CN107504016B - 一种带紧急关断功能的全液压互锁回路 - Google Patents

一种带紧急关断功能的全液压互锁回路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带紧急关断功能的全液压互锁回路，包含四个基本回路，四个基本回路连接有液压机构的供油路P、回油路T和泄油路L；每个基本回路均包含一个液压缸、一个二位四通液控型换向阀、两个二位三通液控型换向阀、一个二位四通手动型换向阀；第一与第三基本回路中还另外设置有一个二位三通液控型换向阀；还设置有二位四通手动型的换向阀SF10；设置有二位四通手动型的换向阀SF11。本发明的全液压互锁回路，可靠实现两个或者两个以上机构的互锁；一次操作完成两个或两个以上机构的关断，操作快捷简单可靠。

Description

一种带紧急关断功能的全液压互锁回路
技术领域
本发明属于液压回路控制技术领域，涉及一种带紧急关断功能的全液压互锁回路。
背景技术
某些特殊的机械设备要求两个或两个以上机构不能同时动作，需要通过互锁实现功能，现有的互锁方式为电气控制互锁或者液压与电气结合互锁，即使机构都是液压回路控制，但其互锁仍然是电气控制液压阀实现互锁。
现有技术的互锁回路离不开电气对液压阀的控制，其局限和不足包括：1)电气和液压回路结合才能实现机构互锁，若电气失效则机构不能互锁，会造成设备损坏甚至发生人身伤害事故，可靠性较低；2)使用环境有所限制，在防爆、高温等特殊环境下电气是危险点源，若使用电气控制互锁，风险增大的同时成本明显增加；3)必须有电气和液压两套系统配合才能实现互锁，增大了系统复杂程度和维护成本。4)另外，现有的液压锁紧回路，如果出现紧急情况需要立即停止或关断机构，两机构需操作两次才能实现紧急关断，三机构或者更多机构情况下则操作次数相应增多，这对紧急情况关断十分不利。
发明内容
本发明的目的是提供一种带紧急关断功能的全液压互锁回路，解决了现有技术中存在的可靠性差、结构复杂以及使用环境受限，导致安全性能低的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种带紧急关断功能的全液压互锁回路，包含四个基本回路，四个基本回路连接有液压机构的供油路P、回油路T和泄油路L；
每个基本回路均包含一个液压缸、一个二位四通液控型换向阀、两个二位三通液控型换向阀、一个二位四通手动型换向阀；
第一与第三基本回路中还设置有一个二位三通液控型换向阀；
另外，还设置有二位四通手动型的换向阀SF10；设置有二位四通手动型的换向阀SF11。
本发明的带紧急关断功能的全液压互锁回路，其特征还在于：
所述的供油路P与四个基本回路的换向阀SF1、SF3、SF6、SF9的K1～K4口分别对应连通；供油路P还与换向阀SF10的K5口连通；供油路P另外与换向阀SF11的K6口连通；
供油路P还与四个基本回路的换向阀YF20、YF18、YF16、YF14的P1～P4口分别对应连通；换向阀YF20、YF18、YF16、YF14的A1～A4口与液压缸YG21、YG19、YG17、YG15有杆腔对应连通，每个换向阀YF20、YF18、YF16、YF14的B1～B4口与液压缸YG21、YG19、YG17、YG15无杆腔对应连通；
回油路T分别与四个基本回路的换向阀YF20、YF18、YF16、YF14的T1～T4口对应连通；
换向阀SF1、SF3、SF6、SF9、SF10、SF11的M1～M6口均与泄油路L连通；换向阀YF22、YF13、YF23、YF4、YF7、YF12的D1～D6口均与泄油路L连通；换向阀YF24、YF2、YF5、YF8的F1～F4口均与泄油路L连通。
所述的第一基本回路，换向阀SF1的K1口与供油路P连通，换向阀SF1的M1口与泄油路L连通，换向阀SF1的J1口与换向阀YF23的C3口连通；换向阀YF23的B3口与换向阀YF22的C1口连通，换向阀YF23的液控口与换向阀YF24的H1口连通，换向阀YF23的D3口与泄油路L连通；换向阀YF24的G1口与第二基本回路中的液压缸YG19杆腔连通，换向阀YF24的F1口与泄油路L连通，换向阀YF24液控口与手动换向阀11的J6口连通；换向阀YF22的液控口与换向阀SF10的J5口连通，换向阀YF22的D1口与第二基本回路中的换向阀YF2的F2口连通，换向阀YF22的E1口与换向阀YF20的液控口连通；换向阀YF20的A1口、B1口分别与液压缸YG21的无杆腔和有杆腔对应连通，换向阀YF20的P1口与供油路P连通，换向阀YF20的T1口与回油路T连通。
