CN103492726A - 柱塞式液压缸的液压回路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柱塞式液压缸的液压回路，其目的在于使重复设置的柱塞式液压缸的给排回路实现多个功能。本发明包括：驱动被驱动装置的柱塞式液压缸；控制阀液压单元，具有供给控制回路和排出控制回路，该供给控制回路具有控制液压源的工作油的供给控制阀和限制供给油量的供给调节阀，该排出控制回路具有控制从柱塞式液压缸返回的工作油的排出控制阀和限制返回工作油的排出调节阀；第一给排回路，连接柱塞式液压缸和液压单元的供给控制回路；以及第二给排回路，连接柱塞式液压缸和液压单元的排出控制回路，其中，供给控制阀及供给调节阀的下游侧和排出控制阀及排出调节阀的下游侧通过具有开闭功能的旁路回路连接，利用该旁路回路使第一、二给排回路实现多个功能。

Description

柱塞式液压缸的液压回路

技术领域

本发明涉及倒伏闸门、泄洪闸门等的驱动装置中使用的柱塞式液压缸（ram cylinder）的液压回路。

背景技术

在上述柱塞式液压缸的液压回路中，通过向柱塞式液压缸供给来自液压源的工作油使柱塞式液压缸伸张，从而关闭闸门，并通过将工作油从柱塞式液压缸的排出侧释放到油箱，依靠作用于柱塞式液压缸的负荷（闸门的载荷）使柱塞式液压缸短缩，从而打开闸门。在柱塞式液压缸的液压回路中，当执行上述工作时，液压缸内的工作油在配管中仅移动了与柱塞式液压缸容量相应的流量，因此，工作油在柱塞式液压缸的液压回路中不循环，从而导致工作油劣化并导致液压回路发生故障。

专利文献1公开了一种现有技术，用于解决柱塞式液压缸的液压回路中的上述问题。专利文献1所公开的柱塞式液压缸的液压回路为如下结构：柱塞式液压缸设置有供给用端口和排出用端口，并具有供给回路和排出回路，该供给回路将该供给用端口通过第一提升阀（供给侧控制阀）与液压泵的排出口连接，该排出回路将排出侧端口通过第二提升阀（排出侧控制阀）与油箱连接。

专利文献1所公开的上述技术通过打开供给侧控制阀并关闭排出侧控制阀，通过供给回路向柱塞式液压缸供给工作油使柱塞式液压缸在伸张方向动作，通过只打开排出侧控制阀由排出回路排出柱塞式液压缸的柱塞的工作油从而使柱塞式液压缸执行短缩动作。然后，通过打开供给侧控制阀和排出侧控制阀双方，将液压泵喷出的工作油从供给侧控制阀经过柱塞式液压缸的压力室并由排出侧控制阀循环到油箱，由此来冲洗油路（flushing）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-194009号公报

发明内容

发明所解决的问题

上述专利文献1所公开的液压回路的供给回路和排出回路的缺点在于，在柱塞式液压缸动作时和冲洗时是实现供给侧和排出侧的个别功能的结构，因此，重复的配管只能用于冲洗工作，无法利用重复的配管以获得更多功能。

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，在柱塞式液压缸上连接有重复的给排回路，在柱塞式液压缸的上升、下降、冲洗工作中使重复的给排回路协同工作以使给排回路实现多个功能。

解决问题所采用的手段

本发明的柱塞式液压缸的液压回路，包括：柱塞式液压缸，驱动倒伏闸门、泄洪闸门等的被驱动装置；控制阀液压单元，包括供给控制回路和排出控制回路，该供给控制回路包括：供给控制阀，与液压源的排出侧连接并对液压源排出的工作油的供给进行控制，以及供给调节阀，控制对柱塞式液压缸供给的供给油量，该排出控制回路包括：排出控制阀，与油箱连接并对从柱塞式液压缸返回的工作油的排出进行控制，以及排出调节阀，控制从柱塞式液压缸返回的工作油；第一给排回路，连接柱塞式液压缸与液压单元的供给控制回路；以及第二给排回路，连接柱塞式液压缸与液压单元的排出控制回路，其中，供给控制回路的供给控制阀及供给调节阀的下游侧和排出控制回路的排出控制阀及排出调节阀的下游侧通过旁路回路连接，该旁路回路包括具有开闭功能的截止阀。

