CN103758804B - 一种高背压下液压锁开启系统、及开启方法和液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供高背压下液压锁开启系统、及其开启方法和液压系统，该高背压下液压锁开启系统，通过液压锁的第一进油口进油，并通过其第一出油口连接工作油缸的进油口，在工作油缸的出油口与液压锁之间连接有溢流阀，通过溢流阀能够将高回油背压消除，特别是瞬时压力峰值的消除，消除瞬时压力峰值的回油通过液压锁的第二进油口进油然后通过第二出油口出油，将油液回流到回油油箱。充分解决了高背压系统下液压锁开启困难，导致出现压力峰值冲击等问题。

Description

一种高背压下液压锁开启系统、及开启方法和液压系统

技术领域

本发明涉及一种液压锁，具体涉及一种高背压下液压锁开启系统、以及该高背压系统下液压锁的开启方法及设置有该高背压下液压锁开启系统的液压系统。

背景技术

目前，工程机械中的液压锁通常用在当系统停止供油时，要求执行元件仍保持锁紧的场合。当油液流经液控单向阀时正向导通，反向开启时需要提供一定的控制压力。当液压锁用于高背压液压系统中时，因为其控制面积比(液压锁的控制面积比指差动滑阀芯与阀座的横截面积比)有限(一般有1：3，1：5，1：10等)，控制压力无法达到反向打开液控单向阀的程度，控制油无法将液压锁回油路中液控单向阀打开，系统回油无法流通，从而导致系统憋压，出现压力峰值冲击，引起系统故障。

目前解决此问题的办法大部分是选用控制面积比较大的液压锁，或者在背压油路上增加节流阀，让液压锁回油背压上升速度变慢，便于控制油先将液压锁开启。

采用上述两种解决办法，存在以下缺点：

1)选取控制比较大的液压锁，虽然能解决部分问题，但是在一些特殊工况下，大控制比的液压锁仍然可能无法满足反向打开液控单向阀的程度。且大控制比的液压锁成本较高。

2)在回油路上增加节流作用也能解决部分问题，但是对油缸或其他执行元件仍有损坏隐患。且在此工况下，节流一直起作用，导致系统发热严重；油缸有杆腔进油时，节流还会严重影响油缸工作速度。

因此，对于现有高背压液压系统下液压锁开启困难，导致出现压力峰值冲击，引起系统故障等问题，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高背压下液压锁开启系统及开启方法和液压系统，以解决现有高背压液压系统下液压锁开启困难，导致出现压力峰值冲击，引起系统故障等问题。

