电磁开关阀和比例节流阀并联复合控制的比例流量单元技术领域
本发明涉及一种采用多个并联电磁开关阀和电磁比例阀结合实现流量连续
控制的比例流量阀，特别是一种电磁开关阀和比例节流阀并联复合控制的比例
流量单元。
背景技术
在电液控制系统中，传统的实现液压执行速度的控制方法是采用阀口面积
连续可调的比例流量阀来完成的，这种方式需要根据液压执行器的最大速度选
用相应规格的控制阀。为此，制造企业需具备系列化的产品供用户选择。对于
大流量的应用场合，技术复杂，产品造价高，大规格的阀很难同时兼顾小流量
工况的特性；另外，在一些特殊的应用场合，需要用特别小的控制能量去控制
非常大的输出功率，如在煤矿生产中，有防爆要求，现有连续控制的比例阀无
法满足要求。为了对上述问题进行改进，近年来芬兰学者提出采用多个二位二
通电磁开关阀并联，组合进行流量准连续控制的方法，并获得了多个国家发明
专利授权(WO/2002/086327A1)。其控制原理如图1所示，基本思想是用多个
二位二通电磁开关阀并联组合，形成一个阀组来控制大的流量，其中的电磁开
关阀可以是相同规格的阀，也可以是不同规格的阀。如果采用2的幂级数的组
合方式，组合后其控制流量的特性曲线如图2所示：控制流量呈阶梯状，这种
方式也称为数字流量控制单元，相对于采用连续比例控制阀控制流量的方法，
该原理具有成本低、鲁棒性强、可容错，无需要复杂的阀芯位置反馈，特别是
抗污染能力强等优点，但是受电磁开关阀能力的限制，这种方式无法应用于大
流量的场合，在流量切换过程中存在冲击、振动等问题，需要较大数量的电磁
开关阀，才能实现高精度的流量控制。
发明内容
本发明的目的是解决上述数字流量控制单元存在的不能连续控制输出流
量、受电磁铁功率制约、不适用于大流量场合、调速过程存在冲击振动、控制
功率大、不能满足防爆需求应用等技术问题，提供一种既具有现有数字流量控
制单元技术优点，又可实现流量连续控制，且能够满足特别大流量和防爆应用
需求的电磁开关阀和比例节流阀并联复合控制的比例流量单元。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：电磁开关阀和比例节流
阀并联复合控制的比例流量单元，包含Valvistor主阀和数字连续复合流量控制
单元，其中：数字连续复合流量控制单元由一个二位二通电磁比例阀和若干个
二位二通电磁阀并联组成以作为先导阀使用，其二位二通电磁比例阀的进油口
与各个二位二通电磁阀的进油口相连通构成数字连续复合流量控制单元的进油
端，二位二通电磁比例阀的出油口与各个二位二通电磁阀的出油口相连通构成
数字连续复合流量控制单元的出油端；所述若干个二位二通电磁阀采用流量相
同或流量不同的的电磁阀；所述二位二通电磁比例阀的流量小于或等于所有二
位二通电磁阀中最小规格二位二通电磁阀的流量；数字连续复合流量控制单元
的进油端与Valvistor主阀的Pc控制腔连接，数字连续复合流量控制单元的出油
端与Valvistor主阀的PB腔连接。
所述的二位二通电磁比例阀可以替换为多位多通电磁比例阀。
本发明具有以下有益效果：
1)可消除单独采用电磁开关阀组合流量切换过程的冲击和振动，具有连续
控制和开关控制的双重优点。
2)本发明即可以用作先导级，控制一个大的流量阀，也可以用来直接控制
液压缸或液压马达。
3)本发明可以采用非常小的控制功率实现对大流量范围的连续控制，方便
实现本安控制。
4)组成的先导比例流量阀不需要电子传感器及相应的检测反馈电路，零部
件少、成本低。
5)先导油直接引入到主阀的出油口，增大了阀的输出流量，提高了阀的能
量效率。
附图说明
图1为现有技术数字流量控制单元的原理图；
图2为采用图1所示数字流量控制单元控制信号与输出流量的关系曲线；
图3为本发明的原理图；
图4为数字连续复合流量控制单元的原理图；
图5为采用图4所示数字连续复合流量控制单元控制信号与输出流量的关
系曲线；
图6为本发明实施例示意图。
图中，1-数字流量控制单元，2-主阀芯，3-主阀套，4-主阀弹簧，5-1#二位
二通电磁阀，6-2#二位二通电磁阀，7-(n-1)#二位二通电磁阀，8-n#二位二通电
磁阀，9-Valvistor主阀，10-二位二通电磁比例阀，11-液压执行器，12-数字连续
复合流量控制单元。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图3所示，本实施例中的电磁开关阀和比例节流阀并联复合控制的比例
流量单元，包含由主阀芯2、主阀套3和主阀弹簧4构成的Valvistor主阀9和数
字连续复合流量控制单元12，其中：数字连续复合流量控制单元12由一个二位
二通电磁比例阀10和若干个二位二通电磁阀并联组成以作为先导阀使用，其二
位二通电磁比例阀10的进油口与各个二位二通电磁阀的进油口相连通构成数字
连续复合流量控制单元的进油端，二位二通电磁比例阀10的出油口与各个二位
二通电磁阀的出油口相连通构成数字连续复合流量控制单元的出油端；所述若
干个二位二通电磁阀采用流量相同或流量不同的的电磁阀；所述二位二通电磁
比例阀10的流量小于或等于所有二位二通电磁阀中最小规格二位二通电磁阀的
流量；数字连续复合流量控制单元的进油端与Valvistor主阀9的Pc控制腔连接，
数字连续复合流量控制单元的出油端与Valvistor主阀9的PB腔连接。
如图4所示，本发明中的数字连续复合流量控制单元由一个二位二通电磁
比例阀10和编号为1、2、…、n-1、n的若干个二位二通电磁阀并联组成，一个
二位二通电磁比例阀10和编号为1、2、…、n-1、n的若干个二位二通电磁阀并
联作为先导阀使用，二位二通电磁比例阀10的进油口与各个二位二通电磁阀的
进油口相连通构成数字连续复合流量控制单元的进油端，二位二通电磁比例阀
10的出油口与各个二位二通电磁阀的出油口相连通构成数字连续复合流量控制
单元的出油端；若干个二位二通电磁阀为流量相同或流量不同的的电磁阀；二
位二通电磁比例阀10的流量小于或等于所有二位二通电磁阀中最小规格二位二
通电磁阀的流量。二位二通电磁比例阀10与若干个二位二通电磁阀并联组合后，
其控制流量的特性曲线如图5所示，控制流量呈直线。
如图6所示，四个电磁开关阀和比例节流阀并联复合控制的比例流量单元9
组合控制液压执行器11的动作。从左向右前两个电磁开关阀和比例节流阀并联
复合控制的比例流量单元的PA口相连接，PA口与液压缸的无杆腔相连；后两个
电磁开关阀和比例节流阀并联复合控制的比例流量单元的PB口相连接，PB口与
液压缸的有杆腔相连接；第二、第三个的PS口相连接，第一、第四个的PT口连
接油箱。
所述的液压执行器是液压缸或液压马达。
所述的二位二通电磁比例阀可以替换为多位多通电磁比例阀。