一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，包括閥體，閥體上設置有第一油口A1、第一壓力口P1、第二壓力口P2、第三壓力口P3；第一油口A1通過集成閥的第一外部油路與所述第二壓力口P2相連通，第二壓力口P2處設置有一個第一單向閥；第一壓力口P1與第二壓力口P2之間的集成閥內部油路上還設置了一個第二單向閥；閥體之內還設置有第一滑閥、第一邏輯閥、第一邏輯控制閥。閥體內設置有第二滑閥、第二單向閥和第二邏輯閥。本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，具有可回收挖掘機大臂下降時的能量、并能在挖掘機大臂上升時重新利用回收的能量、工作可靠性好、節(jié)約能源等優(yōu)點。
【專利說明】
一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種集成閥，尤其是一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥。

【背景技術】
[0002]挖掘機,又稱挖掘機械(excavating machinery),是用纟產斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。挖掘機挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經過預松后的土壤和巖石。從近幾年工程機械的發(fā)展來看，挖掘機的發(fā)展相對較快，挖掘機已經成為工程建設中最主要的工程機械之一?，F今的挖掘機占絕大部分的是全液壓全回轉挖掘機。挖掘機的液壓傳動系統通過液壓泵將發(fā)動機的動力傳遞給液壓馬達、液壓缸等執(zhí)行元件，推動工作裝置動作，從而完成各種作業(yè)。
[0003]挖掘機在工作過程中，其大臂頻繁下降和上升。在挖掘機的工作過程中，有一種情形是不需要消耗發(fā)動機功率的，即大臂從高向低下落時。在挖掘機大臂下降的過程中，它的勢能也由大減小，這些能量也被白白浪費了。目前，挖掘機上尚無配備專門的能量回收裝置。
[0004]申請?zhí)枮镃N201320587141.9的中國實用新型專利公開了一種帶勢能回收裝置的挖掘機大臂能量再生裝置，包括大臂和固定在大臂兩側的主油缸，主油缸通過電磁閥組連通油箱，所述大臂與機架之間鉸接有流體傳力機構，流體傳力機構位于兩個主油缸之間，流體傳力機構通過管路連接蓄能器，蓄能器隱蔽固定在大臂的內部。該實用新型雖然對挖掘機的能量回收系統進行了介紹，但是并未有關于挖掘機能量回收的專用閥門的介紹。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，以使得挖掘機大臂下降時的重力勢能回收，并在大臂上升過程中釋放并利用回收的勢能、使得挖掘機在工作時更加節(jié)能。
[0006]本發(fā)明為解決技術問題采用以下技術方案。
[0007]—種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，其結構特點是，包括閥體，所述閥體上設置有第一油口 Al、第一壓力口 P1、第二壓力口 P2、第三壓力口 P3 ;所述第一油口 Al通過集成閥的第一外部油路與所述第二壓力口 P2相連通，所述第二壓力口 P2處設置有一個第一單向閥，使得所述第一油口 Al處的液壓油能經過所述外部油路單向流向所述第二壓力口 P2 ;所述第一壓力口 Pl與所述第二壓力口 P2之間的集成閥內部油路上還設置了一個第二單向閥，使得在能量釋放時的液壓油只能夠從第二壓力口 P2單向流向第一壓力口 Pl ；
[0008]所述第一壓力口 Pl與挖掘機大臂油缸相連接，所述第一壓力口 Pl向大臂油缸供油時大臂上升，所述第一壓力口 Pl回油時大臂下降；所述第二壓力口 P2通過集成閥的內部油路與所述第三壓力口 P3相連接，所述第三壓力口 P3與一個外部能量存儲裝置相連接；
[0009]所述閥體內設置有第一滑閥腔和第一邏輯閥腔，所述第一滑閥腔和第一邏輯閥腔之間通過第一油道相連通；所述第一邏輯閥腔通過集成閥的內部油道與所述第一壓力口Pi相連通，所述第一邏輯閥設置于所述第一邏輯閥腔中，用于控制所述第一壓力口 Pi與所述第一油道之間的通斷；第一邏輯閥包括第一邏輯閥芯和第一邏輯閥彈簧；第一邏輯閥芯設置于所述第一邏輯閥腔內，第一邏輯閥彈簧設于所述第一邏輯閥芯下方，所述第一邏輯閥彈簧下方通過一個螺塞封閉；
[0010]所述第一邏輯閥腔還通過第二油道和第三油道與設置于閥體外的第一邏輯控制閥相連接；所述第一邏輯控制閥包括第一邏輯控制閥體、第一邏輯控制閥芯、第一邏輯控制閥彈簧、接口 Pibl、接口 Tl ;所述第一邏輯控制閥體固定于所述閥體上，第一邏輯控制閥體內設置有第一邏輯控制閥腔，所述第一邏輯控制閥芯、第一邏輯控制閥彈簧均設置于所述第一邏輯控制閥腔內，所述第一邏輯控制閥腔通過分別通過第二邏輯控制油道和第三邏輯控制油道與所述第二油道和第三油道相連通；所述第一邏輯控制閥芯用于控制所述第二邏輯控制油道和第三邏輯控制油道之間的通斷；所述接口 Pibl通過外部油路與挖掘機控制油Pil相連通；所述接口 Tl與回油口 T相連通；
