CN103641023B - 控制阀及卷扬制动器的液压控制系统、起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于卷扬制动器的控制阀及卷扬制动器的液压控制系统、起重机，该控制阀包括阀体，阀体内集成有第一换向阀，阀体外部设置有用于连通外部压力恒定的压力油路的第一油口、用于连通液压油箱的第二油口和用于连通第一卷扬制动器的控制油缸的第三油口；当第一换向阀位于第一工作位置时，第一油口和第三油口导通；当第一换向阀位于第二工作位置时，第二油口和第三油口导通；本发明公开的控制阀中设置有专门的连通外部恒定压力的压力油路的油口和油道，通过恒定压力的压力油路控制制动器的开启，该控制方式中控制制动器开启的压力比较恒定，油路压力可以完全不受负载的影响，可以有效缓解卷扬起升抖动现象。
Description
技术领域
本发明涉及液压控制技术领域，特别涉及一种控制阀及卷扬制动器的液压控制系统、起重机。
背景技术
卷扬制动器是用于吊装工程机械卷扬机构中实现卷扬制动的一种装置，它主要通过专门的控制阀对其工作状态的控制，通过控制阀的启闭可以控制制动器的启闭，从而实现卷扬机构的起升和下落。下面介绍了一种制动器的液压控制系统。
请参考图1，图1为现有技术中一种典型的卷扬制动器的控制阀的结构原理图。
现有技术中卷扬制动器的控制阀内部包括液控换向阀1’、梭阀4’、减压阀2’和单向阀3’，梭阀4’的两进油口通过阀体上开设的第一油口A’和第二油口B’分别连接液压马达的两油口，梭阀4’的出油口同时连通液控换向阀1’的控制油口和减压阀2’的进油口；阀体上还设置有第三油口C’和第四油口D’，两油口分别连通油箱和卷扬制动器的控制油缸。
液控换向阀1’具有两个工作状态，四个油口，分别为第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口以及第四工作油口，减压阀2’的出油口连通液控换向阀1’的第一工作油口，第二工作油口通过单向阀3’连通阀体上开设的第三油口C’，第四工作油口连通控制阀的阀体上的第四油口D’。
当来自梭阀4’出油口的液压油的压力达到一定数值时，液控换向阀1’的阀芯处于第一工作位置，液控换向阀1’将连通减压阀2’的出口油路和第四油口D’，从而使来自卷扬马达的液压油由第四油口D’流向卷扬制动器的控制油缸，制动器被打开，卷扬进行升起工作。当液控换向阀1’处于第二工作位置时，阀体的第四油口D’通过液控换向阀1’连通第三油口C’，卷扬制动器中的液压油流入油箱，从而制动器处于关闭状态。
由上述描述可以看出，现有技术中卷扬制动器的打开是通过卷扬马达的负载油路实现的，该油路压力与负载相关，由于工作中负载是时刻运动着的，故对负载油路存在一定的冲击，负载油路的压力是时刻波动的，这样容易造成制动器时开时闭，导致卷扬抖动。
并且，当卷扬机构进行二次起升操作时，液控换向阀1’在负载油路的作用下换向打开比较迅速，短时间内马达可能未建立起足够的压力，致使起升力矩小于重物产生的负载力矩，导致打开制动器会导致重物产生二次下滑。
故，如何提供一种控制阀，该控制阀可以有效改善卷扬抖动现象，并且解决卷扬机构二次起升下滑现象，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种控制阀及卷扬制动器的液压控制系统、起重机，具有该控制阀的液压控制系统在对卷扬制动器控制时可以有效改善卷扬抖动现象和解决卷扬机构二次起升下滑现象。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于卷扬制动器的控制阀，包括阀体，所述阀体内集成有第一换向阀，所述阀体外部设置有第一油口、第二油口和第三油口；
所述第一油口，用于连通外部压力恒定的压力油路；
所述第二油口，用于连通液压油箱；
所述第三油口，用于连通第一卷扬制动器的控制油缸；
当所述第一换向阀位于第一工作位置时，所述第一油口和所述第三油口导通；当所述第一换向阀位于第二工作位置时，所述第二油口和所述第三油口导通。
优选地，所述第一换向阀与第三油口的油道上还集成有阻尼或节流阀。
优选地，所述控制阀的阀体内还集成有第二换向阀，所述阀体外部设置有第六油口，所述第六油口连通第二卷扬制动器的控制油缸；
当所述第二换向阀位于第一工作位置时，所述第一油口和所述第六油口导通；当所述第二换向阀位于第二工作位置时，所述第二油口和所述第六油口导通。
优选地，所述第二换向阀与第六油口的连通油道上还集成有阻尼或节流阀
