CN105967076A - 一种双缸自由伸缩液压控制系统及其起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双缸自由伸缩液压控制系统，其包括伸缩选择换向阀、一级油缸、二级油缸以及自由伸缩控制阀；伸缩选择换向阀在第一工作位置、自由伸缩换向阀在其第一工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路的压力油迫使一级油缸缩回；伸缩选择换向阀在第二工作位置、自由伸缩换向阀在其第二工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路的压力油迫使二级油缸缩回。本发明通过伸缩选择换向阀和自由伸缩控制阀两者工位配合，由此可以实现了一、二级油缸的自由伸缩，并且在伸缩过程中两个油缸彼此相互独立，没有干涉。

Description

一种双缸自由伸缩液压控制系统及其起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种双缸自由伸缩液压控制系统及其包含该双缸自由伸缩液压控制系统的起重机。

背景技术

现代起重机械上，对于多节臂式的伸缩系统多使用一级油缸和二级油缸来实现臂节的伸缩，其中，二节臂由液压油流经一级油缸来驱动的，后续的伸缩臂则是通过二级油缸带动。

一级油缸缸筒与二级油缸活塞杆均固定在二节臂上，保证一级油缸的缸筒与二级油缸的活塞缸的相对位置保持不变。两个油缸的有杆腔相通，且每个油缸的无杆腔均设置有平衡阀，防止油缸在重力的作用下回缩。一级油缸和二级油缸通过伸缩切换阀来实现伸缩的切换。一级油缸内部通常设置有芯管，作为液压通路给二级油缸的无杆腔供油。

然而目前的双伸缩油缸的结构方式无法实现2个油缸缩臂时的独立控制。如图1所示，在二级油缸3伸出的状态下缩一级油缸2，由于一级油缸2和二级油缸3的有杆腔相通，均有压力。此时平衡阀14和15均处于开启状态，由于一级油缸2芯管卸荷阀处于开启状态。此时如果卸荷阀的压力设置的过高，则一级油缸2芯管内的油液会进入到二级油缸3的无杆腔，导致二级油缸3伸出；而若卸荷阀的压力设置过低，则二级油缸3的无杆腔的压力油通过一级油缸2的芯管进行卸荷，导致二级油缸3出现缩回。

基于以上缺陷，该系统不能够满足真正意义上的一、二级油缸的自由切换伸缩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双缸自由伸缩液压控制系统及其起重机，以解决现有技术中的一、二级油缸不能自由切换伸缩的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种双缸自由伸缩液压控制系统，其包括伸缩选择换向阀、一级油缸、二级油缸以及自由伸缩控制阀；

所述伸缩选择换向阀包括第一工作油口、第二工作油口、压力油口和回油油口四个工作油口；压力油口与系统压力油路连通；回油油口与系统回油油路连通；

伸缩选择换向阀的配置为：在第一工作位置，压力油口与第一工作油口连通，回油油口与第二工作油口连通；在第二工作位置，压力油口与第二工作油口连通，第一工作油口和回油油口均关闭；

一级油缸包括芯管腔、无杆腔和有杆腔；其中，芯管腔与伸缩选择换向阀的第二工作油口连通，无杆腔与伸缩选择换向阀的第一工作油口连通；有杆腔与有杆腔进出油管路连通；

二级油缸包括无杆腔和有杆腔；二级油缸无杆腔与一级油缸的芯管腔连通；

自由伸缩控制阀用于控制一级油缸的有杆腔与二级油缸的有杆腔之间的通断；

自由伸缩控制阀包括自由伸缩换向阀，自由伸缩换向阀包括进油口和出油口；自由伸缩换向阀的进油口与一级油缸的有杆腔连通，出油口与二级油缸的有杆腔连接；

自由伸缩换向阀的配置为：在其第一工作位置，进油口和出油口关闭或单向导通，一级油缸的有杆腔内的液压油不能经进油口和出油口流入二级油缸的有杆腔内；在其第二工作位置，进油口和出油口双向导通；

伸缩选择换向阀在第一工作位置、自由伸缩换向阀在其第一工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路的压力油迫使一级油缸缩回；伸缩选择换向阀在第二工作位置、自由伸缩换向阀在其第二工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路的压力油迫使二级油缸缩回。

