CN103119307B - 液压控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液压系统，包括高压力源（A）、能够经由流量控制阀（21）连接到高压力源（A）的消耗装置（C）、以及设置为控制流量控制阀（21）的电磁阀（22）。液压系统还包括液压操纵阀（31），该液压操纵阀可通过电磁阀（22）选择性地控制以将流量控制阀（21）中的控制腔室（28）连接到高压力源（A）或者连接到低压力侧（T）。当电磁阀（22）致动时，消耗装置（C）在流量控制阀（21）打开之前经由旁路管道预加压。与此同时，高压力源（A）设置为作用在液压操纵阀（31）的第一和第二端（32、33）上，其中弹簧（36）设置为使液压操纵阀（31）移位并且将控制腔室（28）连接到低压力侧（T）以打开流量控制阀（21）。

Description

液压控制系统
技术领域
本发明涉及用在用于驱动固定式或者移动式机器的致动器的油路中的液压(hydraulic，水力)或者油压控制系统，特别地涉及这样的油压控制系统，其中流量控制阀设置在致动器的组合油输入和输出回路中以在操纵阀(pilot valve，领示阀)的控制下控制流量控制阀。
背景技术
液压或者油压控制系统(其用在用于驱动固定式或者移动式机器的致动器的油路中)有时可能经受压力的突然变化。例如，当从非活动状态致动或者起动液压系统时在压力上的突然增加可能导致压力脉冲，有时被称为液压压头(hydraulic ram)。虽然这种压力脉冲通常对于系统中的液压装置或者阀不是问题，但是可能导致不期望的噪声和/或对于操作者而言是容易注意到的振动。
可能引起这种问题的液压系统的实例显示在图1中。该系统包括蓄能器(accumulator)A的形式的高压力源，蓄能器A通过流量控制阀1连接到非特定的消耗装置C。所述消耗装置可以是液压缸、液压泵/马达或者任何与液压压力相互作用的装置。流量控制阀1的致动以标准双位置电磁操作阀的形式的电磁阀2控制。流量控制阀1包括尾架(poppet)3，所述尾架在流量控制阀1的关闭位置的方向上被弹簧4进行弹簧加载。如显示在图中的一样，尾架3阻止连接到蓄能器A的输入/输出端口5与连接到消耗装置C的输出/输入端口6之间的流动。在这种情况下，术语“输入/输出端口”用于这样的端口，在所述端口处流动的主方向是从压力源到负载，但是在某些条件下该方向被反转。类似地，术语“输出/输入端口”用于流动的主方向是从负载到压力源的端口。图1显示了具有电磁阀2的系统，电磁阀被弹簧载荷保持在它的非致动位置，其中蓄能器A连接到并且加压于尾架3的被弹簧3作用的侧。这个侧被称为弹簧侧8。当电磁阀2保持在它的致动位置时，弹簧侧8反而连接到罐T。
在工作中，在流量控制阀1在其非活动状态的情况下，流量控制阀1通过来自于蓄能器A的高压力以及在流量控制阀1中的尾架3的弹簧侧处的弹簧4保持在其关闭位置。在流量控制阀1从活动状态到非活动状态的转换下，由来自于蓄能器A的作用在输入/输出端口5上的压力以及来自于消耗装置C的作用在输出/输入端口6上的任何压力所产生的力的和将小于由来自于蓄能器A的作用在尾架3的弹簧侧8上的压力所产生的力。随时间推移，经过消耗装置C的内部泄漏(表示为消耗装置和罐T之间的节流阀7)将导致在消耗装置C处的压力下降到罐或者贮存器的压力。
为了用来自于蓄能器A的加压的液压流体操作消耗装置C，电磁阀2被致动以对所述消耗装置C加压。当电磁阀2移位到它的致动位置时，作用在流量控制阀1中的尾架3的弹簧侧8上的液压流体通过阻尼节流阀9排放到罐T。来自于蓄能器A的在输入/输出端口5处作用在尾架3的尾架环形区域上的高压力打开流量控制阀1。穿过流量控制阀1的相对高的压力差导致消耗装置C中的压力的相对突然的上升。
这个类型的流量控制阀的固有特性是用以打开阀的相对小的尾架移位将打开相对大的流动面积。在流量控制阀1中的突然压力上升在消耗装置中产生不受控的压力暂态，导致与流体锤(fluid hammer)类似的清楚的噪声。就在打开之后，由压力暂态导致的压力脉冲可能导致消耗装置C中的压力高于蓄能器A中的压力。阻尼节流阀9对液压流体从弹簧侧8排方的速度将仅仅具有有限的影响并且不能消除这个噪声。