[0011]所述第一滑閥腔內設置有第一滑閥；所述第一滑閥包括第一滑閥桿、第一滑閥彈簧、第一左封蓋和第一右封蓋；所述第一滑閥桿插入于所述第一滑閥腔內，所述第一滑閥腔的左右兩端分別由所述第一左封蓋和第一右封蓋封閉，從而將所述第一滑閥桿封閉于所述閥體之內；所述第一滑閥彈簧位于所述第一左封蓋的內腔中，用于使得第一滑閥桿向左移動后向右復位；所述第一滑閥桿的右端伸入于所述第一右封蓋的內腔中，所述第一右封蓋的內腔通過接口 Pial與挖掘機控制油Pil相連通；
[0012]所述閥體內設置有第二滑閥腔、第二單向閥腔和第二邏輯閥腔，所述第二滑閥腔和第二邏輯閥腔之間通過第七油道相連通；所述第二滑閥腔和第二單向閥腔之間通過第四油道相連通；
[0013]所述第二滑閥腔設置于第二滑閥；所述第二單向閥腔內設置有用于控制第二單向閥腔與第四油道之間的通斷的第二單向閥；所述第二邏輯閥腔中設置有用于控制第二邏輯閥腔與第七油道之間的通斷的第二邏輯閥。
[0014]本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥的結構特點也在于:
[0015]所述第二單向閥包括第二單向閥芯、第二單向閥彈簧和第二單向閥螺塞；所述第二單向閥芯將所述第二單向閥腔隔離成第二單向閥上腔體和第二單向閥下腔體，所述第二單向閥上腔體與第一壓力口 Pl相連通；當第二單向閥芯向下移動時，所述第四油道通過所述第二單向閥上腔體與所述第一壓力口 Pi相連通；所述第二單向閥螺塞設置于所述第二單向閥腔的出口上，將第二單向閥腔的第二單向閥下腔體下方的出口封閉；所述第二單向閥彈簧位于所述第二單向閥芯和第二單向閥螺塞之間。
[0016]所述第二邏輯閥包括第二邏輯閥芯、第二邏輯閥彈簧和第二邏輯閥螺塞；所述第二邏輯閥芯將所述第二邏輯閥腔隔離成第二邏輯閥上腔體和第二邏輯閥下腔體，所述第二邏輯閥上腔體通過集成閥的內部油道與第二壓力口 P2相連通；當第二邏輯閥芯向下移動時，所述第七油道通過所述第二邏輯閥上腔體與所述第二壓力口 P2相連通；所述第二邏輯閥螺塞設置于所述第二邏輯閥腔的出口上，將第二邏輯閥腔的出口封閉；所述第二邏輯閥彈簧位于所述第二邏輯閥芯和第二邏輯閥螺塞之間；所述第二邏輯閥上腔體與第五油道相連通，第二邏輯閥下腔體與第六油道相連通；
[0017]第二邏輯控制閥包括第二邏輯控制閥體、第二邏輯控制閥芯、第二邏輯控制閥彈簧、接口 Pib2、接口 T2 ;所述第二邏輯控制閥體固定于所述閥體上，第二邏輯控制閥體內設置有第二邏輯控制閥腔，所述第二邏輯控制閥芯、第二邏輯控制閥彈簧均設置于所述第二邏輯控制閥腔內；所述第二邏輯控制閥腔通過分別通過第五邏輯控制油道和第六邏輯控制油道與所述第五油道和第六油道相連通；所述第二邏輯控制閥芯用于控制所述第五邏輯控制油道和第六邏輯控制油道之間的通斷；所述接口 Pib2通過外部油路與挖掘機控制油Pi2相連通；所述接口 T2與回油口 T相連通；
[0018]所述第二滑閥包括第二滑閥桿、第二滑閥彈簧、第二左封蓋和第二右封蓋；所述第二滑閥桿插入于所述第二滑閥腔內，所述第二滑閥腔的左右兩端分別由所述第二左封蓋和第二右封蓋封閉，從而將所述第二滑閥桿封閉于所述閥體之內；所述第二滑閥彈簧位于所述第二左封蓋的內腔中，用于使得第二滑閥桿向左移動后向右復位；所述第二滑閥桿的右端伸入于所述第二右封蓋的內腔中，所述第二右封蓋的內腔通過接口 Pia2與挖掘機控制油Pi2相連通。
[0019]所述閥體上還設置有一個第二油口 A2。
[0020]與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現在:
[0021]本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，通過控制油的使Al 口通過第一滑閥腔與第一油道接通，從而使Pl 口與Al 口接通。Al 口連接外部的能量轉化裝置，將油缸下降時的勢能轉化成高壓油通過P2 口進入本發(fā)明的集成閥內，再通過P3 口進入外部能量存儲裝置，從而將能量存儲起來，實現將挖掘機大臂下降的能量回收的目的。第一邏輯閥設于下降能量回收油路的Pl 口與Al 口之間；在第一邏輯閥與Al 口之間設有第一滑閥，通過控制油的壓力大小改變第一滑閥的位移，從而改變第一邏輯閥與Al 口之間的開口大小，達到控制下降能量回收時的流量。
[0022]通過控制油將第五流道與第六流道切斷，并將第六流道與回油T接通，即第二邏輯閥的第二邏輯閥下腔體壓力為0，P2 口壓力油將第二邏輯閥壓向下移，第二邏輯閥的第二邏輯閥芯下移使得第二邏輯閥打開，使P2 口通過第二邏輯閥上腔體與第七流道相連。當Pi2壓力大于0.7MPa時，即Pia2壓力大于0.7MPa,第二滑閥被推向左，使第七流道與第四流道相通，壓力流從外部能量存儲裝置23經P2 口到第七流道，再到第四流道，推開P2與Pl間的第二單向閥進入到Pl 口，使回收的能量再次釋放使挖機的大臂油缸上升，從而實現了回收能量的再利用。
