CN103588134B - 起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置，包括马达、平衡阀、制动器和控制机构，控制机构包括第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀的进油口与开式液压系统的先导油路相连，第一电磁阀的出油口与制动器的进油口相连；第二电磁阀的进油口与开式液压系统的下降油路相连，第二电磁阀的出油口与平衡阀的进油口相连；开式液压系统的起升油路通过平衡阀与马达的第一工作油口相连，下降油路与马达的第二工作油口相连。相比于现有的卷扬控制装置，本发明的结构更为简单，故障点更少，而且还能够使用国内卷扬制动器的油缸，应用范围更广。

Description

起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置

技术领域

本发明涉及一种起重机用开式液压系统，特别涉及一种起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置。

背景技术

开式液压系统是马达或缸的回油流入油箱，泵从油箱直接吸油。

起重机用开式液压系统中的卷扬马达的旋转与停止分别由制动器的打开与闭合来控制，而制动器的打开与闭合又分别通过制动器控制阀控制压力油的通断来实现。因此，制动器控制阀是卷扬安全性能的重要保证。

图1为现有的卷扬控制装置的结构原理图。如图1所示，现有的卷扬控制装置包括制动器、制动器控制机构、平衡阀和卷扬马达(图1中未示出来)。其中：制动器控制机构包括梭阀10、减压阀11、第一电磁阀12、第二电磁阀13和第三电磁阀14。梭阀10的第一进油口与下降油路相连，第二进油口通过第二电磁阀13与先导油路相连。梭阀10的出油口通过减压阀11与第一电磁阀12的进油口连接，第一电磁阀12的出油口连接制动器的油缸。梭阀10的第一进油口与下降油路之间通过第三电磁阀14与平衡阀上的进油口相连。减压阀11、第一电磁阀12、第二电磁阀13和第三电磁阀14的回油口都连接油箱。

图1中，梭阀10对先导油路和下降油路的压力进行比较，压力较大的油路上的压力油到达卷扬制动器，打开卷扬制动器，使卷扬马达旋转，从而使卷扬完成对重物的起升与下放，该具体过程是：卷扬起升重物时，下降油路回油，压力比先导油路低，此时，压力较大的先导油路上的压力油依次经过梭阀10、减压阀11和第一电磁阀12，进入制动器中的油缸，制动器打开，重物得以起升。卷扬下放重物时，下降油路的压力大于先导油路，此时，压力较大的下降油路上的压力油依次经过梭阀10、减压阀11和第一电磁阀12，进入卷扬制动器中的油缸，制动器打开，重物得以下放。平衡阀在重物起升工况下并不参与起升工作，仅在重物下放工况下启用，目的是为了使重物能够被均匀下放，而不会发生自由落体运动，即防止挂住重物的吊钩出现下滑或冲击的问题。

然而，上述卷扬控制装置中卷扬制动器的打开压力仅需要1MPa，即便将制动器全部打开，其压力也仅需要1.8MPa，而下降油路提供的压力达到了10MPa，先导油路提供的压力为3MPa，均远大于制动器所需要的打开压力，因此，下放重物时，即，当下降油路为制动器提供压力油的时候，必须使用减压阀11对下降油路出来的压力油进行减压后方可使用。而且，还需要采用梭阀作为比较单元。因此，现有的卷扬控制装置的结构相对较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提出一种起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置，相比于现有的卷扬控制装置，本发明的结构更为简单。

为实现上述目的，本发明提供了一种起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置，包括马达、平衡阀、制动器和控制机构，其中：所述控制机构包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀的进油口与所述开式液压系统的先导油路相连，所述第一电磁阀的出油口与所述制动器的进油口相连；所述第二电磁阀的进油口与所述开式液压系统的下降油路相连，所述第二电磁阀的出油口与所述平衡阀的进油口相连；所述开式液压系统的起升油路通过所述平衡阀与所述马达的第一工作油口相连，所述下降油路与所述马达的第二工作油口相连；所述第一电磁阀、第二电磁阀和马达的回油口均与所述开式液压系统的油箱相连；起升重物工况下，流经所述起升油路的压力油通过所述平衡阀驱动所述马达，所述第一电磁阀处于得电状态时，流经所述先导油路的压力油通过所述第一电磁阀打开所述制动器；下放重物工况下，流经所述下降油路的压力油驱动所述马达，所述第一电磁阀处于得电状态时，流经所述先导油路的压力油通过所述第一电磁阀打开所述制动器；所述第二电磁阀相对于所述第一电磁阀延时处于得电状态时，流经所述下降油路的压力油通过所述第二电磁阀打开所述平衡阀。