可能发生在液压或者油压控制系统的另一问题是在消耗装置或者致动器中压力的突然损失。在显示在图1中的实例中，消耗装置可以是例如连接到蓄能器形式的液压压力供应装置的液压装置，如显示在图1中的那样。在具有通过流量控制阀的来自于液压压力供应装置的随后的不受控的液压流体流动的消耗装置中的突然压力损失(如果没有被检查到)可能导致对蓄能器的损坏。
替换地，消耗装置C可以是液压泵/马达。在某些条件下，比如泵/马达的突然过载，液压流体可能从泵/马达的缸体泄漏进围绕泵/马达的壳体中。如果液压流体的流动中断，在过多的流体已经被排出所述壳体之后液压泵/马达可以恢复工作。如果流体流动继续，则加压的流体可能导致壳体爆裂，从而需要对液压泵/马达的大量修理工作。显示在图1中的现有技术的布置没有用于检测过量流动或者用于中断这种液压流体流动的装置。
解决这个问题的常用方法是为系统提供软管爆裂阀。但是，这个解决方案需要在系统中安装额外的阀并且增加了系统的复杂度、重量和成本。
本发明的一个目的是通过提供将由压力脉冲导致的不期望的噪声和/或振动的产生最小化的改进的液压系统而克服前述的问题。本发明的另一目的是提供将阻止来自于液压压力供应装置的由消耗装置中压力的突然损失而导致的不受控的液压流体流动的改进的液压系统。
发明内容
前述问题已经通过根据本文描述的液压系统和用于控制这种系统的方法解决。
根据优选的实施方式，本发明涉及一种液压系统，该液压系统包括高压力源、能够经由流量控制阀连接到高压力源的消耗装置、以及设置成控制流量控制阀的电磁阀。高压力源可以是能够供应用于操作消耗装置的期望工作压力的流体的任何适合的蓄能器或者泵。消耗装置可以是旨在通过流体压力操作的任何类型的装置，比如液压缸或者液压泵/马达。在本文中术语“泵/马达”可以包括固定排量泵/马达和可变排量泵/马达。这种泵/马达可以作为泵操作或者作为马达来驱动。虽然在下文的实例中描述的电磁阀是电操作双位置阀，但是本发明不被限于这种阀。
液压系统还包括液压操纵阀，液压操纵阀能够被电磁阀选择性地控制以便经由排放管道(优选地包括节流阀)将流量控制阀中的控制腔室室连接至高压力源或者连接至低压力侧(比如罐或者贮存器)。本发明不限于这种包括在液压操纵阀排放管道中的节流阀。
流量控制阀具有连接到高压力源的输入/输出端口和连接到消耗装置的输出/输入端口。尾架或者类似的阀体具有将输入/输出端口从输出/输入端口断开的一个工作位置以及将输入/输出端口连接到输出/输入端口的一个工作位置。尾架在一侧上被弹簧力以及控制腔室中的压力所产生的力作用并且在相对侧上被的来自于输入/输出端口和输出/输入端口的压力的组合力所产生的力作用。尾架的被控制腔室中的压力作用的面积等于被输入/输出端口和输出/输入端口中的压力作用的组合面积。只要控制腔室室连接到输入/输出端口并且在输出/输入端口处的压力水平低于阈值压力水平，则尾架将保持在它的关闭位置。阈值压力水平比高压力源的压力高一个差值，该差值由弹簧力和被输出/输入压力作用的尾架面积确定。阈值压力可以仅当液压流体在从输出/输入端口朝向输入/输出端口的方向上流动时达到。因此，只要控制腔室连接到输入/输出端口，则流量控制阀将在从输入/输出端口朝向输出/输入端口的方向上保持关闭。
液压操纵阀的第一端被来自于高压力源的压力的力作用并且第二端被弹簧力以及来自于第二端处的压力所引起的力作用。设置弹簧以提供比来自于供应压力的作用在液压操纵阀的第一端上的力小的力。
电磁阀具有连接到高压力源的供应端口、连接到液压操纵阀的第二端和消耗装置的负载端口、以及连接到低压力侧的排放端口。
当电磁阀未致动时，电磁阀设置成经由优选地包括节流阀的排放管道将液压操纵阀的第二端连接到低压力侧。本发明不限于这种包括在电磁阀排放管道中的节流阀。因此，只要电磁阀是未致动的，作用在液压操纵阀的第一端上的高压力源将保持液压操纵阀在第一位置，在该第一位置中控制腔室被连接到高压力源并且流量控制阀在从输入/输出端口朝向输出/输入端口的方向上关闭。
