CN102094861A - 一种用于起重机的多泵合流液压系统及其合流阀组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合流阀组，具有第一出油口、第二出油口、第一进油口、第二进油口以及回油口，且其阀体内设置有：第一控制阀、第二控制阀以及第一换向阀。通过第一换向阀工作位置的切换，控制第一控制阀与第二控制阀的开启或关闭，使自第一进油口和第二进油口进入的油液仅能自第一控制阀或第二控制阀的第二主油口流出，进而进入与第一出油口或第二出油口连通的负载。因此，该合流阀组可以使两个液压泵输出的油液合流至同一出油口，由于合流的油液流量较大，可以同时满足更多数目的负载工作，从而减少液压系统中液压泵的数量，降低生产的成本，简化液压系统。本发明还公开了一种用于起重机的多泵合流液压系统。

Description

一种用于起重机的多泵合流液压系统及其合流阀组

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种用于起重机的多泵合流阀组。本发明还涉及一种包括上述合流阀组的多泵合流液压系统。

背景技术

液压控制技术在工程机械技术领域有着广泛的运用，以起重机为例，起重机中液压系统已经成为重要的控制动力源。

目前，中等吨位轮式起重机液压系统中的油泵通常安置于下车。下车转向通常由两个油泵控制，一个为正常供油泵，一个为转向应急泵；另外，由蓄能器和具有减振器功能的悬挂缸组成的，用于提高车辆行驶平顺性的油气悬挂系统也需要一个油泵；上车回转和下车支腿共用一个油泵；其他诸如起升、变幅、伸缩等动作由一个油泵供油，总共需要五个油泵。上述油泵通过各自的油路为相应的工作部件提供压力油。

起重机液压系统动力源的成本在起重机整车成本中比重较大，如上述内容所述，现有技术中下车的油泵系统总共需要设置五个油泵，数量较多，显然，相应主机的制造成本较高；其次，数量较多的油泵使下车线路设计的难度增加，安装工序复杂。

由于各个油泵提供压力油的压力有限，在保持各油泵独立工作的情况下，减少油泵的数量，则无法保证各工作组均可以正常工作，即无法通过将工作组直接并联以减少油泵的数量的方式来降低成本。

因此，如何改变各油泵之间的油路连接关系，在保证为各工作组均提供足够工作动力的同时，减少油泵的数量，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种合流阀组，该合流阀组可以使两个液压泵的压力油合流至同一出油口，供相应的负载工作，从而减少液压系统中液压泵的数量。本发明的另一目的是提供一种用于起重机的包括上述合流阀组的多泵合流液压系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种合流阀组，具有第一出油口和第二出油口、第一进油口和第二进油口，以及回油口，且其阀体内设置有：

第一控制阀和第二控制阀，两者均具有第一主油口、第二主油口以及控制所述第一主油口与所述第二主油口通断的控制油口；且两者的第一主油口均与第一进油口和第二进油口连通，两者的第二主油口分别与第一出油口和第二出油口连通；

第一换向阀，在第一工作位置，其第一油口与第三油口导通、第二油口与第四油口导通，在第二工作位置，其第一油口与第四油口导通、第二油口与第三油口导通；且其第一油口与所述第一进油口和所述第二进油口连通，其第二油口与所述回油口连通，其第三油口、第四油口分别与所述第一控制阀和第二控制阀的控制油口连通。

优选地，所述第一控制阀与所述第二控制阀均为插装阀。

优选地，还具有第三出油口、第四出油口以及设置在其阀体内的第二换向阀和第三换向阀；所述第一进油口通过第二换向阀与所述第三出油口连通，或与所述第一控制阀的第一主油口以及所述第二控制阀的第一主油口连通；所述第二进油口通过第三换向阀与所述第四出油口连通，或与所述第一控制阀的第一主油口以及所述第二控制阀的第一主油口连通。

优选地，所述第一换向阀、所述第二换向阀，以及所述第三换向阀均为电磁阀。

优选地，所述第二换向阀至所述第一控制阀和所述第二控制阀的第一主油口的通路上设有第一单向阀；所述第三换向阀至所述第一控制阀和所述第二控制阀的第一主油口的通路上设有第二单向阀。