本发明通过伸缩选择换向阀和自由伸缩控制阀两者工位配合，由此可以实现了一、二级油缸的自由伸缩，并且在伸缩过程中两个油缸彼此相互独立，没有干涉。

进一步地，所述自由伸缩换向阀为两位二通电磁换向阀。

进一步地，所述自由伸缩控制阀还包括单向阀；

单向阀与所述自由伸缩换向阀并联设置，单向阀的入口与二级油缸的有杆腔连通，单向阀的出口与一级油缸的有杆腔连通；

所述自由伸缩换向阀为两位二通液控换向阀；自由伸缩换向阀还包括第一控制油口和第二控制油口；第一控制油口设置在自由伸缩换向阀第二工作位置一端，第二控制油口设置在自由伸缩换向阀第一工作位置一端；

第一控制油口与所述一级油缸的有杆腔连通；第二控制油口与一级油缸的芯管腔连通；

伸缩选择换向阀在第一工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路的压力油的压力值大小不足以通过所述第一控制油口迫使自由伸缩换向阀更换工作位置，自由伸缩换向阀处于其第一工作位置，来自所述有杆腔进出油管路的压力油流入一级油缸的有杆腔内迫使一级油缸缩回；

伸缩选择换向阀在第二工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路的压力油的压力值大小足以通过所述第一控制油口迫使自由伸缩换向阀更换工作位置，自由伸缩换向阀变更至其第二工作位置，来自所述有杆腔进出油管路的压力油流入二级油缸的有杆腔内迫使二级油缸缩回。

通过设置单向阀，在二级油缸伸出时，伸缩选择换向阀处于第二工作位置，用于伸展臂节的系统压力油自压力油口经过伸缩选择换向阀第二工作油口进入一级油缸的芯管腔，最后进入二级油缸的无杆腔，从而推动二级油缸的活塞杆伸出；系统压力油同时推动自由伸缩换向阀复位，回到第一工作位置，进油口和出油口非导通，二级油缸的有杆腔内的油经过单向阀、一级油缸有杆腔和有杆腔进出油管路排出，从而顺利实现二级油缸的伸展。

进一步地，所述自由伸缩换向阀为两位二通液控换向阀；自由伸缩换向阀还包括第一控制油口和第二控制油口；第一控制油口设置在自由伸缩换向阀第二工作位置一端，第二控制油口设置在自由伸缩换向阀第一工作位置一端；

第一控制油口与所述一级油缸的有杆腔连通；第二控制油口与一级油缸的芯管腔连通；

所述自由伸缩换向阀的配置为：

在其第一工作位置，自由伸缩换向阀的进油口和出油口单向导通，二级油缸的有杆腔内的液压油可以经进油口和出油口流入一级油缸的有杆腔内；而一级油缸的有杆腔内的液压油无法经进油口和出油口流入二级油缸的有杆腔内；

在其第二工作位置，自由伸缩换向阀的进油口和出油口双向导通，一级油缸的有杆腔内的液压油可以经进油口和出油口流入二级油缸的有杆腔内；

伸缩选择换向阀在第一工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路的压力油的压力值大小不足以通过所述第一控制油口迫使自由伸缩换向阀更换工作位置，自由伸缩换向阀处于其第一工作位置，来自所述有杆腔进出油管路的压力油流入一级油缸的有杆腔内迫使一级油缸缩回；

伸缩选择换向阀在第二工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路的压力油的压力值大小足以通过所述第一控制油口迫使自由伸缩换向阀更换工作位置，自由伸缩换向阀变更至其第二工作位置，来自所述有杆腔进出油管路的压力油流入二级油缸的有杆腔内迫使二级油缸缩回。

进一步地，来自所述有杆腔进出油管路的压力油作用于所述自由伸缩换向阀第一控制油口的压力为第一控制压力，来自所述芯管腔的压力油作用于自由伸缩换向阀第二控制油口的压力为第二控制压力；

通过调控所述伸缩选择换向阀的所述压力油口处的系统压力油、有杆腔进出油管路的压力油的压力大小，使得第一控制压力小于第二控制压力，所述一级油缸缩回；

通过调控所述伸缩选择换向阀的所述压力油口处的系统压力油、有杆腔进出油管路的压力油的压力大小，使得第一控制压力大于第二控制压力，所述二级油缸缩回。

在缩臂时，通过控制自由伸缩换向阀两端控制油口的压力值大小，而实现其工作位置的变化，当第二控制油口所承受的的压力固定时，通过调整有杆腔进出油管路的压力大小、以及配合伸缩选择换向阀的工作位置变化，就可以自由选择缩回一级油缸和二级油缸。