当电磁阀被致动时，电磁阀设置成经由旁路管道将高压力源连接到消耗装置，以便在流量控制阀的打开之前对消耗装置预加压。
与此同时，电磁阀设置成经由旁路管到将高压力源连接到液压操纵阀的第二端。一旦来自于弹簧和液压操纵阀的第二端处的压力的组合力超过来自于液压操纵阀的第一端处的压力的力，液压操纵阀就将移位进入第二位置，在第二位置中控制腔室连接到低压力侧并且流量控制阀打开。为了阻止控制阀尾架的过大的打开速度，节流阀(作为对流体的突然流出的抵抗)可以位于将流量控制阀中的控制腔室连接到低压力侧的管道中。这样，节流阀起作用以阻止控制腔室的压力的突然变化，由此阀体可以被平稳地移动。
节流阀可以位于在液压操纵阀的第一和第二端之间、优选地在液压操纵阀的第一端和电磁阀之间的旁路管道中。这个节流阀的目的是产生使液压操纵阀的第一和第二端之间的压力的平衡延迟的压降，以使得在液压操纵阀切换至其第二位置中以及随后打开流量控制阀之前，消耗装置经由旁路管道至少部分地被预加压。
一旦节流阀之后的压力大于消耗装置中的压力，消耗装置的预加压就可以被起动。消耗装置可能具有内部泄漏，随着时间的推移该内部泄漏将把消耗装置中的压力减小到环境压力，也就是说，罐或者贮存器中的压力。内部泄漏必须具有的流速小于经过节流阀的流速。
液压操纵阀的第一和第二端之间的节流阀提供了安全功能，以保护系统避免消耗装置中的突然压力损失的影响。这个安全功能将在下文中详细描述。
止回阀可以设置在液压操纵阀的第二端和消耗装置之间的旁路管道中，以阻止流体从消耗装置朝向液压操纵阀的第二端和电磁阀的流动。
替换地，如果到达消耗装置和液压操纵阀的分离的旁路管道被连接到电磁阀中的分离的负载端口，则可以不包括止回阀。然后，电磁阀必须是这种类型的，当电磁阀是未致动的时所述电磁阀将到达消耗装置的旁路管道所连接的负载端口从电磁阀的排放端口断开。但是，如果需要阻止消耗装置中的突然压力损失的保护，则这个替换的解决方案将要求节流阀设置在液压操纵阀的第一端和电磁阀之间。
如前文描述的液压系统具有安全功能，如果所述消耗装置中发生大量的泄漏流动，则该安全功能允许高压力源从消耗装置断开。当电磁阀和液压操纵阀在它们的致动位置时，流量控制阀是打开的并且能够使流体在压力下从高压力源流到消耗装置。如果在消耗装置中发生大量泄漏，例如由于流体管道爆裂或者流体泵中的临时故障，则期望的是关闭流量控制阀以阻止大量的流动水平导致对高压力源或者对在低压力侧处的部件的损坏。
消耗装置中的大量泄漏将导致在从供应端口到消耗装置端口的方向上经过流量控制阀的大量流动水平。该大量流动将导致穿过流量控制阀的压降，其中消耗装置端口处的压力将变成显著地低于供应端口处的压力。但是，只要从高压力源可得的压力足够抵消弹簧的力，尾架将不关闭。与此同时，压力在旁路管道中将降低。如果止回阀位于液压操纵阀的第二端和消耗装置之间的旁路管道中，则穿过流量控制阀的压降将导致止回阀打开。这导致作用在液压操纵阀的第二端上的压力减少。如果消耗装置处的压力的损失足够大，则经过旁路管道和电磁阀的流体流速足以产生穿过液压操纵阀的第一和第二端之间的节流阀的压降。如果液压操纵阀的第一端处的压力大于第二端处的压力和由弹簧施加的力，则液压操纵阀将通过来自于高压力源的压力移位到其未致动位置。高压力源然后将连接到控制腔室并且流量控制阀将关闭。
只要电磁阀保持在它的致动位置，则相对少量的流体将继续经过节流阀、电磁阀和止回阀朝向消耗装置泄漏。但是，只要穿过节流阀的压降足够，则液压操纵阀的第一端处的压力就大于第二端处的压力和弹簧的力。因此，液压操纵阀将保持在它的未致动位置中并且流量控制阀将保持关闭。当压力损失被检测到时，例如被操作者或者压力传感器检测到，电磁阀可以被手动地或者自动地退动(de-actuate)以关闭流量控制阀。
消耗装置可以是既能用作泵也能用作马达的可反转、可变排量泵。在这种情况下，泵可以被连接到能驱动泵或者被马达驱动的装置。当可变排量泵反转时，液压流体被设置成当被泵传送的流体压力超过预先确定的值时从可变排量泵经过流量控制阀流到高压力源。这个的一个实例可以是能通过存储在蓄能器中的液压压力驱动的液压混合动力车辆。
