CN102788051B - 具有换油、缓冲及消滞功能的先导液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种先导液压控制系统，为解决现有先导液压控制油路预热时间长的问题，本发明提供一种先导液压控制系统，包括先导控制阀、换向阀、第一、第二单向阀、第一、第二节流器，第一、第二单向阀通过管路连接先导控制阀阀和换向阀，第一、第二节流器并联于第一、第二单向阀的进油口与出油口之间，并形成左管路和右管路，在左右管路之间设置消滞油路和换油油路。消滞油路包括两个液控单向阀、换油油路包括连接在左、右管路之间的溢流阀。本发明与现有技术相比，具有启动快速、具有防止冲击以及换油提高预热效率降低预热时间的优点。

Description

具有换油、缓冲及消滞功能的先导液压控制系统

技术领域

 本发明涉及一种液压控制系统，尤其涉及一种具有换油、缓冲及消滞功能的先导液压控制系统。

背景技术

对于液压驱动的设备，通常都是通过先导控制阀驱动控制换向阀，通过换向阀的动作实现液压工作设备动作控制，为了减少换向阀关闭时所产生的液压冲击，在先导控制阀与换向阀之间接入缓冲装置，减缓换向阀的复位速度，降低冲击。现有的缓冲装置20包括单向阀和与单向阀并联的节流器。如图1所示，先导控制阀上的1口连接第一单向阀21的进油口，第一单向阀的出油口连接换向阀30的Xa腔，先导控制阀的2口连接第二单向阀22的进油口，第二单向阀22的出油口连接换向阀的Xb腔，第一节流器23与第一单向阀21并联，第二节流器24与第二单向阀22并联。当先导控制阀有动作时，液压油从先导控制阀的1口经第一单向阀21流向换向阀30的Xa腔，换向阀30的Xb腔内的液压油经第二节流器24、先导控制阀的2口和T口流向液压油箱，从而实现推动换向阀30的阀芯移动而使得换向阀30动作；当先导控制阀停止动作时，换向阀30的阀芯回中位，换向阀30的Xa腔内的液压油经该侧的第一节流器、先导阀的1口、T口流到液压油箱，而换向阀30的另一侧Xb腔则由液压油通过先导控制阀的2口、第二单向阀22进行补充。当先导阀反向动作时，液压油的流向则反向。由于有节流器的节流作用，先导阀停止作用时可以减缓换向阀的阀芯复位速度，从而使停止动作的冲击减小。

使用这种缓冲结构的先导液压控制油路通常也存在这样的问题，虽然经先导控制阀10的1口的先导液压油经第一单向阀21和第一节流器23可以快速到换向阀30的Xa腔，但在换向阀30的另外一侧Xb腔的液压油则必须通过另外一侧的第二节流器24和先导阀的2口、T口流到液压油箱，第二节流器24会降低液压油从Xb腔流出的速度，也就影响了换向阀30的启动速度，使得机器启动动作迟缓。这种结构的另一种缺点是在寒冷天气作业时，在机器启动后对机器的液压系统进行预热时，由于工作装置动作前也即先导阀和换向阀动作前，先导控制阀10与换向阀30都没有开启，使得位于先导控制阀与换向阀30之间的液压油不会与机器的液压系统中液压油进行流通交换而得不到预热，从而影响机器对液压系统的预热效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有先导液压控制系统上使用的缓冲装置会造成换向阀的启动动作迟缓以及液压油预热难的问题，而提供一种即可以消除换向阀启动动作迟缓，又可以缩短先导液压油预热时间的具有换油、缓冲及消滞功能的先导液压控制系统。

