CN101922162B - 用于施工设备的具有浮动功能的液压系统 - Google Patents

Abstract

提供一种用于施工设备的具有浮动功能的液压系统，其能以使动臂因其自重而下降的方式执行场地平整，无需利用从液压泵排放的液压流体。所述液压系统包括：第一和第二液压泵以及先导泵；操作杆；选择浮动功能的浮动功能开关；主控制阀，其安装在第一和第二液压泵的排出流体路径内，并包括控制动臂油缸的起动、停止和变向的动臂滑阀；电磁阀，其当浮动功能开关接通时切换；浮阀，其安装在动臂滑阀和动臂油缸之间的流体路径内，并由先导信号压力切换，以使液压流体回流到液压箱；以及保持逻辑提升阀，其安装在浮阀内，以防止在动臂油缸的操作过程中，由于液压流体通过主控制阀和浮阀之间的流体路径泄露而引起动臂突然下降。

Description

用于施工设备的具有浮动功能的液压系统

相关申请的交叉引用

本专利申请基于2009年6月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2009-0053155并主张其优先权，其全部内容经引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于施工设备的液压系统，其能利用挖掘机执行场地平整。

更特别地，本发明涉及一种用于施工设备的具有浮动功能的液压系统，其能以使动臂由于其自重而下降的方式执行场地平整，而无需利用从液压泵排出的液压流体。

背景技术

一般而言，在利用挖掘机执行场地平整作业的情况下，浮阀的主要目的是在动臂下降操作过程中，通过使动臂油缸的大腔室侧和小腔室侧的流体路径彼此连通，而将液压流体回流到液压箱。

在这种情况下，动臂由于其自重而下降，并且在各液压缸承载小负载以便利于场地平整作业的状态下，根据地面的形状通过斗杆的操作而上下移动。并且，从液压泵排出的液压流体可用于其它工作装置，因此能节省能量。

具有浮动功能的液压系统设置有连接到动臂油缸的防落阀(anti-dropvalve)，以防止动臂、浮阀以及主阀降落。由于这种构造，因此难于在设备中匹配三种阀，且用于连接这些阀的液压管增加，导致增加了制造成本。

如图1所示，现有技术中用于施工设备的具有浮动功能的液压系统包括：第一和第二液压泵51和52以及先导泵53；操作杆(RCV)58，其输出与操作量成比例的操作信号；浮动功能开关(未示出)，其选择浮动功能；回转滑阀54-4、选用滑阀54-5、斗杆滑阀54-6以及行进滑阀54-7，它们安装在第一液压泵51的排出流体路径内，并且根据操作杆58的操作由来自先导泵53的先导信号压力移动，以控制从第一液压泵51分别供应到回转装置、选用装置、斗杆油缸以及行进装置的液压流体；动臂滑阀54-1、铲斗滑阀54-2以及行进滑阀54-3，它们安装在第二液压泵52的排出流体路径内，并且根据操作杆58的操作由来自先导泵53的先导信号压力移动，以控制从第二液压泵52分别供应到动臂油缸55和55a、铲斗油缸以及行进装置的液压流体；防落阀56和56a，它们分别安装在动臂油缸55和55a上，以防止动臂降落；电磁阀57，其安装在操作杆58和动臂滑阀54-1之间的流体路径内，以在浮动功能开关(未示出)接通时切换；以及浮阀59，其安装在动臂滑阀54-1与动臂油缸55和55a之间的流体路径内，并且由在浮动功能开关接通的状态下操作操作杆58以使动臂下降时通过电磁阀57所施加的信号压力切换，使得浮阀59使动臂油缸55和55a的大腔室和小腔室的流体路径彼此连通以将液压流体回流到液压箱。

