CN107725538A - 油缸的散热器回油控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种油缸的散热器回油控制系统，包括油箱、液压泵、油缸、连接于液压泵与油缸之间的手动换向阀、连接于油缸回油管路上的散热器，还包括散热控制阀，所述散热控制阀包括控制阀座和控制阀芯；所述控制阀座设有进油口、左出油口和右出油口，所述油缸的回油连通所述进油口，所述左出油口和右出油口接回油箱，所述散热器设于所述左出油口和油箱之间。本发明通过散热控制阀两个出油口分别连接散热器和油箱，在进入进油口的回油流量小时，可以全部流至散热器散热，在进入回油流量大时，控制阀芯可以移动换位，使进入的回油分两路流出，使得进入散热器的回油不会由于流量大冲击大造成损坏，延长了散热器的使用寿命。

Description

油缸的散热器回油控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及桩工机械液压系统技术领域，具体涉及一种油缸的散热器回油控制系统及其控制方法。

背景技术

目前很多桩工机械都采用油缸作为主要工作机构的执行元件，桩工机械一般都是大功率和大流量的设计，在这种液压系统中，假设泵排量不变，油缸大小腔面积比为常见的近似2:1。当油缸不动作时，回油油量为泵的额定流量；当油缸大腔进油，小腔回油，系统的回油流量为泵额定流量的1/2；当油缸小腔进油，大腔回油，系统的回油流量为泵额定流量的2倍。在这种系统中如果将散热器接到回油上，因系统流量的变化很大，不仅散热器需要选额定流量为系统最大流量的散热器，而且因流量变化范围大，冲击大，散热器很容易损坏。目前常见的解决方案是增加一个液压回路单独用于散热器的散热，这套液压回路一般包括泵组及附属管路，而且需要额外消耗系统功率，成本较高。

申请号为201420268960.1的专利文献公开了一种用于非开挖水平定向钻机油缸散热器保护的液压系统，此系统包括油箱、回油过滤器、冷却器、蓄能器和单向阀，与主阀的回油油路连接的冷却器通过过滤器与油箱连接，在回油油路上外接蓄能器和单向阀，它是通过蓄能器和单向阀来解决散热器由于回油过滤器堵塞造成压力升高从而容易损坏的问题，与本申请不同。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种油缸的散热器回油控制系统，旨在解决现有的油缸大腔回油时的大回油流量全部通过散热器容易造成散热器损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种油缸的散热器回油控制系统，包括油箱、液压泵、油缸、连接于液压泵与油缸之间的手动换向阀、连接于油缸回油管路上的散热器，还包括散热控制阀，所述散热控制阀包括控制阀座和控制阀芯；所述控制阀座设有进油口、左出油口和右出油口，所述油缸的回油连通所述进油口，所述左出油口和右出油口接回油箱，所述散热器设于所述左出油口和油箱之间；所述控制阀芯的左端设有复位弹簧，当进入所述散热控制阀内的控制油不足以克服所述复位弹簧的弹簧力和控制阀芯的摩擦阻力时，所述控制阀芯处于右位，所述进油口仅与所述左出油口导通，当进入所述散热控制阀内的控制油能够克服所述复位弹簧的弹簧力和控制阀芯的摩擦阻力时，所述控制阀芯处于左位，所述进油口同时与左出油口和右出油口导通。

进一步地，所述控制阀座内壁开有位于左出油口和右出油口之间的阀座环形凹槽，所述进油口连通所述阀座环形凹槽，所述控制阀芯外壁形成有阀芯左环形凹槽、中间台肩、阀芯右环形凹槽；当所述控制阀芯处于右位时，所述进油口依次经由所述阀座环形凹槽、阀芯左环形凹槽与左出油口导通；当所述控制阀芯处于左位时，所述进油口一路依次经所述阀座环形凹槽、阀芯左环形凹槽与左出油口导通，另一路依次经所述阀座环形凹槽、阀座右环形凹槽与右出油口导通。