优选地，所述第一进油口与所述第二换向阀的通路上设有第一优先流量调速阀，所述第二进油口与所述第三换向阀的通路上设有第二优先流量调速阀。

优选地，所述第一优先流量调速阀与所述第二优先流量调速阀均为三通优先调速阀。

优选地，所述合流阀组中还可以进一步设置第三单向阀和第四单向阀，所述第三单向阀导通所述回油口与所述第一进油口，所述第四单向阀导通所述回油口与所述第二进油口。

优选地，还包括第一溢流阀与第二溢流阀，所述第一溢流阀连通所述第一进油口与所述回油口，所述第二溢流阀连通所述第二进油口与所述回油口。

该发明所提供的合流阀组包括两个与执行元件连通的出油口及两个与动力元件连通的进油口，其阀体内置有第一控制阀、第二控制阀以及第一换向阀，且自两个进油口进入阀体的油液可以合流至第一控制阀与第二控制阀的第一主油口处；工作过程中，第一换向阀通过工作位置切换，使第一控制阀与第二控制阀的控制油口处于相反的工作状态，则第一控制阀与第二控制阀也处于相反的工作状态，从而使合流的油液仅能自第一控制阀的第二主油口或第二控制阀的第二主油口流出，进而进入与第一出油口连通的负载或与第二出油口连通的负载。因此，该合流阀组可以使两个液压泵输出的油液合流至同一出油口，供相应的负载工作，由于合流的油液压力较高，可以同时满足更多数目的负载工作，从而减少液压系统中液压泵的数量，降低生产的成本，简化液压系统线路连接。

本发明还提供一种用于起重机的多泵合流液压系统，包括阀组，以及与阀组进油口连通的第一液压泵与第二液压泵，所述阀组为上述任一项所述的合流阀组，所述第一液压泵与所述第一进油口连通，所述第二液压泵与所述第二进油口连通。则第一液压泵与第二液压泵输出的油液经过合流阀组后，可以合流至同一出油口，与上述合流阀组的技术效果相同，可以同时满足更多数目的负载工作，从而减少液压系统中液压泵的数量，降低生产的成本，简化液压系统线路连接。

附图说明

图1为本发明所提供合流阀组一种具体实施方式的工作原理图；

图2为本发明所提供多泵合流液压系统一种具体实施方式的工作过程示意图；

图3为本发明所提供多泵合流液压系统另一种具体实施方式中选择阀的工作原理图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种合流阀组，该合流阀组可以使两个液压泵的压力油合流至同一出油口，供相应的负载工作，从而减少液压系统中液压泵的数量。本发明的另一核心是提供一种用于起重机的多泵合流液压系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供合流阀组一种具体实施方式的工作原理图。

该发明所提供的合流阀组的阀体上具有第一进油口P1与第二进油口P2，第一进油口P1与液压系统中的第一液压泵D1的泵油口连通，第二进油口P2与液压系统中第二液压泵D2的泵油口连通，即液压系统的油液通过第一进油口P1与第二进油口P2进入合流阀组内。该合流阀组的阀体上还设有第一出油口A1与第二出油口B1，从进油口进入阀体的油液自出油口流出。

阀体上还设置有第一控制阀C1与第二控制阀C2，二者均具有第一主油口和第二主油口，以及控制第一主油口与第二主油口通断的控制油口；且第一控制阀C1的第一主油口与第二控制阀C2的第一主油口均与第一进油口P1和第二进油口P2连通，即第一液压泵与第二液压泵D2输出的油液合流至第一控制阀C1和第二控制阀C2的进油口处，此外，第一控制阀C1的第二主油口与第二控制阀C2的第二主油口分别与第一出油口A1以及第二出油口B1连通。因此，第一控制阀C1的控制油口和第二控制阀C2的控制油口实际上分别控制第一出油口A1与第一控制阀C1的通断，以及第二出油口B1与第二控制阀C2的通断。

该合流阀组还包括第一换向阀Y1，第一换向阀Y1的阀体包括第一油口、第二油口、第三油口以及第四油口，在第一工作位置，其第一油口与第三油口导通、第二油口与第四油口导通，在第二工作位置，其第一油口与第四油口导通、第二油口与第四油口导通。且第一换向阀Y1的第一油口与第一进油口P1和第二进油口P2连通，即与进油路连通；其第二油口与回油口连通，如图1所示的第一回油口T1，即第二油口连通油箱；其第三油口、第四油口分别与第一控制阀C1的控制油口以及第二控制阀C2的控制油口连通。