A)将描述不具有浮动功能的动臂下降操作。

在将操作杆58操作至动臂下降侧的情况下，来自先导泵53的先导信号压力被供应通过流体路径60、操作杆58以及流体路径62，并且被分支到流体路径63和64。

流体路径63内的先导信号压力移动防落阀56和56a的阀芯，而流体路径64内的先导信号压力被供应通过电磁阀57(即通过如图1所示的阀芯)，并且沿图中所示的向右方向移动动臂滑阀54-1。

因此，从第二液压泵52排出的液压流体通过动臂滑阀54-1，被排放到主控制阀(MCV)54的端口A，然后被供应到动臂油缸55和55a的小腔室。此时，已从动臂油缸55和55a的大腔室回流的液压流体经由防落阀56和56a的已移动阀芯在流体路径66内合流在一起。

流体路径66内的液压流体连接到浮阀59的端口A以被分支，并经由已移动的动臂滑阀54-1连接到主控制阀54的端口B，然后经由主控制阀54的内部路径回流到液压泵74。

因此，动臂油缸55和55a回缩。

B)将描述具有浮动功能的动臂下降操作。

如图1所示，当浮动功能开关接通时，电磁阀57由来自浮动功能开关的电信号沿图中所示的向下方向切换。因此，在将操作杆58操作至动臂下降侧的情况下，来自先导泵53的先导信号压力被供应通过流体路径60、操作杆58以及动臂下降侧流体路径62，并被分支到流体路径63和64。

如上所述，流体路径63内的先导信号压力移动防落阀56和56a的阀芯，且流体路径64内的先导信号压力被供应通过电磁阀57——电磁阀57已沿图中所示的向下方向切换，并沿图中所示的向左方向移动浮阀59的浮动阀芯67。

此时，来自第二液压泵52的液压流体的一部分被供应通过已移动的动臂滑阀54-1，并被排放到主控制阀54的端口A，然后被供应到动臂油缸55和55a的小腔室。同时，来自第二液压泵52的液压流体的一部分连接到已移动的浮阀59的端口B。

已从动臂油缸55和55a回流的液压流体经由防落阀56和56a的已移动阀芯在流体路径66内合流到一起。流体路径66内的液压流体的一部分连接到已沿图中所示的向左方向切换的浮阀59的端口A，且流体路径66内的液压流体的一部分连接到主控制阀54的分支端口B，并经由主控制阀54的已移动的动臂滑阀54-1和内部路径回流到液压箱74。

已流入浮阀59的端口A的液压流体的一部分与被供应到动臂油缸55和55a的小腔室的液压流体的一部分——即在通过形成在浮阀59的浮动阀芯67内的节流孔68之后流入浮阀59的端口B的液压流体——再次合流。合流的流体通过形成在浮动阀芯67内的节流孔68a，并且经由液压箱管路69回流到液压箱74。

因此，动臂油缸55和55a回缩。

如上所述，从动臂油缸55和55a的大腔室回流的液压流体的一部分通过主控制阀54的端口B直接回流到液压箱74。并且，从动臂油缸55和55a的大腔室回流的液压流体的一部分在浮阀59内与动臂油缸55和55a的小腔室侧的液压流体再次合流，然后回流到液压箱74。

如上所述，由于在动臂下降操作过程中，供应到动臂油缸55和55a的小腔室的液压流体与从大腔室回流的液压流体在浮阀59内合流到一起，并连接到液压箱管路69，因此可在低负载压力下根据地面的凹凸不平状态执行浮动功能。

另一方面，根据形成于浮阀59内部的节流孔68和68a的尺寸可调整负载压力。在操作浮动功能开关之后的动臂下降操作的情况下，控制液压泵的液压流体以截断该液压流体，因此可由动臂油缸55和55a的自重来执行动臂抬升和浮动功能。

如上所述，现有技术的液压系统控制包括主控制阀54、一对防落阀56和56a、以及浮阀59的三种阀，以执行动臂浮动功能。

有鉴于此，在匹配设备的操作性能时应通过结合相应的阀控制功能来评估整个设备的操作性，因此难于控制设备。并且，由于因很多种阀而导致液压管路连接管的增加，因此制造成本也增加。