根据本发明，旁路回路被配置成连接供给控制回路的供给控制阀及供给调节阀的下游侧和排出控制回路的排出控制阀及排出调节阀的下游侧的结构，因此，当打开旁路回路的截止阀时，第一供给回路和第二供给回路连接，从而能够使第一给排回路和第二给排回路协同进行柱塞式液压缸的工作油的供给和排出。因此，例如在发生灾害时，在其一个给排回路损坏的情况下，能够利用另一个给排回路使柱塞式液压缸进行工作，即使在灾害时也能保证安全。并且，能够使重复的给排回路实现多个功能，例如，通过关闭旁路回路的截止阀来执行冲洗工作，在冲洗工作中通过第一给排回路和第二给排回路进行柱塞式液压缸的工作油的供给和排出。而且，由于重复的给排回路协同工作，因此能够减小配管的直径，从而降低配管成本。

此外在本发明的柱塞式液压缸的液压回路中，旁路回路设置在控制阀单元的供给控制回路的供给调节阀及供给控制阀的下游侧和排出控制回路的排出调节阀及排出控制阀的下游侧。

根据上述结构，能够将开闭旁路回路的截止阀、供给控制阀和排出控制阀设置在液压单元中，这样，操作人员可以在液压单元侧就能够控制柱塞式液压缸以及进行冲洗工作而不必前往倒伏闸门、泄洪闸门的设置场所，所以，能够实现良好的可操作性。

此外，根据本发明的液压回路，排出侧控制回路包括排出侧迂回回路，该排出侧迂回回路包括截止阀，并且该排出侧迂回回路绕过排出侧控制回路的排出控制阀和排出调节阀。

上述结构可具有如下效果：由于在冲洗时迂回回路使送出的被污染的工作油绕过排出控制阀和排出调节阀，所以这些设备不会由于积尘而产生工作不良。

此外，根据本发明的液压回路，旁路回路的下游侧的第一给排回路和第二给排回路中包括多个具有开闭功能的截止阀。

上述结构可具有如下效果：在第一给排回路或第二给排回路中的任一个损坏而发生漏油的情况下，可以关闭该部分前后的截止阀并通过另一个给排回路操作柱塞式液压缸。

此外，根据本发明的液压回路，旁路回路的下游侧的第一给排回路和第二给排回路中包括多个截止阀，该多个截止阀包括具有开闭功能和自动关闭功能的多功能端口。

上述结构可具有如下效果：在第一给排回路和第二给排回路中的任一个损坏而发生漏油的情况下，关闭该部分前后的截止阀并利用多功能端口构成绕过损坏部分的迂回回路，能够通过该迂回回路和另一个给排回路操作柱塞式液压缸。另外，在第一给排回路和第二给排回路都损坏的情况下，通过关闭该损坏部分前后的截止阀，并将损坏部分的迂回回路与被关闭的截止阀的多功能端口连接，从而能够确保柱塞式液压缸工作。

发明效果

根据本发明的柱塞式液压缸的液压回路，由于采用了通过多个给排回路进行柱塞式液压缸的工作油的供给和排出并可通过旁路回路的截止阀任意地连通和关断所述给排回路的结构，因此，能够用一个给排回路取代另一个给排回路从而容易并可靠地进行柱塞式液压缸的工作和液压回路的维护等。

附图说明

图1是本发明一实施例的柱塞式液压缸的液压回路图。

图2（a）是用于本发明一实施例的液压回路的截止阀的剖视图。

图2（b）是用于本发明一实施例的液压回路的接头的剖视图。

图3是柱塞式液压缸的上升工作的说明图。

图4是柱塞式液压缸的下降工作的说明图。

图5是冲洗工作的说明图。

具体实施方式

下面将描述本发明的优选实施方式。

（液压回路柱塞式液压缸）

图1示出了柱塞式液压缸的液压回路。用于对倒伏闸门、泄洪闸门等的被驱动装置进行驱动的柱塞式液压缸10具有如下结构：柱塞12在液压缸本体11的上端突出，用于推举被驱动装置，柱塞12滑动自如地嵌入柱塞式液压缸10中。液压缸本体11具有包括第一给排端口14a和第二给排端口14b的液压室13。该柱塞式液压缸10以如下方式进行工作：当从第一给排端口14a和第二给排端口14b向该液压室13供给工作油时，柱塞12与被驱动装置一起上升，当液压室13的工作油从第一给排端口14a和第二给排端口14b排出时，由于被驱动装置的重量使柱塞12下降。

