CN104564868A - 合流控制系统、方法及起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合流控制系统、方法及起重机，涉及工程机械领域。本发明利用电磁阀、液控换向阀和梭阀组成的控制逻辑，能够实现双泵合流的自动控制和手动控制，提高了起重机作业的快速性和可靠性。在复合动作时，在负载压力差大到一定程度时可以自动由双泵合流状态切换到双泵独自供油的不合流状态，性能互不影响，提高复合动作效果。利用双泵合流的手动控制机制，可以根据实际工况的需要实现双泵单独工作，例如，在进行卷扬微动、变幅落、伸臂缩等操作时实现单泵工作，以此提高微动性和降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种合流控制系统、方法及起重机。
背景技术
随着工程机械的发展，人们对起重机的操作性和快速性提出了更高的要求。在现代起重机械上，流量独立分配(LUDV)控制方法经常被应用于起重机液压系统。流量独立分配控制技术的主要原理是：以执行器最高负载压力为依据，当执行器所需流量大于泵的流量时,系统会按比例将流量分配给各执行器，而不是流向轻负载的执行器。
按照流量独立分配控制技术，复合动作时，在负载压差较大的工况下，如果仍按固有比例将流量分配给各执行器，则可能会导致有些执行器供油不足，故而出现复合动作失效的现象，给用户的使用带来极大的不便。
发明内容
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：在负载压差较大的工况下复合动作失效的问题。
根据本发明实施例的一个方面提供的一种合流控制系统，包括：电磁阀、梭阀、液控换向阀和合流阀；其中，电磁阀的进油口连通控制压力源，梭阀的第一进油口连通液控换向阀的工作油口，梭阀的第二进油口连通电磁阀的工作油口，梭阀的出油口连通合流阀的控制端，液控换向阀的液控端连通至少一个第一负载压力源，液控换向阀的进油口连通至少一个第二负载压力源，合流阀的第一油口连通第一主泵，合流阀的第二油口连通第二主泵；电磁阀得电后，电磁阀的进油口与工作油口连通，电磁阀失电后，电磁阀的工作油口与回油口连通；液控换向阀通过其液控端换向后，液控换向阀的进油口与工作油口连通，液控换向阀复位后，液控换向阀的工作油口与回油口连通。
在一个实施例中，在液控换向阀的液控端与第一负载压力源连通的油路上设置有第一梭阀，第一梭阀的进油口连通第一负载压力源，第一梭阀的出油口连通液控换向阀的液控端；在液控换向阀的进油口与第二负载压力源连通的油路上设置有第二梭阀，第二梭阀的进油口连通第二负载压力源，第二梭阀的出油口连通液控换向阀的进油口。
在一个实施例中，在液控换向阀的液控端与第一负载压力源连通的油路上设置有至少一个第一单向阀，每个第一单向阀的进油口分别连通一个第一负载压力源，第一单向阀的出油口连通液控换向阀的液控端；在液控换向阀的进油口与第二负载压力源连通的油路上设置有至少一个第二单向阀，每个第二单向阀的进油口分别连通一个第二负载压力源，第二单向阀的出油口连通液控换向阀的进油口。
在一个实施例中，合流控制系统还包括：第一定差流量阀和第二定差流量阀；第一定差流量阀的进油口连通合流阀的第三油口，第一定差流量阀的出油口连通油箱；第二定差流量阀的进油口连通合流阀的第四油口，第二定差流量阀的出油口连通油箱。
在一个实施例中，合流控制系统还包括：第一溢流阀和第二溢流阀；第一溢流阀的进油口连通合流阀的第三油口，第一溢流阀的出油口连通油箱；第二溢流阀的进油口连通合流阀的第四油口，第二溢流阀的出油口连通油箱。