[0023]第二邏輯閥與Pl 口間設有第二滑閥，通過控制油的壓力大小改變滑閥的位移，從而改變第二邏輯閥與Pl 口之間的開口大小，達到控制上升能量釋放時的流量。第二邏輯閥設于上升能量釋放油路的P2 口與Pl 口之間，并在Pl 口與P2 口之間增加第二單向閥防止Pl 口壓力油流入P2 口。
[0024]本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，具有可回收挖掘機大臂下降時的能量、并能在挖掘機大臂上升時重新利用回收的能量、工作可靠性好、節(jié)約能源等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥的主視圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥的俯視圖。
[0027]圖3為本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥的左視圖。
[0028]圖4為本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥的液壓原理圖。
[0029]圖5為圖2中的A-A剖視圖(本發(fā)明的第二邏輯閥、第二滑閥和第二邏輯控制閥的剖視圖)。
[0030]圖6為圖2中的B-B剖視圖(本發(fā)明的第一邏輯閥、第一滑閥和第一邏輯控制閥的剖視圖)。
[0031]圖7為能量回收時圖2中的B-B剖視圖。
[0032]圖8為能量釋放時圖2中的A-A剖視圖。
[0033]圖9為圖3中的C-C剖視圖的局部視圖(過載閥未過載，無動作)。
[0034]圖10為圖3中的C-C剖視圖的局部視圖(過載閥過載，過載閥動作)。
[0035]圖11為圖9和10中的過載閥的結構圖。
[0036]附圖1?附圖11中標號:1閥體，2第一單向閥，3第二單向閥，301第二單向閥芯，302第二單向閥彈簧，303第二單向閥螺塞，4大臂油缸，5第一滑閥腔，6第一邏輯閥腔，7第一邏輯控制閥，701第一邏輯控制閥體，702第一邏輯控制閥芯，703第一邏輯控制閥彈簧，704第一邏輯控制閥腔，705第二邏輯控制油道，706第三邏輯控制油道，8第一油道，9第二油道，10第三油道，11第四油道，12第五油道，13第六油道，14第七油道，15螺母，16調壓螺釘，17套管，18能量轉化裝置，19階梯形密封圈，20第一邏輯閥，2001第一邏輯閥芯，2002第一邏輯閥彈簧，21第二邏輯閥，2101第二邏輯閥芯，2102第二邏輯閥彈簧，2103第二邏輯閥螺塞，22第一外部油路，23外部能量存儲裝置，24第一滑閥，2401第一滑閥桿，2402第一滑閥彈簧，2403第一左封蓋，2404第一右封蓋，25第二滑閥，2501第二滑閥桿，2502第二滑閥彈簧，2503第二左封蓋，2504第二右封蓋，26過載閥腔，27過載閥，2701主閥套，2702主閥芯，2703主閥彈簧，2704錐閥座，2705錐閥芯，2706錐閥彈簧，2707過載閥壓力口，2708主閥芯凹槽，2709第一阻尼孔，2710第二阻尼孔，2711階梯孔，2712第一回油腔，2713第二回油腔，28第二滑閥腔，29第二單向閥腔，2901第二單向閥上腔體，2902第二單向閥下腔體，30第二邏輯閥腔，3001第二邏輯閥上腔體，3002第二邏輯閥下腔體，31第二邏輯控制閥，3101第二邏輯控制閥體，3102第二邏輯控制閥芯，3103第二邏輯控制閥彈簧，3104第二邏輯控制閥腔，3105第五邏輯控制油道，3105第六邏輯控制油道。
[0037]以下通過【具體實施方式】，并結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

【具體實施方式】
[0038]參見附圖1?附圖11，本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，包括閥體I，所述閥體I上設置有第一油口 Al、第一壓力口 P1、第二壓力口 P2、第三壓力口 P3 ；所述第一油口 Al通過集成閥的第一外部油路22與所述第二壓力口 P2相連通，所述第二壓力口 P2處設置有一個第一單向閥2，使得所述第一油口 Al處的液壓油能經過所述外部油路單向流向所述第二壓力口 P2 ;所述第一壓力口 Pl與所述第二壓力口 P2之間的集成閥內部油路上還設置了一個第二單向閥3，使得在能量釋放時的液壓油只能夠從第二壓力口 P2單向流向第一壓力口 Pl ;
[0039]所述第一壓力口 Pl與挖掘機大臂油缸4相連接，所述第一壓力口 Pl向大臂油缸4供油時大臂上升，所述第一壓力口 Pl回油時大臂下降；所述第二壓力口 P2通過集成閥的內部油路與所述第三壓力口 P3相連接，所述第三壓力口 P3與一個外部能量存儲裝置23相連接；
