CN102491216A - 制动器控制阀组及具有该阀组的卷扬液控系统、起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种卷扬制动器控制阀组，其液控换向阀的工作油口、压力油口和回油油口分别用于与卷扬制动油缸、压力油源和回油油路连通；且液控换向阀配置成其工作位置的切换控制卷扬制动油缸与压力油源或者回油油路连通；其梭阀的两个进油口分别用于与卷扬马达的起口和落口连通，其出油口与液控换向阀的控制油口连通，以产生趋动液控换向阀切换至卷扬制动油缸与压力油源连通的工作位置；其压力建立元件设置在梭阀的用于与卷扬马达的起口连通的进油口的连接油路上。本发明可确保卷扬可靠起升后打开常闭式制动器，可有效避免二次起升打滑产生的不安全隐患。在此基础上，本发明还提供一种具有该卷扬制动器控制阀组的卷扬液控系统及起重机。

Description

制动器控制阀组及具有该阀组的卷扬液控系统、起重机

技术领域

本发明涉及一种工程机械技术，具体涉及一种制动器控制阀组及具有该阀组的卷扬液控系统、起重机。

背景技术

现有技术中，自行式起重机以其机动灵活的转场特性在各种施工作业在得以广泛应用。工作过程中，重物是通过吊钩、起重臂头部的滑轮组以及钢丝绳将重力传递到起重机卷扬机构上，重物的起升和下降主要通过液压马达驱动卷扬进行转动提供驱动力，并通过钢丝绳的传递使悬挂在起重臂头部的重物能够进行相应的升降。

一般地，重物起升的过程中经常需要中途在某个高度停留一段时间，然后再继续向上起升。这个继续向上起升的过程我们称之为“二次起升”。重物在空中的中途停留保持是依靠安装在液压马达上的平衡阀以及安装在卷扬内部的油控卷扬制动器对卷扬机构进行有效的制动来实现。其中，在卷扬非工作状态下，油控卷扬制动器处于常闭状态，此时卷扬被锁定无法转动；而当进行重物起升或下落时，液压系统一般都会在给液压马达供油的同时也给卷扬制动器供油，从而打开卷扬制动器，使卷扬可以无障碍转动。

但是，当进行重物的二次起升时，由于重物负载力矩的存在以及液压马达需要时间去建立起足够大的起升力矩，此时卷扬制动器的开启极易导致重物下滑，从而产生不可控制的危险，因此卷扬制动器的开启控制尤其重要。

此外，当卷扬下落时，制动器打开，由于此时负载的方向与运动方向相同，负载是运动的动力而非阻力，因而存在出现卷扬超速运行的可能。

有鉴于此，亟待针对现有起重机卷扬制动的控制技术进行优化设计，以有效避免重物二次起升作业时出现重物下滑的现象。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种卷扬制动器控制阀组，以便于确保卷扬可靠起升后打开常闭式制动器，可有效避免二次起升打滑产生的不安全隐患。在此基础上，本发明还提供一种具有该卷扬制动器控制阀组的卷扬液控系统及起重机。

本发明提供的卷扬制动器控制阀组，包括液控换向阀、梭阀和压力建立元件；其中，所述液控换向阀的工作油口、压力油口和回油油口分别用于与卷扬制动油缸、压力油源和回油油路连通；且所述液控换向阀配置成其工作位置的切换控制所述卷扬制动油缸与压力油源或者回油油路连通；所述梭阀的两个进油口分别用于与卷扬马达的起口和落口连通，其出油口与所述液控换向阀的控制油口连通，以产生趋动所述液控换向阀切换至所述卷扬制动油缸与压力油源连通的工作位置；所述压力建立元件设置在所述梭阀的用于与卷扬马达的起口连通的进油口的连接油路上。