因此，在第一换向阀Y1的作用下，第一控制阀C1的控制油口与油箱连通，第二控制阀C2的控制油口与进油路连通，或者与之相反，第一控制阀C1的控制油口与进油路连通，第二控制阀C2的控制油口与油箱连通。与油箱连通时，第一控制阀C1的控制油口或第二控制阀C2的控制油口对应的腔室压力为零，第一控制阀C1或第二控制阀C2打开；与进油路连通时，第一控制阀C1的控制油口或第二控制阀C2的控制油口对应的腔室压力为进油路压力，第一控制阀C1或第二控制阀C2关闭。

则通过此合流阀组，自两个液压泵流出的油液可以合流至第一控制阀C1的第一主油口与第二控制阀C2的第一主油口处，由于第一换向阀Y1，两个控制油口处于相反的工作状态，则第一控制阀C1与第二控制阀C2也处于相反的工作状态，合流的油液仅能自第一控制阀C1的第二主油口或第二控制阀C2的第二主油口流出，进而进入与第一出油口A1连通的负载或与第二出油口B1连通的负载。因此，该合流阀组可以使两个液压泵输出的油液合流至同一出油口，供相应的负载工作，由于合流的油液压力较高，可以同时满足更多数目的负载工作，从而减少液压系统中液压泵的数量，降低生产的成本，简化液压系统线路连接。

第一控制阀C1与第二控制阀C2可以分别为图1中所示的第一插装阀与第二插装阀。第一换向阀Y1可以采用电磁阀，当第一换向阀Y1不得电时，第一插装阀的第一控制油口与进油路连通，其弹簧腔的压力与进油路相同，则第一插装阀关闭，其第一主油口与第二主油口不连通；而此时，第二插装阀的第二控制油口与油箱连通，其弹簧腔的压力为零，插装阀被打开，其第一主油口与第二主油口连通，合流的油液流至第二主油口，自阀体上的第二出油口B1流出。当第一换向阀Y1得电时，第一插装阀与第二插装阀的工作过程与上述内容相反。插装阀具有通流量大的优势，可以提高合流的效果，进而降低系统的发热。

在另一种具体实施方式中，合流阀组还可以包括第三出油口A2、第四出油口B2、第二换向阀Y2以及第三换向阀Y3，第二换向阀Y2与第三换向阀Y3均具有两种工作位置。第二换向阀Y2处于第一工作位置时，第一进油口P1通过第二换向阀Y2与第三出油口A2连通，进过换向处于第二工作位置时，第一进油口P1与第一控制阀C1的第一主油口以及第二控制阀C2的第一主油口连通；第三换向阀Y3处于第一工作位置时，第二进油口P2通过第三换向阀Y3与第四出油口B2连通，换向处于第二工作位置时，第二进油口P2与第一控制阀C1的第一主油口以及第二控制阀C2的第一主油口连通。

通过设置第二换向阀Y2和第三换向阀Y3，阀体上可以增加第三出油口A2和第四出油口B2，从而使经过该合流阀组的油液可以为更多组负载提供动力。

第一换向阀Y1、第二换向阀Y2，以及第三换向阀Y3均可以采用电磁阀，便于电气系统控制，实现自动化。如图1所示，三个换向阀均处于不得电的状态，需要第一出油口A1出油时，通过电气系统控制三个换向阀均得电，然后使第二换向阀Y2与第三换向阀Y3均换向，处于第二工作位置，自第一进油口P1与第二进油口P2进入的油液合流至两个控制阀的第一主油口处，第一换向阀Y1得电后换向，第一插装阀打开，第二插装阀关闭，合流的油液自第一出油口A1流出；需要第二出油口B1出油时，通过电气系统控制第二换向阀Y2和第三换向阀Y3得电换向，而第一换向阀Y1不得电，则第一插装阀关闭，第二插装阀打开，合流的油液自第二出油口B1流出；需要第三出油口A2和第四出油口B2出油时，第二换向阀Y2和第三换向阀Y3均不得电，则第二换向阀Y2和第三换向阀Y3均处于第一工作位置，自第一进油口P1进入的油液从第三出油口A2流出，自第二进油口P2进入的油液从第四出油口B2流出。