[0040]所述閥體I內設置有第一滑閥腔5和第一邏輯閥腔6，所述第一滑閥腔5和第一邏輯閥腔6之間通過第一油道8相連通；所述第一邏輯閥腔6通過集成閥的內部油道與所述第一壓力口 Pl相連通，所述第一邏輯閥20設置于所述第一邏輯閥腔6中，用于控制所述第一壓力口 Pl與所述第一油道8之間的通斷；第一邏輯閥20包括第一邏輯閥芯2001和第一邏輯閥彈簧2002 ;第一邏輯閥芯2001設置于所述第一邏輯閥腔6內，第一邏輯閥彈簧2002設于所述第一邏輯閥芯2001下方，所述第一邏輯閥彈簧2002下方通過一個螺塞封閉；
[0041]所述第一邏輯閥腔6還通過第二油道9和第三油道10與設置于閥體I外的第一邏輯控制閥7相連接；所述第一邏輯控制閥7包括第一邏輯控制閥體701、第一邏輯控制閥芯702、第一邏輯控制閥彈簧703、接口 Pibl、接口 Tl ;所述第一邏輯控制閥體701固定于所述閥體I上，第一邏輯控制閥體701內設置有第一邏輯控制閥腔704，所述第一邏輯控制閥芯702、第一邏輯控制閥彈簧703均設置于所述第一邏輯控制閥腔704內，所述第一邏輯控制閥腔704通過分別通過第二邏輯控制油道705和第三邏輯控制油道706與所述第二油道9和第三油道10相連通；所述第一邏輯控制閥芯702用于控制所述第二邏輯控制油道705和第三邏輯控制油道706之間的通斷；所述接口 Pibl通過外部油路與挖掘機控制油PiI相連通；所述接口 Tl與回油口 T相連通；
[0042]所述第一滑閥腔5內設置有第一滑閥24 ;所述第一滑閥24包括第一滑閥桿2401、第一滑閥彈簧2402、第一左封蓋2403和第一右封蓋2404 ;所述第一滑閥桿2401插入于所述第一滑閥腔5內，所述第一滑閥腔5的左右兩端分別由所述第一左封蓋2403和第一右封蓋2404封閉，從而將所述第一滑閥桿2401封閉于所述閥體I之內；所述第一滑閥彈簧2402位于所述第一左封蓋2403的內腔中，用于使得第一滑閥桿2401向左移動后向右復位；所述第一滑閥桿2401的右端伸入于所述第一右封蓋2404的內腔中，所述第一右封蓋2404的內腔通過接口 Pial與挖掘機控制油Pil相連通；
[0043]所述閥體I內設置有第二滑閥腔28、第二單向閥腔29和第二邏輯閥腔30，所述第二滑閥腔28和第二邏輯閥腔30之間通過第七油道14相連通；所述第二滑閥腔28和第二單向閥腔29之間通過第四油道11相連通；
[0044]所述第二滑閥腔28設置于第二滑閥25 ;所述第二單向閥腔29內設置有用于控制第二單向閥腔29與第四油道11之間的通斷的第二單向閥3 ;所述第二邏輯閥腔30中設置有用于控制第二邏輯閥腔30與第七油道14之間的通斷的第二邏輯閥21。
[0045]所述第二單向閥3包括第二單向閥芯301、第二單向閥彈簧302和第二單向閥螺塞303 ;所述第二單向閥芯301將所述第二單向閥腔29隔離成第二單向閥上腔體2901和第二單向閥下腔體2902，所述第二單向閥上腔體2901與第一壓力口 Pl相連通；當第二單向閥芯301向下移動時，所述第四油道11通過所述第二單向閥上腔體2901與所述第一壓力口Pl相連通；所述第二單向閥螺塞303設置于所述第二單向閥腔29的出口上，將第二單向閥腔29的第二單向閥下腔體2902下方的出口封閉；所述第二單向閥彈簧302位于所述第二單向閥芯301和第二單向閥螺塞303之間。
[0046]所述第二邏輯閥21包括第二邏輯閥芯2101、第二邏輯閥彈簧2102和第二邏輯閥螺塞2103 ;所述第二邏輯閥芯2101將所述第二邏輯閥腔30隔離成第二邏輯閥上腔體3001和第二邏輯閥下腔體3002，所述第二邏輯閥上腔體3001通過集成閥的內部油道與第二壓力口 P2相連通；當第二邏輯閥芯2101向下移動時，所述第七油道14通過所述第二邏輯閥上腔體3001與所述第二壓力口 P2相連通；所述第二邏輯閥螺塞2103設置于所述第二邏輯閥腔30的出口上，將第二邏輯閥腔30的出口封閉；所述第二邏輯閥彈簧2102位于所述第二邏輯閥芯2101和第二邏輯閥螺塞2103之間；所述第二邏輯閥上腔體3001與第五油道12相連通，第二邏輯閥下腔體3002與第六油道13相連通；
[0047]第二邏輯控制閥31包括第二邏輯控制閥體3101、第二邏輯控制閥芯3102、第二邏輯控制閥彈簧3103、接口 P ib2、接口 T2 ;所述第二邏輯控制閥體3101固定于所述閥體I上，第二邏輯控制閥體3101內設置有第二邏輯控制閥腔3104，所述第二邏輯控制閥芯3102、第二邏輯控制閥彈簧3103均設置于所述第二邏輯控制閥腔3104內；所述第二邏輯控制閥腔3104通過分別通過第五邏輯控制油道3105和第六邏輯控制油道3106與所述第五油道12和第六油道13相連通；所述第二邏輯控制閥芯3102用于控制所述第五邏輯控制油道3105和第六邏輯控制油道3106之間的通斷；所述接口 Pib2通過外部油路與挖掘機控制油Pi2相連通；所述接口 T2與回油口 T相連通；
