CN102536943A - 一种平衡阀及设有该平衡阀的卷扬系统、起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平衡阀，包括阀体、阀芯以及控制端盖，所述控制端盖的先导油路上设有阻尼，其特征在于，所述阻尼包括第一阻尼和第二阻尼，所述第一阻尼和第二阻尼沿进油方向在油路上相串联。该平衡阀在工作时，其先导阀芯运动稳定，可有效防止卷扬抖动现象。本发明还公开了一种设有所述平衡阀的卷扬系统和起重机。

Description

一种平衡阀及设有该平衡阀的卷扬系统、起重机

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，特别是起重机卷扬系统的平衡阀。本发明还涉及设有所述平衡阀的卷扬系统和起重机。

背景技术

汽车起重机四大控制系统中卷扬系统是衡量起重机性能的重要指标之一，同时也是容易出现问题的系统。

卷扬系统主要由液压泵、主阀、马达和平衡阀等液压元件组成，其中平衡阀在卷扬下降过程中起到负载保持和速度控制的双重作用，对于下降过程的平衡控制起到很大的作用。

现有卷扬系统在主阀小开口、小流量的情况下存在下降抖动的现象，具体表现在：手柄小开口、卷扬重载低速下降时，卷扬下降速度提升至某一速度后又迅速下降至某一较小的速度甚至是零，并且呈现出规律性的变化，抖动现象无论对液压系统还是对结构件都会造成较大的伤害，特别是造成的冲击载荷对吊臂是一种严重的伤害。

请参考图1、图2，图1为现有卷扬系统的液压原理图；图2为现有平衡阀的内部结构示意图。

由于卷扬是由马达1驱动的，这就说明马达1是造成卷扬抖动的根源，马达1在下降过程中主要由平衡阀2对其进行控制，起到负载保持和速度控制的双重作用，具体工作过程如下：

当卷扬起升时，液压油从A油口进入平衡阀2，在经过平衡阀2的单向阀后，进入马达1，单向阀可减小液压油通过平衡阀2的压力损失。

当卷扬下降时，液压油从B油口进入马达1，同时向平衡阀2的先导油路供油，将平衡阀2打开，使平衡阀2换位至节流位，液压油经马达1后再经平衡阀2节流进入油箱。

平衡阀2节流口的大小和B油口的压力呈现一定的比例关系，此关系可以通过节流口的形状进行设置，B油口压力越高，节流愈大，同样压力下通过的流量愈大；B油口压力越小，节流愈小，同样压力下通过的流量愈小。

当主阀处于小开口状态时，输出较小的流量在B油口产生压力，当达到平衡阀2的开启压力时，平衡阀2开启，同时流量通过平衡阀2也会使B油口的压力降低，这样就会达到一个平衡状态，即平衡阀2处于一个稳定的开口，使流量和压力都处于一个平衡状态，马达1匀速下降。

当某一因素打破这种平衡之后，马达1就不能匀速下降，会在较短的时间内进行较大的转速变化，外在表现为流量和马达、卷扬速度的不稳定，即卷扬抖动，而打破这一平衡的因素之一即为平衡阀先导控制容腔3的压力波动导致平衡阀先导阀芯4的不稳定运动，先导阀芯4的不稳定造成节流口大小的不稳定，进而造成同样负载下流量的不稳定，即表现为抖动。

请参考图3，图3为现有平衡阀的控制端盖的液压油路示意图。

如图所示，控制端盖5的先导油路上设有单个阻尼6，此阻尼6虽然能够起到稳定平衡阀控制腔压力的作用，但是作用较为有限，并不能保证稳定效果的一致性，导致现有卷扬系统会经常产生抖动。

因此，如何提高平衡阀先导阀芯的运动稳定性，从而防止卷扬抖动，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种平衡阀。该平衡阀在工作时，其先导阀芯运动稳定，可有效防止卷扬抖动现象。

本发明的第二目的是提供一种设有所述平衡阀的卷扬系统。

本发明的第三目的是提供一种设有所述平衡阀的起重机。

为了实现上述第一目的，本发明提供一种平衡阀，包括阀体、阀芯以及控制端盖，所述控制端盖的先导油路上设有阻尼，所述阻尼包括第一阻尼和第二阻尼，所述第一阻尼和第二阻尼沿进油方向在油路上相串联。

优选地，进一步包括单向阀，所述单向阀与第二阻尼在油路上相并联，其进油口与所述第二阻尼的出油口连通、出油口与所述第二阻尼的进油口连通。

优选地，所述控制端盖设有泄油口，所述泄油口与所述单向阀的出油口连通并在连通的油路上设有第三阻尼。

优选地，所述第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼的孔径相等。

优选地，所述第一阻尼的孔径小于所述第二阻尼和第三阻尼的孔径。

优选地，所述第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼的孔径范围均在0.3mm-1.2mm之间。

优选地，所述第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼的孔径范围均在0.5mm-1.0mm之间。