进一步地，所述自由伸缩换向阀在所述第二控制油口一端设置有调节弹簧，调节弹簧趋向于迫使自由伸缩换向阀的阀芯处于其第一工作位置；来自所述有杆腔进出油管路的压力油作用于自由伸缩换向阀第一控制油口的压力为第一控制压力，来自所述芯管腔的压力油作用于自由伸缩换向阀第二控制油口的压力为第二控制压力；

所述一级油缸缩回时，第一控制压力小于第二控制压力与调节弹簧的作用力之和；

所述二级油缸缩回时，第一控制压力大于第二控制压力与调节弹簧的作用力之和。

与上述技术方案相比，本发明通过设置调节弹簧，缩回一级油缸时，可以不赋予压力油口的系统油压或者赋予的油压较小，由此结构相对简单，而且更加稳定可靠。

进一步地，所述控制系统还包括一级油缸平衡阀，一级油缸平衡阀包括第一油口、第二油口和控制油口；一级油缸平衡阀的第一油口与所述伸缩选择换向阀的第一工作油口连通，第二油口和所述一级油缸的无杆腔连通，一级油缸平衡阀的控制油口与一级油缸的有杆腔连通。

进一步地，所述控制系统还包括二级油缸平衡阀，二级油缸平衡阀包括第一油口、第二油口和控制油口；二级油缸平衡阀的第一油口与所述一级油缸的芯管腔连通，第二油口和所述二级油缸的无杆腔连通，二级油缸平衡阀的控制油口与二级油缸的有杆腔连通；一级油缸的芯管腔通过二级油缸平衡阀与二级油缸的无杆腔连接。

进一步地，所述伸缩选择换向阀为两位四通电磁换向阀。

进一步地，所述伸缩选择换向阀为两位四通液控换向阀，所述伸缩选择换向阀还包括控制油口，控制油口通过辅助控制阀与控制油路连通。

进一步地，所述控制系统还包括用于在所述一级油缸活塞杆伸出时向其芯管腔补油的保压控制阀；保压控制阀为单向溢流阀，其包括并联设置的直动式溢流阀和单向阀；直动式溢流阀的入口、单向阀的出口与所述伸缩选择换向阀的回油油口T连通；直动式溢流阀的出口、单向阀的入口与系统回油油路连通。

一种起重机，所述起重机包括上述的双缸自由伸缩液压控制系统。

根据权利要求所述的起重机，所述起重机为包括多臂节伸缩系统的起重机。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是相关技术中的五节臂起重机双伸缩油缸的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的一种双缸自由伸缩液压控制系统结构示意图；

图3是本发明实施例2提供的一种双缸自由伸缩液压控制系统结构示意图；

图4是本发明实施例2中自由伸缩换向阀另一种实施方式的结构示意图；

图5是本发明实施例3中自由伸缩换向阀的结构示意图；

图6是本发明实施例4中伸缩选择换向阀和保压控制阀的结构示意图；

图7是本发明实施例4中保压控制阀另一种实施方式的结构示意图；

图中：

1－伸缩选择换向阀； 2－一级油缸； 3－二级油缸；

4－自由伸缩控制阀； 5－芯管腔；6－无杆腔；

7－有杆腔；8－无杆腔； 9－有杆腔；

10－一级油缸平衡阀； 11－二级油缸平衡阀； 12－辅助控制阀；

13－保压控制阀；14、15－平衡阀； 13b－单向阀；

4a－自由伸缩换向阀； 4b－单向阀；13a－直动式溢流阀；

A－第一工作油口； B－第二工作油口； C－有杆腔进出油管路；

D－控制油口；F－控制油路；P－压力油口；

T－回油油口； Y－系统压力油路；

41－进油口；42－出油口；43－第一控制油口；

44－第二控制油口； 45－调节弹簧；

101－第一油口；102－第二油口；103－控制油口；

111－第一油口；112－第二油口；113－控制油口；

131－进口；132－出口；133－控制油口；

134－调节弹簧。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图2所示，本实施例提供的一种双缸自由伸缩液压控制系统，其包括伸缩选择换向阀1、一级油缸2、二级油缸3以及自由伸缩控制阀4；