[0048]所述第二滑閥25包括第二滑閥桿2501、第二滑閥彈簧2502、第二左封蓋2503和第二右封蓋2504 ;所述第二滑閥桿2501插入于所述第二滑閥腔28內，所述第二滑閥腔28的左右兩端分別由所述第二左封蓋2503和第二右封蓋2504封閉，從而將所述第二滑閥桿2501封閉于所述閥體I之內；所述第二滑閥彈簧2502位于所述第二左封蓋2503的內腔中，用于使得第二滑閥桿2501向左移動后向右復位；所述第二滑閥桿2501的右端伸入于所述第二右封蓋2504的內腔中，所述第二右封蓋2504的內腔通過接口 Pia2與挖掘機控制油Ρ?2相連通。
[0049]所述閥體I上還設置有一個第二油口 A2。A2 口為備用油口，與Al 口是并聯的，在工作時Al與A2 口任意選擇其一，方便連接管路，另一個外加封堵封閉起來。
[0050]如圖1-3為本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥的外形圖。集成閥內還設置了第二邏輯閥和第二邏輯控制閥，用于使得外部能量存儲裝置所回收的液壓油重新使用，為挖掘機大臂上升提供壓力能源。圖4為集成閥的液壓原理圖。圖5和圖6分別為圖2中的A-A剖視圖和B-B剖視圖，分別可看出第一邏輯閥和第二邏輯閥的內部結構?；赜涂?T為集成閥的回油口，與外部的回油箱相連通。圖6是第一邏輯閥、第一滑閥和第一邏輯控制閥的結構圖，通過第一邏輯閥、第一滑閥和第一邏輯控制閥等部件實現集成閥對挖掘機的大臂油缸下落時的能量回收功能。圖5是第二邏輯閥、第二滑閥和第二邏輯控制閥的結構圖，通過第二邏輯閥、第二滑閥和第二邏輯控制閥等部件實現挖掘機的大臂油缸上升時，將回收存儲的能量重新釋放，幫助大臂油缸上升，從而節(jié)約能源。
[0051]圖7是能夠回收時圖6中的第一邏輯閥、第一滑閥和第一邏輯控制閥的動作后的圖。此時，圖5中的第二邏輯閥、第二滑閥和第二邏輯控制閥無動作，第二邏輯閥、第二滑閥均為關閉狀態(tài)，無能量釋放動作。
[0052]圖8為能量釋放時圖5中的第二邏輯閥、第二滑閥和第二邏輯控制閥的動作后的圖。此時，圖6中的第一邏輯閥、第一滑閥和第一邏輯控制閥無動作，第一邏輯閥、第一滑閥是關閉的，無能量回收動作。
[0053]圖9為能量回收過程中，過載閥未過載時的結構圖，過載閥處于關閉狀態(tài)，無過載保護動作。圖10為能量回收過程中，過載閥過載時的結構圖，過載閥處于打開狀態(tài)，有過載保護動作。圖11為圖9和10中的過載閥的剖視圖。
[0054]本發(fā)明的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥的能量回收過程如下。
[0055]在挖掘機大臂油缸下降過程中，從圖4液壓原理圖與圖6的B-B剖視圖中看，接口Pial與Pibl是通過外部管路并聯到一起，連接挖掘機控制油PiI。Pia2與Pib2是通過外部管路并聯到一起，連接挖掘機控制油Pi2。當控制油路Pil提供壓力油時，挖掘機大臂油缸下降；當Pi2提供壓力油時，挖掘機大臂油缸上升。當Pil提供壓力時，壓力達到0.5MPa時，即Pibl達到0.5Mpa，第一邏輯閥控制閥的第一邏輯控制閥芯被壓向第一邏輯控制閥彈簧，第一邏輯控制閥芯將第二邏輯控制油道705和第三邏輯控制油道706之間的油路切斷，并將第三邏輯控制油道706通過接口 Tl與回油口 T接通；此時，第三邏輯控制油道706與第三油道10相通。
[0056]第一邏輯閥腔被第一邏輯閥芯分為前腔和后腔兩個腔體；位于第一邏輯閥芯上方的為前腔，位于第一邏輯閥芯下方的為后腔；其中，該前腔與第一壓力口Pi相通。由于第二油道9和第三油道10分別與第一邏輯閥芯上方的前腔和下方的后腔相連通，因此第一邏輯閥的后腔通過第三油道、第三邏輯控制油道回油口 T相連通，第一邏輯閥的后腔的壓力為
O。第一邏輯閥芯上方的前腔與所述第一油道之間由所述第一邏輯閥芯隔斷，當第一邏輯閥芯下降時，前腔與第一油道接通。由于第一邏輯閥的后腔與回油口連通，使得第一邏輯閥的后腔的壓力為0，而第一邏輯閥芯上方的前腔與第一壓力口 Pl相通，Pl 口高壓油將第一邏輯閥芯向下壓，使第一邏輯閥打開將Pl 口與第一油道接通。
[0057]當Pil壓力增加大于0.7MPa時，即Pial壓力大于0.7Mpa，Pial壓力油推動第一滑閥向左移動，使Al 口通過第一滑閥腔與第一油道接通，從而使Pl 口與Al 口接通。如圖6所示，由于在Pl 口與P2 口之間增加了第二單向閥，使Pl 口油無法直接通過第四油道而進到P2 口，但P2 口油可以通過第四油道入進到Pl 口提供能量釋放使油缸上升。能量轉化裝置18設置在Al 口和P2 口之間。Al 口連接外部的能量轉化裝置18，將油缸下降時的勢能轉化成高壓油通過P2 口進入本發(fā)明的集成閥內，再通過P3 口進入外部能量存儲裝置，從而將能量存儲起來，實現將挖掘機大臂下降的能量回收的目的。
[0058]本發(fā)明的集成閥的第一滑閥還具有流量控制功能。流量控制過程如下:當Pil壓力大于0.7MPa時，第一滑閥將第一油道與Al 口接通后，通過控制Pil的壓力在0.7MPa?