优选地，所述第一换向阀和所述第二换向阀均为液动换向阀，所述第一换向阀、所述第二换向阀的控制油口分别通过所述阀体上开设的相应油口连通所述第一卷扬马达和所述第二卷扬马达的负载油路。
优选地，所述控制阀的阀体内还集成有第一梭阀，所述阀体外部还具有第四油口和第五油口，所述第一梭阀的两进油口分别通过所述第四油口、第五油口与所述第一卷扬马达的进口和出口连通，所述第一换向阀的控制油口与所述第一梭阀的出油口连通。
优选地，所述控制阀的阀体内还集成有第二梭阀，所述阀体外部还具有第七油口和第八油口，所述第二梭阀的两进油口分别通过所述第七油口、第八油口通过与所述第二卷扬马达的进口和出口连通，所述第二换向阀的控制油口与所述第二梭阀的出油口连通。
优选地，所述第三油口、所述第六油口与所述液压油箱的连通油路上还集成有单向阀。
优选地，所述控制阀的阀体外部还设置有用于安装压力检测部件的第一检测油口和第二检测油口，所述第一检测油口连通所述第一换向阀和所述第三油口的连通油路；所述第二检测油口连通所述第二换向阀和所述第六油口的连通油路。
本发明中的控制阀中设置有专门的连通外部恒定压力的压力油路的油口和油道，通过恒定压力的压力油路控制制动器的开启，与现有技术中通过负载油路控制制动器的开启相比，该控制方式中控制制动器开启的压力比较恒定，油路压力可以完全不受负载的影响，可以有效缓解卷扬起升抖动现象。
并且，控制制动器开启的压力油路的压力本领域内技术人员可以通过经验合理设置压力大小，相比负载油路压力可以大大降低，这样可以相对延长制动器打开的时间，从而液压马达有足够的时间达到一定的扭矩，避免了重物在二次起升时产生下滑故障，增加了卷扬机构起升的安全性。
另外，本发明中制动器和平衡阀、主阀分别利用不同的油路控制，各控制油路互不干涉，可以有效避免三者性能匹配性不好导致的卷扬下滑、反转故障。
本发明还提供了一种卷扬制动器的液压控制系统，包括卷扬马达、控制卷扬马达动作的制动器以及控制制动器制动工作的控制阀，所述控制阀为上述任一项所述的控制阀。
本发明还提供了一种卷扬制动器的液压控制系统，包括卷扬马达、控制卷扬马达动作的制动器以及控制制动器制动工作的控制阀，还包括压力恒定的压力油路，所述制动器由所述压力恒定的压力油路打开。
另外，本发明还提供了一种起重机，包括卷扬机构以及控制所述卷扬机构工作的液压控制系统，所述液压控制系统为上述的液压控制系统。
因卷扬制动器的液压控制系统和起重机均具有上述控制阀，故，本发明所述的液压控制系统和起重机也具有控制阀的上述技术效果。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的卷扬制动器的控制阀的结构原理图；
图2为本发明第一种实施例中控制阀的工作原理示意图；
图3为本发明第二种实施例中控制阀的工作原理示意图；
图4为本发明第三种实施例中控制阀的工作原理示意图。
其中，图1中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：
1’换向阀、2’减压阀、3’单向阀、4’梭阀、A’第一油口、B’第二油口、C’第三油口、D’第四油口。
其中，图2至图4中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：
11第一换向阀、12第一梭阀、13过滤器、15单向阀、16阻尼、17节流阀、21第二换向阀、22第二梭阀、30第一卷扬马达、31第二卷扬马达、40第一卷扬制动器、41第二卷扬制动器、51第一电控换向阀、52第二电控换向阀、P第一油口、T第二油口、A3第三油口、B1第四油口、A1第五油口、A4第六油口、A2第七油口、B2第八油口、MP3第一检测油口、MP4第二检测油口。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种控制阀及卷扬制动器的液压控制系统、起重机，具有该控制阀的液压控制系统在对卷扬制动器控制时可以有效避免卷扬抖动现象。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2，图2为本发明第一种实施例中控制阀的工作原理示意图。
本发明提供了一种用于卷扬制动器的控制阀，包括阀体，阀体内集成有第一换向阀11，阀体外部设置有第一油口P、第二油口T和第三油口A3；第一油口P，用于连通外部压力恒定的压力油路，该压力油路的压力可以为3MPa；第二油口T，用于连通液压油箱；第三油口A3，用于连通第一卷扬制动器40的控制油缸；当第一换向阀11位于第一工作位置时，第一油口P和第三油口A3导通；当第一换向阀11位于第二工作位置时，第二油口T和第三油口A3导通。