此外，如图1所示，柱塞式液压缸10呈在其液压缸本体11上设有2个给排端口（第一给排端口14a和第二给排端口14b）的结构。但是，柱塞式液压缸10也可以呈如下结构，即如图1中虚线所示，1个第三给排端口14c与三通接头7连接，该三通接头7的两个端口7a和7b与第一给排回路40a和第二给排回路40b连接。

（液压单元）

液压单元20具有供给控制回路22a和排出控制回路22b。该供给控制回路22a与用于抽吸油箱30的工作油的液压源（下文中称为液压泵31）的排出侧连接。该供给控制回路22a具有供给控制阀21a和供给调节阀47a，并具有与第一给排回路40a连接的供给回路部分28a，其中该第一给排回路40a与柱塞式液压缸10连接。该排出控制回路22b具有与柱塞式液压缸10的第二给排回路40b连接的排出回路部分28b，还具有用于限制柱塞式液压缸10的下降速度的排出调节阀47b和排出控制阀21b。

具有截止阀25的旁路回路24连接至供给回路部分28a的连接点23a，且连接至与第二给排回路40b连接的排出回路部分28b的连接点23b。供给回路部分28a位于供给控制回路22a的供给控制阀21a和供给调节阀47a的下游侧（下文将柱塞式液压缸10侧称为下游侧）。排出回路部分28b位于排出控制回路22b的排出控制阀21b和排出调节阀47b的下游侧（下文将柱塞式液压缸10侧称为下游侧）。

（液压回路）

当液压单元20的供给控制回路22a通过供给控制阀21a与液压泵31的排出侧连接时，通过供给回路部分28a和第一给排回路40a将工作油提供给柱塞式液压缸10，并且由供给调节阀47a控制工作油的流量以控制柱塞式液压缸10的工作速度。另外，当液压单元20的排出控制回路22b通过其排出控制阀21b与油箱30连接时，从柱塞式液压缸10排出的油流经第二给排回路40b和排出回路部分28b后排至油箱30，并且由排出调节阀47b对返回工作油进行控制从而将下降速度限制为预定的下降速度。

如果本发明用于对河流水量实施控制的倒伏闸门的驱动装置时，液压单元20与柱塞式液压缸10的距离相当于倒伏闸门的宽度（几乎相当于河流的宽度），因此，与柱塞式液压缸10连接的第一给排回路40a和第一给排回路40a的长度较大。另外，本发明用于其它设备时也是如此，将柱塞式液压缸10与液压单元20连接起来的第一给排回路40a和第二给排回路40b的长度也很长。

当旁路回路24的截止阀25打开时，被提供至供给回路部分28a的工作油流经连接点23a、截止阀25、连接点23b之后，被提供给第二给排回路40b。因此，可以从第一给排回路40a和第二给排回路40b二者向柱塞式液压缸10供给工作油。

另外，当截止阀25打开时，旁路回路24使柱塞式液压缸10的排出油从第一给排回路40a流经连接点23a、截止阀25和连接点23b后到达排出控制回路22b。因此，柱塞式液压缸10的排出油从第一给排回路40a和第二给排回路40b二者排出。

如上所述，在通过打开截止阀25将旁路回路24连通的情况下，利用第一给排回路40a和第二给排回路40b二者进行柱塞式液压缸10的工作油的供给和排出。因此，由单根管构成的第一给排回路40a和由单根管构成的第二给排回路40b的管直径大体相当于供给控制回路22a和排出控制回路22b的管直径的70%。由于液压单元20和柱塞式液压缸10之间的距离较大，因此，通过减小管的直径，能够大幅降低第一给排回路40a和第二给排回路40b的成本。

此外，当旁路回路24的截止阀25关闭时，第一给排回路40a和第二给排回路40b被隔开，因此，第一给排回路40a和第二给排回路40b分别独立发挥作用而不能协同工作。