为实现上述第二目的，本发明还提供一种卷扬系统，包括液压油泵、主阀、液压马达和平衡阀，所述平衡阀设于所述液压马达的进油油路，其先导控制端与所述液压马达的回油油路连通，所述平衡阀为上述任一项所述的平衡阀。

为实现上述第三目的，本发明还提供一种起重机，包括起重机本体、起重臂、卷扬以及卷扬系统，所述卷扬系统设有上述任一项所述的平衡阀。

优选地，具体为汽车起重机。

本发明所提供的平衡阀在现有技术的基础上做了进一步改进，其控制端盖中的阻尼从单个阻尼变为相互串联的两个阻尼，通过两个阻尼来稳定平衡阀，其稳流效果比单个阻尼更加显著，平衡阀工作时，其先导阀芯运动稳定，可有效防止卷扬抖动现象。

此外，由于阻尼越小平衡阀越稳定，因此单个阻尼只能通过缩小孔径来提高平衡阀的稳定性，而过小的阻尼又容易被堵塞。本发明将单个阻尼变为两个阻尼后，可适当放大各阻尼的孔径，从而避免阻尼堵塞。

在一种具体实施方式中，进一步包括单向阀，所述单向阀与第二阻尼在油路上相并联，其进油口与所述第二阻尼的出油口连通、出油口与所述第二阻尼的进油口连通。这样，当平衡阀的先导控制容腔进油时，液压油连续通过第一阻尼和第二阻尼，当平衡阀的先导控制容腔出油时，由于单向阀的存在，液压油不再经过第二阻尼，而是经过单向阀和第一阻尼后排出，通过调整第一阻尼和第二阻尼的大小，可改变平衡阀的时域特性，使平衡阀的开启时间延长，而关闭时间变短，从而更好的与制动器进行匹配，即平衡阀先关闭、制动器后关闭，更加适应起重机卷扬系统的实际工况，避免卷扬失速下滑。

在另一种具体实施方式中，所述控制端盖设有泄油口，所述泄油口与所述单向阀的出油口连通并在连通的油路上设有第三阻尼。如此，在平衡阀的先导控制容腔进油或出油时，第三阻尼能够起到很好的滤波作用，进一步提高了平衡阀控制油源的稳定性，使平衡阀的开启和关闭更加平稳，特别是卷扬下降时卷扬系统更加稳定。

本发明所提供的卷扬系统和起重机设有上述平衡阀，由于上述平衡阀具有上述技术效果，设有该平衡阀的卷扬系统和起重机也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为现有卷扬系统的液压原理图；

图2为现有平衡阀的内部结构示意图；

图3为现有平衡阀的控制端盖的液压原理图；

图4为本发明第一具体实施方式中平衡阀控制端盖的液压原理图；

图5为本发明第二具体实施方式中平衡阀控制端盖的液压原理图；

图6为本发明第三具体实施方式中平衡阀控制端盖的液压原理图。

图1至图3中：

1.马达    2.平衡阀    3.先导控制容腔    4.先导阀芯    5.控制端盖    6.阻尼

图4至图6中：

10.控制端盖    11.第一阻尼    12.第二阻尼    13.第三阻尼    14.单向阀

具体实施方式

本发明的核心是提供一种平衡阀。该平衡阀在工作时，其先导阀芯运动稳定，可有效防止卷扬抖动现象。

本发明的另一核心是提供一种设有所述平衡阀的卷扬系统和起重机。

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4，图4为本发明第一具体实施方式中平衡阀控制端盖的液压原理图。

在第一种具体实施方式中，本发明提供的平衡阀，主要由阀体、阀芯以及控制端盖10组成，控制端盖10上设有第一油口X和第二油口Y，两者相连通的先导油路上设有第一阻尼11和第二阻尼12，第一阻尼11和第二阻尼12沿进油方向在油路上相串联。

通过两个阻尼来稳定平衡阀，其稳流效果比单个阻尼更加显著，平衡阀工作时，其先导阀芯运动稳定，可有效防止卷扬抖动现象。

此外，将单个阻尼变为两个阻尼后，可适当放大各阻尼的孔径，从而避免阻尼堵塞。

请参考图5，图5为本发明第二具体实施方式中平衡阀控制端盖的液压原理图。

在第二种具体实施方式中，本发明提供的平衡阀，主要由阀体、阀芯以及控制端盖10组成，控制端盖10上设有第一油口X和第二油口Y，两者相连通的先导油路上设有第一阻尼11和第二阻尼12，第一阻尼11和第二阻尼12沿进油方向在油路上相串联。

进一步包括单向阀14，该单向阀14与第二阻尼12在油路上相并联，其进油口与第二阻尼12的出油口连通、出油口与第二阻尼12的进油口连通。

根据平衡阀和制动器的工作过程可知，平衡阀的关闭时间实质上是先导控制容腔中的液压油在弹簧的作用下被挤出的过程；同理，制动器的关闭时间也是制动器控制容腔中的液压油被挤出的过程。