伸缩选择换向阀1包括第一工作油口A、第二工作油口B、压力油口P和回油油口T四个工作油口；压力油口P与系统压力油路Y连通；回油油口T与系统回油油路连通；

伸缩选择换向阀1的配置为：在第一工作位置，压力油口P与第一工作油口A连通，回油油口T与第二工作油口B连通；在第二工作位置，压力油口P与第二工作油口B连通，第一工作油口A和回油油口T均关闭。

一级油缸2包括芯管腔5、无杆腔6和有杆腔7；其中，芯管腔5与伸缩选择换向阀1的第二工作油口B连通，无杆腔6与伸缩选择换向阀1的第一工作油口A连通；有杆腔7与有杆腔进出油管路C连通。

二级油缸3包括无杆腔8和有杆腔9；二级油缸3无杆腔8与一级油缸2的芯管腔5连通；

自由伸缩控制阀4用于控制一级油缸2的有杆腔7与二级油缸3的有杆腔9之间的通断；

自由伸缩控制阀4包括自由伸缩换向阀4a，自由伸缩换向阀4a包括进油口41和出油口42；其进油口41与一级油缸2的有杆腔7连通，出油口42与二级油缸3的有杆腔9连接；

自由伸缩换向阀4a的配置为：在其第一工作位置，进油口41和出油口42非导通，一级油缸2的有杆腔7内的液压油无法经进油口41和出油口42流入二级油缸3的有杆腔9内；

在其第二工作位置，进油口41和出油口42导通，一级油缸2的有杆腔7内的液压油可以经进油口41和出油口42流入二级油缸3的有杆腔9内。

伸缩选择换向阀1在第一工作位置、自由伸缩换向阀4a在其第一工作位置时，来自有杆腔进出油管路C的压力油迫使一级油缸2缩回；

伸缩选择换向阀1在第二工作位置、自由伸缩换向阀4a在其第二工作位置时，来自有杆腔进出油管路C的压力油迫使二级油缸3缩回。

在本实施例中，通过伸缩选择换向阀1和自由伸缩控制阀4两者工位配合，由此可以实现了一、二级油缸的自由伸缩，并且在伸缩过程中两个油缸彼此相互独立，没有干涉。

为了防止在油缸在伸出后，在外部载荷的作用下缩回，控制系统还增设了一级油缸平衡阀10和二级油缸平衡阀11。

一级油缸平衡阀10包括第一油口101、第二油口102和控制油口103；一级油缸平衡阀10的第一油口101与伸缩选择换向阀1的第一工作油口A连通，第二油口102和一级油缸2的无杆腔6连通，一级油缸平衡阀10的控制油口103与一级油缸2的有杆腔7连通。

二级油缸平衡阀11包括第一油口111、第二油口112和控制油口113；二级油缸平衡阀11的第一油口111与一级油缸2的芯管腔5连通，第二油口112和二级油缸3的无杆腔8连通，二级油缸平衡阀11的控制油口113与二级油缸3的有杆腔9连通；一级油缸2的芯管腔5通过二级油缸平衡阀11与二级油缸3的无杆腔8连通。

平衡阀包括单向阀式工位和节流阀式工位，油缸伸出时，平衡阀处于单向阀式工位上，液压油顺利进入无杆腔的内，当伸出动作完成后，无杆腔内的液压油无法回流，从而实现了油缸活塞的锁定；

当油缸需要缩回时，平衡阀在来自有杆腔进出油管路的液压油的作用下，变更为节流阀式工位，油缸内无杆腔内液压油经平衡阀流出。

其中，自由伸缩换向阀4a为两位二通电磁换向阀。伸缩选择换向阀1为两位四通电磁换向阀。

自由伸缩换向阀4a和伸缩选择换向阀1分别与控制器电连接，控制器根据伸/缩一级或二级油缸的不同指令需求，直接控制两个换向阀的工作位置，从而实现两个油缸的自由伸缩。本发明结构简单，而操作简便。

实施例2

本实施例提供的一种双缸自由伸缩液压控制系统是在实施例1的基础上做出的进一步改进，其与实施例结构基本相同，不同之处如下。

如图3所示，本实施例提供的一种双缸自由伸缩液压控制系统的自由伸缩控制阀4还包括单向阀4b；

单向阀4b与自由伸缩换向阀4a并联设置，单向阀4b的入口与二级油缸3的有杆腔9连通，单向阀4b的出口与一级油缸2的有杆腔7连通；

自由伸缩换向阀4a为两位二通液控换向阀；自由伸缩换向阀4a还包括第一控制油口43和第二控制油口44；第一控制油口43设置在自由伸缩换向阀4a第二工作位置一端，第二控制油口44设置在自由伸缩换向阀4a第一工作位置一端；第一控制油口43与一级油缸2的有杆腔7连通；第二控制油口44与一级油缸2的芯管腔5连通；