发明内容

因此，本发明致力于解决现有技术中存在的上述问题，同时完整保留现有技术所获得的优点。

本发明的实施方式涉及一种用于施工设备的具有浮动功能的液压系统，当利用挖掘机执行场地平整时，该液压系统不必在动臂油缸内安装防落阀，可使阀和液压管的结构紧凑。

在本发明的实施方式中，提供一种用于施工设备的具有浮动功能的液压系统，包括：第一和第二液压泵以及先导泵；操作杆，其输出与操作量成比例的操作信号；浮动功能开关，其选择浮动功能；斗杆油缸、回转装置以及行进装置，它们连接到第一液压泵；动臂油缸、铲斗油缸以及行进装置，它们连接到第二液压泵；主控制阀，其安装在第一和第二液压泵的排出流体路径内，并且包括动臂滑阀，当主控制阀切换时，动臂滑阀控制动臂油缸的起动、停止以及变向；电磁阀，其当浮动功能开关接通时切换；浮阀，其安装在动臂滑阀和动臂油缸之间的流体路径内，并由在浮动功能开关接通的状态下操作操作杆以使动臂下降时所施加的先导信号压力切换，以使动臂油缸的大腔室侧和小腔室侧的流体路径彼此连通从而将液压流体回流到液压箱；以及保持逻辑提升阀(holding logic poppet)，其安装在浮阀内，以防止在动臂油缸的操作过程中，由于液压流体通过主控制阀和浮阀之间的流体路径泄露而引起的动臂突然下降。

在本发明的优选实施方式中，保持逻辑提升阀具有入口侧和出口侧，入口侧接合连接到动臂油缸的大腔室侧的流体路径，出口侧接合连接到浮阀的逻辑路径，并且保持逻辑提升阀安装在支座上，以借助于因提升阀芯的上端部和下端部之间的横截面面积的差异而引起的压差以及弹性地支撑提升阀芯的上端部的阀弹簧的弹性力，截断逻辑路径。

借助于上述构造，根据本发明实施方式的用于施工设备的具有浮动功能的液压系统具有以下优点。

由于当利用挖掘机执行场地平整时不再使用用于防止动臂油缸降落的防落阀，因此不必安装用于连接防落阀和液压缸的装置和液压管以及用于连接防落阀和浮阀的液压管，因此制造成本可降低。

由于通过整合浮动和保持功能而使阀变得紧凑，因此可容易设计设备的布局。

附图说明

从结合附图的以下详述中将更清楚本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中：

图1是现有技术的用于施工设备的具有浮动功能的液压系统的液压回路图；

图2是如图1所示的浮阀的放大图；

图3是根据本发明实施方式的用于施工设备的具有浮动功能的液压系统的液压回路图；

图4是如图3所示的浮阀的放大图；以及

图5是解释浮动功能的视图。

具体实施方式

下文，将参照附图描述本发明的优选实施方式。在该描述中所限定的对象，例如详细构造和元件，只是提供用来辅助本领域技术人员全面理解本发明的具体细节，因此本发明并不局限于此。

如图3和4所示，根据本发明实施方式的用于施工设备的具有浮动功能的液压系统包括：第一和第二液压泵1和2以及先导泵3；操作杆(RCV)8，其输出与操作量成比例的操作信号；浮动功能开关(未示出)，其选择浮动功能；斗杆油缸、回转装置以及行进装置，它们连接到第一液压泵1；动臂油缸5和5a、铲斗油缸以及行进装置，它们连接到第二液压泵2；主控制阀4，其安装在第一和第二液压泵1和2的排出流体路径内，并包括动臂滑阀4-1，当主控制阀切换时，动臂滑阀4-1控制动臂油缸5和5a的起动、停止以及变向；电磁阀7，其安装在操作杆8和主控制阀4之间的流体路径内，并且当浮动功能开关(未示出)接通时切换；浮阀9，其安装在动臂滑阀4-1与动臂油缸5和5a之间的流体路径内，并且由在浮动功能开关接通的状态下操作操作杆8以使动臂下降时所施加的先导信号压力切换，以使动臂油缸5和5a的大腔室侧和小腔室侧的流体路径彼此连通从而将液压流体回流到液压箱24；以及保持逻辑提升阀20，其安装于浮阀9内，以防止在动臂油缸5和5a的操作过程中，由于液压流体通过主控制阀4和浮阀9之间的流体路径泄露而引起的动臂突然下降。