本发明提供了一种高背压下液压锁开启系统，包括液压锁，

所述液压锁的第一进油口连接进油油路；

所述液压锁的第一出油口连接工作油缸的进油口；

所述工作油缸的回油口连接所述液压锁的第二进油口；

所述液压锁的第二出油口通过回油油路连接回油油箱；其中，

所述工作油缸的回油口与所述液压锁的第二进油口连接的油路上连接有溢流阀。

进一步地，所述溢流阀为卸荷溢流阀。

进一步地，所述液压锁包括与所述第一进油口连通的第一工作腔；

所述液压锁一侧设置有第一弹簧腔；

所述第一弹簧腔内安装有第一弹簧以及滑动设置的第一弹簧塞；

所述第一弹簧塞一端连接所述第一弹簧，另一端靠在所述液压锁内壁上构成所述第一工作腔的部分侧壁；

所述第一弹簧腔内设置有供所述第一弹簧塞滑动的第一滑道，所述第一滑道在靠近所述第一工作腔的一侧面上开设有与所述第一出油口连通的第一通道。

进一步地，所述第一弹簧塞上设置有伸入所述第一工作腔内的第一塞柱；

所述第一塞柱滑动设置在所述第一弹簧塞端部；

所述第一塞柱一端伸入所述第一工作腔内，另一端固定所述第一弹簧并通过所述第一弹簧密封压靠在所述第一弹簧塞内壁上。

进一步地，所述液压锁包括与所述第二出油口连通的第二工作腔；

所述液压锁另一侧设置有第二弹簧腔；

所述第二弹簧腔内安装有第二弹簧以及滑动设置的第二弹簧塞；

所述第二弹簧塞一端连接第二弹簧，另一端靠在所述液压锁内壁上构成所述第二工作腔的部分侧壁；

所述第二弹簧腔内设置有供所述第二弹簧塞滑动的第二滑道，所述第二滑道在靠近所述第二工作腔的一侧面上开设有与所述第二进油口连通的第二通道。

进一步地，所述第二弹簧塞上设置有伸入所述第二工作腔内的第二塞柱；

所述第二塞柱滑动设置在所述第二弹簧塞端部；

所述第二塞柱一端伸入所述第二工作腔内，另一端固定所述第二弹簧并通过所述第二弹簧密封压靠在所述第二弹簧塞内壁上。

进一步地，所述第一工作腔和第二工作腔之间设置有可在所述液压锁内壁滑动的滑动块；

所述滑动块一端设置有与所述第一塞柱对应的第一凸起；

所述滑动块另一端设置有与所述第二塞柱对应的第二凸起。

本发明还提供一种高背压下液压锁开启系统的开启方法，包括：

通过液压锁的第一进油口进油，并通过其第一出油口为工作油缸供油；

所述工作油缸的高背压回油通过溢流阀泄压后回流到所述液压锁的第二进油口，并经所述液压锁的第二出油口流回回油油箱。

本发明还提供一种液压系统，所述液压系统设置有上述的高背压下液压锁开启系统。

进一步地，所述进油油路上设置有油源泵，所述油源泵的进油口通过管路连接进油油箱；

所述进油油路和所述回油油路上设置有系统溢流阀；

所述进油油路和回油油路上还设置有三位四通换向阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明提供的一种高背压下液压锁开启系统，通过液压锁的第一进油口进油，并通过其第一出油口连接工作油缸的进油口，在工作油缸的出油口与液压锁之间连接有溢流阀，通过溢流阀能够将高回油背压消除，特别是瞬时压力峰值的消除，消除瞬时压力峰值的回油通过液压锁的第二进油口进油然后通过第二出油口出油，将油液回流到回油油箱。充分解决了高背压系统下液压锁开启困难，导致出现压力峰值冲击等问题。

附图说明

图1为本发明实施例中液压锁应用在液压系统中的结构示意图；

图2为本发明实施例中液压锁的结构原理示意图。

附图标记说明：1、油源泵；2、工作油缸；3、卸荷溢流阀；4、液压锁；41、第一工作腔；42、第一弹簧腔；43、第一弹簧塞；44、第一弹簧；45、第一通道；46、第一塞柱；47、第二工作腔；48、第二弹簧腔；49、第二弹簧塞；410、第二弹簧；411、第二通道；412、第二塞柱；413、滑动块；414、第一凸起；415、第二凸起；5、系统溢流阀；6、换向阀。

具体实施方式

为了使本领域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。应当指出，本部分中的对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。

本发明实施例提供一种主要应用于高背压下的液压锁，如图1所示，该液压锁包括液压锁4，该液压锁4的第一进油口a连接液压系统的进油油路；其第一出油口b连接工作油缸2的进油口；该工作油缸2的回油口连接液压锁4的第二进油口c；液压锁4的第二出油口d通过回油油路连接回油油箱；在工作油缸2的回油口与所述液压锁4的第二进油口c连接的油路上连接有溢流阀。该溢流阀为卸荷溢流阀3。通过该卸荷溢流阀3可以使该液压锁4在任何高压情况下都可以顺利开启，而且使整个液压系统更节能安全。系统简单实用，不会造成额外的发热等功率损耗。

本发明实施例中的液压锁4具体结构为，如图2所示，该液压锁4包括与第一进油口a连通的第一工作腔41；液压锁4左侧(为便于说明，左右侧以图中所示说明)设置有第一弹簧腔42；第一弹簧腔42内安装有第一弹簧44以及滑动设置的第一弹簧塞43；第一弹簧塞43一端连接第一弹簧44，另一端靠在液压锁4内壁上构成第一工作腔41的部分侧壁；第一弹簧腔42内设置有供第一弹簧塞43滑动的第一滑道，第一滑道在靠近第一工作腔41的一侧面上开设有与第一出油口b连通的第一通道45。

通过上述结构，使第一进油口a和第一出油口b构成简单的单向阀结构，液压油通过第一进油口a流入第一工作腔41，在第一工作腔41内的液压油通过其压力推动第一弹簧44收缩，使第一工作腔41与第一通道45连通，第一通道45与第一出油口b连通，液压油流出第一出油口b。

为了便于控制第一工作腔41和第一通道45的连通，本发明实施例优选第一弹簧塞43上设置有伸入第一工作腔41内的第一塞柱46；第一塞柱46滑动设置在第一弹簧塞43端部；第一塞柱46一端伸入第一工作腔41内，另一端连接第一弹簧44并通过第一弹簧44密封压靠在所述第一弹簧塞43内壁上。通过液压油或者其他推力推动第一塞柱46，在第一塞柱46运动一定距离后可以使第一工作腔41和第一通道45连通，控制更方便，使用效果好。

