[發(fā)明專利]一種流體控制裝置及包括其的控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011374029.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN114576222A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃愛武;王洪濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰坊嘉騰液壓技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F15B13/02
• 分類號(hào): F15B13/02;F15B1/02;F15B19/00;F15B11/02;F16K31/04
• 代理公司: 北京君慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11716
• 代理人: 吳紹群

本申請(qǐng)公開了流體控制裝置及其控制系統(tǒng)，流體控制裝置包括控制閥，控制閥的閥體內(nèi)部設(shè)有供流介質(zhì)容腔和回流介質(zhì)容腔，閥體上設(shè)有連通供流介質(zhì)容腔的供流介質(zhì)進(jìn)入通道和供流介質(zhì)排出通道，閥體上設(shè)有連通回流介質(zhì)容腔的回流介質(zhì)進(jìn)入通道和回流介質(zhì)排出通道；控制閥還包括供流通斷控制開關(guān)和回流通斷控制開關(guān)，供流通斷控制開關(guān)控制供流介質(zhì)排出通道的開閉，回流通斷控制開關(guān)控制回流介質(zhì)進(jìn)入通道的開閉；流體控制裝置還包括負(fù)壓發(fā)生裝置，回流介質(zhì)容腔與負(fù)壓發(fā)生裝置相聯(lián)接，當(dāng)負(fù)壓發(fā)生裝置處于形成負(fù)壓的工況時(shí)，使回流介質(zhì)容腔內(nèi)的流體流出。本申請(qǐng)所述流體控制裝置能夠替代傳統(tǒng)的多路閥，且能為液控系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化控制提供技術(shù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于流體傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于液壓傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種流體控制裝置及包括其的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

流體傳動(dòng)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。尤其在工程機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用的更加普遍。工程機(jī)械(例如具有液壓系統(tǒng)的裝載機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、混凝土泵車等)具有工作效率高、作業(yè)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)而得以廣泛的應(yīng)用，可以說，工程機(jī)械的出現(xiàn)使蓋高樓、架高鐵、某些特種設(shè)備的安裝等的操作更加簡單、更加高效、更加省力、省成本，甚至能夠完成之前不可能完成的工作。在現(xiàn)代化的建設(shè)進(jìn)程中，工程機(jī)械扮演者居功至偉的角色。雖然現(xiàn)有的工程機(jī)械已經(jīng)能夠滿足絕大多數(shù)的工程的要求，但是現(xiàn)有的工程機(jī)械絕大多數(shù)都需要操作人員現(xiàn)場(chǎng)操控實(shí)施相關(guān)的作業(yè)，在某些特殊工況、高危應(yīng)用場(chǎng)合下，甚至?xí)o操作人員的生命帶來極大的威脅，即使個(gè)別通過傳感技術(shù)能夠遠(yuǎn)程人工操作的液壓系統(tǒng)，也因流量和壓力在節(jié)流口處的非線性關(guān)系，流量或壓力都難以建立與現(xiàn)代電控脈沖信號(hào)的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而難以實(shí)現(xiàn)通過芯片的控制程序進(jìn)行的智能化控制，最多能夠?qū)崿F(xiàn)特定人員的遠(yuǎn)程模擬操控。以挖掘機(jī)為例，液控挖掘機(jī)是各種土方施工中不可或缺的機(jī)械設(shè)備，尤其被廣泛應(yīng)用于包括抗震救災(zāi)、有毒環(huán)境、危險(xiǎn)隧道、滅火救援、懸崖開路、爆炸現(xiàn)場(chǎng)清理等工作特殊工況作業(yè)施工中，對(duì)操作人員帶來極大的極大的危險(xiǎn)。倘若能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械的智能控制化操作，工程機(jī)械在解放勞動(dòng)力的同時(shí)提高了作業(yè)安全，也必將極大程度地提升工程機(jī)械的工作能力、降低使用、維修等成本。然而要實(shí)現(xiàn)含有液控系統(tǒng)的裝備的智能控制化，如果通過及時(shí)反饋調(diào)整的方法實(shí)現(xiàn)智能控制成本太高，目前技術(shù)條件也難以實(shí)現(xiàn)，因此，結(jié)合現(xiàn)有電子電氣離散化數(shù)字控制的技術(shù)特點(diǎn)，液壓技術(shù)的智控也必然首選液壓系統(tǒng)的離散化、數(shù)字化，現(xiàn)有的液控系統(tǒng)受其組成元件的結(jié)構(gòu)、功能缺陷以及組件間的組合缺陷的限制，使液控系統(tǒng)的各種功能相互耦合、相互牽制，很難實(shí)現(xiàn)液壓介質(zhì)的離散化、數(shù)字化，在現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)力下，實(shí)現(xiàn)液控系統(tǒng)的智控化僅是一種不斷調(diào)整的擬合算法，不易實(shí)現(xiàn)量化控制，因此有必要對(duì)現(xiàn)有的液控系統(tǒng)所包含的各種組成元件、元件之間的組合進(jìn)行針對(duì)性地重新構(gòu)思、重新設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有的任何液控系統(tǒng)中，液控系統(tǒng)需要具備多項(xiàng)功能(例如現(xiàn)有的挖掘機(jī)需要通過液控系統(tǒng)對(duì)液壓執(zhí)行元件的控制實(shí)現(xiàn)各臂之間的變幅、液控行走、液控回轉(zhuǎn)的功能)，為此，必定需要設(shè)置多路閥，然而為了節(jié)省安裝空間以及便于操控，多路閥往往是由單片閥疊加而形成，且共用一個(gè)供油油路和一個(gè)回油油路，不管是串聯(lián)還是并聯(lián)，單片閥之間的供油壓力和流量相互耦合、彼此干擾，故難以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、離散化，更不能實(shí)施精準(zhǔn)控制及智能控制。

現(xiàn)有的多路閥對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件的需求比較單一，為了便于加工、提高加工精度，多路閥由多個(gè)單片閥根據(jù)功能、工況的需要疊加并通過螺栓連接而成，雖然單閥片的加工精度能夠得到很好的保障，但由于加工精度、安裝變形等因素的存在，必然導(dǎo)致現(xiàn)有多路閥存在片間滲漏以及閥芯卡滯等問題，嚴(yán)重影響包括所述多路閥的液控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。

現(xiàn)有的多路閥中的單片閥往往是一根閥芯共同控制供油油路、執(zhí)行元件的進(jìn)油口、回油油路以及執(zhí)行元件的出油口的開閉，不同油路的開關(guān)狀態(tài)耦合在一起，用來同時(shí)改變流體流動(dòng)的方向或者通過節(jié)流口開度的大小對(duì)執(zhí)行元件的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，各執(zhí)行元件之間勢(shì)必會(huì)發(fā)生相互影響，嚴(yán)重影響現(xiàn)有包括多路閥的流體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離散化、數(shù)字化、智能控制化的實(shí)現(xiàn)。