本发明采用的技术方案是：构造一种具有换油、消滞、缓冲功能的先导液压控制系统，包括先导控制阀、换向阀、第一单向阀、第二单向阀、第一节流器、第二节流器、油箱回路，第一单向阀的进油口通过管路与先导控制阀的1口接通，出油口通过管路与换向阀的Xa腔连通，第二单向阀的进油口通过管路与先导控制阀的2口接通，出油口通过管路与换向阀的Xb腔连通，第一节流器并联于第一单向阀的出油口与进油口之间，第二节流器并联于第二单向阀的进油口与出油口之间，第一节流器、第一单向阀及与其相连的管路构成左管路，第二节流器、第二单向阀及与其相连的管路构成右管路，另外该系统还包括消滞油路和换油油路，消滞油路包括常闭的第一液控阀和第二液控阀，第一液控阀的液控油口与第二单向阀的进油口连通，第一液控阀的进油口与第一单向阀的出油口连通，出油口与油箱回路连通；第二液控阀的液控油口与第一单向阀的进油口连通，第二液控阀的进油口与第二单向阀的出油口连通，出油口与油箱回路连通；换油油路包括连接溢流阀，溢流阀与左管路、右管路连接。

启动快速消滞与缓冲功能：这种先导液压控制系统，当先导控制阀有动作使液压油从先导控制阀的1口流出经第一单向阀到达换向阀的Xa腔推动换向阀的阀芯移动，同时从先导控制阀的1口流出的液压油通过第二液控阀的液控油口使第二液控阀导通，换向阀Xb腔的液压油则经第二液控阀从出油T口经油箱回路回油。由于不经过节流器，因此就消除了启动时的延时现象，实现快速启动。而当先导控制阀停止操作时， 其1口压力降低与2口压力趋于相等，换向阀的阀芯在弹簧力作用下向左复位，同时第二液控单向阀关闭状态；换向阀的Xa腔液压油被排出，经管路进入第一节流器从先导控制阀的1口、T口流向油箱回路回油。同时，换向阀的Xb腔压力下降，通过第二单向阀经先导控制阀的2口从T口处的低压油路补油。该过程中第一节流器的节流作用能减慢阀芯的复位速度，从而缓和停止动作时阀芯的冲击。若先导控制阀所作的动作与上述动作方向相反，则液压油的流向也相反，即从先导控制阀的2口流出液压油经第二单向阀到达换向阀的Xb腔推动换向阀的阀芯移动，同时从先导控制阀的2口流出的液压油通过第一液控阀的液控油口使第一液控阀导通，换向阀Xa腔的液压油则经第一液控阀从出油T口经油箱回路回油。如此消除了启动的延时现象。而当先导控制阀停止操作时， 其2口压力降低与1口压力趋于相等，换向阀的阀芯在弹簧力作用下向右复位，同时第一液控单向阀关闭状态；换向阀的Xb腔液压油被排出，经管路进入第二节流器从先导控制阀的2口、T口流向油箱回路回油。同时换向阀的Xa腔压力下降，通过第一单向阀经先导控制阀的1口从T口处的低压油路补油。

本发明还具有对先导控制阀与换向阀之间的管路内的液压油替换作用以提高机器在寒冷地带作业时的液压油预热效率，例如在先导控制阀动作使液压油从先导阀的1口流出，流经第一单向阀并推动换向阀的阀芯向右移动，当换向阀阀芯移动到极右位置时，左管路内的液压油压力升高并高于溢流阀的溢流设定压力，则左管路内的液压油经溢流阀进入油箱回路或进入右管路、先导控制阀的2口和T口进入油箱回路。从而使得左管路内的液压油被置换为被预热的液压油，提高机器预热效率。

在本发明中，溢流阀的一个油口与左管路连通，另一油口与右管路连通。这样当溢流阀开启时，可以同时对左右管路的液压油进行替换预热。

在本发明中，溢流阀可以是双向溢流阀，当溢流阀为双向溢流阀时，左右管路中任一管路中的液压油高于溢流阀的溢流设定压力时，溢流阀开启对左右管路中的液压油同时替换。双向溢流阀的一个油口与第一单向阀的进油口或出油口连通，双向溢流阀的另一个油口与第二单向阀的进油口或出油口连通。

