CN103612626A - 大吨位叉车气动操纵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大吨位叉车气动操纵系统。本发明的目的是提供一种结构简单、安装维护方便、安全可靠的大吨位叉车气动操纵系统，降低使用成本。本发明的技术方案是：一种大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：具有空压机，空压机依次经环形钢管和空气干燥器连接储气筒，储气筒分别经手制动管路和制动微动管路连接双腔制动气室，所述双腔制动气室包括与手制动管路相连的放气制动气室和与制动微动管路相连的充气制动气室。本发明适用于工程机械行业中大吨位叉车的制动微动和手控制动操纵。

Description

大吨位叉车气动操纵系统

技术领域

本发明涉及一种大吨位叉车气动操纵系统。适用于工程机械行业中大吨位叉车的制动微动和手控制动操纵。

背景技术

操纵系统作为叉车最重要的操控装置，严重影响车辆的正常运行，特别是制动系统手刹和脚刹的易控性和可靠性，直接关系到驾驶者和场内人员的生命安全。

目前，气动操纵在卡车上有部分应用，但在叉车行业大都采用液压操纵系统，通过油泵、蓄能器、制动阀来完成车辆的制动。但液压系统对设备的要求较高，特别是大吨位叉车操纵管路压力大，对系统的可靠性和密封件的密封效果要求高，同时液压系统的压力等级高，工作环境，如温度等条件都对液压油的性能影响较大，这些都会降低整个操纵系统的操控性，另外由于有液压系统采用的工作介质是液压油，因此系统的安装维护相对较为复杂，成本较高。   

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上诉存在的问题，提供一种结构简单、安装维护方便、安全可靠的大吨位叉车气动操纵系统，降低使用成本。

本发明所采用的技术方案是：一种大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：具有空压机，空压机依次经环形钢管和空气干燥器连接储气筒，储气筒分别经手制动管路和制动微动管路连接双腔制动气室，所述双腔制动气室包括与手制动管路相连的放气制动气室和与制动微动管路相连的充气制动气室；

所述手制动管路上安装有手动控制阀和快放阀，储气筒依次经手动控制阀和快放阀连接放气制动气室；

所述制动微动管路分为主进气管路和操控管路，其中主进气管路一端接所述储气筒，另一端经继动阀连接所述充气制动气室；操控管路由制动管路和微动管路组成，所述制动管路上安装气制动阀A，一端连接所述储气筒，另一端连接梭阀的一进气口，梭阀出气口接所述继动阀，所述微动管路上安装气制动阀B，一端连接所述储气筒，另一端连接所述梭阀的另一进气口，气制动阀B与梭阀之间管路上接变速箱微动控制口。

所述空气干燥器上接小储气筒。

所述气制动阀A包括本体，本体内至上而下依次具有第一、第二和第三腔室，所述第一腔室内竖直设置顶杆，顶杆上套装平衡弹簧，该平衡弹簧下端支撑于第一腔室底板，顶杆穿过第一腔室底板上的通孔；所述第二腔室内竖直设置活塞，活塞上套装回位弹簧，回位弹簧下端支撑于第二腔室底板，活塞下端同轴安装活塞杆，该活塞杆对应第二腔室底板上的通孔；所述第三腔室内设有用于封堵第二腔室底板上通孔的阀体，阀体经支撑弹簧支撑于第三腔室底板；所述第三腔室侧壁设有气制动阀进气口，第二腔室侧壁设有气制动阀出气口；所述本体顶部铰接制动踏板，所述顶杆上端顶住该制动踏板；所述气制动阀B与气制动阀A结构相同。

所述梭阀具有梭阀本体，梭阀本体内部具有圆柱形空腔，空腔一端接梭阀进气口A，另一端接梭阀进气口B，空腔中部接梭阀出气口，所述空腔内置有梭阀活塞。

所述手动控制阀包括手动控制阀本体，本体内具有圆柱形空腔，圆柱形空腔下方具有与其连通的环形出气腔，圆柱形空腔内插装活塞杆，该活塞杆上部套装密封套，密封套固定于柱形空腔侧壁，活塞杆下端安装膜片，该膜片位于环形出气腔内，密封套与膜片之间经套于活塞杆上的弹簧相连；圆柱形空腔侧壁设手动控制阀进气口，环形出气腔侧壁设置手动控制阀出气口，环形出气腔底部设手动控制阀排气口；所述活塞杆上端安装手柄。