在一个实施例中，在第一单向阀与油箱的回油油路上设置有第一阻尼网络，在第二单向阀与油箱的回油油路上设置有第二阻尼网络。
根据本发明实施例的再一个方面提供的一种起重机，包括前述任一实施例中的合流控制系统。
根据本发明实施例的又一个方面提供的一种基于前述任一实施例中的合流控制系统的合流控制方法，包括以下控制过程：
当第一负载压力源向液控换向阀的液控端输出的控制压力为零且电磁阀处于失电状态时，液控换向阀复位，第二负载压力源的负载油源不能通过液控换向阀与梭阀连通，同时控制压力源的控制压力油被堵塞不能通过电磁阀与梭阀连通，梭阀向合流阀的控制端输出的控制压力为零，合流阀处于上位，此时第一主泵和第二主泵处于合流状态；
当电磁阀处于得电状态时，控制压力源的控制压力油通过电磁阀与梭阀连通，梭阀输出的控制压力进入合流阀的控制端，合流阀处于下位，此时第一主泵和第二主泵被合流阀切断处于不合流状态；
当复合动作时，第一负载压力源的负载压力作用于液控换向阀的液控端，使液控换向阀工作在左侧位，此时第二负载压力源的负载压力通过液控换向阀的左侧位与梭阀相通，并通过梭阀作用于合流阀的控制端，当第二负载压力源的负载压力增加到足以克服合流阀的换向弹簧时，合流阀换向，第一主泵和第二主泵由合流状态转换为不合流状态。
在一个实施例中，通过设置第一定差流量阀和第二定差流量阀形成一个小旁通流量，从而在操作结束时及时对负载反馈油路的压力进行卸荷。
在一个实施例中，通过设置第一溢流阀和第二溢流阀来限制负载反馈油路的最高压力，以保护液压油泵的工作压力。
本发明实施例至少具有以下有益效果：
利用电磁阀、液控换向阀和梭阀组成的控制逻辑，能够实现双泵合流的自动控制和手动控制，提高了起重机作业的快速性和可靠性。在复合动作时，在负载压力差大到一定程度时可以自动由双泵合流状态切换到双泵独自供油的不合流状态，性能互不影响，提高复合动作效果。利用双泵合流的手动控制机制，可以根据实际工况的需要实现双泵单独工作，例如，在进行卷扬微动、变幅落、伸臂缩等操作时实现单泵工作，以此提高微动性和降低能耗。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明合流控制系统一个实施例的原理示意图。
图2为本发明合流控制系统一个应用实施例的原理示意图。
图3为本发明合流控制系统再一应用实施例的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明合流控制系统一个实施例的原理示意图。参考图1所示，本实施例的合流控制系统包括：电磁阀1、梭阀2、液控换向阀3和合流阀4。合流控制系统主要利用电磁阀1和液控换向阀3，通过梭阀2对合流阀4的先导油进行逻辑控制实现第一主泵P1与第二主泵P2的合流控制。其中，电磁阀1的进油口连通控制压力源P，梭阀2的第一进油口连通液控换向阀3的工作油口，梭阀2的第二进油口连通电磁阀1的工作油口，梭阀2的出油口连通合流阀4的控制端，液控换向阀3的液控端连通至少一个第一负载压力源，液控换向阀3的进油口连通至少一个第二负载压力源，合流阀4的第一油口连通第一主泵P1，合流阀4的第二油口连通第二主泵P2；电磁阀1得电后，电磁阀1的进油口与工作油口连通，电磁阀1失电后，电磁阀1的工作油口与回油口连通；液控换向阀3通过其液控端换向后，液控换向阀3的进油口与工作油口连通，液控换向阀3复位后，液控换向阀3的工作油口与回油口连通。T表示回油口。
在合流控制系统中，还可以包括：第一定差流量阀61和第二定差流量阀62；第一定差流量阀61的进油口连通合流阀4的第三油口，第一定差流量阀61的出油口连通油箱；第二定差流量阀62的进油口连通合流阀4的第四油口，第二定差流量阀62的出油口连通油箱。通过设置定差流量阀，可以形成一个小旁通流量，从而在操作结束时及时对负载反馈油路的压力进行卸荷，从而消除由于双泵突然合流带来的压力波动，提高合流的平稳性。