可以使用根据本发明的装置的液压系统的实例是液压混合动力车辆，特别地是可以由存储在蓄能器中的液压压力驱动的车辆。典型地，这种车辆意图用在城市地区和/或这种车辆以频繁的启动/停止循环工作。当车辆静止时，可反转、可变排量泵的形式的液压驱动单元从比如蓄能器的液压压力的供应装置断开。为了启动车辆，通过致动根据本发明的流量控制阀来对驱动单元加压，由此驱动单元作为连接到传动装置的马达操作并且车辆可以被驱动。当车辆将减速或者停止时，驱动单元反转以作为由车辆传动装置驱动的泵。当来自于输入/输出端口和输出/输入端口的压力的组合力超过来自于控制腔室中的压力的力(包括作用在尾架上的任何弹簧载荷)时，控制阀将打开并且过量的流体压力被存储在蓄能器中。这允许能量被再生并且以流体压力的形式存储，该流体压力可以随后被用以驱动车辆。
本发明还涉及用于控制如上文中描述的液压系统的方法。该方法涉及将消耗装置连接到高压力源并且包括以下步骤：
·致动电磁阀，
·经由旁路管道将高压力源连接到消耗装置以在流量控制阀打开之前对消耗装置预加压；
·将高压力源连接到液压操纵阀的第一端和第二端；
·通过作用在液压操纵阀的第二侧上的弹簧使液压操纵阀移位至第二位置；以及
·将控制腔室连接到低压力侧以打开流量控制阀。
此外，该方法包括使用设置在液压操纵阀的第一和第二端之间的节流阀来控制经过旁路管道的流体流动。消耗装置的预加压可以通过使经过节流阀的流速大于消耗装置中的内部泄漏来控制。根据该方法，可以通过设置在液压操纵阀的第二端和消耗装置之间的旁路管道中的止回阀来阻止从消耗装置朝向电磁阀的流体流动。
本发明也涉及用于控制如上文中描述的液压系统的替换方法。该方法涉及在消耗装置中泄漏的情况下将消耗装置从高压力源的断开。这个方法包括以下步骤：
·泄漏导致穿过流量控制阀(21)的压降，
·泄漏导致在液压操纵阀(31)的第二侧(33)处的压降；
·通过来自于高压力源(A)的作用在液压操纵阀(31)的第一侧(32)上的压力使液压操纵阀(31)移位至第一位置；以及
·将控制腔室(28)连接到高压力源(A)以关闭流量控制阀(21)。
此外，泄漏导致旁路管道中的压降，从而导致止回阀(34)打开并且减小液压操纵阀(31)的第二侧(33)处的压力。
因此，本发明的主要目的是提供一种液压系统，其中油压力可以通过根据操纵阀的节流打开(throttle opening)控制的流量控制阀来控制。液压操纵阀的突然打开甚至使得能够避免过冲击现象的产生以及因此阻止流量控制阀中由于与流量控制阀操作性关联的致动器的瞬间的、突然的操作而引起的噪声或者振动。
因此，本发明的第二个目的是提供具有安全功能的液压系统，由此消耗装置中的油压力的损失可以被流量控制阀控制，该流量控制阀通过承受压降的操纵阀控制以自动地关闭。因此可以阻止来自于高压力源的压力的总损失和液压油的不必要的损失。
附图说明
本发明将被参考附图详细地描述。将理解的是，附图仅仅为举例说明的目的而设计并且不旨在作为本发明的限制性限定，对于本发明的限定应当参考所附的权利要求。应该进一步地理解，附图不是必然地按照比例绘制，并且除非另外指明，附图仅仅旨在示意性地图示在这里描述的结构和步骤。
图1显示了现有技术的液压系统的示意图；
图2显示了根据本发明第一实施方式的液压系统的示意图；
图3显示了根据本发明的液压致动的操纵阀。
具体实施方式
图2显示了根据本发明第一实施方式的液压系统的示意图。该系统包括蓄能器A的形式的高压力源，该蓄能器经由流量控制阀21连接到消耗装置C。流量控制阀21的致动通过标准双位置螺线管操作阀的形式的电磁阀22控制。这个电磁阀通过弹簧保持在第一位置并且被螺线管电致动进入第二位置。流量控制阀21包括比如尾架23的阀体，所述尾架在流量控制阀21的关闭位置的方向上被弹簧24弹性加载。如显示在图中的那样，尾架23阻止连接到蓄能器A的输入/输出端口25和连接到消耗装置C的输出/输入端口26之间的流动。