本发明中的控制阀在对制动器进行控制时，当第一换向阀11位于第一工作位置时，压力恒定的压力油路通过控制阀内部油道进入制动器的控制油缸，打开制动器，从而实现卷扬机构的起升、下落工况；当第一换向阀11处于第二工作位置时，压力恒定的压力油路与制动器的控制油缸的通路断开，制动器的控制油缸中的液压油通过第一换向阀11和第二油口T流入液压油箱，制动器处于关闭状态。
本发明中的控制阀中设置有专门的连通外部恒定压力的压力油路的油口和油道，通过恒定压力的压力油路控制制动器的开启，与现有技术中通过负载油路控制制动器的开启相比，该控制方式中控制制动器开启的压力比较恒定，油路压力可以完全不受负载的影响，可以有效缓解卷扬起升抖动现象。
并且，控制制动器开启的压力油路的压力本领域内技术人员可以通过经验合理设置压力大小，相比负载油路压力可以大大降低，这样可以相对延长制动器打开的时间，从而液压马达有足够的时间达到一定的扭矩，避免了重物在二次起升时产生下滑故障，增加了卷扬机构起升的安全性。
另外，本发明中制动器的开启单独由压力油路控制，与平衡阀、主阀的控制油路不同，两控制油路互不干涉，可以有效避免三者性能匹配性不好导致的卷扬下滑、反转故障。
进一步地，在上述实施例中，第一换向阀11与第三油口A3的油道上还可以集成有阻尼16或节流阀17，这样进一步延长压力油路开启制动器的控制油缸的时间，保证制动器开启时液压马达已经具有了足够的扭矩，进一步避免了重物二次起升产生下滑现象。
当然，节流阀17也可以设置于控制阀的外部，请参考图3，图3给出了控制阀的第二种具体实施方式的工作原理图。
上述各实施例中，控制阀的阀体内还可以集成有第二换向阀21，阀体外部设置有第六油口A4，第六油口A4连通第二卷扬制动器41的控制油缸。
当所述第二换向阀21位于第一工作位置时，所述第一油口P和所述第六油口A4导通；当所述第二换向阀21位于第二工作位置时，所述第二油口T和第六油口A4导通。
第一卷扬制动器40和第二卷扬制动器41可以分别为起重机上的主卷扬机构的制动器和副卷扬机构的制动器，将两卷扬机构的制动器的控制阀集于一阀体内部，可以由同一压力油路控制开启，简化液压系统的结构，节省成本。
进一步地，上述实施例中第二换向阀21与第六油口A4的连通油道上还集成有阻尼16或节流阀17，阻尼16或节流阀17可以根据具体的液压油路的实际需求选取合适的数值大小，在一种具体实施方式中，本发明使用的是直径1.0的阻尼16。
在一种优选的实施方式中，上述各实施例中第一换向阀11、第二换向阀21的控制油口分别通过所述阀体上开设的相应油口连通第一卷扬马达30和第二卷扬马达31的负载油路。
这样第一换向阀11和第二换向阀21的开启控制压力来自相应侧卷扬马达的负载油路，与平衡阀的控制油源取自同一油路，易于与平衡阀工作匹配，并且容易实现，控制效果比较好。
进一步地，控制阀的阀体内还可以集成有第一梭阀12，阀体外部还具有第四油口B1和第五油口A1，第一梭阀12的两进油口分别通过第四油口B1、第五油口A1与第一卷扬马达30的进口和出口连通，第一换向阀11的控制油口与第一梭阀12的出油口连通。
同理，控制阀的阀体内还可以集成有第二梭阀22，阀体外部还具有第七油口和第八油口，第二梭阀22的两进油口分别通过第七油口A2、第八油口B2通过与第二卷扬马达31的进口和出口连通，第二换向阀21的控制油口与第二梭阀22的出油口连通。
进一步地，第三油口A3、第六油口A4与液压油箱的连通油路上还集成有单向阀15，单向阀15的开启阻力可以通过制动器的控制油缸的开启阻力和油路上的管道阻力进行计算。
为了使操作人员及时理解制动器的控制油路上的油压，控制阀的阀体外部还设置有用于安装压力检测部件的第一检测油口MP3和第二检测油口MP4，第一检测油口连通第一换向阀11和第三油口A3的连通油路；和第二检测油口连通第二换向阀21和第六油口A4的连通油路；这样，操作人员可以根据检测部件检测的油压了解油路的工作状况，有利于及时排除故障，保障液压系统运行的安全性。
第一换向阀11和第二换向阀21不局限于上述液动控制阀，还可以为电动换向阀（图4中第一电控换向阀51和第二电控换向阀52），图4给出了第三种液压系统具体实施方式，工作原理与液动控制相同，在此不作详述。
本文中第一换向阀11和第二换向阀21仅是从功能方面的命名，两者可以结构相同，也可以不同，同理，第一梭阀12和第二梭阀22也类似。
在上述控制阀的基础上，本发明还提供了一种卷扬制动器的液压控制系统，包括卷扬马达、控制卷扬马达动作的制动器以及控制制动器制动工作的控制阀，控制阀为上述任一实施例的控制阀。