伸缩选择换向阀1在第一工作位置时，来自有杆腔进出油管路C的压力油的压力值大小不足以通过第一控制油口43迫使自由伸缩换向阀4a更换工作位置，自由伸缩换向阀4a处于其第一工作位置，来自有杆腔进出油管路C的压力油流入一级油缸2的有杆腔内迫使一级油缸2缩回；

伸缩选择换向阀1在第二工作位置时，来自有杆腔进出油管路C的压力油的压力值大小足以通过第一控制油口43迫使自由伸缩换向阀4a更换工作位置，自由伸缩换向阀4a变更至其第二工作位置，来自有杆腔进出油管路C的压力油流入二级油缸3的有杆腔9内迫使二级油缸3缩回。

通过设置单向阀，在二级油缸伸出时，伸缩选择换向阀1处于第二工作位置，用于伸展臂节的系统压力油自压力油口P经过伸缩选择换向阀1第二工作油口B进入一级油缸2的芯管腔5，最后进入二级油缸3的无杆腔8，从而推动二级油缸3的活塞杆伸出；系统压力油同时推动自由伸缩换向阀4a复位，使其回到第一工作位置，进油口41和出油口42非导通，二级油缸的有杆腔内的油经过单向阀4b、一级油缸有杆腔和有杆腔进出油管路C排出，从而顺利实现二级油缸的伸展。

来自有杆腔进出油管路C的压力油作用于自由伸缩换向阀4a第一控制油口43的压力为第一控制压力，来自芯管腔5的液压油作用于自由伸缩换向阀4a第二控制油口44的压力为第二控制压力；

为了通过液压实现对自由伸缩换向阀4a工作位置的控制，可以通过调控压力油口P处的系统压力油、有杆腔进出油管路C的压力油的压力大小，使得第一控制压力小于第二控制压力；从而实现一级油缸2的缩回；另外，通过调控压力油口P处的系统压力油、有杆腔进出油管路C的压力油的压力大小，使得第一控制压力大于第二控制压力，实现二级油缸3缩回。

在缩臂时，通过控制自由伸缩换向阀4a两端控制油口的压力值大小，而实现其工作位置的变化，当第二控制油口44所承受的的压力固定时，通过调整有杆腔进出油管路C的压力大小、以及配合伸缩选择换向阀1的工作位置变化，就可以自由选择缩回一级油缸和二级油缸。

如图4所示，本实施例中自由伸缩换向阀4a更为优选的方式是：自由伸缩换向阀4a在第二控制油口44一端设置有调节弹簧45，调节弹簧45趋向于迫使自由伸缩换向阀4a的阀芯处于其第一工作位置；来自有杆腔进出油管路C的压力油作用于自由伸缩换向阀4a第一控制油口43的压力为第一控制压力，来自芯管腔5的压力油作用于自由伸缩换向阀4a第二控制油口44的压力为第二控制压力；

一级油缸2缩回时，第一控制压力小于第二控制压力与调节弹簧45的作用力之和；

二级油缸3缩回时，第一控制压力大于第二控制压力与调节弹簧45的作用力之和。

本优选技术方案通过在第二控制油口设置调节弹簧45，使得自由伸缩换向阀4a在没有外力控制油压的情况下处于第一工作位置，即它的进、出油口不导通，通过调整调节弹簧45的压力值，使得在一级油缸2缩回时，有杆腔进出油管路C的压力油无法通过第一控制油口克服调节弹簧的作用力而变更自由伸缩换向阀4a的工作位置，从而保持一级油缸和二级油缸的有杆腔的非导通状态，从而顺利实现对一级油缸的缩臂；

与上述技术方案相比，通过设置调节弹簧，缩回一级油缸时，可以不再赋予压力油口P的系统油压，由此结构相对简单，而且更加稳定可靠。

实施例3

本实施例提供的一种双缸自由伸缩液压控制系统与实施例2结构基本相同，不同之处如下：

如图5所示，本实施例提供的一种双缸自由伸缩液压控制系统的自由伸缩控制阀4仅包括一个自由伸缩换向阀4a。

自由伸缩换向阀4a的配置为：

在其第一工作位置，进油口41和出油口42单向导通，二级油缸3的有杆腔9内的液压油可以经进油口41和出油口42流入一级油缸2的有杆腔7内；而一级油缸2的有杆腔7内的液压油无法经进油口41和出油口42流入二级油缸3的有杆腔9内；

