利要求9所述的驱动装置。

技术总结
本实用新型涉及液压领域，提供一种液压控制阀、调速系统、驱动装置和作业机械，包括节流换向阀和先导油压控制阀。节流换向阀包括进油路、回油路、工作油路和先导油路，进油路用于与供油装置连通，回油路用于与液压油箱连通，工作油路用于与执行机构连通。先导油压控制阀用于调节进入先导油路的先导油的油压。先导油压控制阀可以控制先导油的油压低于换向压力，此时节流换向阀的进油路与回油路导通。先导油压控制阀也可控制先导油压位于换向压力之上，此时节流换向阀的进油路与工作油路导通。随着先导油的油压增大，工作油路的开度变大，进入执行机构的液压油的流量变大，可提高执行机构的扭矩或转速等，以适应不同的工况需求。以适应不同的工况需求。以适应不同的工况需求。


技术研发人员：祁志强
受保护的技术使用者：索特传动设备有限公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/7/14