一种可多级增压的节能控制阀
技术领域
本发明涉及工程机械及农业设备工作装置能量回收利用的节能阀，尤其涉及工作
装置能量可多级增压的节能控制阀。
背景技术
工程机械和农业设备常采用流体传动来操作各种机械部件。例如，挖掘机是一种
常用的工程机械，挖掘机悬臂常利用液压油作用在油缸上来实现其升降。液压油缸包括一
个带有活塞的缸，该活塞在缸中划分出两个室，与活塞相连的杆连接到悬臂上，而油缸与挖
掘机的主体相连，通过将杆从油缸中向外伸展以及将杆朝油缸中缩回实现支架的升高与降
低；挖掘机作业时，例如悬臂、斗杆、铲斗及相应的油缸等工作装置的位置经常不断调整，特
别是悬臂常处于从某一低位提升到某一高位，再从某一高位降到某一低位的循环运动过程
之中，由于悬臂及作用在其上的斗杆、铲斗等质量较大，从能量转化原理来说，支架可以只
在重力的作用下降低，而且若不提供下降的阻力，在下降过程中易出现失重现象。当动臂在
下降时为了防止其失重，以往的解决方法是，维持液压油缸具有一定的背压，为此常在液流
回流管道上设有节流装置，液压油通过节流装置后流回油箱，这样悬臂的能量转化成热能，
被白白地浪费掉了，为了防止液压油的温度大幅度升高对系统带来的危害，还需设有散热
装置。因此，需要找到一种有效控制装置来实现能量的回收和再利用，其中最重要是如何解
决势能高压回收时的高效性及可控性，以满足产品化实施需要。
发明内容
本发明解决现有技术的不足而是提供一种工作装置液压能量可多级增压的节能
控制阀，从而实现势能高压回收时的高效性及可控性。
为了解决上述问题，本发明提供了一种可多级增压的节能控制阀，包括油路再生
阀、能量收集阀和能量释放阀，
所述油路再生阀包括再生开关阀和防逆流保压阀，所述再生开关阀包括带保压功能的
常位和再生开启位，其切换受第一先导控制信号口控制，再生开关阀的入口通过第一油口
与动臂装置油缸大腔油路连接，再生开关阀的出口通过防逆流保压阀及第二油口与动臂装
置油缸小腔油路连接，所述再生开关阀和所述防逆流保压阀之间设有油路与所述能量收集
阀连接；
所述能量收集阀包括能量收集开关阀和防逆流保压阀，所述能量收集开关阀包括二位
三通的常位和能量收集开启位，其切换受先导控制信号口控制，所述能量收集开关阀的进
油口与油路再生阀连接，回油口通过第五油口回油箱，工作口与防逆流保压阀的入端连接，
所述防逆流保压阀的出端通过第三油口与外接蓄能装置和所述能量释放阀油路连接；
所述能量释放阀包括能量释放开关阀和防逆流阀，所述能量释放开关阀包括二位二通
的常位和能量释放开启位，其切换受第二先导控制信号口控制，所述能量释放开关阀的入
口通过油路与第三油口连接，出口通过防逆流阀油路连接第六油口。
所述能量收集阀还包括安全溢流阀，所述能量收集开关阀的回油口与所述安全溢
流阀的回油口油路连接后通过油口回油箱，所述能量收集开关阀的工作口通过第四油口与
外部增压器的能量输入口油路连接并受所述安全溢流阀保护，所述防逆流保压阀入端通过
第五油口与外部增压器的能量输出口油路连接，出端通过第三油口与外接蓄能装置及所述
能量释放阀油路连接，所述防逆流保压阀对外接蓄能装置内的压力油进行防逆流保压控
制。
所述第一先导控制信号口和第二先导控制信号口通过液压和/或电信号控制。
本发明带来的有益效果：本发明适用于工程机械及农业设备工作装置能量回收利
用的多级增压节能控制，特别是挖掘机类动臂能量回收利用的多级增压节能控制，利用本
发明即可把动臂下降能量转换而成的压力油根据需要可多级增压后充入外接蓄能元件，又
可把储存的压力油全部进行释放利用，协助油源装置对外做功，从而减少原动机输入功率。
此发明构思巧妙，结构简单，控制方便，性能可靠，第一级无需额外的增压装置就可实现能
量的增压回收，次级可根据情况需要可外接增压装置进行二次增压回收能量。相比无增压
回收能量方式，可大大减小蓄能元件体积，相比常规的增压回收能量方式，增压元装置的缸
容积或泵马达排量可变小，从而减小增压元件装置安装布局的难度，降低成本。
附图说明
图1为本装置实施例一的原理示意图。