图2显示了具有双位置液压操纵阀的形式的操纵阀31的系统。液压操纵阀31被来自于蓄能器A的流体压力保持在它的未致动位置，该流体压力设置成经由液压操纵阀31的端口h一直作用在第一侧32上。在未致动位置中，液压操纵阀31的供应端口a连接到蓄能器A并且液压操纵阀31的负载端口c连接到流量控制阀21，以便在尾架23的被弹簧24作用的侧上对控制腔室28加压。包括控制腔室和弹簧24的这个侧在下文中被称为弹簧侧28。液压操纵阀31的排放端口b连接到罐T。在所述液压操纵阀的致动位置，液压操纵阀31的供应端口a设置成将蓄能器A从负载端口c和流量控制阀21断开。而端口c连接到排放端口b，以便进行从尾架23的弹簧侧28到罐T的排放。
根据可选的解决方案，节流阀35可以包括在液压操纵阀排放管道中。根据替换的实施方式，节流阀35可以用在尾架23的弹簧侧28和液压操纵阀31的负载端口c之间的组合式节流/止回阀代替(图2)。根据又一替换实施方式，节流阀29和35可以用排放管道的在相应的电磁阀22与液压操纵阀31和罐T之间的公共部分中的单个节流阀代替。
电磁阀22被弹簧载荷保持在它的未致动位置，其中电磁阀22的供应端口d经由控制节流阀37连接到蓄能器A。电磁阀22的排放端口e经由可选的阻尼节流阀29连接到罐T。电磁阀22的负载端口f连接到液压操纵阀31的第二侧33上的端口g。在未致动位置中，负载端口f连接到排放端口e，以便进行从第二侧33到罐T的排放。电磁阀22进一步经由包括止回阀34的旁路管道38连接到消耗装置C，其中阻止在液压操纵阀31的第二侧33和罐T的方向上从消耗装置C的流体流动。
当被致动时，电磁阀22通过螺线管移位到其致动位置，其中电磁阀22的供应端口d设置成将蓄能器A连接到负载端口f。电磁阀22的排放端口e设置成中断到罐T的连接。当被加压时，电磁阀22的负载端口f设置成将来自于蓄能器A的压力供应到液压操纵阀31的第二侧33以及经由止回阀34供应到消耗装置C。
替换地，通过提供具有两个负载端口的电磁阀来代替单个负载端口f，独立的连接可以被提供给消耗装置和液压操纵阀的第二端，其中当电磁阀在它的未致动位置时，阻止在朝向电磁阀的方向上从消耗装置C的流体流动。当电磁阀被致动时，两个负载端口连接到同一个供应端口并且被供应来自于蓄能器A的压力。
在流量控制阀21在其非活动状态下的操作中，流量控制阀21通过来自于蓄能器A的、通过液压操纵阀31供应的高压、以及在流量控制阀21中的尾架23的弹簧侧处的弹簧24保持在它的关闭位置。当电磁阀22保持未致动时，液压操纵阀31的第一端32被蓄能器A加压并且液压操纵阀31的第二端33向罐T进行排放以保证液压操纵阀31保持在其未致动位置。
在流量控制阀21的从活动状态转换到非活动状态的情况下，由来自于蓄能器A的作用在输入/输出端口25上的压力以及来自于消耗装置C的作用在输出/输入端口26上的任何压力所产生的力的和将小于由来自于蓄能器A的作用在尾架23的弹簧侧28上的压力所产生的力加上来自于弹簧24的力。随时间推移，经过消耗装置C的内部泄漏(表示为在消耗装置和罐T之间的节流阀27)将导致消耗装置C处的压力下降到罐压力。
为了给消耗装置C供应液压压力，电磁阀22被致动以将所述消耗装置C连接到蓄能器A。当电磁阀22移位到它的致动位置时，供应端口d将连接到负载端口f。这个致动将同时地引发两个顺序的系列事件。
在第一系列事件中，电磁阀22的负载端口f将经由位于蓄能器A和电磁阀22之间的节流阀37以及止回阀34将蓄能器A连接到消耗装置C。这将引发在从蓄能器A进入消耗装置C的方向上的液压流体的流动。该流动将产生穿过节流阀37的压降，从而将负载端口f处的压力降低到仅仅稍微高于消耗装置C中的压力的水平。
进入消耗装置C中的液压流体的流动将引起在消耗装置C中的增加的压力。为了保证消耗装置C中的压力增加，经过节流阀37的流速必须大于由经过消耗装置C的内部泄漏(以节流阀27表示)所引起的流速。