在合流控制系统中，还可以包括：第一溢流阀71和第二溢流阀72；第一溢流阀71的进油口连通合流阀4的第三油口，第一溢流阀71的出油口连通油箱；第二溢流阀72的进油口连通合流阀4的第四油口，第二溢流阀72的出油口连通油箱。通过设置溢流阀可以用来限制负载反馈油路的最高压力，以保护液压油泵的工作压力。
在合流控制系统中，还可以在合流阀4的先导油路中设置节油口，可以增加合流阀控制压力的平稳性，保证合流阀平稳换向，从而消除压力冲击。
在起重机作业时，比较典型的复合动作例如是主/副卷扬与变幅的复合动作，主/副卷扬与伸缩的复合动作等等。因此，第一/第二负载压力源例如包括但不限于主卷扬负载压力、副卷扬负载压力、变幅负载压力、伸缩负载压力等。并且，当第一负载压力源或者第二负载压力源不止一个时，各负载压力源之间相对于合流控制系统逻辑“或”的关系可以通过梭阀或者单向阀实现，下面分别说明。
参考图2所示，在液控换向阀3的液控端与第一负载压力源连通的油路上设置有第一梭阀21，第一梭阀21的进油口连通第一负载压力源，第一梭阀21的出油口连通液控换向阀3的液控端。在液控换向阀3的进油口与第二负载压力源连通的油路上设置有第二梭阀22，第二梭阀22的进油口连通第二负载压力源，第二梭阀22的出油口连通液控换向阀3的进油口。以第一负载压力源包括主卷扬负载压力、副卷扬负载压力，第二负载压力源包括变幅负载压力、伸缩负载压力为例，第一梭阀21的两个进油口分别连通主卷扬负载压力、副卷扬负载压力，第二梭阀22的两个进油口分别连通变幅负载压力、伸缩负载压力。
参考图3所示，在液控换向阀3的液控端与第一负载压力源连通的油路上设置有至少一个第一单向阀51，每个第一单向阀51的进油口分别连通一个第一负载压力源，第一单向阀51的出油口连通液控换向阀3的液控端。在液控换向阀3的进油口与第二负载压力源连通的油路上设置有至少一个第二单向阀52，每个第二单向阀52的进油口分别连通一个第二负载压力源，第二单向阀52的出油口连通液控换向阀3的进油口。仍以第一负载压力源包括主卷扬负载压力、副卷扬负载压力，第二负载压力源包括变幅负载压力、伸缩负载压力为例，设置两个第一单向阀51，每个第一单向阀51的进油口分别连通主卷扬负载压力、副卷扬负载压力，设置两个第二单向阀52，每个第二单向阀52分别连通变幅负载压力、伸缩负载压力。
由于单向阀无法回流，因此，可以在第一单向阀51与油箱的回油油路上设置有第一阻尼网络81，在第二单向阀52与油箱的回油油路上设置有第二阻尼网络82，以便及时卸荷。为了过滤油中的杂质，还可以在回油油路中设置过滤器，提高系统的安全性，具体地，第一过滤器91设置在第一单向阀51与第一阻尼网络81之间，第二过滤器92设置在第二单向阀52与第二阻尼网络82之间。
基于上述任一实施例中提供的合流控制系统的合流控制方法，包括以下控制过程：
(1)合流手动控制方式
可以设置一个控制按钮，用来控制电磁阀1的得电与失电，进而控制双泵的合流与不合流。一种具体的实现方式，控制按钮被按下，电磁阀1得电，控制按钮弹起，电磁阀1失电。下面具体说明合流手动控制过程。
当第一负载压力源向液控换向阀3的液控端输出的控制压力为零(例如起重机未操作时)且电磁阀1处于失电状态时，液控换向阀3复位(即处于右位)，第二负载压力源的负载油源不能通过液控换向阀3与梭阀2连通，同时电磁阀1位于右位，控制压力源P的控制压力油被堵塞不能通过电磁阀1与梭阀2连通，梭阀2向合流阀4的控制端输出的控制压力为零，合流阀4处于上位，此时第一主泵P1和第二主泵P2处于合流状态，即第一主泵P1和第二主泵P2合流后同时为主副卷扬、变幅、伸缩进行供油。