在其第二工作位置，进油口41和出油口42导通，一级油缸2的有杆腔7内的液压油可以经进油口41和出油口42流入二级油缸3的有杆腔9内。

本实施例中的自由伸缩换向阀4a相比较于实施例2中自由伸缩控制阀4结构更加简单和紧凑，体积更小，制作成本更低，维护更方便。

实施例4

本实施例提供的一种双缸自由伸缩液压控制系统与实施例1－3结构基本相同，不同之处如下：

如图6所示，伸缩选择换向阀1为两位四通液控换向阀，伸缩选择换向阀1还包括控制油口D，控制油口D通过辅助控制阀12与控制油路F连通。

通过辅助控制阀12控制控制油路F与控制油口D的通断，而实现对伸缩选择换向阀1工作位置的转换，进而实现伸缩选择换向阀1四个工作油口的连通关系，实现选择对一级油缸进行控制还是对二级油缸进行控制。

另外，控制系统还包括用于在一级油缸2活塞杆伸出时向其芯管腔5补油的保压控制阀13；保压控制阀13为单向溢流阀。

如图6所示，保压控制阀13为先导式二通二位控制阀，其包括进口131、出口132以及控制油口133，控制油口133与进口131连通，先导式二通二位控制阀在控制油口133相对一侧设置有调节弹簧134，调节弹簧134趋向于迫使保压控制阀13的阀芯处于其第一工作位置，通过调整调节弹簧134的压力大小，可以实现对其控制油压力值大小的调节。其中，进口131与伸缩选择换向阀1的回油油口T连通；出口132与系统回油油路连通。

先导式二通二位控制阀包括两个工作位置，第一工作位置上，进口131和出口132为单向导通，压力油仅可以从出口132流向进口131，而压力油无法从进口131流向出口132；第二工作位置上，进口131和出口132导通。

或者，如图7所示，保压控制阀13为单向溢流阀的另一种形式，其包括并联设置的直动式溢流阀13a和单向阀13b；直动式溢流阀13a的入口、单向阀13b的出口与伸缩选择换向阀1的回油油口T连通；直动式溢流阀13a的出口、单向阀13b的入口与系统回油油路连通。

通过设置保压控制阀13，使得一级油缸2芯管腔5与保压控制阀13之间的油路上始终充满液压油，并保留一定的油压，当一级油缸伸出时，芯管腔5的体积变大并产生一定负压，在负压的作用下，伸缩选择换向阀1下方的液压油被吸入芯管腔或者伸缩选择换向阀的上方，从而保证了一级油缸芯管油液的补充；另外，提供一定的压力作用在自由伸缩换向阀4a第二控制油口44处，实现操作一级油缸动作时，自由伸缩换向阀4a不换向。

由此，自由伸缩控制阀4和保压控制阀13的综合利用，彻底解决在二级油缸缩回的状态下，一级油缸的缩回会导致二级油缸的同时伸出的同步运动现象。

另外，通过设计自由伸缩控制阀中自由伸缩换向阀4a阀芯的开启比，可保证保压控制阀中的溢流阀压力设置比较低，实现既能够提供足够的压力满足自由伸缩换向阀4a的换向，又能够避免一级油缸的芯管受损。

最后，本发明还公开了一种起重机，其包括上述的双缸自由伸缩液压控制系统。该起重机为包括多臂节伸缩系统的起重机。

起重机的其它部分可以参照现有技术，本发明不再展开描述。

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 (13)

1.一种双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，其包括伸缩选择换向阀(1)、一级油缸(2)、二级油缸(3)以及自由伸缩控制阀(4)；

所述伸缩选择换向阀(1)包括第一工作油口(A)、第二工作油口(B)、压力油口(P)和回油油口(T)四个工作油口；压力油口(P)与系统压力油路连通；回油油口(T)与系统回油油路连通；

伸缩选择换向阀(1)的配置为：在第一工作位置，压力油口(P)与第一工作油口(A)连通，回油油口(T)与第二工作油口(B)连通；在第二工作位置，压力油口(P)与第二工作油口(B)连通，第一工作油口(A)和回油油口(T)均关闭；