所述快放阀包括快放阀本体，本体内具有圆盘形空腔，对应圆盘形空腔中心、在空腔上下分别设有快放阀进气口和快放阀出气口，对应圆盘形空腔边缘、空腔下部设置快放阀出气口，所述圆盘形空腔内置有鼓膜。

所述继动阀包括与梭阀相连的控制口、与储气筒相连的继动阀进气口，以及与充气制动气室相连的继动阀出气口，继动阀内设有由控制口气压推动的继动阀活塞，以及由活塞带动、控制进气口与出气口通断的排气阀门总成。

所述空气干燥器内设有油水过滤器和分子筛。

所述储气筒的出气管上安装压力传感器和报警灯开关；所述继动阀与充气制动气室之间管路上安装制动灯开关。

所述空压机的安装高程高于所述空气干燥器。

本发明的有益效果是：本发明为一种结构简单、安装维护方便的气动操纵系统，同时工作介质是取之不尽的空气，使用成本低。本系统采用的双腔制动气室是放气制动原理，配合快放阀在任何管路的意外损坏都会使制动系统工作，起到紧急刹车的效果，从而保证车辆的安全运行。

附图说明

图1为本发明大吨位叉车气动操纵系统原理图。

图2为本发明中气制动阀的剖视图。

图3为本发明中气制动阀的俯视图。

图4为发明中梭阀的剖视图。

图5为本发明中手动控制阀剖视图。

图6为本发明中手动控制阀的局部剖视图。

图7为快放阀的剖视图。

图8为本发明中快放阀结构示意图。

图9为本发明中继动阀的局部剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例为一种大吨位叉车气动操纵系统，包括空压机1、空气干燥器3、储气筒5和双腔制动气室12，其中空压机1经环形钢管2连接空气干燥器3，空气干燥器3连接储气筒5和小储气筒4，储气筒5分别经手制动管路和制动微动管路共同连接双腔制动气室。双腔制动气室分为放气制动气室12-1和充气制动气室12-2，放气制动气室与手制动管路相连，用于手制动操作，充气制动气室与制动微动管路相连，用于制动微动操作。

本实施例中手制动管路上安装有手动控制阀9和快放阀10，储气筒5依次经手动控制阀9和快放阀10连接放气制动气室12-1。

制动微动管路分为主进气管路和操控管路，其中主进气管路一端接上述储气筒5，另一端经继动阀11连接双腔制动气室中的述充气制动气室12-2；操控管路由制动管路和微动管路组成，制动管路上安装气制动阀A6-1，管路一端连接储气筒5，另一端连接梭阀7的进气口A7-2，梭阀7的梭阀出气口7-1接所述继动阀11；微动管路上安装气制动阀B6-2，管路一端连接储气筒5，另一端连接梭阀7的进气口B7-3，微动管路上气制动阀B6-2与梭阀7之间接变速箱微动控制阀8。

如图2、图3所示，本实施例中气制动阀A6-1与气制动阀B6-2结构相同，包括本体6-1-9，本体6-1-9内部具有空腔，至上而下依次分为第一、第二和第三腔室，并且相邻两腔室经通孔连通。其中在第一腔室内竖直设置顶杆6-1-3，顶杆上套装平衡弹簧6-1-4，该平衡弹簧下端支撑于第一腔室底板，顶杆6-1-3下端穿过第一腔室底板上的通孔。第二腔室内设置可上下移动的活塞6-1-6，活塞6-1-6上套装回位弹簧6-1-5，回位弹簧下端支撑于第二腔室底板，活塞下端同轴安装活塞杆，该活塞杆对准第二腔室底板上的通孔。在第三腔室内设有用于封堵第二腔室底板上通孔的阀体6-1-7，阀体6-1-7经支撑弹簧6-1-10支撑于第三腔室底板。第三腔室的侧壁上设有气制动阀进气口6-1-1，第二腔室的侧壁上设有气制动阀出气口6-1-8。在本体6-1-9顶部铰接制动踏板6-1-2，本体内的顶杆6-1-3上端露出于本体顶部，顶住该制动踏板。