进一步地，所述控制机构还包括阻尼，所述阻尼设在所述第二电磁阀的出油口与所述平衡阀的进油口之间。

进一步地，所述控制机构还包括单向阀，所述单向阀设在所述第一电磁阀和第二电磁阀的回油口与所述油箱之间，且所述单向阀的出油口与所述油箱连接。

进一步地，所述卷扬控制装置还包括第一压力传感器，其设在所述马达的第二工作油口与所述下降油路和第二电磁阀的进油口相连接的管路上，所述第一压力传感器能够实时监测到所述下降油路的压力值；下放重物工况下，该压力值为标准压力值时，所述第一电磁阀处于得电状态。

进一步地，所述卷扬控制装置还包括第二压力传感器，其设在所述平衡阀的出油口连接到所述马达的第一工作油口的管路上，所述第二压力传感器能够实时监测到所述马达与所述平衡阀之间管路的压力值；二次起升重物工况下，该压力值达到第一次起升所需要的压力值时，所述第一电磁阀处于得电状态，流经所述先导油路的压力油通过所述第一电磁阀打开所述制动器。

进一步地，所述第二电磁阀相对于所述第一电磁阀延时得电的延时时间范围为30～200ms。

进一步地，所述第二电磁阀相对于所述第一电磁阀延时得电的时间为100ms。

进一步地，还包括测压接头，所述测压接头设在所述第一电磁阀的出油口与所述制动器的进油口之间的管路上、所述下降油路与所述第二电磁阀的进油口之间的管路上、所述起升油路与所述平衡阀之间的管路上、所述平衡阀的进油口中的一个或多个位置。

进一步地，所述第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通电磁阀。

进一步地，所述平衡阀为外控式平衡阀。

基于上述技术方案，本发明提供的卷扬控制装置采用了两个电磁阀分别控制制动器和平衡阀的打开，与现有的卷扬控制装置除了采用两个电磁阀分别控制制动器和平衡阀之外，还需要额外增设减压阀和梭阀的结构相比，本发明的整体结构更为简化，减少了故障点的出现。

另外，在重物起升和下放工况中，本发明提供的卷扬控制装置打开制动器所需要的压力均由先导油路提供，而先导油路提供的压力油的压力等级为3MPa，正好可以满足目前国内生产的制动器油缸耐压等级(5MPa)要求，因此国内生产的制动器可以直接应用到本发明提供的卷扬控制装置中，而不需要另设减压阀将压力油的压力减至适合国内生产的制动器的耐压范围内，所以本发明比现有的卷扬控制装置的应用范围更为广泛。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置的结构原理图；

图2为本发明起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置一实施例的结构原理图；

图3为本发明起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置另一实施例的结构原理图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图2为起重机用开式液压系统卷扬控制装置的一实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例的起重机用开式液压系统卷扬控制装置包括马达1、平衡阀2、制动器3和控制机构4，其中，控制机构4包括第一电磁阀41和第二电磁阀42，其中：第一电磁阀41的进油口A1与开式液压系统的先导油路5相连，第一电磁阀41的出油口P1与制动器3的进油口相连。第二电磁阀42的进油口A2与开式液压系统的下降油路6相连，第二电磁阀42的出油口P2与平衡阀2的进油口X相连。平衡阀2的出油口和开式液压系统的起升油路7均与马达1的第一工作油口相连，开式液压系统的下降油路6与马达1的第二工作油口相连。第一电磁阀41、第二电磁阀42和马达1的回油口T均与开式液压系统的油箱相连。

第一电磁阀41和第二电磁阀42分别用于控制各自出油口处的压力油路的通断，即，分别控制制动器3和平衡阀2的打开和关断。本实施例中，第一电磁阀41和第二电磁阀42都可以采用两位三通电磁阀，但不限于此。

控制机构4也可以包括阻尼43，阻尼43设在第二电磁阀42的出油口P2与平衡阀2的进油口X之间。采用阻尼43的作用在于：可以消除油路上压力峰值，保持进入平衡阀2的进油口X的压力稳定。

控制机构4还可以包括单向阀44，单向阀44的进油口与第一电磁阀41和第二电磁阀42的回油口连接。单向阀44可防止泄油的背压较高时，被泄出的油液通过第一电磁阀41和第二电磁阀42，进入到制动器3和平衡阀2，意外地将制动器3和平衡阀2打开，所以设置单向阀44可以有效避免引发安全事故。