图2为本装置实施例二的原理示意图。
附图中，1、油路再生阀，1a、再生开关阀，1b、防逆流保压阀，2、能量收集阀，2a、能
量收集开关阀，2b、安全溢流阀，2c、防逆流保压阀，3、能量释放阀，3a、能量释放开关阀，3b、
防逆流阀，4、换向阀，5、油源装置，6、动臂装置，7、液控单向阀，8、外接蓄能装置，9、外部增
压器。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
下降势能回收过程：参见图1、图2，油源装置5通过换向阀4分别与所述动臂装置6油缸
大腔油路和动臂装置6油缸小腔油路连接，油路再生阀1包括再生开关阀1a和防逆流保压阀
1b，所述再生开关阀1a包括带保压功能的常位和再生开启位，其切换受第一先导控制信号
口K1控制，再生开关阀1a的入口通过第一油口Ai与动臂装置6油缸大腔油路连接，并且所述
第一油口Ai到换向阀4的油路上设有防止压力油从油缸大腔进入换向阀4的液控单向阀7，
再生开关阀1a的出口通过防逆流保压阀1b及第二油口Ag与动臂装置油缸小腔油路连接，所
述再生开关阀1a和所述防逆流保压阀1b之间设有油路与所述能量收集阀2连接，能量收集
阀2包括能量收集开关阀2a和防逆流保压阀2c，所述能量收集开关阀2a包括二位三通的常
位和能量收集开启位，其切换受先导控制信号口K1控制，所述能量收集开关阀2a的进油口
与油路再生阀1连接，回油口通过第五油口T回油箱，工作口与防逆流保压阀2c的入端连接，
所述防逆流保压阀2c的出端通过第三油口X与外接蓄能装置8和所述能量释放阀3油路连
接；所述能量释放阀3包括能量释放开关阀3a和防逆流阀3b，所述能量释放开关阀3a包括二
位二通的常位和能量释放开启位，其切换受第二先导控制信号口K2控制，所述能量释放开
关阀3a的入口通过油路与第三油口X连接，出口通过防逆流阀3b油路连接第六油口C；
当进行动臂装置下降操作时，换向阀4换向微开，油源装置5的压力油通过微开的换向
阀向动臂装置油缸小腔小流量供油，同时，本装置的第一先导控制信号口K1有信号作用，系
统液控单向阀的第三先导控制信号口K3无信号作用，可多级增压的节能控制阀中的再生开
关阀1a及能量收集开关阀2a通过先导控制信号口K1的信号作用分别换入再生开启位和能
量收集开启位，动臂装置6油缸大腔压力油在液控单向阀7截止作用下不能流向换向阀4，因
此，动臂装置6油缸大腔压力油一部分只能通过再生开关阀1a、防逆流保压阀1b流回动臂装
置油缸小腔形成再生，因再生形成第一次增压，另一部分增压油可根据可多级增压的节能
控制阀是否接有增压装置分两种情况：如图1所述，一种是通过再生开关阀1a、能量收集开
关阀2a、第四油口Ao流入外接增压装置，通过外接增压装置实现第二次增压，二次增压油通
过第五油口Hi、防逆流保压阀2c、第三油口X充入外接蓄能装置，外接蓄能装置的最高压力
受安全溢流阀2b保护；如图2所述，另一种是没有通过二次增压，而是通过再生开关阀1a、能
量收集开关阀2a、第四油口Ao、第五油口Hi、防逆流保压阀2c、第三油口X充入外接蓄能装
置。下降如需支车，只需让系统液控单向阀的先导控制信号口K3有信号作用，液控单向阀双
向接通，使动臂装置油缸大腔压力油通过换向阀流回油箱即可。
回收能量释放过程：参见图1、图2，当机器的工作装置需要耗能作业时，第二先导
控制信号口K2有信号作用，可多级增压的节能控制阀中的能量释放开关阀3a在第二先导控
制信号口K2的信号作用换入能量释放开启位，蓄能装置的压力油通过能量释放开关阀3a和
防逆流阀3b充入机器的工作装置接入油路进行做功，从而替代原动机做功直至能量释完为
止，防逆流阀3b防逆机器的工作装置原工作油反充蓄能装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不以任何方式限制本发明，对于本领域的
技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。