进一步地，所述控制阀座具有左端盖，所述复位弹簧设于所述控制阀芯与左端盖之间。

进一步地，所述左端盖设有连接所述复位弹簧的调节螺钉。

进一步地，所述油缸为单杆式双作用活塞缸，包括大腔和小腔。

进一步地，所述手动换向阀为三位六通换向阀，其中位机能设置为：中位进油口P1连接中位出油口P2，驱动油口P3、第一工作油口A、第二工作油口B和返油口O断开，第一工作油口A和第二工作油口B分别连接所述油缸的大腔和小腔，中位出油口P2和返油口O连通所述散热控制阀的进油口。

进一步地，所述控制阀座具有右端盖，所述控制阀芯右端设有右台肩，所述右台肩与右端盖之间形成右腔，所述右端盖上设有控制口，从所述油缸小腔的回油连通所述控制口。

本发明还提出一种油缸的散热器回油控制方法，包括：

将油缸的回油输入散热控制阀的进油口，

当油缸的大腔进油、小腔回油时，从小腔出来的回油进入散热控制阀右端的控制口内后，不足以克服控制阀芯左端的复位弹簧的弹簧力及控制阀芯的摩擦阻力时，回油全部通过左出油口流至散热器，再流回油箱；

当油缸的小腔进油、大腔回油时，从小腔出来的控制油进入散热控制阀右端的控制口内后，能够克服所述复位弹簧的弹簧力及控制阀芯的摩擦阻力时，使控制阀芯向左移动，将右出油口开启，回油一路经左出油口流至散热器，另一路直接接回油箱。

当油缸的大腔进油、小腔回油，或者从小腔进油、大腔回油时，从小腔出来的回油都通过散热控制阀右端的控制口进入阀腔内。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：

一、本发明针对油缸大小腔回油原理，设置一散热控制阀，该散热控制阀设置两个出油口分别连接散热器和油箱，在进入进油口的回油流量小时，可以全部流至散热器散热，在进入回油流量大时，控制阀芯可以移动换位，使进入的回油分两路流出，使得进入散热器的回油不会由于流量大冲击大造成损坏，延长了散热器的使用寿命，进而保证了整个液压系统稳定可靠。

二、本发明散热控制阀结构简单，还可通过调节螺钉调节右出油口的开口大小，简单实用，且工作灵活可靠。

三、本发明散热控制阀右端还设有用于连接小腔回油的控制口，在大腔进油、小腔回油时通过控制口进入散热控制阀内的液压油不能推动控制阀芯，回油全部通过散热器，在小腔进油、大腔回油时，在通过控制口进入散热控制阀内的液压油推动控制阀芯，散热控制阀可以通过调节螺钉控制进入散热器的流量。

四、相比于现有的通过另外增加一个液压回路来单独用于散热器的散热，或者现有的通过复杂的液压回路来分配油缸回油，本发明只需增加一个散热控制阀，液压回路简单，散热器还是可以直接接系统回油，简化了液压系统，降低了系统功率，降低了成本。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提出的油缸的散热器回油控制系统的液压原理图；

图2为图1提出的油缸的散热器回油控制系统的中控制阀芯换到左位时的液压原理图。

本发明的附图标号说明：

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种油缸的散热器回油控制系统。

请参照图1，油缸的散热器回油控制系统，包括油箱1、液压泵2、手动换向阀3、油缸4、散热器5、散热控制阀6。

所述液压泵2的输出油口通过手动换向阀3连接所述油缸4，所述油缸4为单杆式双作用活塞缸，其两端都可以通入压力油或回油，以实现双向运动，其无杆腔为大腔41、有杆腔为小腔42，由于无杆腔有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，因此小腔42的回油慢，回油量少。

具体地，所述手动换向阀3为三位六通换向阀，其中位机能设置为：中位进油口P1连接中位出油口P2，驱动油口P3、第一工作油口A、第二工作油口B和返油口O断开，上位和下位机能分别为交叉型导通和直通型导通。两个工作油口分别连接所述油缸4的大腔41和小腔42。由此，通过操作所述手动换向阀3换向到下位，所述油缸4为大腔进油，操作所述手动换向阀换3向到上位，所述油缸4为小腔进油。