一级油缸(2)包括芯管腔(5)、无杆腔(6)和有杆腔(7)；其中，芯管腔(5)与伸缩选择换向阀(1)的第二工作油口(B)连通，无杆腔(6)与伸缩选择换向阀(1)的第一工作油口(A)连通；有杆腔(7)与有杆腔进出油管路(C)连通；

二级油缸(3)包括无杆腔(8)和有杆腔(9)；二级油缸(3)无杆腔(8)与一级油缸(2)的芯管腔(5)连通；

自由伸缩控制阀(4)用于控制一级油缸(2)的有杆腔(7)与二级油缸(3)的有杆腔(9)之间的通断；

自由伸缩控制阀(4)包括自由伸缩换向阀(4a)，自由伸缩换向阀(4a)包括进油口(41)和出油口(42)；自由伸缩换向阀(4a)的进油口(41)与一级油缸(2)的有杆腔(7)连通，出油口(42)与二级油缸(3)的有杆腔(9)连接；

自由伸缩换向阀(4a)的配置为：在其第一工作位置，进油口(41)和出油口(42)关闭或单向导通，一级油缸(2)的有杆腔(7)内的液压油不能经进油口(41)和出油口(42)流入二级油缸(3)的有杆腔(9)内；在其第二工作位置，进油口(41)和出油口(42)双向导通；

伸缩选择换向阀(1)在第一工作位置、自由伸缩换向阀(4a)在其第一工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油迫使一级油缸(2)缩回；伸缩选择换向阀(1)在第二工作位置、自由伸缩换向阀(4a)在其第二工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油迫使二级油缸(3)缩回。

2.根据权利要求1所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，所述自由伸缩换向阀(4a)为两位二通电磁换向阀。

3.根据权利要求1所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，自由伸缩控制阀(4)还包括单向阀(4b)；

单向阀(4b)与所述自由伸缩换向阀(4a)并联设置，单向阀(4b)的入口与二级油缸(3)的有杆腔(9)连通，单向阀(4b)的出口与一级油缸(2)的有杆腔(7)连通；

所述自由伸缩换向阀(4a)为两位二通液控换向阀；自由伸缩换向阀(4a)还包括第一控制油口(43)和第二控制油口(44)；第一控制油口(43)设置在自由伸缩换向阀(4a)第二工作位置一端，第二控制油口(44)设置在自由伸缩换向阀(4a)第一工作位置一端；

第一控制油口(43)与所述一级油缸(2)的有杆腔(7)连通；第二控制油口(44)与一级油缸(2)的芯管腔(5)连通；

伸缩选择换向阀(1)在第一工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油的压力值大小不足以通过所述第一控制油口(43)迫使自由伸缩换向阀(4a)更换工作位置，自由伸缩换向阀(4a)处于其第一工作位置，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油流入一级油缸(2)的有杆腔内迫使一级油缸(2)缩回；

伸缩选择换向阀(1)在第二工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油的压力值大小足以通过所述第一控制油口(43)迫使自由伸缩换向阀(4a)更换工作位置，自由伸缩换向阀(4a)变更至其第二工作位置，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油流入二级油缸(3)的有杆腔内迫使二级油缸(3)缩回。

4.根据权利要求1所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，所述自由伸缩换向阀(4a)为两位二通液控换向阀；自由伸缩换向阀(4a)还包括第一控制油口(43)和第二控制油口(44)；第一控制油口(43)设置在自由伸缩换向阀(4a)第二工作位置一端，第二控制油口(44)设置在自由伸缩换向阀(4a)第一工作位置一端；

第一控制油口(43)与所述一级油缸(2)的有杆腔(7)连通；第二控制油口(44)与一级油缸(2)的芯管腔(5)连通；

所述自由伸缩换向阀(4a)的配置为：

在其第一工作位置，自由伸缩换向阀的进油口(41)和出油口(42)单向导通，二级油缸(3)的有杆腔(9)内的液压油可以经进油口(41)和出油口(42)流入一级油缸(2)的有杆腔(7)内；而一级油缸(2)的有杆腔(7)内的液压油无法经进油口(41)和出油口(42)流入二级油缸(3)的有杆腔(9)内；