保持逻辑提升阀20具有入口侧和出口侧，入口侧接合连接到动臂油缸5和5a的大腔室侧的流体路径，出口侧接合连接到浮阀9的逻辑路径25，并且保持逻辑提升阀20安装在支座上，以借助于提升阀芯20a的上端部和下端部之间的横截面面积的差异所引起的压差ΔP以及弹性地支撑提升阀芯20a的上端部(即支座的相对侧)的阀弹簧22的弹性力，而截断逻辑路径25。

在这种示例中，除了逻辑提升阀20——逻辑提升阀20安装在位于动臂滑阀4-1与动臂油缸5和5a之间的流体路径内的浮阀9的内部，以防止在操作动臂油缸5和5a期间，当液压流体由于主控制阀4和浮阀之间的管件损坏而泄露时，动臂突然下降——液压系统的构造与图1所示的现有技术中的液压系统的构造大致相同，将略去构造和操作的详细解释。

下文，将参照附图描述根据本发明实施方式的用于施工设备的具有浮动功能的液压系统的操作。

A)将描述不具有浮动功能的动臂下降操作。

在将操作杆8操作至动臂下降侧的情况下，从先导泵3通过电磁阀7供应的先导信号压力沿图中所示的向右方向移动动臂滑阀4-1。此时，从第二液压泵2供应的液压流体经由已移动的动臂滑阀4-1被供应到端口A，被分支到浮阀9的端口B，然后被供应到动臂油缸5和5a的小腔室。

另一方面，从动臂油缸5和5a的大腔室回流的液压流体合流在一起，且合流的液压流体被分支到浮阀9的端口A，以连接到主控制阀4的端口B。因此，液压流体经由主控制阀4的动臂滑阀4-1和内部路径回流到液压箱24，以回缩动臂油缸。

不具有浮动功能的动臂下降操作的特征与图1所示的现有技术的不具有浮动功能的动臂下降操作的特征大体相同，且将略去其详细解释。

B)将描述具有浮动功能的动臂下降操作。

如图3所示，当浮动功能开关接通时，电磁阀7由来自浮动功能开关的电信号沿图中所示的向下方向切换。因此，在将操作杆8操作至动臂下降侧的情况下，来自先导泵3的先导信号压力通过流体路径10、操作杆8、动臂下降侧流体路径12以及已切换的电磁阀7，然后沿图4所示的向左方向移动浮阀9的浮动阀芯17。

动臂油缸5和5a的连接到主控制阀4的端口A的小腔室侧供应管路15的一部分，连接到已切换的浮阀9的端口B。从动臂油缸5和5a的大腔室回流的液压流体在流体路径16内合流在一起，并连接到已切换的浮阀9的端口A，然后连接到逻辑提升阀20的入口。已分支的液压流体的一部分连接到主控制阀4的端口B。

此时，动臂滑阀4-1不移动以使液压流体不回流到主控制阀4，同时，逻辑提升阀20的上端部的排放管路23由浮阀9的沿向左方向移动的浮动阀芯17经已移动的浮动阀芯17连接到排放管路23a。