在本发明中，溢流阀还可以是单向溢流阀，其进油口与第一单向阀出油口连通，其出油口与第二单向阀的出油口或进油口连通，另外还可以有第二个单向溢流阀，该单向溢流阀的进油口与第二单向阀出油口连通，其出油口与第一单向阀的出油口或进油口连通。

在本发明中，溢流阀还可以通过第三、第四单向阀与左、右管路连通，第三单向阀的进油口与第一单向阀的出油口连通，第四单向阀的进油口与第二单向阀的出油口连通，第三、第四单向阀的出油口与溢流阀的进油口连通，溢流阀的出油口与油箱回路连通或通过第五第六单向阀与左右管路连通，其中第五单向阀的出油口与第一单向阀的进油口连通，第六单向阀的出油口与第二单向阀的出油口连通，第五、第六单向阀的进油口与溢流阀的出油口连通。

在上述发明者，第三、第四单向阀可以用一个梭阀代替，即梭阀的一个进油口与第一单向阀的出油口连通，另一个进油口与第二单向阀的油口连通。

在上述发明中，第一液控阀和第二液控阀为液控单向阀，在液控油口压力未达到开启压力时，第一液控阀和第二液控阀为常闭状态。

本发明液压先导换油系统与现有技术相比，在热机时可通过操作先导控制阀，使得连接先导控制阀与换向阀的管路液压压力高于溢流阀的溢流调定压力值，从而实现溢流阀开启，连接先导控制阀与换向阀的管路内的液压油通过溢流阀的开启而流出管路，使得连接管路中的液压油得到置换，从而能够提高先导系统的液压油预热效率，另外由于有消滞油路，可以实现快速启动消除启动滞缓的问题。

附图说明

图1是现有的先导液压控制系统原理图；

图2是本发明的第一种先导液压控制系统原理图；

图3是本发明的第二种先导液压控制系统原理图；

图4是本发明的第三种先导液压控制系统原理图；

图5是本发明的第四种先导液压控制系统原理图；

图6是本发明的第五种先导液压控制系统原理图；

图7是本发明的第六种先导液压控制系统原理图。

附图标记：

先导控制阀10、消滞油路20、第一单向阀21、第二单向阀22、第一节流器23、第二节流器24、第一液控阀25、第二液控阀26、换向阀30、第一溢流阀41、第二溢流阀42、双向溢流阀43、第三单向阀442、第四单向阀443、第五单向阀444、第六单向阀445、梭阀446、左管路51、右管路52。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

实施例1

图2示出了本发明的第一种先导液压控制系统原理图。如图2所示，该系统包括先导控制阀10、换向阀30、第一单向阀21、第二单向阀22、第一节流器23、第二节流器24、油箱回路、消滞油路和换油油路，第一单向阀21的进油口通过管路与先导控制阀的1口接通，出油口通过管路与换向阀30的Xa腔连通，第二单向阀22的进油口通过管路与先导控制阀10的2口接通，出油口通过管路与换向阀30的Xb腔连通，第一节流器23并联于第一单向阀21的出油口与进油口之间，第二节流器24并联于第二单向阀22的进油口与出油口之间，第一节流器23、第一单向阀21及与其相连的管路构成左管路51，第二节流器24、第二单向阀22及与其相连的管路构成右管路，消滞油路包括常闭的第一液控阀25和第二液控阀26，第一液控阀25和第二液控阀26均为液控单向阀，第一液控阀25的液控油口与第二单向阀22的进油口连通，第一液控阀25的进油口与第一单向阀21的出油口连通，出油口与油箱回路连通；第二液控阀26的液控油口与第一单向阀21的进油口连通，第二液控阀的进油口与第二单向阀22的出油口连通，出油口与油箱回路连通；换油油路包括第一溢流阀41和第二溢流阀42。第一溢流阀41和第二溢流阀42均为单向溢流阀，第一溢流阀41的进油口与第一单向阀21的出油口连通，第一溢流阀41的出油口与第二单向阀22的进油口连通，第二溢流阀42的进油口连通第二单向阀22的出油口，第二溢流阀42的出油口连通第一单向阀21的进油口。