上述实施例中，马达1的第二工作油口与下降油路6和第二电磁阀42的进油口相连接的管路上设有第一压力传感器8，第一压力传感器8能实时监测到下降油路6上的压力值，并将监测到的压力值通过线路输送给外界的控制器(图中未示出)。外界的控制器中预设有标准压力值，该标准压力值通常是下放重物时制动器3打开而卷扬不会下滑的压力值。

在下放重物工况下，流经下降油路6的压力油驱动马达1，在下降油路6建压过程中通过第一压力传感器8实时监测，当检测到压力值达到标准压力值时，第一电磁阀41得电，出油口打开，由流经先导油路5的压力油通过第一电磁阀41进入制动器3，制动器3打开。

另外，图3为本发明起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置另一实施例的结构原理图，本实施例中，平衡阀2采用的是外控式平衡阀。如图3所示，平衡阀2的进油口X通过第二电磁阀42与下降油路6相连接，平衡阀2的出油口连接马达1的第一工作油口。在平衡阀2和马达1相连接的管路上设有第二压力传感器9，第二压力传感器9能实时监测到马达1与平衡阀2之间管路的压力值，并将监测到的压力值通过线路输送给外界的控制器(图中未示出)。第二压力传感器9通常是在重物做第二次起升动作的时候使用，其具体的使用方法将在下面详细描述。

上述实施例中，第一压力传感器8和第二压力传感器9采用的是量程为0-400bar的压力传感器。

由于在起升重物工况下，平衡阀2以单向阀的形式实现通路不参与工作。在下放重物工况下，平衡阀2打开而且必须引用外部油源实现其通路，同时实现制动器3的打开从而完成卷扬的下放动作。当制动器3处于半抱死状态，而下降油路6中的压力油已经进入马达1内，同时平衡阀2也打开的情况下，马达1可能会发生旋转而出现重物下滑的现象，这样会导致制动器3发生磨损。为了避免重物下滑现象的发生，在下放重物时需要合理匹配制动器3的打开时间与平衡阀2打开时间，因此本发明中的第二电磁阀42相对于第一电磁阀41延时得电。也就是说，下放重物的时候，首先使第一电磁阀41得电，以先打开制动器3；延时一段时间后，再使第二电磁阀42得电，以打开平衡阀2，使平衡阀2相对于制动器3延时打开。

第二电磁阀42相对于第一电磁阀41延时得电的另一好处体现在：由于在下放重物工况下，流经下降油路6的压力油进入马达1内。在下降油路6的压力油提供的压力还不够稳定的情况下，如果同时打开制动器3和平衡阀2，马达1的旋转势必不稳定，则容易导致卷扬下放重物时出现冲击现象。而如果待下降油路6的压力油提供的压力达到稳定后，再打开平衡阀2，那么马达1的旋转就会稳定下来，而不会在卷扬下放重物时出现冲击现象。

本实施例中，第二电磁阀42相对于第一电磁阀41延时得电的时间范围为30～200ms，优选地，该延时的时间为100ms。

本发明还包括测压接头，测压接头可以设在第一电磁阀41的出油口与制动器3的油缸进油口之间的管路上(M1)、下降油路6与第二电磁阀42的进油口之间的管路上(M2)、起升油路7与平衡阀2相连接的管路上(MA)、平衡阀2的进油口(MVST)中的一个或多个位置，分别用于测量上述位置的压力值，以方便准确、及时地检测出本发明的故障点。

下面是利用本发明，卷扬对重物实施起升动作和下放动作的具体过程。

第一次起升重物时，流经起升油路7的压力油通过平衡阀2中的第一单向阀21驱动马达1，第一电磁阀41得电，流经先导油路5的压力油通过第一电磁阀41打开制动器3，马达1旋转，卷扬开始对重物实施起升。

第二次起升重物时，通过第二压力传感器9监测马达1与平衡阀2之间管路的压力值，当压力值达到第一次起升所需要的压力值时，第一电磁阀41得电，出油口打开，流经先导油路5的压力油通过第一电磁阀41进入制动器3，制动器3打开，马达1旋转，卷扬开始对重物实施二次起升动作。

下放重物时，流经下降油路6的压力油驱动马达1，在下降油路6的建压过程通过第一压力传感器8实时监测，当检测到压力值达到标准压力值时，第一电磁阀41得电，出油口打开，流经先导油路5的压力油通过第一电磁阀41进入制动器3，制动器3打开；第二电磁阀42相对于第一电磁阀41延时得电，流经下降油路6中的压力油通过第二电磁阀42到平衡阀2的X口，从而推动平衡阀2的阀芯移动，并打开平衡阀2，卷扬开始对重物实施下放。