液压单元20可以包括过滤器32、油箱30和液压泵31，但液压单元20并仅不限于上述结构，只要其具有下述结构即可，即：至少具有供给控制阀21a和排出控制阀21b，在供给控制阀21a和排出控制阀21b的附近设有截止阀25，并可以在液压单元20侧对供给控制阀21a、排出控制阀21b和截止阀25进行操作。

（供给控制阀、排出控制阀）

下面将描述供给控制阀21a和排出控制阀21b。由于供给控制阀21a和排出控制阀21b具有相同结构，所以仅对一个的结构进行描述，对于另一个的结构，以相同符号数字加上不同字母来表示对应部件，并且将根据需要进行描述。供给控制阀21a包括关断位置41a、连通位置42a、电磁操作部43a以及复位弹簧44a，关断位置41a提供提升阀功能，通过提升阀功能在供给回路22a中关断从柱塞式液压缸10朝液压泵31方向的流路，并且保持液压（由于其详细结构在专利文献1的图3中示出并说明，因此在此省略。）。当向供给控制阀21a的电磁操作部43a施加操作信号而使供给控制阀21a处于连通位置42a时，液压泵31的排出侧与供给回路22a连通。供给控制阀21a配置成：在未对电磁操作部43b施加操作信号时，供给控制阀21a通过复位弹簧44a保持在关断位置41a，当向电磁操作部43a施加操作信号时，供给控制阀21a被切换到连通位置42a。需要注意，在某些情况下，术语无论电磁操作部43a被施加操作信号的情况还是操作信号被停止的情况都应理解为“操作”。

（截止阀）

由于截止阀25、26a、27a、29a与截止阀26b、27b、29b的结构相同，因此在此仅描述截止阀26a，而对其它截止阀的相应部件以相同数字加上不同字母表示且根据需要进行描述。

截止阀25、26a、27a、29a以及截止阀26b、27b、29b的具体结构如图2（a）所示，包括：端口51、52，设置于截止阀本体50上并与液压回路连接；将端口51和端口52连接起来的阀座53；阀54，与该阀座53相对地设置，且用于在端口51和端口52之间形成连通或隔开端口51和端口52；以及与端口51连接的多功能端口55、56，其中，多功能端口55、56设有自动关闭功能的接头70。截止阀通过手柄57升降阀54。

（接头）

图2（b）所示的接头70包括：安装至截止阀50的接头本体71、保护接头本体71的顶端的盖72、以及安装至接头本体71以解除接头本体71的关闭功能的接头配件73。接头本体71配置成：具有止回阀74和通路75，通路75与端口51连通，通路75的上端开放，插入接头配件73的突起76。另外，关于图1、3、4、5示出的截止阀25、26a、27a、29a以及截止阀26b、27b、29b的附图标记，已经参照图1截止阀26a描述了图2（a）示出的具体结构，而对其它截止阀的相应部件采用与截止阀26a相同的附图标记，并在此省略其他截止阀的具体描述。

接头配件73具有以下结构：突起76从接头配件73的下部突出；接头配件73螺纹结合至接头本体71的上端；接头配件73装有与诸如压力计、连接配件等设备连接的管件77。接头本体71配置成：在安装接头配件73时，突起76打开止回阀74，因此使通路75与管件77连通。即，在未安装接头配件73的状态下，接头本体71具有通过止回阀74关闭通路75的自动关闭功能。

如上述实施例所述，旁路回路24的截止阀25、图5所示的迂回回路16a的截止阀29a和迂回回路16b的截止阀29b具有与截止阀26a、26b、27a、27b相同的结构，因此使用相同的参考标记示出。但是，在截止阀25、29a、29b中，由于极少使用多功能端口55、56，因此可以省略多功能端口55、56。

（关于工作的说明）

下面将描述本实施方式的柱塞式液压缸的液压回路的工作。

（柱塞12的上升、停止工作）

参照图3，在将供给控制阀21a操作到连通位置42a以及将排出控制阀21b操作到关断位置41b的状态下，如箭头A所示，液压泵31排出的工作油从供给回路22a经过第一给排回路40a流入液压室13。同时，如箭头B所示，排出的工作油从供给回路22a流经连接点23a、截止阀25、旁路回路24、第二给排回路40b而流入液压室13，使柱塞式液压缸10的柱塞12上升。此外，在该上升工作中将供给控制阀21a操作到关断位置41a时，由于排出回路22b和供给回路22a被关闭，所以柱塞式液压缸10的柱塞12在该位置停止。