本实施例中的启动快速消滞与缓冲功能的实现如下：当先导控制阀10有动作使液压油从先导控制阀的1口流出经第一单向阀21到达换向阀30的Xa腔推动换向阀的阀芯移动，同时从先导控制阀的1口流出的液压油通过第二液控阀26的液控油口使第二液控阀26开启导通，换向阀Xb腔的液压油则经第二液控阀26从出油T口经油箱回路回油。如此实现快速启动，消除启动滞缓的现象。而当先导控制阀停止操作时， 其先导控制阀1口压力降低与2口压力趋于相等，换向阀的阀芯在弹簧力作用下向左复位，同时第二液控单向阀关闭；换向阀的Xa腔液压油被排出，经管路进入第一节流器23从先导控制阀的1口、T口流向油箱回路回油。同时，换向阀的Xb腔压力下降，通过第二单向阀22经先导控制阀的2口从T口处的低压油路补油。该过程中第一节流器的节流作用能减慢阀芯的复位速度，从而缓和停止动作时阀芯的冲击。若先导控制阀所作的动作与上述动作方向相反，则液压油的流向也相反，即从先导控制阀的2口流出液压油经第二单向阀到达换向阀的Xb腔推动换向阀的阀芯移动，同时从先导控制阀的2口流出的液压油通过第一液控阀25的液控油口使第一液控阀25导通，换向阀Xa腔的液压油则经第一液控阀从出油T口经油箱回路回油。如此消除启动的延时现象。而当先导控制阀停止操作时， 其2口压力降低与1口压力趋于相等，换向阀的阀芯在弹簧力作用下向右复位，同时第一液控单向阀关闭状态；换向阀的Xb腔液压油被排出，经管路进入第二节流器24从先导控制阀的2口、T口流向油箱回路回油。同时换向阀的Xa腔压力下降，通过第一单向阀经先导控制阀的2口从T口处的低压油路补油。

机器在寒冷地域作业前的预热换油过程如下：操作先导控制阀10，使换向阀30的阀芯处于右侧的极限位置，左管路中的液压油压力升高，当该压力略高于第一溢流阀41的调定溢流压力时，则第一溢流阀41开启，液压油经第一溢流阀41流到右管路，由于第二液控阀26处于开启状态，所以经第一溢流阀41流出的液压油分成两路，其一路经先导控制阀的2口和T口流到油箱回路，另一路则经第二单向阀22和第二液控阀42流到油箱回路，从而完成左管路和右管路内液压油的替换，在短时间内换成被预热过的热油，提高预热效率。为了提高左右管路中被替换的燃油率，第一溢流阀和第二溢流阀与左右管路的接入点应尽可能靠近换向阀的Xa和Xb腔。当先导控制阀的动作与上述动作相反时，具有相类似的换油过程。

在本实施例中，第一溢流阀的出油口也可以是与第二单向阀出油口连通，第二溢流阀的出油口也可以使与第一单向阀的出油口连通。此时需要交替换向操作先导控制阀才能完成左右管路中的液压油的替换。