所述的换向阀SF1、SF3、SF6、SF9、SF10、SF11均为二位四通手动型换向阀。
所述的换向阀YF2、YF5、YF8、YF24，YF4、YF7、YF12、YF23，YF13、YF22均为二位三通液控型换向阀。
所述的换向阀YF14、YF16、YF18、YF20均为二位四通液控型换向阀。
所述的液压缸YG15、YG 17、YG 19、YG 21均为单活塞杆的液压缸。
本发明的有益效果是，全液压锁紧回路自带紧急关断功能，可靠实现两个或者两个以上机构的互锁；换向和互锁的控制方式均为液压，简化系统提高可靠性，并可应用于防爆和高温等特殊环境；带紧急关断功能，一次操作完成两个或两个以上机构的关断，操作快捷简单可靠；能应对突发状况，保证设备和人员的安全。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是图1中的左半部分放大结构框图；
图3是图1中的右半部分放大结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
图1、图2、图3中，为了简化图中的字符，将下述的部件名称缩写为数字编号，图中的数字1-24分别代表下述的24个部件，该24个部件名称及型号分别是：
SF1、SF3、SF6、SF9、SF10、SF11均为二位四通手动型换向阀，
YF2、YF5、YF8、YF24，YF4、YF7、YF12、YF23，YF13、YF22均为二位三通液控型换向阀，
YF14、YF16、YF18、YF20均为二位四通液控型换向阀，
YG15、YG 17、YG 19、YG 21均为单活塞杆的液压缸。
本发明的结构根据需要设置两个、四个、六个甚至更多偶数的基本回路。每个基本回路中的执行元件选用液压缸、电动马达或液压马达。
参照图1、图2、图3，本发明实施例的结构是，该实施例包含四个基本回路，该四个基本回路按照图1中从左到右的顺序依次称为第一、第二、第三、第四基本回路，四个基本回路连接有液压机构的供油路P、回油路T和泄油路L，图1中，供油路P为实线，回油路T为虚线，泄油路L为点划线。
每个基本回路均包含一个液压缸、一个二位四通液控型换向阀、两个二位三通液控型换向阀、一个二位四通手动型换向阀，如第一基本回路包含液压缸YG21、换向阀YF20、换向阀YF23与换向阀YF24、换向阀SF1，相互连接而成；
其中的基本回路还可以设置有一个二位三通液控型换向阀，用来实现紧急制动功能，如第一与第三基本回路中分别设置有换向阀YF22与换向阀YF13；
另外，还设置有二位四通手动型的换向阀SF10，用于实现紧急关断开启与关闭；设置有二位四通手动型的换向阀SF11，用于实现互锁与解锁切换功能。
供油路P与四个基本回路的换向阀SF1、SF3、SF6、SF9的K1～K4口分别对应连通，为四个基本回路提供高压来油；供油路P还与换向阀SF10的K5口连通；供油路P另外与换向阀SF11的K6口连通；
供油路P还与四个基本回路的换向阀YF20、YF18、YF16、YF14的P1～P4口分别对应连通；换向阀YF20、YF18、YF16、YF14的A1～A4口与液压缸YG21、YG19、YG17、YG15有杆腔对应连通，每个换向阀YF20、YF18、YF16、YF14的B1～B4口与液压缸YG21、YG19、YG17、YG15无杆腔对应连通，为每个基本回路中的液压缸YG21、YG19、YG17、YG15提供高压来油；
回油路T分别与四个基本回路的换向阀YF20、YF18、YF16、YF14的T1～T4口对应连通；
换向阀SF1、SF3、SF6、SF9、SF10、SF11的M1～M6口均与泄油路L连通；换向阀YF22、YF13、YF23、YF4、YF7、YF12的D1～D6口均与泄油路L连通；换向阀YF24、YF2、YF5、YF8的F1～F4口均与泄油路L连通；
具体以第一基本回路为例，换向阀SF1的K1口与供油路P连通，换向阀SF1的M1口与泄油路L连通，换向阀SF1的J1口与换向阀YF23的C3口连通；换向阀YF23的B3口与换向阀YF22的C1口连通，换向阀YF23的液控口与换向阀YF24的H1口连通，换向阀YF23的D3口与泄油路L连通；换向阀YF24的G1口与第二基本回路中的液压缸YG19杆腔连通，换向阀YF24的F1口与泄油路L连通，换向阀YF24液控口与手动换向阀11的J6口连通；换向阀YF22的液控口与换向阀SF10的J5口连通，换向阀YF22的D1口与第二基本回路中的换向阀YF2的F2口连通，换向阀YF22的E1口与换向阀YF20的液控口连通，用以控制换向阀YF20的换向；换向阀YF20的A1口、B1口分别与液压缸YG21的无杆腔和有杆腔对应连通，换向阀YF20的P1口与供油路P连通，换向阀YF20的T1口与回油路T连通。