3.5MPa之間變化，不同壓力實現對第一滑閥的不同推力，實現第一滑閥處于不同位置，從而控制第一油道與Al 口之間的開口大小，最終控制通過開口處的流量以實現對Pl 口到Al 口的流量控制，達到控制油缸下降速度，使得挖掘機大臂能夠緩緩下降，而不會突然降落而導致發(fā)生事故，提高了挖掘機工作的安全可靠性。
[0059]如圖5所示，當控制油Pi2提供壓力油時，壓力達到0.5MPa時，即Pia2壓力達到
0.5MPa,第二邏輯閥控制閥的第二邏輯控制閥芯被推向下移，第二邏輯控制閥芯將第五流道與第六流道切斷，并將第六流道與回油T接通，即第二邏輯閥的第二邏輯閥下腔體3002壓力為0，P2 口(P2、P3、P4是并聯接口，接到回收能量存儲器)壓力油將第二邏輯閥壓向下移，第二邏輯閥的第二邏輯閥芯下移使得第二邏輯閥打開，使P2 口通過第二邏輯閥上腔體3001與第七流道相連。當Pi2壓力大于0.7MPa時，即Pia2壓力大于0.7MPa,第二滑閥被推向左，使第七流道與第四流道相通，壓力流從外部能量存儲裝置23經P2 口到第七流道，再到第四流道，推開P2與Pl間的第二單向閥進入到Pl 口，使回收的能量再次釋放使挖機的大臂油缸上升，從而實現了回收能量的再利用，節(jié)約了能源，提高了挖掘機工作的環(huán)保性倉泛。
[0060]所述閥體I內設置有一個過載閥腔26，所述過載閥腔26內設置有一個過載閥27 ；所述過載閥腔26與所述第三壓力口 P3與所述第二壓力口 P2之間的內部油路相連通，所述過載閥腔26還與回油口 T相連通，由所述過載閥27控制所述第三壓力口 P3與所述第二壓力口 P2之間的內部油路與所述回油口 T之間的通斷。當挖掘機大臂下降時重力勢能過大時，能量轉化裝置18產生的高壓油壓力過大，可能會損壞整個能量回收系統。所以在下降過程中，一但所轉化的高壓油壓力超過過載閥設定壓力，高壓油經過P2 口到P3 口時，P2口和P3 口之間的過載閥打開，將高壓油的壓力控制在設定安全范圍內，保證整個系統的安全。
[0061]所述過載閥27包括主閥套2701、主閥芯2702、主閥彈簧2703、錐閥座2704、錐閥芯2705、錐閥彈簧2706、套管17和調壓螺釘16 ；
[0062]所述主閥套2701下端設置有過載閥壓力口 2707，所述過載閥壓力口 2707與所述第二壓力口 P2之間相連通；所述主閥套2701的內腔中設置有主閥芯2702和錐閥座2704，所述錐閥座2704位于所述主閥芯2702的上方；所述主閥套2701的外周面上設置有過載閥回油口 T3，所述過載閥回油口 T3與所述主閥套2701內腔的位于主閥芯2702下方的部分腔體相通；
[0063]所述主閥芯2702頂端設置有主閥芯凹槽2708，所述主閥芯凹槽2708的下方開設有第一阻尼孔2709，所述第一阻尼孔2709沿著所述主閥芯2702的軸向貫穿所述主閥芯2702，所述主閥芯凹槽2708與所述過載閥壓力口 2707之間通過所述第一阻尼孔2709相連通；所述主閥彈簧2703的下端位于所述主閥芯凹槽2708內并與所述主閥芯凹槽2708的槽底相抵接，所述主閥彈簧2703的上端與所述錐閥座2704的下端面相抵接；所述錐閥座2704內設置于沿著所述錐閥座2704的軸向貫穿于所述錐閥座2704的階梯孔2711，所述錐閥芯2705的下端插入所述階梯孔2711上段之內，所述階梯孔2711的下段為第二阻尼孔2710，所述階梯孔2711通過所述第二阻尼孔2710與錐閥芯2705下方的主閥套2701內腔和所述主閥芯凹槽2708相連通；所述套管17套設于所述主閥套2701的上段的外周面上，在所述套管17內壁與所述主閥套2701的外周面之間形成有第一回油腔2712和第二回油腔2713 ;所述錐閥芯2705的上端位于所述套管17的內腔中，所述錐閥芯2705之上設置有錐閥彈簧2706，所述調壓螺釘16的下端螺紋旋入所述所述套管17的內腔上段中，所述錐閥彈簧2706的上端與所述調壓螺釘16的下端相抵接；所述第一回油腔2712與所述套管17的內腔相連通，所述第二回油腔2713與所述過載閥回油口 T3相連通；所述過載閥回油口 T3與閥體I的回油口 T相連通。