气制动阀用于各种工程车辆单回路制动系统中，是脚控制刹车的主要装置。当踩下制动踏板B6-2时，通过顶杆6-1-3对平衡弹簧6-1-4施加一定的压力，从而推动活塞6-1-6向下移动，打开阀体6-1-7，从而使压缩空气从气制动阀进气口6-1-1向气制动阀出气口6-1-8输出。放松制动踏板6-1-2时，回位弹簧6-1-5顶开活塞6-1-6向上推动，阀体6-1-7回位，关闭气制动阀进气口6-1-1与气制动阀出气口6-1-8之间的通道。

如图4所示，梭阀7具有梭阀本体7-5，梭阀本体内部具有圆柱形空腔，该空腔一端接梭阀进气口A7-2，另一端接梭阀进气口B7-3，空腔中部接梭阀出气口7-1，所述空腔内置有梭阀活塞7-4。

梭阀7的工作原理如下：压缩空气由梭阀进气口A7-2进入，气压将圆柱形空腔内的梭阀活塞7-4推至梭阀进气口B7-3，由于梭阀活塞7-4两端为橡胶阀口，因而保证不从另一进气口漏气，这样气压即可以从梭阀出气口7-1流出；同理，如果向梭阀进气口B7-3通气气压也以同样的方式从梭阀出气口7-1 流出。

如图5、图6所示，本例中手动控制阀9包括手动控制阀本体，本体内具有圆柱形空腔9-4，圆柱形空腔下方具有与其连通的环形出气腔9-3，圆柱形空腔9-4内插装活塞杆9-2，该活塞杆上部套装密封套9-5，活塞杆可在密封套内上下移动，密封套固定于柱形空腔侧壁，活塞杆下端安装膜片9-7，该膜片置于环形出气腔内，密封套与膜片之间经套于活塞杆上的弹簧9-6相连。圆柱形空腔9-4侧壁上设有手动控制阀进气口9-9，环形出气腔9-3侧壁上设置手动控制阀出气口9-10，环形出气腔9-3底部设手动控制阀排气口9-8。本例中在活塞杆9-2上端安装手柄9-1。

手控制动阀9的工作状态为放气制动。当按下手柄9-1时，膜片9-7下移，储气筒5内压缩空气经进气口进入环形出气腔9-3，出气腔通出气口，保证系统气压稳定，车辆行走，同时空气压力克服弹簧9-6的拉力，向下压紧膜片9-7，保持膜片不上移复位；当系统气压低达240～310kPa或管路破裂，气压不足以克服弹簧力压紧膜片时，手控制动阀9能自动起跳，膜片9-7上移，环形出气腔9-3通过下面的排气口排气，它一方面切断离合器，一方面释放本系统弹簧储能制动气室内气压，使储能弹簧对传动轴实施有效的紧急制动。当出现紧急情况或停车于坡度时，驾驶员拨起手柄9-1同时起到以上的作用，使车辆能稳稳的停住。由于属于放气制动，安全可靠。

由于大吨位叉车的操纵管路较长、元件多，造成气体流动迟滞，同时大容积双腔气室的存在，大大增加充放气时间，造成反应不够灵敏，而快放阀10和继动阀11正好解决这一问题。

快放阀10可将长管路及制动气室中的压缩空气快速放出，不必通过较长管路到制动阀排气，因而缩短了制动解除时间，可使汽车迅速起步。如图7、图8所示，快放阀10包括快放阀本体，本体内具有圆盘形空腔10-5，对应圆盘形空腔中心、在空腔上下分别设有快放阀进气口10-1和快放阀排气口10-2，对应圆盘形空腔边缘、空腔下部设置快放阀出气口10-3，所述圆盘形空腔10-5内置有鼓膜10-4。

气流经快放阀进气口10-1到快放阀10中，气压作用在鼓膜10-4的上方，将快放阀排气口10-2关闭，使鼓膜外缘部分向下弯曲，气流就通过鼓膜四周的间隙经快放阀出气口10-3流向放气制动气室12-1中。解除制动时，快放阀进气口10-1端的气压通过手控制动阀9放掉，鼓膜10-4下面的气压就将鼓膜10-4上推，关闭上端的进气口通道，打开了下方的排气口通道，将制动气室中的气压通过排气口排入大气。