可以在第二换向阀Y2至第一控制阀C1第一主油口以及第二控制阀C2第一主油口的通路上设置第一单向阀1，第三换向阀Y3至第一控制阀C1第一主油口以及第二控制阀C2第一主油口的通路上设置第二单向阀2。则第一进油口P1的油液与第二进油口P2的油液分别通过第一单向阀1与第二单向阀2合流至两个控制阀的第一主油口处，可以防止油液倒流，从而保持合流油液的压力。

可以在第一进油口P1与第二换向阀Y2的通路上设置第一优先流量调速阀7，第二进油口P2与第三换向阀Y3的通路上设置第二优先流量调速阀8。优先流量调速阀包括进油口、优先流量油口和过剩流量油口，在一个调定流量下，当泵供油量未超过执行元件所需流量时，过剩流量油口不会有流量流出，从而保证执行元件的顺利工作，而当泵供油量超过执行元件所需流量，多余的流量可以通过剩余流量油口经回油口流回油箱，防止多余的流量通过溢流阀流走，从而降低系统的发热。如图1所示，为了便于阀体内部零件的设置，可以再设置第二回油口T2与第三回油口T3，将第一优先流量调速阀7的剩余流量油口连通第二换向阀Y2，通过第二换向阀Y2与第二回油口T2连通，第二优先流量调速阀8的剩余流量流口连通第三换向阀Y3，通过第三换向阀Y3与第三回油口T3连通。第一优先流量调速阀7与第二优先流量调速阀8具体为三通优先调速阀，通过充分利用优先流量的优势，降低系统发热，减少能量损耗。

在又一种具体实施方式中，合流阀组中还可以进一步设置第三单向阀3和第四单向阀4，第三单向阀3导通第二回油口T2与第一进油口P1，第四单向阀4导通第三回油口T3与第二进油口P2。当进行急转向时，第一进油口P1与第二进油口P2的进油量不足以补充执行元件所需油量，执行元件产生负压时，油箱的油液可以通过第二回油口T2和第三回油口T3倒流至第一进油口P1的进油油路以及第二进油口P2的进油油路，从而达到为系统补油的目的，防止执行元件的吸空。

合流阀组中还可以设置第一溢流阀5和第二溢流阀6，第一溢流阀5连通第一进油口P1与第二回油口T2，第二溢流阀6连通第二进油口P2与第三回油口T3。

当阀卡或者其他原因导致阀组上的出口油路堵住时，为防止液压油均从泵出口处主溢流阀溢流，形成高压溢流，增加系统发热量，通过设置第一溢流阀5和第二溢流阀6，两个溢流阀的压力设定值均比主溢流阀低，则一部分高压油液可以通过第一溢流阀5和第二溢流阀6分别溢流回油箱，起到降低系统发热的作用；此外，工作时，当流经阀体的油液的压力过大时，部分油液也可以经第一溢流阀5和第二溢流阀6溢流回油箱，从而限定液压系统的最大工作压力，可以防止系统过载，起到安全阀的作用。

本发明还提供一种用于起重机的多泵合流液压系统，包括阀组，以及与阀组进油口连通的第一液压泵D1与第二液压泵D2，阀组为上述任一实施方式所述的合流阀组。

请参考图2，图2为本发明所提供多泵合流液压系统一种具体实施方式的工作过程示意图。

自第一出油口A1流出的油液可以为下车支腿以及油气悬挂的执行元件供油；自第二出油口B1流出的油液可以为上车回转以及平衡重、操纵室翻转、转台锁止以及副臂旋转的执行元件供油，后四种执行元件的油路可以通过四联阀控制。由于这两组执行元件不需要同时工作，因此，第一液压泵D1和第二液压泵D2可以通过合流提高供油的流量，为多个执行元件供油。

此外，可以设置第三出油口A2与第四出油口B2，均为下车转向的执行元件供油。下车转向系统所需流量较低，但转向对于行驶中的起重机安全性影响非常大，因此，虽然下车转向时单泵工作即可，但还可以设置一个应急泵。