优选地，所述压力建立元件具体为电磁开关阀，所述电磁开关阀的控制端与延时开关的输出端电连接。

优选地，所述压力建立元件具体为节流阻尼。

优选地，所述压力建立元件具体为节流阀。

优选地，所述压力建立元件具体为手控开关阀。

优选地，所述液控换向阀的回油油口设置有单向阀。

本发明提供的卷扬液控系统，包括带动卷筒转动的卷扬马达、常闭卷扬制动器的卷扬制动油缸，以及控制所述卷扬马达的起口和落口分别与系统压力油路或回油油路导通的马达换向阀；还包括如前所述的卷扬制动器控制阀组，所述卷扬制动器控制阀组的：所述液控换向阀的工作油口和压力油口分别与所述卷扬制动油缸的工作油口和压力油源连通；所述梭阀的一个进油口通过压力建立元件与所述卷扬马达的起口连通；所述梭阀的另一个进油口与所述卷扬马达的落口连通。

优选地，所述压力油源为压力稳定油源。

优选地，所述卷扬马达的起口与所述马达换向阀之间设置有平衡阀。

本发明提供的起重机，包括卷扬机构及如前所述的卷扬液控系统。

本发明提供的卷扬制动器控制阀包括液控换向阀、梭阀和压力建立元件；液控换向阀的换向用于实现压力油源或者回油油路与制动执行元件之间导通，以便于制动器在解除制动及制动状态之间转换；并通过梭阀使得卷扬起升、下落的压力油液控制该液控换向阀的换向，以便于卷扬转动时制动器可靠的打开；由于在梭阀的用于与卷扬马达的起口连通的进油口的连接油路上设置有压力建立元件，能够使得卷扬马达的起口建立可靠的工作压力，从而有效消除二次下滑的问题，进而确保整机施工作业的安全可靠性。同时，在进行卷扬下落操作时，卷扬下落油源(卷扬马达落口)经过梭阀作用于液控换向阀的控制油口，实现将常闭式制动器的开启，而当卷扬出现失速下落的问题时，马达落口吸空，压力瞬间降低，此状态下的液控换向阀的控制油口压力同步降低，进而迅速切换其工作位置，切断卷扬制动油缸的压力油源关闭卷扬制动器，进行失速保护，可进一步提供卷扬下落操作过程中的安全可靠性。

本发明的优选方案中，卷扬液控系统中连通液控换向阀压力油口的压力油源为压力稳定油源。如此设置，制动油缸的工作压力不受负载变化影响，使得常闭式制动器能够平稳打开，有效解决卷扬抖动的问题。

本发明提供的卷扬制动器控制阀可适用于任何形式的起重机，特别适用于自行式起重机。

附图说明

图1是具体实施方式所述起重机的整体结构示意图；

图2是具体实施方式所述卷扬液控系统的工作原理图；

图3第一实施例所述卷扬制动器控制阀组的原理简图；

图4是第二实施例所述卷扬制动器控制阀组的原理简图。

图1-图4中：

卷扬马达1、卷扬制动油缸2、马达换向阀3、卷扬制动器控制阀组4、液控换向阀41、梭阀42、电磁开关阀43、节流阻尼43a、单向阀44、压力油源5、平衡阀6。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种卷扬制动器控制阀组，通过压力建立元件确保卷扬可靠起升后打开常闭式制动器，可有效避免二次起升打滑产生的不安全隐患。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

不失一般性，本实施方式以轮式起重机作为主体详细说明。

请参见图1，该图是本实施方式所述轮式起重机的整体结构示意图。

如图所示，该起重机包括轮式底盘、铰接于底盘前部的吊臂装置、提供重物升降驱动力的卷扬装置等主要功能部件。与现有技术相同，重物是通过吊钩、起重臂头部的滑轮组以及钢丝绳将重力传递到起重机卷扬机构上，重物的起升和下降主要通过液压马达驱动卷扬进行转动提供驱动力，并通过钢丝绳的传递使悬挂在起重臂头部的重物能够进行相应的升降。

需要说明的是，本实施方式所述前述功能部件可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。为详细说明本申请的发明点，请进一步参见图2所示的卷扬液控系统的工作原理图，该液控系统用于控制起重机卷扬机构的卷扬马达与卷扬制动油缸的动作配合，以根据实际需要进行卷扬升降。

该卷扬液控系统包括带动卷筒转动的卷扬马达1、常闭卷扬制动器的卷扬制动油缸，以及控制卷扬马达1的起口和落口分别与系统压力油路P或回油油路和T导通的马达换向阀3；如图所示，马达换向阀3位于左位时，卷扬马达1的起口与压力油路P导通、落口与回油油路T导通，此状态下，卷扬马达1带动卷扬起升转动吊起重物；马达换向阀3位于右位时，卷扬马达1的落口与压力油路P导通、起口与回油油路T导通，此状态下，卷扬马达1带动卷扬下落转动下放重物。