如图9所示，继动阀11包括与梭阀7的出气口7-1相连的控制口11-3、与储气筒5相连的进气口11-4，以及与充气制动气室12－2相连的出气口11-5，继动阀内部设有由控制口11-3气压推动的活塞Ⅰ11-1，以及由活塞Ⅰ带动、控制进气口11-4与出气口11-5通断的排气阀门总成11-2。继动阀11用来缩短位于较长管路的大容积制动室的充放气时间，能起加速、快放作用。制动时，气压进入控制口后，推动活塞Ⅰ11-1向下移动，进而排气阀门总成11-2工作，关闭排气阀，打开进气阀，使来自储气筒5的气压经进气口和打开的进气阀，由出气口进入到充气制动气室12－2中，在额定工作压力下，出气口压力是随控制气口压力升高而升高的。解除制动时，解除控制口的气压后，活塞Ⅰ11-1在气压作用下上移，打开排气口，制动气室中的气压将通过排气口排入大气。

本例中空压机1的安装高程高于空气干燥器3，以便经环形钢管2冷却后的冷凝水由上至下顺利进入干燥器。空气干燥器3内设有油水过滤器和分子筛，空气干燥器下部有调压排气阀门，当储气筒5气压上升，达到空气干燥器3开启压力时，空气压力会克服调压弹簧的作用力，推动排气活塞，打开排气阀门，使干燥器里的压缩空气、水及杂质一起通过排气口排入大气中，使空压机处于空载运转状态；当储气筒的气压下降后，气压不足以克服调压弹簧压力时，排气阀门在弹簧作用下关闭阀口，从而继续给储气筒供气。

本例中在储气筒5的出气管上安装压力传感器13和报警灯开关14。继动阀11与充气制动气室之间管路上安装制动灯开关15。

本实施例的工作原理如下：空气通过空压机1，经环形钢管2和空气干燥器3的冷却和干燥净化后进入储气筒5，然后控制管路分为手制动管路和制动微动管路。

手制动管路主要用于手刹操纵，这一路通过操纵手制动阀9来控制快放阀10的工作，完成双腔制动气室中的放气制动气室12－1内气体进出，实现制动行走操作。

制动微动管路主要用于实现脚刹和微动功能。由于制动微动管路较长，为避免压损和动作时间延迟，制动微动管路通过继动阀11将其分为了主进气管路和操控管路两部分，其中主进气管路直接连接储气筒5和继动阀11，保证继动阀导通后空气快速进入双腔制动气室中的充气制动气室12－2，实现车辆制动；由于叉车增加了微动操纵一项，所以操控管路又被梭阀7分为制动和微动两路，这两路都是通过操作制动管路上气制动阀A6-1或微动管路上气制动阀B6-2来控制继动阀11进气和放气间接控制双腔制动气室来实现制动。当微动管路上气制动阀B6-2动作时则通过变速箱微动控制口8同时控制变速箱，实现微动操纵。

本实施例中环形钢管2和空气干燥器3的起到冷却和干燥净化作用。当高温空气进入环形钢管2时，经过钢管的冷却作用气体温度降低，水蒸气冷凝，同时钢管形状带有一定的角度，保证冷凝水由上至下顺利的进入空气干燥器3，便于水份排出。空气干燥器3内设有油水过滤器和分子筛，能有效地去除压缩空气中的水份、油污，净化空气，并且滤芯可定期更换，保证净化效果稳定，保护系统元件。另外在空气干燥器3上接小储气筒4可以在干燥器放气时，通过气体回流排除滞留在干燥器顶端和筒壁的水份，此外储气筒上的放水阀保证滞留水份的排出。

当车辆正常运行时，手制动管路导通，向放气制动气室12－1充气，车辆行走；当提起手制动手柄9－1或系统任一管路意外损坏，失去压力后，快放阀10打开放气口放气，放气制动气室失去压力，车辆紧急制动，保证车辆意外情况下安全运行。

本实施例中储气筒5上的安全阀在压力过高时开启，降低压力，保证筒内压力值在安全范围之内；同时压力传感器13和报警灯开关14则随时提示储气筒内的压力值，保证不会因为系统故障导致压力过低，影响操纵系统的正常运行。

Claims (10)

1.一种大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：具有空压机（1），空压机（1）依次经环形钢管（2）和空气干燥器（3）连接储气筒（5），储气筒（5）分别经手制动管路和制动微动管路连接双腔制动气室，所述双腔制动气室（12）包括与手制动管路相连的放气制动气室（12-1）和与制动微动管路相连的充气制动气室（12-2）；