[0064]所述過載閥如圖11，包括主閥套、主閥芯、主閥彈簧、錐閥座、錐閥芯、錐閥彈簧、套管、螺母和調壓螺釘等部件。主閥套下方的過載閥壓力口與第二壓力口 P2并聯，過載閥回油口 T3與閥體的回油口 T相連通。當P2 口壓力過載時，壓力油經第一阻尼孔1、第二阻尼孔2，到達錐閥芯與錐閥座之間的部位，此時錐閥座內的階梯孔內充滿壓力油。當該處壓力油的油壓力過載且達到過載閥調定壓力(該調定壓力與錐閥彈簧被壓縮的程度相關，可由調壓螺釘調整。)時，壓力油作用于錐閥芯上，推動錐閥芯向上移，使錐閥芯與錐閥座之間相分離，使得錐閥座的階梯形內腔與第一回油腔之間相連通，從而使得壓力油依次通過第一回油腔、第二回油腔回到過載閥回油口 T3，進而回到外部的回油箱之中。當所述過載閥安裝于所述過載閥腔內時，所述過載閥回油口 T3與閥體的回油口 T相連通；此時，所述第二回油腔與過載閥回油口 T3之間是相通的。因此，主閥芯上端的內腔中與回油相通，主閥芯上端的壓力小于主閥芯下方的過載閥壓力口處的壓力，主閥芯被壓力油向上推，使過載閥壓力口與回油口 T相通，從而可為P2 口卸載，保證系統安全。
[0065]所述套管17的頂端上設置有一個螺母15，所述螺母15與所述調壓螺釘16之間以螺紋配合的方式相連接；所述螺母與所述套管17之間設置有階梯形密封圈19。
[0066]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，其特征是，包括閥體(1)，所述閥體(I)上設置有第一油口 Al、第一壓力口 P1、第二壓力口 P2、第三壓力口 P3 ;所述第一油口 Al通過集成閥的第一外部油路(22)與所述第二壓力口 P2相連通，所述第二壓力口 P2處設置有一個第一單向閥(2)，使得所述第一油口 Al處的液壓油能經過所述外部油路單向流向所述第二壓力口 P2 ;所述第一壓力口 Pl與所述第二壓力口 P2之間的集成閥內部油路上還設置了一個第二單向閥(3)，使得在能量釋放時的液壓油只能夠從第二壓力口 P2單向流向第一壓力口 Pl ； 所述第一壓力口 Pl與挖掘機大臂油缸(4)相連接，所述第一壓力口 Pl向大臂油缸(4)供油時大臂上升，所述第一壓力口 Pl回油時大臂下降；所述第二壓力口 P2通過集成閥的內部油路與所述第三壓力口 P3相連接，所述第三壓力口 P3與一個外部能量存儲裝置(23)相連接； 所述閥體(I)內設置有第一滑閥腔(5)和第一邏輯閥腔￠)，所述第一滑閥腔(5)和第一邏輯閥腔(6)之間通過第一油道⑶相連通；所述第一邏輯閥腔(6)通過集成閥的內部油道與所述第一壓力口 Pl相連通，所述第一邏輯閥(20)設置于所述第一邏輯閥腔(6)中，用于控制所述第一壓力口 Pl與所述第一油道(8)之間的通斷；第一邏輯閥(20)包括第一邏輯閥芯(2001)和第一邏輯閥彈簧(2002);第一邏輯閥芯(2001)設置于所述第一邏輯閥腔(6)內，第一邏輯閥彈簧(2002)設于所述第一邏輯閥芯(2001)下方，所述第一邏輯閥彈簧(2002)下方通過一個螺塞封閉； 所述第一邏輯閥腔(6)還通過第二油道(9)和第三油道(10)與設置于閥體(I)外的第一邏輯控制閥(7)相連接；所述第一邏輯控制閥(7)包括第一邏輯控制閥體(701)、第一邏輯控制閥芯(702)、第一邏輯控制閥彈簧(703)、接口 Pibl、接口 Tl ;所述第一邏輯控制閥體(701)固定于所述閥體(I)上，第一邏輯控制閥體(701)內設置有第一邏輯控制閥腔(704)，所述第一邏輯控制閥芯(702)、第一邏輯控制閥彈簧(703)均設置于所述第一邏輯控制閥腔(704)內，所述第一邏輯控制閥腔(704)通過分別通過第二邏輯控制油道(705)和第三邏輯控制油道(706)與所述第二油道(9)和第三油道(10)相連通；所述第一邏輯控制閥芯(702)用于控制所述第二邏輯控制油道(705)和第三邏輯控制油道(706)之間的通斷；所述接口 Pibl通過外部油路與挖掘機控制油Pil相連通；所述接口 Tl與回油口 T相連通； 所述第一滑閥腔(5)內設置有第一滑閥(24);所述第一滑閥(24)包括第一滑閥桿(2401)、第一滑閥彈簧(2402)、第一左封蓋(2403)和第一右封蓋(2404);所述第一滑閥桿(2401)插入于所述第一滑閥腔(5)內，所述第一滑閥腔(5)的左右兩端分別由所述第一左封蓋(2403)和第一右封蓋(2404)封閉，從而將所述第一滑閥桿(2401)封閉于所述閥體(I)之內；所述第一滑閥彈簧(2402)位于所述第一左封蓋(2403)的內腔中，用于使得第一滑閥桿(2401)向左移動后向右復位；所述第一滑閥桿(2401)的右端伸入于所述第一右封蓋(2404)的內腔中，所述第一右封蓋(2404)的內腔通過接口 Pial與挖掘機控制油Pil相連通。 所述閥體(I)內設置有第二滑閥腔(28)、第二單向閥腔(29)和第二邏輯閥腔(30)，所述第二滑閥腔(28)和第二邏輯閥腔(30)之間通過第七油道(14)相連通；所述第二滑閥腔(28)和第二單向閥腔(29)之間通過第四油道(11)相連通。 所述第二滑閥腔(28)設置于第二滑閥(25);所述第二單向閥腔(29)內設置有用于控制第二單向閥腔(29)與第四油道(11)之間的通斷的第二單向閥(3);所述第二邏輯閥腔(30)中設置有用于控制第二邏輯閥腔(30)與第七油道(14)之間的通斷的第二邏輯閥(21)。