其余三条基本回路的连接方式与第一基本回路相同，以此类推。
本发明的控制原理是：
每两个基本回路由换向阀(SF1、SF3、SF6、SF9)控制执行元件的换向；换向阀(YF23、YF4、YF7、YF12)有两个选择油路，即一个常通油路(选择油路一)和一个控制油路(选择油路二)：选择油路一与用于切换互锁与解除的换向阀(SF1、SF3、SF6、SF9)的出口(J1、J2、J3、J4)相联通，选择油路二油口(D3、D4、D5、D6)与泄油路L连通，常通油路为出口(E3、E4、E5、E6)与换向阀(YF14、YF16、YF18、YF20)的控制油口相连通，其控制油路与本基本回路中另一个换向阀(YF24、YF2、YF5、YF8)的常通油路相连。另一个换向阀(YF24、YF2、YF5、YF8)的选择油路一的油口(F1、F2、F3、F4)与泄油路L连通控制压力，选择油路二与需要实现互锁的执行元件的油路相连，中间可连接控制紧急制动的换向阀(YF22、YF 13)。控制油路(G1-G4口)与控制互锁切换的换向阀YF11出口连通。
每个基本回路中的换向阀(YF24、YF2、YF5、YF8)，其控制油路取自用于切换互锁操作的换向阀SF11。
每个基本回路中的换向阀(YF20、YF18、YF16、YF14)前靠近油源端的换向阀(YF22、YF13)，用以实现该基本回路的紧急制动。其数量由所需紧急关断的执行元件决定。
每个基本回路中的换向阀(YF24、YF2、YF5、YF8)，选择油路一取自需要互锁控制的执行元件，根据互锁的要求取执行元件的进油或者回油路，用以实现基本回路间的互锁，其数量由所需互锁的执行元件数量决定。
本发明的工作过程是：
1)互锁：图1所示为初始状态(此时换向阀SF11处于左位，即为互锁模式)，供油路P的压力油使各个液压缸(YG21、YG19、YG17、YG15)无杆腔充液，活塞杆伸出，换向阀SF11处于左位时K6口与J6口连通，换向阀(YF24、YF2、YF5、YF8)在液控口压力油作用下分别处于右位，同时换向阀YF24的G1口与第二基本回路的液压缸YG19的有杆腔连通，换向阀YF2的G2口与第一基本回路的液压缸YG21的有杆腔连通。这样再操作换向阀SF1至左位，压力油经K1口经J1口，再经换向阀YF23的C3口到E3口，再经换向阀YF22的C1口到E1口，作用于换向阀YF20的液控口并使之运动到左位，则供油路P来的压力油经A1口使液压缸YG21的有杆腔充液并保持打开状态，同时液压缸YG21的有杆腔与第二基本回路的换向阀YF2的G2口连通，压力油由G2口经H2口作用于换向阀YF4的液控口，使换向阀YF4运动处于左位，此时换向阀SF3的压力油在换向阀SF4被截止，换向阀SF3不能完成打开液压缸YG19的操作，油路实现了在打开第一基本回路中液压缸YG21的同时，不能打开第二基本回路中液压缸YG19的互锁功能。同理第三基本回路和第四基本回路的实现互锁功能。
2)解除互锁：操作换向阀SF11使之处于右位，M6口经J6口与泄油路L连通，使得换向阀(YF24、YF2、YF5、YF8)在弹簧力复位作用下分别处于左位，这样第一基本回路中的液压缸YG21有杆腔压力油被第二基本回路中的换向阀YF2的G2口截止，不能再作用于换向阀YF4上，从而两回路互不影响，互锁功能解除。
3)紧急制动：操作换向阀SF10使之处于右位，压力油由M5口经J5口作用于换向阀(YF13和YF 22)的液控口，使其运动至左位，则第一基本回路中的换向阀YF23的压力油在换向阀YF13的C1口被截止，则换向阀SF1不能控制液压缸YG21，供油路P的压力油将液压缸YG21关闭；同时换向阀YF22的D1口压力油流经换向阀YF2的F2口经H2口作用于换向阀YF4的液控口，使换向阀YF4处于左位将来自于换向阀SF3的压力油截止，则换向阀SF3不能控制液压缸YG19，供油路P的压力油将液压缸YG19关闭。这样就实现了紧急关断时所有的液压缸都被关闭，且各个二位四通手动型换向阀操作无效，不会影响关断状态。

Claims (3)

1.一种带紧急关断功能的全液压互锁回路，其特征在于：包含四个基本回路，四个基本回路连接有液压机构的供油路P、回油路T和泄油路L，每个基本回路均包含一个液压缸、一个二位四通液控型换向阀、两个二位三通液控型换向阀、一个二位四通手动型换向阀；