在第二系列事件中，电磁阀22的负载端口f将节流阀37下游的增加压力连接到液压操纵阀31的第二侧33。起初，液压操纵阀31将保持在它的未致动位置，因为由施加在所述液压操纵阀的第二端33上的压力所产生的力将小于由来自于蓄能器A的施加到液压操纵阀31的第一端32上的压力所产生的力加上来自于弹簧36的力。当在液压操纵阀31的第二端33处的压力已经增加到由在第一和第二端32、33处的压力所产生的力之间的差变得比来自于弹簧36的力小的水平时，液压操纵阀31将移位至它的致动位置。
这个移位的效果是液压操纵阀31的负载端口c连接到排放端口b。作用在流量控制阀21中的尾架23的弹簧侧28上的加压液压流体随后将被排放到罐T中并且释放弹簧侧28上的压力。可选地，节流阀35可以用以通过限制从弹簧侧28朝向罐T的流体流速来帮助控制尾架23的移位。当在尾架23的弹簧侧28上的压力被释放时，来自于蓄能器A的在输入/输出端口5处作用在尾架23的环状尾架环区域上的压力将导致流量控制阀21打开。节流阀35将帮助限制尾架23的速度，因此限制在尾架23到达其完全打开位置时从尾架23传递到流量控制阀21的本体的冲击能量。
通过选择控制节流阀37的适当节流面积(orifice size)和作用在液压操纵阀31的第二侧上的弹簧36的适当弹簧常数，确保了消耗装置C经由止回阀34的预加压在液压操纵阀31移位进入它的致动位置之前达到相对高的水平。当流量控制阀21开始打开时，穿过流量控制阀21的压力差随之相对小。这个相对小的压力差阻止在流量控制阀21打开时在消耗装置C中产生显著的压力暂态。
替换地，如显示在图2中的布置可以以再生模式操作。当消耗装置C包括可变排量泵/马达时情况就是这样。消耗装置C可以被作为由蓄能器供应的可变排量马达来驱动，如上文中描述的那样。在再生模式中，可变排量泵/马达由连接到轮轴、齿轮箱或者类似物的旋转轴驱动。为了回收能量，例如通过制动车辆，可变排量泵/马达被作为泵驱动。在再生模式的期间，电磁阀22起初可以是在它的致动位置以减小由弹簧36和在弹簧侧28上作用在尾架23上的加压流体而导致的压力损失。当车辆朝向静止状态制动时，螺线管22将移动到它的未致动位置，如显示在图2中的那样，以阻止消耗装置C从再生模式无意地切换到马达模式。当由来自于泵的从输出/出入端口26作用在尾架23的底部区域上的压力以及来自于蓄能器A的从端口25作用在尾架23的环状区域上的压力所产生的力的和超过由来自于蓄能器A的压力产生的力以及作用在尾架23的弹簧侧28上的弹簧24的力的和时，则尾架23将打开以允许液压流体在朝向蓄能器A的方向上的流动。当消耗装置C在再生模式中的操作结束时，在流量控制阀21中的尾架23的所有侧上的压力将相等并且流量控制阀21将被弹簧24关闭。在本文中，措辞“尾架的所有侧”表示连接到蓄能器A的环状输入/输出侧、连接到消耗装置C输出/输入侧或者底部区域以及被弹簧24作用的相对的弹簧侧28。
显示在图2中的布置也具有安全功能，如果所述消耗装置中发生压力的突然损失，则该安全功能允许蓄能器A从消耗装置C断开。当电磁阀22和液压操纵阀31在它们的致动位置时，流量控制阀21是打开的并且消耗装置C暴露于来自蓄能器A的压力。如果在消耗装置中发生突然的泄漏，例如由于流体管道爆裂或者流体泵/马达中的临时故障，则期望的是关闭流量控制阀21以阻止对蓄能器A、对流体泵/马达、对流体贮存器等的损坏。
消耗装置C中的突然泄漏将导致经过流量控制阀21的流动的突然增加，导致穿过流量控制阀21的压力降的增加，其中尾架23将移位到它的关闭位置。但是，只要从蓄能器可得的压力足够抵消弹簧24的力，尾架23将不会关闭。与此同时，穿过流量控制阀21的压力差将导致止回阀34打开。这导致作用在液压操纵阀31的第二端33上的压力的减小。如果在消耗装置C处的压力损失足够，则经过电磁阀22的流体流速足以产生穿过节流阀37的压降。如果由在液压操纵阀31的第一端32处的压力产生的力大于由在第二端33处的压力和弹簧36所产生的力的和，则液压操纵阀31将移位到它的致动位置并且流量控制阀21将关闭。