2.根據權利要求1所述的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，其特征是，所述二單向閥(3)包括第二單向閥芯(301)、第二單向閥彈簧(302)和第二單向閥螺塞(303);所述第二單向閥芯(301)將所述第二單向閥腔(29)隔離成第二單向閥上腔體(2901)和第二單向閥下腔體(2902)，所述第二單向閥上腔體(2901)與第一壓力口 Pl相連通；當第二單向閥芯(301)向下移動時，所述第四油道(11)通過所述第二單向閥上腔體(2901)與所述第一壓力口 Pl相連通；所述第二單向閥螺塞(303)設置于所述第二單向閥腔(29)的出口上，將第二單向閥腔(29)的第二單向閥下腔體(2902)下方的出口封閉；所述第二單向閥彈簧(302)位于所述第二單向閥芯(301)和第二單向閥螺塞(303)之間。
3.根據權利要求1和2所述的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，其特征是，所述二邏輯閥(21)包括第二邏輯閥芯(2101)、第二邏輯閥彈簧(2102)和第二邏輯閥螺塞(2103);所述第二邏輯閥芯(2101)將所述第二邏輯閥腔(30)隔離成第二邏輯閥上腔體(3001)和第二邏輯閥下腔體(3002)，所述第二邏輯閥上腔體(3001)通過集成閥的內部油道與第二壓力口 P2相連通；當第二邏輯閥芯(2101)向下移動時，所述第七油道(14)通過所述第二邏輯閥上腔體(3001)與所述第二壓力口 P2相連通；所述第二邏輯閥螺塞(2103)設置于所述第二邏輯閥腔(30)的出口上，將第二邏輯閥腔(30)的出口封閉；所述第二邏輯閥彈簧(2102)位于所述第二邏輯閥芯(2101)和第二邏輯閥螺塞(2103)之間；所述第二邏輯閥上腔體(3001)與第五油道(12)相連通，第二邏輯閥下腔體(3002)與第六油道(13)相連通； 第二邏輯控制閥(31)包括第二邏輯控制閥體(3101)、第二邏輯控制閥芯(3102)、第二邏輯控制閥彈簧(3103)、接口 Pib2、接口 T2 ;所述第二邏輯控制閥體(3101)固定于所述閥體(I)上，第二邏輯控制閥體(3101)內設置有第二邏輯控制閥腔(3104)，所述第二邏輯控制閥芯(3102)、第二邏輯控制閥彈簧(3103)均設置于所述第二邏輯控制閥腔(3104)內；所述第二邏輯控制閥腔(3104)通過分別通過第五邏輯控制油道(3105)和第六邏輯控制油道(3106)與所述第五油道(12)和第六油道(13)相連通；所述第二邏輯控制閥芯(3102)用于控制所述第五邏輯控制油道(3105)和第六邏輯控制油道(3106)之間的通斷；所述接口 Pib2通過外部油路與挖掘機控制油Pi2相連通；所述接口 T2與回油口 T相連通。
4.根據權利要求1和2所述的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，其特征是，所述第二滑閥(25)包括第二滑閥桿(2501)、第二滑閥彈簧(2502)、第二左封蓋(2503)和第二右封蓋(2504);所述第二滑閥桿(2501)插入于所述第二滑閥腔(28)內，所述第二滑閥腔(28)的左右兩端分別由所述第二左封蓋(2503)和第二右封蓋(2504)封閉，從而將所述第二滑閥桿(2501)封閉于所述閥體(I)之內；所述第二滑閥彈簧(2502)位于所述第二左封蓋(2503)的內腔中，用于使得第二滑閥桿(2501)向左移動后向右復位；所述第二滑閥桿(2501)的右端伸入于所述第二右封蓋(2504)的內腔中，所述第二右封蓋(2504)的內腔通過接口 Pia2與挖掘機控制油Pi2相連通。
5.根據權利要求1所述的一種用于挖掘機能量回收與再利用的集成閥，其特征是，所 述閥片體(I)上還設置有一個第二油口 A2。
【文檔編號】F15B13/04GK104196809SQ201410410142
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權日:2014年8月19日
【發(fā)明者】姜朋朋, 陶新高, 張勇, 劉勇, 楊威, 管燕梅, 賈玲玲, 蔡偉 申請人:合肥長源液壓股份有限公司