由于逻辑提升阀20的上端部维持在低压下，因此已切换的逻辑提升阀20由动臂油缸5和5a的大腔室内通过浮阀9的端口A流入支座入口的高压液压流体沿向下方向抬升。动臂油缸5和5a的大腔室内的已流入逻辑提升阀20的入口内的液压流体，连接到逻辑路径25，而动臂油缸5和5a的小腔室内的已连接到浮阀9的端口B的液压流体，与流动通过浮动阀芯17内的节流孔的液压流体合流。

合流的液压流体经由浮动阀芯17内的节流孔18a、液压箱端口T以及液压箱管路19连接到液压箱24。

因此，在实施浮动功能的情况下，动臂油缸5和5a的大腔室和小腔室内的液压流体在浮动阀芯17内合流在一起，以回流到液压箱管路19，而无需通过主控制阀4的切换来供应液压流体。因此，在动臂下降操作过程中，通过动臂因其自重而产生的操作可执行图5所示的借助于浮动功能的场地平整作业，而不会产生负载。

另一方面，如果浮动功能开关关断，即直到浮阀9的浮动阀芯被移动，连接到动臂油缸5和5a的大腔室以及浮阀9的端口A的高压液压流体，在通过形成在逻辑提升阀20的提升阀芯20a内部的节流孔21之后，到达提升阀芯20a的上部，而不连接到排放装置。也就是说，通过施压提升阀芯20a的具有比支座的横截面面积大的横截面面积的上部，高压液压流体将逻辑提升阀20切换至上端。

并且，逻辑提升阀20由阀弹簧22稳定地固定在位，以保持处于保持状态。因此，即使位于主控制阀4和浮阀9之间的液压管件损坏，通过基于浮阀9的逻辑提升阀20的支座的保持功能，能防止动臂油缸5和5a突然下降。

如上所述，即使在不提供用于防止动臂油缸5和5a降落的防落阀的情况下液压管件损坏，在场地平整操作过程中也能防止动臂的突然下降。并且，能获得节省成本的浮动和保持功能，当浮动功能开关接通时这种浮动和保持功能可以稳定地实施浮动功能。

虽然为示例性目的已经描述了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员可以理解，在不脱离权利要求范围所公开的本发明的范围和主旨的情况下，可以进行各种修改、添加和替代。

Claims (1)

1.一种用于施工设备的具有浮动功能的液压系统，包括：

第一和第二液压泵以及先导泵；

操作杆，操作杆输出与操作量成比例的操作信号；

选择浮动功能的浮动功能开关；

连接到所述第一液压泵的斗杆油缸、回转装置以及行进装置；

连接到所述第二液压泵的动臂油缸、铲斗油缸以及所述行进装置；

主控制阀，主控制阀安装在所述第一和第二液压泵的排出流体路径内，并且包括动臂滑阀，当所述主控制阀切换时，所述动臂滑阀控制所述动臂油缸的起动、停止以及变向；

电磁阀，电磁阀安装在所述操作杆和所述动臂滑阀之间的流体路径内，并且当所述浮动功能开关接通时切换；

浮阀，浮阀安装在所述动臂滑阀和所述动臂油缸之间的流体路径内，并由在所述浮动功能开关接通的状态下操作所述操作杆以使动臂下降时所施加的先导信号压力切换，以使所述动臂油缸的大腔室侧和小腔室侧的流体路径彼此连通从而将所述液压流体回流到液压箱；以及

保持逻辑提升阀，保持逻辑提升阀安装在所述浮阀内，以防止在所述动臂油缸的操作过程中，由于液压流体通过所述主控制阀和所述浮阀之间的流体路径泄露而引起的动臂突然下降；

其中，所述保持逻辑提升阀具有入口侧和出口侧，所述入口侧接合连接到所述动臂油缸的大腔室侧的流体路径，所述出口侧接合连接到所述浮阀的逻辑路径，并且所述保持逻辑提升阀安装在支座上，以借助于因提升阀芯的上端部和下端部之间的横截面面积的差异而引起的压差以及弹性地支撑所述提升阀芯的上端部的阀弹簧的弹性力，截断所述逻辑路径。