四个基本回路的具体结构是，第一基本回路包含液压缸YG21、二位四通液控型换向阀YF20、二位三通液控型换向阀YF23及YF24、二位四通手动型换向阀SF1；第二基本回路包含液压缸YG19、二位四通液控型换向阀YF18、二位三通液控型换向阀YF2及YF4、二位四通手动型换向阀SF3；第三基本回路包含液压缸YG17、二位四通液控型换向阀YF16、二位三通液控型换向阀YF5及YF7、二位四通手动型换向阀SF6；第四基本回路包含液压缸YG15、二位四通液控型换向阀YF14、二位三通液控型换向阀YF8及YF12、二位四通手动型换向阀SF9；
第一基本回路中还另外设置有一个二位三通液控型换向阀YF22；第三基本回路中还另外设置有一个二位三通液控型换向阀YF13；
该带紧急关断功能的全液压互锁回路还设置有二位四通手动型的换向阀SF10和二位四通手动型的换向阀SF11；
各个二位四通手动型换向阀以下分别简称为换向阀SF1、换向阀SF3、换向阀SF6、换向阀SF9、换向阀SF10、换向阀SF11；
各个二位三通液控型换向阀以下分别简称为换向阀YF2、换向阀YF4、换向阀YF5、换向阀YF7、换向阀YF8、换向阀YF12、换向阀YF13、换向阀YF22、换向阀YF23、换向阀YF24；
各个二位四通液控型换向阀以下分别简称为换向阀YF14、换向阀YF16、换向阀YF18、换向阀YF20；
所述的供油路P与四个基本回路的换向阀SF1的K1口、换向阀SF3的K2口、换向阀SF6的K3口、换向阀SF9的K4口分别对应连通；供油路P还与换向阀SF10的K5口连通；供油路P另外与换向阀SF11的K6口连通；
供油路P还与四个基本回路的换向阀YF20的P1口、换向阀YF18的P2口、换向阀YF16的P3口、换向阀YF14的P4口分别对应连通；换向阀YF20的A1口与液压缸YG21的有杆腔连通、换向阀YF18的A2口与液压缸YG19的有杆腔连通、换向阀YF16的A3口与液压缸YG17的有杆腔连通、换向阀YF14的A4口与液压缸YG15有杆腔连通；换向阀YF20的B1口与液压缸YG21无杆腔连通、换向阀YF18的B2口与液压缸YG19无杆腔连通、换向阀YF16的B3口与液压缸YG17无杆腔连通、换向阀YF14的B4口与液压缸YG15无杆腔连通；
回油路T分别与四个基本回路的换向阀YF20的T1口、换向阀YF18的T2口、换向阀YF16的T3口、换向阀YF14的T4口对应连通；
换向阀SF1的M1口、换向阀SF3的M2口、换向阀SF6的M3口、换向阀SF9的M4口、换向阀SF10的M5口、换向阀SF11的M6口均与泄油路L连通；换向阀YF22的D1口、换向阀YF13的D2口、换向阀YF23的D3口、换向阀YF4的D4口、换向阀YF7的D5口、换向阀YF12的D6口均与泄油路L连通；换向阀YF24的F1口、换向阀YF2的F2口、换向阀YF5的F3口、换向阀YF8的F4口均与泄油路L连通。
2.根据权利要求1所述的带紧急关断功能的全液压互锁回路，其特征在于：所述的第一基本回路，换向阀SF1的K1口与供油路P连通，换向阀SF1的M1口与泄油路L连通，换向阀SF1的J1口与换向阀YF23的C3口连通；换向阀YF23的B3口与换向阀YF22的C1口连通，换向阀YF23的液控口与换向阀YF24的H1口连通，换向阀YF23的D3口与泄油路L连通；换向阀YF24的G1口与第二基本回路中的液压缸YG19有杆腔连通，换向阀YF24的F1口与泄油路L连通，换向阀YF24液控口与手动换向阀11的J6口连通；换向阀YF22的液控口与换向阀SF10的J5口连通，换向阀YF22的D1口与第二基本回路中的换向阀YF2的F2口连通，换向阀YF22的E1口与换向阀YF20的液控口连通；换向阀YF20的A1口、B1口分别与液压缸YG21的无杆腔和有杆腔对应连通，换向阀YF20的P1口与供油路P连通，换向阀YF20的T1口与回油路T连通。
3.根据权利要求1所述的带紧急关断功能的全液压互锁回路，其特征在于：所述的液压缸YG15、液压缸YG17、液压缸YG19、液压缸YG21均为单活塞杆的液压缸。
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CN104728198A (zh) * 2015-04-08 2015-06-24 重庆邮电大学 一种液压互锁控制回路
CN204512031U (zh) * 2015-03-17 2015-07-29 江苏中石机械有限公司 动力大钳吊升装置互锁控制机构
CN205895726U (zh) * 2016-07-28 2017-01-18 都兰金辉矿业有限公司 一种矿用刮板输送机张紧液压控制系统

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