如果制动器先关闭，那么就会造成卷扬在重物的作用下急速下滑，其原因是制动器无法承受静载和动载双重作用产生的力矩。但是平衡阀却可以承受，因此最优的方案是平衡阀先关闭，制动器后关闭，上述动作匹配不好就有可能造成卷扬失速下滑。

而增设单向阀14后，当平衡阀的先导控制容腔进油时，液压油连续通过第一阻尼11和第二阻尼12，当平衡阀的先导控制容腔出油时，由于单向阀14的存在，液压油不再经过第二阻尼12，而是经过单向阀14和第一阻尼11后排出，通过调整第一阻尼11和第二阻尼12的大小，使平衡阀的开启时间延长，而关闭时间变短，从而更好的与制动器进行匹配，即平衡阀先关闭、制动器后关闭，更加适应起重机卷扬系统的实际工况，避免卷扬失速下滑。

请参考图6，图6为本发明第三具体实施方式中平衡阀控制端盖的液压原理图。

在第三种具体实施方式中，本发明提供的平衡阀，主要由阀体、阀芯以及控制端盖10组成，控制端盖10上设有第一油口X、第二油口Y以及泄油口T，第一油口X和第二油口Y相连通的先导油路上设有第一阻尼11和第二阻尼12，第一阻尼11和第二阻尼12沿进油方向在油路上相串联。

第二阻尼12在油路上并联有单向阀14，单向阀14的进油口与第二阻尼12的出油口连通、出油口与第二阻尼12的进油口连通，泄油口T与单向阀14的出油口连通并在连通的油路上设有第三阻尼13。

第三阻尼13在平衡阀的先导控制容腔进油或出油时，能够起到很好的滤波作用，进一步提高了平衡阀控制油源的稳定性，使平衡阀的开启和关闭更加平稳，特别是卷扬下降时卷扬系统更加稳定。

上述实施例中的第一阻尼11、第二阻尼12和第三阻尼13的孔径可以相等，第一阻尼11的孔径也可以小于第二阻尼12和第三阻尼13的孔径。通过不同阻尼孔径的匹配，可调整平衡阀的时域特性，使之能更好的适应起重机卷扬的工况。

若阻尼的孔径过小，则容易发生堵塞现象，若阻尼的孔径过大，其稳流效果又不够明显。因此，第一阻尼11、第二阻尼12和第三阻尼13的孔径范围可控制在0.3mm-1.2mm之间。

具体地，第一阻尼11、第二阻尼12和第三阻尼13的孔径范围均在0.5mm-1.0mm之间。

上述平衡阀仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述平衡阀，本发明还提供一种卷扬系统，包括液压油泵、主阀、液压马达和平衡阀，所述平衡阀设于所述液压马达的进油油路，其先导控制端与所述液压马达的回油油路连通，所述平衡阀为上文所述的平衡阀，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

此外，本发明还提供一种起重机，包括起重机本体、起重臂、卷扬以及卷扬系统，所述卷扬系统设有上文所述的平衡阀。

具体地，所述起重机为汽车起重机。

以上对本发明所提供的平衡阀及设有该平衡阀的卷扬系统、起重机进行了详细介绍。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)

1.一种平衡阀，包括阀体、阀芯以及控制端盖，所述控制端盖的先导油路上设有阻尼，其特征在于，所述阻尼包括第一阻尼和第二阻尼，所述第一阻尼和第二阻尼沿进油方向在油路上相串联。

2.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于，进一步包括单向阀，所述单向阀与第二阻尼在油路上相并联，其进油口与所述第二阻尼的出油口连通、出油口与所述第二阻尼的进油口连通。

3.根据权利要求2所述的平衡阀，其特征在于，所述控制端盖设有泄油口，所述泄油口与所述单向阀的出油口连通并在连通的油路上设有第三阻尼。

4.根据权利要求3所述的平衡阀，其特征在于，所述第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼的孔径相等。

5.根据权利要求3所述的平衡阀，其特征在于，所述第一阻尼的孔径小于所述第二阻尼和第三阻尼的孔径。

6.根据权利要求3、4或5所述的平衡阀，其特征在于，所述第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼的孔径范围均在0.3mm-1.2mm之间。

7.根据权利要求6所述的平衡阀，其特征在于，所述第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼的孔径范围均在0.5mm-1.0mm之间。

8.一种卷扬系统，包括液压油泵、主阀、液压马达和平衡阀，所述平衡阀设于所述液压马达的进油油路，其先导控制端与所述液压马达的回油油路连通，其特征在于，所述平衡阀为上述权利要求1至7任一项所述的平衡阀。

9.一种起重机，包括起重机本体、起重臂以及卷扬系统，其特征在于，所述卷扬系统设有上述权利要求1至7任一项所述的平衡阀。

10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，具体为汽车起重机。

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