在另一种具体实施方式中，本发明还提供了一种卷扬制动器的液压控制系统，包括卷扬马达、控制卷扬马达动作的制动器以及控制制动器制动工作的控制阀，还包括压力恒定的压力油路，所述制动器由所述压力恒定的压力油路打开。
此外，本发明还提供了一种起重机，包括卷扬机构以及控制卷扬机构工作的液压控制系统，液压控制系统为上述的液压控制系统。
起重机其他部分的结构请参考现有技术，在此不再赘述。
因卷扬制动器的液压控制系统和起重机均具有上述控制阀，故，本发明所述的液压控制系统和起重机也具有控制阀的上述技术效果。
以上对本发明所提供的控制阀及卷扬制动器的液压控制系统、起重机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于卷扬制动器的控制阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体内集成有第一换向阀(11)，所述阀体外部设置有第一油口(P)、第二油口(T)和第三油口(A3)；
所述第一油口(P)，用于连通外部压力恒定的压力油路；
所述第二油口(T)，用于连通液压油箱；
所述第三油口(A3)，用于连通第一卷扬制动器(40)的控制油缸；
当所述第一换向阀(11)位于第一工作位置时，所述第一油口(P)和所述第三油口(A3)导通；当所述第一换向阀(11)位于第二工作位置时，所述第二油口(T)和所述第三油口(A3)导通；
所述第一换向阀(11)与第三油口(A3)的油道上还集成有阻尼(16)或节流阀(17)；
所述控制阀的阀体内还集成有第二换向阀(21)，所述阀体外部设置有第六油口(A4)，所述第六油口(A4)连通第二卷扬制动器(41)的控制油缸；
当所述第二换向阀(21)位于第一工作位置时，所述第一油口(P)和所述第六油口(A4)导通；当所述第二换向阀(21)位于第二工作位置时，所述第二油口(T)和所述第六油口(A4)导通；
所述第二换向阀(21)与第六油口(A4)的连通油道上还集成有阻尼(16)或节流阀(17)；
所述第一换向阀(11)和所述第二换向阀(21)均为液动换向阀，所述第一换向阀(11)、所述第二换向阀(21)的控制油口分别通过所述阀体上开设的相应油口连通第一卷扬马达(30)和第二卷扬马达(31)的负载油路。
2.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀的阀体内还集成有第一梭阀(12)，所述阀体外部还具有第四油口(B1)和第五油口(A1)，所述第一梭阀(12)的两进油口分别通过所述第四油口(B1)、第五油口(A1)与所述第一卷扬马达(30)的进口和出口连通，所述第一换向阀(11)的控制油口与所述第一梭阀(12)的出油口连通。
3.如权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀的阀体内还集成有第二梭阀(22)，所述阀体外部还具有第七油口(A2)和第八油口(B2)，所述第二梭阀(22)的两进油口分别通过所述第七油口(A2)、第八油口(B2)与所述第二卷扬马达(31)的进口和出口连通，所述第二换向阀(21)的控制油口与所述第二梭阀(22)的出油口连通。
4.如权利要求1至3任一项所述的控制阀，其特征在于，所述第三油口(A3)与所述液压油箱的连通油路、所述第六油口(A4)与所述液压油箱的连通油路上均还集成有单向阀(15)。
5.如权利要求3所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀的阀体外部还设置有用于安装压力检测部件的第一检测油口(MP3)和第二检测油口(MP4)，所述第一检测油口(MP3)连通所述第一换向阀(11)和所述第三油口(A3)的连通油路；所述第二检测油口(MP4)连通所述第二换向阀(21)和所述第六油口(A4)的连通油路。
6.一种卷扬制动器的液压控制系统，包括卷扬马达、控制卷扬马达动作的制动器以及控制制动器制动工作的控制阀，其特征在于，所述控制阀为上述权利要求1至5任一项所述的控制阀。
7.一种起重机，包括卷扬机构以及控制所述卷扬机构工作的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统为权利要求6所述的液压控制系统。
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| GR01 | Patent grant |