当电磁阀1处于得电状态时，电磁阀1位于左位，控制压力源P的控制压力油通过电磁阀1与梭阀2连通，梭阀2输出的控制压力进入合流阀4的控制端，合流阀4处于下位，此时第一主泵P1和第二主泵P2被合流阀4切断处于不合流状态，只能单独各自供油，即第一主泵P1可以给主副卷扬供油，第二主泵P2给伸缩和变幅供油，双泵独自供油，性能各不影响。
利用双泵合流的手动控制机制，可以根据实际工况的需要通过控制电磁阀1的得电与失电进而实现双泵合流或双泵单独工作，例如，在进行卷扬微动、变幅落、伸臂缩等操作时可以单泵工作，以此提高微动性和降低能耗。
(2)合流自动控制方式
当复合动作时，例如起重机做主副卷与变幅的复合动作或主副卷与伸缩的复合动作时，第一负载压力源的负载压力作用于液控换向阀3的液控端，使液控换向阀3工作在左侧位，此时第二负载压力源的负载压力通过液控换向阀3的左侧位与梭阀2相通，由于梭阀2的另一个进油口与电磁阀1相通，直接回油，所以第二负载压力源的负载压力通过梭阀2作用于合流阀4的控制端，当第二负载压力源的负载压力增加到足以克服合流阀4的换向弹簧时，合流阀4换向，第一主泵P1和第二主泵P2由合流状态转换为不合流状态，此时第一主泵P1和第二主泵P2分别驱动主/副卷扬和伸缩/变幅进行动作，并且复合动作相互不影响，复合动作更加可靠。
在合流控制方法中，还可以通过设置第一定差流量阀61和第二定差流量阀62形成一个小旁通流量，从而在操作结束时及时对负载反馈油路的压力进行卸荷。
在合流控制方法中，还可以通过设置第一溢流阀71和第二溢流阀72来限制负载反馈油路的最高压力，以保护液压油泵的工作压力。
本发明提供的合流控制系统可以应用在起重机上。
在本发明提供的起重机的示意性实施例中，起重机包括上述任一实施例中的合流控制系统。
通过上述各实施例的描述，可以推导出本发明至少具有以下优点：利用电磁阀、液控换向阀和梭阀组成的控制逻辑，能够实现双泵合流的自动控制和手动控制，提高了起重机作业的快速性和可靠性。在复合动作时，在负载压力差大到一定程度时可以自动由双泵合流状态切换到双泵独自供油的不合流状态，性能互不影响，提高复合动作效果。利用双泵合流的手动控制机制，可以根据实际工况的需要实现双泵单独工作，例如，在进行卷扬微动、变幅落、伸臂缩等操作时实现单泵工作，以此提高微动性和降低能耗。
在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)
1.一种合流控制系统，其特征在于，包括：电磁阀(1)、梭阀(2)、液控换向阀(3)和合流阀(4)；其中，电磁阀(1)的进油口连通控制压力源，梭阀(2)的第一进油口连通液控换向阀(3)的工作油口，梭阀(2)的第二进油口连通电磁阀(1)的工作油口，梭阀(2)的出油口连通合流阀(4)的控制端，液控换向阀(3)的液控端连通至少一个第一负载压力源，液控换向阀(3)的进油口连通至少一个第二负载压力源，合流阀(4)的第一油口连通第一主泵，合流阀(4)的第二油口连通第二主泵；电磁阀(1)得电后，电磁阀(1)的进油口与工作油口连通，电磁阀(1)失电后，电磁阀(1)的工作油口与回油口连通；液控换向阀(3)通过其液控端换向后，液控换向阀(3)的进油口与工作油口连通，液控换向阀(3)复位后，液控换向阀(3)的工作油口与回油口连通。
2.根据权利要求1所述的合流控制系统，其特征在于，
在液控换向阀(3)的液控端与第一负载压力源连通的油路上设置有第一梭阀(21)，第一梭阀(21)的进油口连通第一负载压力源，第一梭阀(21)的出油口连通液控换向阀(3)的液控端；