所述手制动管路上安装有手动控制阀（9）和快放阀（10），储气筒（5）依次经手动控制阀（9）和快放阀（10）连接放气制动气室（12-1）；

所述制动微动管路分为主进气管路和操控管路，其中主进气管路一端接所述储气筒（5），另一端经继动阀（11）连接所述充气制动气室（12-2）；操控管路由制动管路和微动管路组成，所述制动管路上安装气制动阀A（6-1），一端连接所述储气筒（5），另一端连接梭阀（7）的一进气口，梭阀（7）出气口接所述继动阀（11），所述微动管路上安装气制动阀B（6-2），一端连接所述储气筒（5），另一端连接所述梭阀（7）的另一进气口，气制动阀B（6-2）与梭阀（7）之间管路上接变速箱微动控制口（8）。

2.根据权利要求1所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述空气干燥器（3）上接小储气筒（4）。

3.根据权利要求1所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述气制动阀A（6-1）包括本体（6-1-9），本体（6-1-9）内至上而下依次具有第一、第二和第三腔室，所述第一腔室内竖直设置顶杆（6-1-3），顶杆上套装平衡弹簧（6-1-4），该平衡弹簧下端支撑于第一腔室底板，顶杆（6-1-3）穿过第一腔室底板上的通孔；所述第二腔室内竖直设置活塞（6-1-6），活塞（6-1-6）上套装回位弹簧（6-1-5），回位弹簧下端支撑于第二腔室底板，活塞下端同轴安装活塞杆，该活塞杆对应第二腔室底板上的通孔；所述第三腔室内设有用于封堵第二腔室底板上通孔的阀体（6-1-7），阀体（6-1-7）经支撑弹簧（6-1-10）支撑于第三腔室底板；所述第三腔室侧壁设有气制动阀进气口（6-1-1），第二腔室侧壁设有气制动阀出气口（6-1-8）；所述本体（6-1-9）顶部铰接制动踏板（6-1-2），所述顶杆（6-1-3）上端顶住该制动踏板；所述气制动阀B（6-2）与气制动阀A（6-1）结构相同。

4.根据权利要求1所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述梭阀（7）具有梭阀本体（7-5），梭阀本体内部具有圆柱形空腔，空腔一端接梭阀进气口A（7-2），另一端接梭阀进气口B（7-3），空腔中部接梭阀出气口（7-1），所述空腔内置有梭阀活塞（7-4）。

5.根据权利要求1所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述手动控制阀（9）包括手动控制阀本体，本体内具有圆柱形空腔（9-4），圆柱形空腔下方具有与其连通的环形出气腔（9-3），圆柱形空腔（9-4）内插装活塞杆（9-2），该活塞杆上部套装密封套（9-5），密封套固定于柱形空腔侧壁，活塞杆下端安装膜片（9-7），该膜片位于环形出气腔内，密封套与膜片之间经套于活塞杆上的弹簧（9-6）相连；圆柱形空腔（9-4）侧壁设手动控制阀进气口（9-9），环形出气腔（9-3）侧壁设置手动控制阀出气口（9-10），环形出气腔（9-3）底部设手动控制阀排气口（9-8）；所述活塞杆（9-2）上端安装手柄（9-1）。

6.根据权利要求1所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述快放阀（10）包括快放阀本体，本体内具有圆盘形空腔（10-5），对应圆盘形空腔中心、在空腔上下分别设有快放阀进气口（10-1）和快放阀排气口（10-2），对应圆盘形空腔边缘、空腔下部设置快放阀出气口（10-3），所述圆盘形空腔（10-5）内置有鼓膜（10-4）。

7.根据权利要求1所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述继动阀（11）包括与梭阀（7）相连的控制口（11-3）、与储气筒（5）相连的继动阀进气口（11-4），以及与充气制动气室（12－2）相连的继动阀出气口（11-5），继动阀内设有由控制口气压推动的继动阀活塞（11-1），以及由活塞带动、控制进气口与出气口通断的排气阀门总成（11-2）。

8.根据权利要求1或2所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述空气干燥器（3）内设有油水过滤器和分子筛。

9.根据权利要求1所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述储气筒（5）的出气管上安装压力传感器（13）和报警灯开关（14）；所述继动阀（11）与充气制动气室（12－2）之间管路上安装制动灯开关（15）。

10.根据权利要求1所述的大吨位叉车气动操纵系统，其特征在于：所述空压机（1）的安装高程高于所述空气干燥器（3）。

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