在液压锁4右侧的结构为，如图2所示，该液压锁4还包括与第二出油口d连通的第二工作腔47，液压锁4右侧设置有第二弹簧腔48；第二弹簧腔48内安装有第二弹簧410以及滑动设置的第二弹簧塞49；第二弹簧塞49一端连接第二弹簧410，另一端靠在液压锁4内壁上构成第二工作腔47的部分侧壁；第二弹簧腔48内设置有供第二弹簧塞49滑动的第二滑道，第二滑道在靠近第二工作腔47的一侧面上开设有与第二进油口c连通的第二通道411。

通过上述结构能够使第二进油口c与第二出油口d构成一个反向设置的单向阀结构，在通过其他外力将第二弹簧410打开的情况下，液压油流经第二进油口c，然后可以通过第二通道411和第二工作腔47流出第二出油口。其具体控制第二弹簧410打开的结构在下面将展开说明。

如图2所示，第二弹簧塞49上设置有伸入第二工作腔47内的第二塞柱412；第二塞柱412密封滑动设置在第二弹簧塞49端部；第二塞柱412一端伸入第二工作腔47内，另一端固定第二弹簧410并通过第二弹簧410密封压靠在第二弹簧塞49内壁上。在第二塞柱412运动一定距离后可以使第二工作腔47和第二通道411连通，控制更方便，使用效果好。

控制第二弹簧410打开的结构具体为，如图2所示，第一工作腔41和第二工作腔47之间设置有可在液压锁4内壁滑动的滑动块413；滑动块413一端设置有与第一塞柱46对应的第一凸起414；滑动块413另一端设置有与第二塞柱412对应的第二凸起415。在左侧的第一工作腔41内有液压油时，通过其液压力推动滑动块413向右滑动，滑动块413向右滑动一段距离后，第二凸起415推动第二塞柱412运动，第二塞柱412压缩第二弹簧410，并使第二通道411和第二工作腔47连通。

该液压锁4的左右结构可以在液压系统油路换向时满足同样的液压锁功能。

本发明实施例还提供一种高背压系统下液压锁的开启方法，包括：

步骤一，通过液压锁4的第一进油口a进油，并通过其第一出油口b为工作油缸2供油；

步骤二，工作油缸2的高压回油通过溢流阀3泄压后回流到液压锁4的第二进油口c，并经液压锁4的第二出油口d流回回油油箱。

具体工作原理为：如图1和图2所示，在该液压油路中，液压油通过油源泵1从进油油箱内泵出并进入进油油路，进油油路上设置有系统溢流阀5，系统溢流阀5设定系统工作压力P，液压油通过进油油路连接换向阀6，然后，液压油流入液压锁4的第一进油口a，经液压锁4的第一出油口b流入工作油缸，工作油缸2的出油口连接液压锁的第二进油口c，在工作油缸2的出油口和液压锁4的第二进油口c之间设置有卸荷溢流阀3，卸荷溢流阀3设定压力为P3(P3大小设定为稍大于工作油缸2有杆腔工作时需要的最大压力)；液压锁4的第二出油口d连接换向阀6，换向阀的出油口通过回油油路连接回油箱，在该回油油路上也连接系统溢流阀5。

其中，液压锁4控制面积比设定为K；当换向阀6得电时，工作油缸2无杆腔压力为由0上升至P1，若工作油缸2的有杆腔有效面积A2远小于工作油缸2的无杆腔A1时，工作油缸2的有杆腔压力P2会瞬时上升，当P2+液压锁设定压力≥K*P1时，假设没有卸荷溢流阀3，液压锁将无法开启。设置卸荷溢流阀3后，当P2上升至溢流阀3设定压力P3时，卸荷溢流阀3打开，此时，工作油缸2的有杆腔压力P2＝P3+液压锁设定压力≤K*P1，工作油缸2的有杆腔压力P2瞬时压力峰值被消除，液压锁也可以顺利开启。当液压锁开启之后，P2大小取决于油缸有杆腔工作时的负载大小P0，若此负载压力P0≤P3，卸荷溢流阀3关闭，系统无额外发热等现象，也不会影响油缸正常工作状态。