在柱塞式液压缸10的上述上升工作中，关闭截止阀25以关断旁路回路24时，则箭头B表示的工作油的流路被关断，液压泵31的排出工作油从供给回路22a经过第一给排回路40a流入液压室13而使柱塞12上升（如箭头A所示），因此，向液压室13供给的工作油的供给量减少，上升速度也降低。（另外，在这种情况下，第一给排回路40a和第二给排回路40b的管的截面面积约为供给回路22a和排出回路22b的管的截面面积的70%）

（柱塞12的下降、停止工作）

参照图4，在将供给控制阀21a操作到关断位置41a以及将排出控制阀21b操作到连通位置42b的状态下，液压泵31的排出侧被供给控制阀21a关断，由于作用于柱塞12上的载荷，液压室13的工作油如箭头C、D所示从第一给排回路40a、第二给排回路40b、排出回路22b经过排出控制阀21b返回到油箱30，柱塞式液压缸10的柱塞12因而下降。在将排出控制阀21b操作到关断位置41b时，则由于排出回路22b和供给回路22a（供给控制阀21a自工作开始时起就处于关断位置41a）被关闭，因此上述下降工作中的柱塞12停止下降。

在上述柱塞12的下降工作中，在关闭截止阀25以关断旁路回路24时，如箭头D所示，来自柱塞式液压缸10的液压室13的工作油流经第二给排回路40b和排出回路22b后流入油箱30，因此，液压室13的工作油的排出量减少，从而可以降低柱塞12的下降速度。

（冲洗）

参照图5，用于清洁构成液压回路的供给回路22a、排出回路22b、第一给排回路40a、第二给排回路40b的冲洗通过以下方式进行：关闭截止阀25，将供给控制阀21a和排出控制阀21b操作到连通位置42a、42b，因此当液压泵31排出的工作油供给到供给回路22a时，该工作油如箭头E所示经过第一给排回路40a通过液压室13，并如箭头F所示从第二给排回路40b经过排出控制阀21b返回到液压泵31。在进行上述冲洗时，工作油流入柱塞式液压缸10的液压室13中而推动柱塞12，但是柱塞12由于载荷而保持在下降位置。通过上述冲洗工作，液压泵31排出的所有工作油都通过除旁路回路24之外的液压回路，因此冲洗效果显著。

除上述冲洗作用之外，将供给控制阀21a、排出控制阀21b操作到连通位置42a、42b，且打开旁路回路24的截止阀25使旁路回路24连通时，液压泵31排出的工作油如箭头G所示从供给回路22a经过旁路回路24、排出回路22b后通过排出控制阀21b回流到油箱30。此时从第一给排回路40a经过液压室13流入到第二给排回路40b的工作油（由箭头E、F表示的工作油的流路）减少，但是，这样可以同时冲洗所有液压回路和液压室13。

（第二实施例）

图5所示的第二实施例的特征在于，液压回路包括：迂回回路16a，具有截止阀29a，并绕过供给控制阀21a和供给调节阀47a；迂回回路16b，具有截止阀29b，并绕过供给控制阀21b和排出调节阀47b。迂回回路16a和16b提供在冲洗工作时绕过供给控制阀21a、排出控制阀21b以及供给调节阀47a、供给调节阀47b的功能。因此，在将供给控制阀21a和排出控制阀21b操作到关断位置41a、41b并打开截止阀29a、29b进行冲洗工作时，能够保护供给控制阀21a和供给调节阀47a以及排出控制阀21b和排出调节阀47b免受污染后的工作油的污染。另外，在上述描述中，液压泵31排出的工作油仅流经迂回回路16a，因此，不会使供给控制阀21a受到污染。另外，绕过供给控制阀21a的截止阀29a由于其结构简单，因此，能够减小工作油的流动阻力。但是，也可以省略迂回回路16a。

如上所述，通过向液压室13中容易产生灰尘的部分供给大流量的工作油来进行液压回路的冲洗，因此集中地清除污染物。另外，通过设置迂回回路并打开迂回回路，使污染物不通过供给控制阀21a、排出控制阀21b等复杂设备，因此可以防止设备由于污染物而产生故障。（截止阀25的操作性）