相对少量的流体将继续经过节流阀37、电磁阀22和止回阀34泄漏，只要电磁阀保持在它的致动位置。但是，只要穿过节流阀37的压降足够，在液压操纵阀31的第一端32处的压力就大于在第二端33处的压力和弹簧36的力。因此，液压操纵阀31将保持在它的致动位置并且流量控制阀21将保持关闭。
图3显示了根据本发明的双位置液压致动操纵阀31。图3中的液压操纵阀31经由电磁阀22(见图2)通过来自于蓄能器A的流体压力而保持在它的致动位置，该压力设置成作用在液压操纵阀31的第二侧33上，如当电磁阀22被致动时那样。在这个致动位置，液压操纵阀31的供应端口a设置成将蓄能器A从负载端口c和流量控制阀21断开。而负载端口c连接到排放端口b，以进行尾架23的弹簧侧28到罐T的排放(见图2)。在这个实例中，液压操纵阀31包括具有中央孔的阀体41，该中央孔具有不同的直径。扩大的腔体被设置在阀体41的每个端部，所述腔体通过螺纹插塞42、43密封。所述腔体分别形成液压操纵阀31的第一和第二端32、33。第一端32一直经由供应端口a连接到蓄能器A，而同时在液压操纵阀31的第二端33处的端口g能够通过电磁阀22连接到蓄能器A或者罐T。在显示在图3的实例中，在第二端33处的端口g连接到蓄能器A。阀芯(spool)44可滑动地位于孔45中，该孔具有的直径小于相应的腔体的直径。阀芯具有三个扩大的区段46、47、48，包括第一和第二端部区段46、48以及位于端部区段46、48之间的第三区段47，所述扩大的区段具有基本上与孔45相同的直径。第一、第二和第三区段46、47、48被直径减小的第一和第二中间区段49、50分隔，从而允许流体流过所述中间区段。
在图3中，电磁阀被致动并且阀芯44被在端口g处的来自于蓄能器A的压力以及弹簧36保持在它的致动位置，在这个情况下所述弹簧是作用在端部插头43与第二端部区段48之间的螺旋弹簧。在这个位置中，负载端口c经由第二中间区段50连接到排放端口b，以便进行从流量控制阀21的弹簧侧28到罐T的排放(见图2)。
当电磁阀是未致动的时，端口g反而连接到罐T，如显示在图2中的那样。当供应端口a连接到蓄能器A时，作用在第一端部区段46的端部表面上的压力将克服作用在第二端部区段48上的弹簧36的力并且阀芯44将移位到它的第二端部位置(见图2)。在这个位置，供应端口a连接到负载端口c，其中来自于蓄能器A的压力将作用在流量控制阀21的弹簧侧28上以关闭这个阀。
本发明不限于前述的实例，而是可以在所附权利要求的范围内自由地变化。

Claims (13)

1.液压系统，包括高压力源(A)、能够经由流量控制阀(21)连接至所述高压力源(A)的消耗装置(C)、以及设置为控制所述流量控制阀(21)的电磁阀(22)，其特征在于，所述液压系统还包括液压操纵阀(31)，所述液压操纵阀能够通过所述电磁阀(22)选择性地控制以将所述流量控制阀(21)中的控制腔室(28)连接至所述高压力源(A)或者连接至低压力侧(T)，
当所述电磁阀(22)在其第一位置中时，所述高压力源(A)设置为作用在所述液压操纵阀(31)的第一端(32)上，以将所述液压操纵阀(31)保持在所述控制腔室(28)连接至所述高压力源(A)并且所述流量控制阀(21)阻止从所述高压力源(A)到所述消耗装置(C)的流动的第一位置中，
当所述电磁阀(22)在其第二位置时，所述电磁阀(22)设置为将所述高压力源(A)经由旁路管道连接至所述消耗装置(C)，以便在所述流量控制阀(21)打开之前对所述消耗装置(C)预加压；以及
所述高压力源(A)设置成作用在所述液压操纵阀(31)的所述第一端(32)和第二端(33)上，其中作用在所述第二端(33)上的弹簧(36)设置为使所述液压操纵阀(31)移位进入所述控制腔室(28)连接至所述低压力侧(T)并且所述流量控制阀(21)打开的第二位置中。
2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，止回阀(34)设置在所述液压操纵阀(31)的所述第二端(33)与所述消耗装置(C)之间的所述旁路管道中，以阻止从所述消耗装置(C)朝向所述电磁阀(22)的流体流动。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的液压系统，其特征在于：节流阀(37)设置在所述液压操纵阀(31)的所述第一端与第二端(32、33)之间。