本发明其他实施例还提供一种液压系统，该液压系统设置有上述的高背压下液压锁开启系统。

其中，该液压系统的进油油路上设置有油源泵1，所述油源泵1的进油口通过管路连接进油油箱；所述进油油路和所述回油油路上设置有系统溢流阀5；所述进油油路和回油油路上还设置有三位四通换向阀6。通过系统溢流阀可以保护系统部分位置的压力过载，通过三位四通换向阀6可以调整整个油路的开关及换向。

由于上述的高背压下液压锁开启系统具有上述技术效果，因此，设置有该高背压下液压锁开启系统的液压系统也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高背压下液压锁开启系统，包括液压锁(4)，其特征在于，

所述液压锁(4)的第一进油口(a)连接进油油路；

所述液压锁(4)的第一出油口(b)连接工作油缸(2)的进油口；

所述工作油缸(2)的回油口连接所述液压锁(4)的第二进油口(c)；

所述液压锁(4)的第二出油口(d)通过回油油路连接回油油箱；其中，

所述工作油缸(2)的回油口与所述液压锁(4)的第二进油口(c)连接的油路上连接有溢流阀；

所述液压锁(4)包括与所述第一进油口(a)连通的第一工作腔(41)；

所述液压锁(4)一侧设置有第一弹簧腔(42)；

所述第一弹簧腔(42)内安装有第一弹簧(44)以及滑动设置的第一弹簧塞(43)；

所述第一弹簧塞(43)一端连接所述第一弹簧(44)，另一端靠在所述液压锁(4)内壁上构成所述第一工作腔(41)的部分侧壁；

所述第一弹簧腔(42)内设置有供所述第一弹簧塞(43)滑动的第一滑道，所述第一滑道在靠近所述第一工作腔(41)的一侧面上开设有与所述第一出油口(b)连通的第一通道(45)。

2.如权利要求1所述的高背压下液压锁开启系统，其特征在于：所述溢流阀为卸荷溢流阀(3)。

3.如权利要求1或2所述的高背压下液压锁开启系统，其特征在于：所述第一弹簧塞(43)上设置有伸入所述第一工作腔(41)内的第一塞柱(46)；

所述第一塞柱(46)滑动设置在所述第一弹簧塞(43)端部；

所述第一塞柱(46)一端伸入所述第一工作腔(41)内，另一端固定所述第一弹簧(44)并通过所述第一弹簧(44)密封压靠在所述第一弹簧塞(43)内壁上。

4.如权利要求3所述的高背压下液压锁开启系统，其特征在于：所述液压锁(4)包括与所述第二出油口(d)连通的第二工作腔(47)；

所述液压锁(4)另一侧设置有第二弹簧腔(48)；

所述第二弹簧腔(48)内安装有第二弹簧(410)以及滑动设置的第二弹簧塞(49)；

所述第二弹簧塞(49)一端连接第二弹簧(410)，另一端靠在所述液压锁(4)内壁上构成所述第二工作腔(47)的部分侧壁；

所述第二弹簧腔(48)内设置有供所述第二弹簧塞(49)滑动的第二滑道，所述第二滑道在靠近所述第二工作腔(47)的一侧面上开设有与所述第二进油口(c)连通的第二通道(411)。

5.如权利要求4所述的高背压下液压锁开启系统，其特征在于：所述第二弹簧塞(49)上设置有伸入所述第二工作腔(47)内的第二塞柱(412)；

所述第二塞柱(412)滑动设置在所述第二弹簧塞(49)端部；

所述第二塞柱(412)一端伸入所述第二工作腔(47)内，另一端固定所述第二弹簧(410)并通过所述第二弹簧(410)密封压靠在所述第二弹簧塞(49)内壁上。

6.如权利要求5所述的高背压下液压锁开启系统，其特征在于：

所述第一工作腔(41)和第二工作腔(47)之间设置有可在所述液压锁(4)内壁密封滑动的滑动块(413)；

所述滑动块(413)一端设置有与所述第一塞柱(46)对应的第一凸起(414)；

所述滑动块(413)另一端设置有与所述第二塞柱(412)对应的第二凸起(415)。

7.一种液压系统，其特征在于：所述液压系统设置有如权利要求1-6任一项所述的高背压下液压锁开启系统。

8.如权利要求7所述的液压系统，其特征在于：所述进油油路上设置有油源泵(1)，所述油源泵(1)的进油口通过管路连接进油油箱；

所述进油油路和所述回油油路上设置有系统溢流阀(5)；

所述进油油路和回油油路上还设置有三位四通换向阀(6)。