此外，截止阀25设置在液压单元20中并且设置在供给回路部分28a和供给回路部分28b之间，其中，供给回路部分28a在供给控制阀21a和供给调节阀47a的下游侧，供给回路部分28b在排出控制阀21b和排出调节阀47b的下游侧。由此，在液压单元20侧就能够进行供给控制阀21a、排出控制阀21b和截止阀25的操作。由于不必到达设置在很远处的柱塞式液压缸10的附近位置，所以提高了工作效率。而且，还可以设置诸如控制阀21a的电磁操作型控制阀来代替截止阀25。在使用电磁操作型控制阀时，由于所有阀门都可以进行电磁操作，因此能够进一步提高其可操作性。

（损坏修理）

在图1中，如果第一给排回路40a的部分100由于老化、地震灾害等发生损坏，将该部分100上游和下游的截止阀26a和截止阀27b操作到关闭位置时，箭头A所示的流路被关断，这样如箭头B所示，工作油从供给回路22a经过旁路回路24从第二给排回路40b供给到柱塞式液压缸10，从而可以确保柱塞式液压缸10的工作。

此外，由于部分100的损坏而关闭截止阀26a和截止阀27a时，第一给排回路40a被关断。但是由于液压室13的工作油经过第二给排回路40b、排出回路22b回流到油箱30（如图4的箭头D所示），因此能够维持柱塞式液压缸10的下降工作。

此外，由于部分100的损坏而关闭截止阀26a和截止阀27a时，箭头E所示的流路被关闭，因此无法进行柱塞式液压缸10的液压回路清洗。但是，可利用在管件77的两端连接接头配件73而形成的迂回管件80继续进行冲洗工作。迂回管件80连接截止阀26a的多功能端口55和截止阀27a的多功能端口56。

此外，如图1所示，除部分100外，部分200也损坏的情况下，可以设置对部分100和部分200分别迂回的迂回管件80和迂回管件81来保证柱塞式液压缸10的工作。在倒伏闸门、泄洪闸门等各种闸门不工作时，在闸门的下游侧将形成大的灾害，但是，如果象本发明这样确保闸门的工作，则可以减轻下游侧的受灾情况。

附图标记说明

Claims (5)

1.一种柱塞式液压缸的液压回路，包括：

柱塞式液压缸，驱动诸如倒伏闸门、泄洪闸门等的被驱动装置；

控制阀液压单元，包括：

供给控制回路，包括：

供给控制阀，与液压源的排出侧连接并对所述液压源排出的工作油的供给进行控制；以及

供给调节阀，控制对所述柱塞式液压缸供给的供给油量，以及

排出控制回路，包括：

排出控制阀，与油箱连接并对从所述柱塞式液压缸返回的工作油的排出进行控制；以及

排出调节阀，控制从所述柱塞式液压缸返回的工作油，

第一给排回路，连接所述柱塞式液压缸与所述液压单元的供给控制回路；以及

第二给排回路，连接所述柱塞式液压缸与所述液压单元的排出控制回路，

其中，所述供给控制回路的供给控制阀及供给调节阀的下游侧和所述排出控制回路的排出控制阀及排出调节阀的下游侧通过旁路回路连接，所述旁路回路包括具有开闭功能的截止阀。

2.如权利要求1所述液压回路，其中，

所述旁路回路设置于所述控制阀单元的供给控制回路的供给调节阀的下游侧和排出控制回路的排出调节阀的下游侧。

3.如权利要求1所述的液压回路，其中，

所述排出控制回路包括排出侧迂回回路，所述排出侧迂回回路包括截止阀，并且所述排出侧迂回回路绕过所述排出控制回路的排出控制阀和排出调节阀。

4.如权利要求1所述的液压回路，其中，

所述旁路回路的下游侧的所述第一给排回路和第二给排回路中包括具备多个具有开闭功能的截止阀。

5.如权利要求1所述的液压回路，其中，

所述旁路回路的下游侧的所述第一给排回路和第二给排回路中包括多个截止阀，所述多个截止阀包括具有开闭功能和自动关闭功能的多功能端口。

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