与现有的卷扬控制装置采用梭阀对油压大小进行比较的方法相比，本发明通过采用第一压力传感器8和第二压力传感器9对起升油路7和下降油路6建压过程中的压力值作为判断依据，采用定量控制的方式，进一步提升卷扬控制装置的控制精度，从而可以更为有效地避免重物的下滑以及减小液压的冲击。而且，本发明是采用先导油路为制动器提供压力，而先导油路提供的压力油的压力等级为3MPa，不仅满足了目前国内生产的制动器油缸耐压等级(5MPa)要求，而且打开制动器3也无需另外增设减压阀，相对现有的卷扬控制装置来说本发明的整体结构更为简单，所以故障点也就更少。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种起重机用开式液压系统中的卷扬控制装置，包括马达、平衡阀、制动器和控制机构，其特征在于：所述控制机构包括第一电磁阀和第二电磁阀，其中：

所述第一电磁阀的进油口与所述开式液压系统的先导油路相连，所述第一电磁阀的出油口与所述制动器的进油口相连；所述第二电磁阀的进油口与所述开式液压系统的下降油路相连，所述第二电磁阀的出油口与所述平衡阀的进油口相连；所述开式液压系统的起升油路通过所述平衡阀与所述马达的第一工作油口相连，所述下降油路与所述马达的第二工作油口相连；所述第一电磁阀、第二电磁阀和马达的回油口均与所述开式液压系统的油箱相连；

起升重物工况下，流经所述起升油路的压力油通过所述平衡阀驱动所述马达，所述第一电磁阀处于得电状态时，流经所述先导油路的压力油通过所述第一电磁阀打开所述制动器；

下放重物工况下，流经所述下降油路的压力油驱动所述马达，所述第一电磁阀处于得电状态时，流经所述先导油路的压力油通过所述第一电磁阀打开所述制动器；所述第二电磁阀相对于所述第一电磁阀延时处于得电状态时，流经所述下降油路的压力油通过所述第二电磁阀打开所述平衡阀。

2.如权利要求1所述的卷扬控制装置，其特征在于：所述控制机构还包括阻尼，所述阻尼设在所述第二电磁阀的出油口与所述平衡阀的进油口之间。

3.如权利要求2所述的卷扬控制装置，其特征在于：所述控制机构还包括单向阀，所述单向阀设在所述第一电磁阀和第二电磁阀的回油口与所述油箱之间，且所述单向阀的出油口与所述油箱连接。

4.如权利要求1或2或3所述的卷扬控制装置，其特征在于：所述卷扬控制装置还包括第一压力传感器，其设在所述马达的第二工作油口与所述下降油路和第二电磁阀的进油口相连接的管路上，所述第一压力传感器能够实时监测到所述下降油路的压力值；

下放重物工况下，该压力值为标准压力值时，所述第一电磁阀处于得电状态。

5.如权利要求4所述的卷扬控制装置，其特征在于：所述卷扬控制装置还包括第二压力传感器，其设在所述平衡阀的出油口连接到所述马达的第一工作油口的管路上，所述第二压力传感器能够实时监测到所述马达与所述平衡阀之间管路的压力值；

二次起升重物工况下，该压力值达到第一次起升所需要的压力值时，所述第一电磁阀处于得电状态，流经所述先导油路的压力油通过所述第一电磁阀打开所述制动器。

6.如权利要求5所述的卷扬控制装置，其特征在于：所述第二电磁阀相对于所述第一电磁阀延时得电的延时时间范围为30～200ms。

7.如权利要求6所述的卷扬控制装置，其特征在于：所述第二电磁阀相对于所述第一电磁阀延时得电的时间为100ms。

8.如权利要求6所述的卷扬控制装置，其特征在于：还包括测压接头，所述测压接头设在所述第一电磁阀的出油口与所述制动器的进油口之间的管路上、所述下降油路与所述第二电磁阀的进油口之间的管路上、所述起升油路与所述平衡阀之间的管路上、所述平衡阀的进油口中的一个或多个位置。

9.如权利要求6所述的卷扬控制装置，其特征在于：所述第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通电磁阀。

10.如权利要求1所述的卷扬控制装置，其特征在于：所述平衡阀为外控式平衡阀。