实施例2

图3示出了本发明的第二种先导液压控制系统原理图，与实施例1不相同的地方在于换油油路。如图3所示，换油油路中的溢流阀为双向溢流功能的双向溢流阀43，其一端油口与第一单向阀21的出油口连通，另一端油口与第二单向阀22的进油口连通。本实施例中的换油过程如下：操作先导控制阀10使液压油经1口、第一单向阀21推动换向阀30的阀芯处于右极限位，使左管路51内的压力高于双向溢流阀43的溢流调定压力，而使双向溢流阀43开启，同时第二液控阀26也开启，经预热的液压油经先导控制阀10的1口、第一单向阀21、双向溢流阀43流到右管路后分成两路，其中一路经先导控制阀10的2口和T口流到油箱回路，另一路经第二单向阀22、第二液控阀26流到油箱回路，实现左管路与右管路的内液压油的替换实现换油。当操作先导控制阀使液压油经2口、第二单向阀22推动换向阀的阀芯处于左极限位，使右管路内的压力高于双向溢流阀的溢流调定压力，而使双向溢流阀开启，同时第一液控阀25也开启，经预热的液压油经先导控制阀的2口、双向溢流阀43、第一液控阀25流至油箱回路，实现右管路内部分液压油被替换。

实施例3

图4示出了本发明的第三种先导液压控制系统原理图，与实施例2不相同的地方在于换油油路。在本实施例中，如图4所示，双向溢流阀43的一个油口连通第一单向阀21的出油口，另一个油口与第二单向阀22的出油口，当热机时操作先导控制阀使液压油经1口、第一单向阀21推动换向阀30的阀芯处于右极限位，使左管路51内的压力高于双向溢流阀43的溢流调定压力，而使双向溢流阀43开启，同时第二液控阀26也开启，经预热的液压油经先导控制阀10的1口、第一单向阀21、双向溢流阀43、第二液控阀26流到油箱回路，实现左管路内液压油的替换预热；当操作先导控制阀使液压油经2口、第二单向阀22推动换向阀的阀芯处于左极限位，使右管路52内的压力高于双向溢流阀的溢流调定压力，而使双向溢流阀开启，同时第一液控阀25也开启，经预热的液压油经先导控制阀的2口、第二单向阀22、双向溢流阀43、第一液控阀25流到油箱回路，实现右管路52内液压油被替换。

实施例4

图5示出了本发明的第四种先导液压控制系统原理图，与实施例3不相同的地方在于换油油路。在本实施例中，如图5所示，双向溢流阀43的一个油口连通第一单向阀21的进油口，另一个油口与第二单向阀22的进油口，本实施例例中的换油原理与实施例3相同，当双向溢流阀开启时，液压油经先导控制阀10的1口、双向溢流阀43、先导控制阀10的2口和T口流到油箱回路或液压油经先导控制阀10的2口、双向溢流阀43、先导控制阀10的1口、T口流到油箱回路，可实现左右管路中部分液压油被替换。

实施例5

图6示出了本发明的第五种先导液压控制系统原理图，与实施例1不相同的地方在于换油油路。在本实施例中，如图6所示，换油油路包括第三单向阀442、第四单向阀443、第五单向阀444、第六单向阀445和第一溢流阀41，其中第三单向阀442的进油口与第一单向阀21的出油口连通，第四单向阀443的进油口与第二单向阀22的出油口连通，第五单向阀444的出油口与第一单向阀的进油口连通，第六单向阀445的出油口与第二单向阀的进油口连通，第一溢流阀41的进油口与第三、第四单向阀442、443的出油口连通，第一溢流阀41的出油口与第五、第六单向阀444、445的进油口连通。当热机时操作先导控制阀，使得第一溢流阀41开启，液压油经先导控制阀10的1口，第一单向阀21、第三单向阀442、第一溢流阀41、第六单向阀445、先导控制阀10的2口和T口流到油箱回路或液压油经先导控制阀的2口，第二单向阀22、第四单向阀443、第一溢流阀41、第五单向阀444、先导控制阀10的1口和T口流到油箱回路，实现左右管路中液压油的替换。

实施例6

图7示出了本发明的第六种先导液压控制系统原理图，与实施例5不相同的地方在于换油油路。在本实施例中，如图7所示，采用一个梭阀446，梭阀446的一个进油口与第一单向阀21的出油口连通，另一个进油口与第二单向阀22的出油口连通，梭阀446的出油口与油箱回路连通。在本实施例中，当热机时操作先导控制阀，使得第一溢流阀41开启，液压油经先导控制阀的1口，第一单向阀21、梭阀446、第一溢流阀41流到油箱回路或液压油经先导控制阀的2口，第二单向阀22、梭阀446、第一溢流阀41流到油箱回路，实现左右管路中液压油的替换。