4.根据权利要求1-2中任一项的所述液压系统，其特征在于，所述高压力源(A)为蓄能器的形式。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述消耗装置(C)为可逆泵/马达。
6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，当所述可逆泵/马达反转时，当所述可逆泵/马达传送的流体压力超过所述高压力源(A)的流体压力一预定值时，液压流体设置为从所述可逆泵/马达经过所述流量控制阀(21)流动至所述高压力源(A)。
7.用于控制根据权利要求1-6中任一项所述的液压系统的方法，以便将消耗装置(C)连接至高压力源(A)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·致动所述电磁阀(22)，
·将所述高压力源(A)经由旁路管道(38)连接至所述消耗装置(C)，以便在所述流量控制阀(21)打开之前对所述消耗装置(C)预加压；
·将所述高压力源(A)连接至所述液压操纵阀(31)的所述第一端(32)和所述第二端(33)；
·通过作用在所述液压操纵阀(31)的所述第二端(33)上的弹簧(36)而使所述液压操纵阀(31)移位进入一第二位置；以及
·将所述控制腔室(28)连接至所述低压力侧(T)以打开所述流量控制阀(21)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用设置在所述液压操纵阀(31)的所述第一端与第二端(32、33)之间的节流阀(37)来控制经过所述旁路管道的流体流动。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过使经过所述节流阀(37)的流速大于内部泄漏(27)来控制具有所述内部泄漏(27)的所述消耗装置(C)的预加压。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于，通过设置在在所述液压操纵阀(31)的所述第二端(33)与所述消耗装置(C)之间的所述旁路管道中的止回阀(34)来阻止从所述消耗装置(C)朝向所述电磁阀(22)的流体流动。
11.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于，如果在所述消耗装置(C)中发生压力损失，则阻止从所述高压力源(A)到所述消耗装置(C)的流体流动，其中所述压力损失导致在所述液压操纵阀(31)的所述第二端(33)处的压降，从而导致所述液压操纵阀(31)移位进入所述第一位置以及所述流量控制阀(21)关闭。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述内部泄漏导致所述旁路管道中的压降，从而导致止回阀(34)打开并且减小在所述液压操纵阀(31)的所述第二端(33)处的压力。
13.用于控制根据权利要求1-6中任一项所述的液压系统的方法，以便在消耗装置中有泄漏的情况下从高压力源(A)断开所述消耗装置(C)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·所述泄漏导致经过所述流量控制阀(21)的压降，
·所述泄漏导致在所述液压操纵阀(31)的所述第二端(33)处的压降；
·通过来自于所述高压力源(A)的作用在所述液压操纵阀(31)的所述第一端(32)上的压力使所述液压操纵阀(31)移位进入所述第一位置；以及
·将所述控制腔室(28)连接至所述高压力源(A)以关闭所述流量控制阀(21)。
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