在液控换向阀(3)的进油口与第二负载压力源连通的油路上设置有第二梭阀(22)，第二梭阀(22)的进油口连通第二负载压力源，第二梭阀(22)的出油口连通液控换向阀(3)的进油口。
3.根据权利要求1所述的合流控制系统，其特征在于，
在液控换向阀(3)的液控端与第一负载压力源连通的油路上设置有至少一个第一单向阀(51)，每个第一单向阀(51)的进油口分别连通一个第一负载压力源，第一单向阀(51)的出油口连通液控换向阀(3)的液控端；
在液控换向阀(3)的进油口与第二负载压力源连通的油路上设置有至少一个第二单向阀(52)，每个第二单向阀(52)的进油口分别连通一个第二负载压力源，第二单向阀(52)的出油口连通液控换向阀(3)的进油口。
4.根据权利要求1所述的合流控制系统，其特征在于，还包括：第一定差流量阀(61)和第二定差流量阀(62)；第一定差流量阀(61)的进油口连通合流阀(4)的第三油口，第一定差流量阀(61)的出油口连通油箱；第二定差流量阀(62)的进油口连通合流阀(4)的第四油口，第二定差流量阀(62)的出油口连通油箱。
5.根据权利要求1所述的合流控制系统，其特征在于，还包括：第一溢流阀(71)和第二溢流阀(72)；第一溢流阀(71)的进油口连通合流阀(4)的第三油口，第一溢流阀(71)的出油口连通油箱；第二溢流阀(72)的进油口连通合流阀(4)的第四油口，第二溢流阀(72)的出油口连通油箱。
6.根据权利要求3所述的合流控制系统，其特征在于，在第一单向阀(51)与油箱的回油油路上设置有第一阻尼网络(81)，在第二单向阀(52)与油箱的回油油路上设置有第二阻尼网络(82)。
7.一种起重机，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的合流控制系统。
8.一种基于权利要求1-6任一项所述的合流控制系统的合流控制方法，其特征在于，包括以下控制过程：
当第一负载压力源向液控换向阀(3)的液控端输出的控制压力为零且电磁阀(1)处于失电状态时，液控换向阀(3)复位，第二负载压力源的负载油源不能通过液控换向阀(3)与梭阀(2)连通，同时控制压力源的控制压力油被堵塞不能通过电磁阀(1)与梭阀(2)连通，梭阀(2)向合流阀(4)的控制端输出的控制压力为零，合流阀(4)处于上位，此时第一主泵和第二主泵处于合流状态；
当电磁阀(1)处于得电状态时，控制压力源的控制压力油通过电磁阀(1)与梭阀(2)连通，梭阀(2)输出的控制压力进入合流阀(4)的控制端，合流阀(4)处于下位，此时第一主泵和第二主泵被合流阀(4)切断处于不合流状态；
当复合动作时，第一负载压力源的负载压力作用于液控换向阀(3)的液控端，使液控换向阀(3)工作在左侧位，此时第二负载压力源的负载压力通过液控换向阀(3)的左侧位与梭阀(2)相通，并通过梭阀(2)作用于合流阀(4)的控制端，当第二负载压力源的负载压力增加到足以克服合流阀(4)的换向弹簧时，合流阀(4)换向，第一主泵和第二主泵由合流状态转换为不合流状态。
9.根据权利要求8所述的合流控制方法，其特征在于，通过设置第一定差流量阀(61)和第二定差流量阀(62)形成一个小旁通流量，从而在操作结束时及时对负载反馈油路的压力进行卸荷。
10.根据权利要求8所述的合流控制方法，其特征在于，通过设置第一溢流阀(71)和第二溢流阀(72)来限制负载反馈油路的最高压力，以保护液压油泵的工作压力。
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