Claims (9)

1.一种具有换油及缓冲功能的先导液压控制系统，包括先导控制阀、换向阀、第一单向阀、第二单向阀、第一节流器、第二节流器、油箱回路，所述第一单向阀的进油口通过管路与先导控制阀的1口接通，出油口通过管路与换向阀的Xa腔连通，所述第二单向阀的进油口通过管路与先导控制阀的2口接通，出油口通过管路与换向阀的Xb腔连通，所述第一节流器并联于第一单向阀的出油口与进油口之间，所述第二节流器并联于第二单向阀的进油口与出油口之间，所述第一节流器、第一单向阀及与其相连的管路构成左管路，所述第二节流器、第二单向阀及与其相连的管路构成右管路，其特征在于还包括消滞油路和换油油路，所述消滞油路包括常闭的第一液控阀和第二液控阀，所述第一液控阀的液控油口与第二单向阀的进油口连通，第一液控阀的进油口与第一单向阀的出油口连通，出油口与油箱回路连通；所述第二液控阀的液控油口与第一单向阀的进油口连通，第二液控阀的进油口与第二单向阀的出油口连通，出油口与油箱回路连通；所述换油油路包括溢流阀，所述溢流阀与左管路、右管路连接。

2.根据权利要求1所述的先导液压控制系统，其特征在于所述溢流阀的一个油口与左管路连通，所述溢流阀的另一油口与右管路连通。

3.根据权利要求2所述的先导液压控制系统，其特征在于所述溢流阀为双向溢流阀。

4.根据权利要求2所述的先导液压控制系统，其特征在于所述溢流阀为单向溢流阀，其进油口与左右管路中的一个管路中单向阀的出油口连通，其出油口与左右管路中另一管路中的单向阀的进油口连通。

5.根据权利要求2所述的先导液压控制系统，其特征在于所述溢流阀包括单向溢流的第一溢流阀和第二溢流阀，所述第一溢流阀的进油口与第一单向阀的出油口连通，所述第一溢流阀的出油口与第二单向阀的进油口或出油口连通，所述第二溢流阀的进油口与第二单向阀的出油口连通，所述第二溢流阀的出油口与第一单向阀的进油口或出油口连通。

6.根据权利要求1所述的先导液压控制系统，其特征在于还包括第三单向阀和第四单向阀，所述第三单向阀的进油口与第一单向阀的出油口连通，所述第四单向阀的进油口与第二单向阀的出油口连通，所述第三单向阀、第四单向阀的出油口与所述溢流阀的进油口连通，所述溢流阀的出油口与所述油箱回路连通。

7.根据权利要求1所述的先导液压控制系统，其特征在于还包括第三单向阀和第四单向阀、第五单向阀和第六单向阀，所述第三单向阀的进油口与第一单向阀的出油口连通，所述第四单向阀的进油口与第二单向阀的出油口连通，所述第三单向阀、第四单向阀的出油口与所述溢流阀的进油口连通，所述溢流阀的出油口与第五单向阀和第六单向阀的进油口连通，所述第五单向阀的出油口与第一单向阀的进油口连通，所述第六单向阀的出油口与所述第二单向阀的进油口连通。

8.根据权利要求1所述的先导液压控制系统，其特征在于还包括梭阀，所述梭阀的一个进油口与第一单向阀的出油口连通，另一个进油口与所述第二单向阀的出油口连通，所述梭阀的出油口与所述溢流阀进油口连通，所述溢流阀的出油口与先导液压控制系统的油箱回路连通。

9.根据权利要求1所述的先导液压控制系统，其特征在于所述第一液控阀和第二液控阀为液控单向阀。