图3为本发明所提供多泵合流液压系统另一种具体实施方式中选择阀的工作原理图。

在该实施方式中，可以将第三出油口A2以及第四出油口B2与选择阀连接，正常工作状态时，第三出油口A2通过选择阀与下车转向系统油路连通，则第一液压泵D 1的油液自合流阀组的第三出油口A2流出，为下车转向系统供油，而第四出油口B2通过选择阀与油箱连通，则第二液压泵D2的油液自合流阀组的第四出油口B2流出，并通过选择阀流回油箱；当第一液压泵D1不工作、第二换向阀Y2卡住或者其他原因导致换向无动作时，第四出油口B2通过选择阀与下车转向系统油路连通，则第二液压泵D2的油液自合流阀组的第四出油口B2流出，为下车转向系统供油，作为应急泵使用，从而保证起重机的可靠稳定运行。

以上对本发明所提供的合流阀组以及用于起重机的多泵合流液压系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种合流阀组，其特征在于，具有第一出油口(A1)和第二出油口(B1)、第一进油口(P1)和第二进油口(P2)，以及回油口，且其阀体内设置有：

第一控制阀(C1)和第二控制阀(C2)，两者均具有第一主油口、第二主油口以及控制所述第一主油口与所述第二主油口通断的控制油口；且两者的第一主油口均与第一进油口(P1)和第二进油口(P2)连通，两者的第二主油口分别与第一出油口(A1)和第二出油口(B1)连通；

第一换向阀(Y1)，在第一工作位置，其第一油口与第三油口导通、第二油口与第四油口导通，在第二工作位置，其第一油口与第四油口导通、第二油口与第三油口导通；且其第一油口与所述第一进油口(P1)和所述第二进油口(P2)连通，其第二油口与所述回油口连通，其第三油口、第四油口分别与所述第一控制阀(C1)和第二控制阀(C2)的控制油口连通。

2.根据权利要求1所述的合流阀组，其特征在于，所述第一控制阀(C 1)与所述第二控制阀(C2)均为插装阀。

3.根据权利要求1或2所述的合流阀组，其特征在于，还具有第三出油口(A2)、第四出油口(B2)以及设置在其阀体内的第二换向阀(Y2)和第三换向阀(Y3)；所述第一进油口(P1)通过第二换向阀(Y2)与所述第三出油口(A2)连通，或与所述第一控制阀(C1)的第一主油口以及所述第二控制阀(C2)的第一主油口连通；所述第二进油口(P2)通过第三换向阀(Y3)与所述第四出油口(B2)连通，或与所述第一控制阀(C1)的第一主油口以及所述第二控制阀(C2)的第一主油口连通。

4.根据权利要求3所述的合流阀组，其特征在于，所述第一换向阀(Y1)、所述第二换向阀(Y2)，以及所述第三换向阀(Y3)均为电磁阀。

5.根据权利要求4所述的合流阀组，其特征在于，所述第二换向阀(Y2)至所述第一控制阀(C1)和所述第二控制阀(C2)的第一主油口的通路上设有第一单向阀(1)；所述第三换向阀(Y3)至所述第一控制阀(C1)和所述第二控制阀(C2)的第一主油口的通路上设有第二单向阀(2)。

6.根据权利要求4所述的合流阀组，其特征在于，所述第一进油口(P1)与所述第二换向阀(Y2)的通路上设有第一优先流量调速阀(7)，所述第二进油口(P2)与所述第三换向阀(Y3)的通路上设有第二优先流量调速阀(8)。

7.根据权利要求6所述的合流阀组，其特征在于，所述第一优先流量调速阀(7)与所述第二优先流量调速阀(8)均为三通优先调速阀。

8.根据权利要求6所述的合流阀组，其特征在于，所述合流阀组中还可以进一步设置第三单向阀(3)和第四单向阀(4)，所述第三单向阀(3)导通所述回油口与所述第一进油口(P1)，所述第四单向阀(4)导通所述回油口与所述第二进油口(P2)。

9.根据权利要求6所述的合流阀组，其特征在于，还包括第一溢流阀(5)与第二溢流阀(6)，所述第一溢流阀(5)连通所述第一进油口(P1)与所述回油口，所述第二溢流阀(6)连通所述第二进油口(P2)与所述回油口。

10.一种用于起重机的多泵合流液压系统，包括阀组，以及与阀组进油口连通的第一液压泵与第二液压泵，其特征在于，所述阀组为上述1至9任一项所述的合流阀组，所述第一液压泵(D1)与所述第一进油口(P1)连通，所述第二液压泵(D2)与所述第二进油口(P2)连通。

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