在其第二工作位置，进油口(41)和出油口(42)双向导通，一级油缸(2)的有杆腔(7)内的液压油可以经进油口(41)和出油口(42)流入二级油缸(3)的有杆腔(9)内；

伸缩选择换向阀(1)在第一工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油的压力值大小不足以通过所述第一控制油口(43)迫使自由伸缩换向阀(4a)更换工作位置，自由伸缩换向阀(4a)处于其第一工作位置，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油流入一级油缸(2)的有杆腔内迫使一级油缸(2)缩回；

伸缩选择换向阀(1)在第二工作位置时，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油的压力值大小足以通过所述第一控制油口(43)迫使自由伸缩换向阀(4a)更换工作位置，自由伸缩换向阀(4a)变更至其第二工作位置，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油流入二级油缸(3)的有杆腔内迫使二级油缸(3)缩回。

5.根据权利要求3或4所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油作用于自由伸缩换向阀(4a)第一控制油口(43)的压力为第一控制压力，来自所述芯管腔(5)的压力油作用于自由伸缩换向阀(4a)第二控制油口(44)的压力为第二控制压力；

通过调控所述压力油口(P)处的系统压力油、有杆腔进出油管路(C)的压力油的压力大小，使得第一控制压力小于第二控制压力，所述一级油缸(2)缩回；

通过调控所述压力油口(P)处的系统压力油、有杆腔进出油管路(C)的压力油的压力大小，使得第一控制压力大于第二控制压力，所述二级油缸(3)缩回。

6.根据权利要求3或4所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，所述自由伸缩换向阀(4a)在所述第二控制油口(44)一端设置有调节弹簧(45)，调节弹簧(45)趋向于迫使自由伸缩换向阀(4a)的阀芯处于其第一工作位置；来自所述有杆腔进出油管路(C)的压力油作用于自由伸缩换向阀(4a)第一控制油口(43)的压力为第一控制压力，来自所述芯管腔(5)的压力油作用于自由伸缩换向阀(4a)第二控制油口(44)的压力为第二控制压力；

使第一控制压力小于第二控制压力与调节弹簧(45)的作用力之和，则所述一级油缸(2)缩回；

使第一控制压力大于第二控制压力与调节弹簧(45)的作用力之和，所述二级油缸(3)缩回。

7.根据权利要求1所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括一级油缸平衡阀(10)，一级油缸平衡阀(10)包括第一油口(101)、第二油口(102)和控制油口(103)；一级油缸平衡阀(10)的第一油口(101)与所述伸缩选择换向阀(1)的第一工作油口(A)连通，第二油口(102)和所述一级油缸(2)的无杆腔(6)连通，一级油缸平衡阀(10)的控制油口(103)与一级油缸(2)的有杆腔(7)连通。

8.根据权利要求1所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括二级油缸平衡阀(11)，二级油缸平衡阀(11)包括第一油口(111)、第二油口(112)和控制油口(113)；二级油缸平衡阀(11)的第一油口(111)与所述一级油缸(2)的芯管腔(5)连通，第二油口(112)和所述二级油缸(3)的无杆腔(8)连通，二级油缸平衡阀(11)的控制油口(113)与二级油缸(3)的有杆腔(9)连通；一级油缸(2)的芯管腔(5)通过二级油缸平衡阀(11)与二级油缸(3)的无杆腔(8)连接。

9.根据权利要求1所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，所述伸缩选择换向阀(1)为两位四通电磁换向阀。

10.根据权利要求1所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，所述伸缩选择换向阀(1)为两位四通液控换向阀，所述伸缩选择换向阀(1)还包括控制油口(D)，控制油口(D)通过辅助控制阀(12)与控制油路(F)连通。

11.根据权利要求1所述的双缸自由伸缩液压控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括用于在所述一级油缸(2)活塞杆伸出时向其芯管腔(5)补油的保压控制阀(13)；

保压控制阀(13)为单向溢流阀，其包括并联设置的直动式溢流阀(13a)和单向阀(13b)；直动式溢流阀(13a)的入口、单向阀(13b)的出口与所述伸缩选择换向阀(1)的回油油口(T)连通；直动式溢流阀(13a)的出口、单向阀(13b)的入口与系统回油油路连通。

12.一种起重机，其特征在于，所述起重机包括权利要求1－11任一项所述的双缸自由伸缩液压控制系统。

13.根据权利要求12所述的起重机，其特征在于，所述起重机为包括多臂节伸缩系统的起重机。