该系统还包括一卷扬制动器控制阀组4，以有效协调卷扬马达1与卷扬制动油缸2的动作配合。请参见图3，该图是第一实施例所述卷扬制动器控制阀组的原理简图。

如图3所示，该卷扬制动器控制阀组包括液控换向阀41、梭阀42和电磁开关阀43，其中，液控换向阀41的工作油口C与卷扬制动油缸2的工作油口(有杆腔油口)连通，其压力油口P1与压力油源5连通，其回油油口与回油油路T1连通，并且该液控换向阀41配置成其工作位置的切换可以控制卷扬制动油缸2与压力油源5或者回油油路T1连通；通过控制卷扬制动油缸2的伸出或者收回实现制动器工作状态的变化。

其中，梭阀42两个进油口A、B分别用于与卷扬马达1的起口和落口连通，其出油口与液控换向阀41的控制油口连通，以产生趋动液控换向阀41切换至卷扬制动油缸42与压力油源5连通的工作位置；也就是说，当卷扬起升和下落动作时，卷扬马达1的起口或落口的压力油液均通过梭阀42作用于液控换向阀41的控制油口，液控换向阀41换向后实现压力油源5与卷扬制动油缸42的连通。

其中，电磁开关阀43作为压力建立元件设置在梭阀42的用于与卷扬马达1的起口连通的进油口的连接油路上，常态为非导通。如此设置，可以通过电气控制电磁开关阀43相对于卷扬起升操作指令延时打开，也就是说，利用电气开关延时一段时间后打开电磁开关阀43。

通过延时，保证了充足的时间能够建立足够的马达起升系统压力，有效消除二次下滑的问题。应当理解，该延时时间的长短设定将影响该卷扬制动器控制阀组4的工作精度，具体可以根据具体系统配置参数设定，当然，本领域普通技术人员也可以通过试验测定相应的延时时间。同时，由于卷扬下落操作时卷扬马达1落口的压力油液经过梭阀作用于液控换向阀后的控制油口，因此，如果卷扬出现失速下落的问题时，卷扬马达1落口吸空，压力瞬间降低，此状态下的液控换向阀41的控制油口压力同步降低，进而迅速切换其工作位置，切断卷扬制动油缸2的压力油源关闭卷扬制动器，进行失速保护，可进一步提供卷扬下落操作过程中的安全可靠性。

需要说明的是，用于提供压力油液给卷扬制动油缸2的压力油源5可以采用卷扬马达1的起、落口的工作油液，当然，该压力油源5选用独立于卷扬马达1工作压力油路的压力稳定油源为优选方案，这样，制动油缸的工作压力不受卷扬负载变化影响，使得常闭式制动器能够平稳打开，可进一步解决卷扬抖动的问题。此外，液控换向阀41的回油油口设置有单向阀44，液控换向阀41至回油油路单向导通，从而避免反向压差使得油液回流至卷扬制动油缸2，导致制动器的非正常打开。

另外，还可以在卷扬马达1的起口与马达换向阀3之间设置有平衡阀6，该平衡阀可以根据系统参数需要进行选配，并调定其开启压力，以使得卷扬下落工况时的卷扬马达1的起口建立一定的背压，有效避免卷扬马达1带动卷筒下落过程中的失速。

以下简述该卷扬液控系统的工作过程：

一、卷扬非工作状态。

此状态下，马达换向阀3位于中位，卷扬马达1的起口和落口处于非导通状态，卷扬马达1停转；同时，液控换向阀41的控制油口无压力油液作用而处于右位，卷扬制动油缸2的有杆腔油液流至回油油路T1，卷扬制动器处于常闭状态，卷扬卷筒被锁定无法转动。

二、卷扬起升。

当卷扬马达1进行起升动作时，由于电磁开关阀43的可延时控制打开，起升压力油液不会同步作用于液控换向阀41的控制油口，从而不会同步建立压力油源5与卷扬制动油缸2的导通关系。通过延时，保证了充足的时间能够建立足够的马达起升系统压力，有效消除二次下滑的问题。

三、卷扬下落。

当卷扬马达1进行下落动作时，卷扬下落油源经过梭阀42同步作用于液控换向阀41的控制油口，从而同步建立压力油源5与卷扬制动油缸2的导通关系。此状态下，若卷扬马达1出现失速下落的问题时，马达落口吸空，压力瞬间降低，液控换向阀41回复至左位，切断卷扬制动油缸2的压力油源关闭卷扬制动器，进行失速保护。

除采用电磁开关阀外，前述压力建立元件也可以其他方式满足建立卷扬马达起升压力的功能。请参见图4，该图是第二实施例所述卷扬制动器控制阀组的原理简图。

本方案与第一实施例所述卷扬制动器控制阀组的发明构思完全相同，区别在于压力建立元件采用节流阻尼43a，由于该节流阻尼43a同样设置在梭阀42的用于与卷扬马达1的起口连通的进油口的连接油路，因此，节流阻尼43a的作用使得卷扬马达1的起口工作压力得以有效提高，直至确保卷扬马达1的可靠起升后，起口压力油液延时推动液控换向阀41换向。也就是说，采用液压阻尼的方法也可以在制动器控制延时的基础上，实现卷扬马达1工作压力的建立。优选地，所述压力建立元件具体为节流阀(图中未示出)。

当然，还可以有效利用现有技术实现上述压力建立元件的功能，例如，采用手控开关阀，工作过程中通过操作者手动控制该开关阀，只要满足卷扬马达1起升压力的建立满足负载需要均可。

特别说明的是，本发明所述卷扬制动器控制阀组可以采用独立元件，也可以将相应方案中的元件集成为一个集成阀组，具有较好的装配工艺性，便于于进行整机的组装操作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种卷扬制动器控制阀组，其特征在于，包括：

液控换向阀，其工作油口、压力油口和回油油口分别用于与卷扬制动油缸、压力油源和回油油路连通；所述液控换向阀配置成其工作位置的切换控制所述卷扬制动油缸与压力油源或者回油油路连通；

梭阀，其两个进油口分别用于与卷扬马达的起口和落口连通，其出油口与所述液控换向阀的控制油口连通，以产生趋动所述液控换向阀切换至所述卷扬制动油缸与压力油源连通的工作位置；和

压力建立元件，设置在所述梭阀的用于与卷扬马达的起口连通的进油口的连接油路上。

2.根据权利要求1所述的卷扬制动器控制阀组，其特征在于，所述压力建立元件具体为电磁开关阀，所述电磁开关阀的控制端与延时开关的输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的卷扬制动器控制阀组，其特征在于，所述压力建立元件具体为节流阻尼。

4.根据权利要求1所述的卷扬制动器控制阀组，其特征在于，所述压力建立元件具体为节流阀。

5.根据权利要求1所述的卷扬制动器控制阀组，其特征在于，所述压力建立元件具体为手控开关阀。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的卷扬制动器控制阀组，其特征在于，所述液控换向阀的回油油口设置有单向阀。

7.一种卷扬液控系统，包括带动卷筒转动的卷扬马达、常闭卷扬制动器的卷扬制动油缸，以及控制所述卷扬马达的起口和落口分别与系统压力油路或回油油路导通的马达换向阀；其特征在于，还包括如权利要求1至6中任一项所述的卷扬制动器控制阀组，所述卷扬制动器控制阀组的：

所述液控换向阀的工作油口和压力油口分别与所述卷扬制动油缸的工作油口和压力油源连通；

所述梭阀的一个进油口通过压力建立元件与所述卷扬马达的起口连通；

所述梭阀的另一个进油口与所述卷扬马达的落口连通。

8.根据权利要求7所述的卷扬液控系统，其特征在于，所述压力油源为压力稳定油源。

9.根据权利要求7或8所述的卷扬液控系统，其特征在于，所述卷扬马达的起口与所述马达换向阀之间设置有平衡阀。

10.一种起重机，包括卷扬机构及卷扬液控系统，其特征在于，所述卷扬液控系统具体如权利要求7至9中任一项所述的卷扬液控系统。

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