所述散热控制阀6包括控制阀座61、控制阀芯62、复位弹簧63和调节螺钉64。所述控制阀座61内壁由左至右依次开有左出油口T1、阀座环形凹槽611、右出油口T2，所述阀座环形凹槽611处设有进油口T；所述控制阀芯62外壁上由左至右依次形成有阀芯左环形凹槽621、中间台肩622、阀芯右环形凹槽623、右台肩624。所述右台肩624与所述控制阀座61的右端盖之间形成右腔，所述控制阀座61的右端盖上开油连通所述右腔的控制口612。所述小腔的回油连通所述控制口612。

当所述控制阀芯62处于右位时，所述中间台肩622右边缘位于所述阀座环形凹槽611右边缘右侧，所述阀座环形凹槽611与阀芯左环形凹槽621导通，即进油口T与左出油口T1导通；所述阀座环形凹槽611与阀芯右环形凹槽623断开，即进油口T与右出油口T2不导通。当所述控制阀芯62处于左位时，所述中间台肩622左右边缘位于所述阀座环形凹槽611左右边缘之间，所述阀座环形凹槽611与阀芯左环形凹槽621和阀芯右环形凹槽623都导通，即进油口T同时与左出油口T1和右出油口T2导通。

并且，所述控制阀芯62是通过所述复位弹簧63来复位，所述复位弹簧63设于所述控制阀座61的左端盖与控制阀芯62之间。复位弹簧63具有一个弹簧力，进入所述控制阀座61阀腔内液压油对右端盖施加有一个油压力，当进入阀腔内油压力小于所述复位弹簧63的弹簧力和控制阀芯的摩擦阻力时，所述控制阀芯62处于右位；当进入阀腔内油压力大于所述复位弹簧63的弹簧力和控制阀芯的摩擦阻力时，驱动所述控制阀芯62左移，即所述散热控制阀6在进入液压油压力小于一定值时，回油全部经第一回油口T1排出，在进入液压油压力大于一定值时，回油就分两路分别从第一回油口T1和第二回油口T2排出。

其中，所述手动换向阀3的两工作油口A/B连接所述油缸4，所述手动换向阀3的中位出油口P2及返油口O连接所述散热控制阀6的进油口T，即油缸4的回油进入所述散热控制阀6的进油口T。所述散热器5设在所述左出油口T1的出油管道上，所述右出油口T2的出油管道直接接回油箱1，由此所述散热控制阀6根据所述油缸4回油的大小分配回油路径，进而调节进入散热器5内回油的比例，从而实现对散热器5的保护。

所述油缸的散热器回油控制系统的控制方法具体为：

一、如图1所示，启动所述液压泵2，操作手动换向阀3换向到下位，此时所述油缸4为大腔进油小腔回油的状态，设计所述复位弹簧63的弹簧力和控制阀芯的摩擦阻力大于回油腔液压油作用于所述控制阀芯62右侧的力。所述控制阀芯62在所述复位弹簧63的作用下，位于右位。油缸小腔42回油少，此时从进油口T进来的液压油，可以全部通过所述散热控制阀6的第一回油口T1流到所述散热器5，再通过散热器5流回油箱1。

二、如图2所示，启动所述液压泵2，操作手动换向阀3到上位，此时所述油缸4为小腔进油大腔回油的状态，所述控制阀芯62在小腔42液压油的压力作用下，克服所述复位弹簧63的弹簧力，向左运动到左位，油缸大腔41回油大，此时将回油一部分通过所述散热控制阀6的第一回油口T1回至散热器5，另一部分通过第二回油口T2回油箱1。

由此使得，当进入所述散热控制阀6内的液压油压力大于一定值时，就通过所述控制阀芯62的移动减小进入所述散热器5内液压油油量，来保护散热器5。所述调节螺钉64用于限制所述控制阀芯62位于所述控制阀座61内的最大位移，通过调节所述调节螺钉64，还可以控制从所述左出油口T1和右出油口T2流出液压油的比例。

本发明利用油缸小腔42的液压油源作为所述控制阀芯62的控制油，假设液压泵2的排量不变，油缸4大小腔面积比为常见的近似2:1，当油缸4的大腔41进油，小腔42回油，此时到进油口T的回油量为液压泵2排油量的1/2，油缸小腔的压力为回油压力，压力较低，控制阀芯62在弹簧力作用下位于控制阀座61右位，从进油口T的进油全部由T1通过散热器5。当油缸4的小腔42进油时，此时到进油口T的回油量为液压泵排油量的2倍，油缸小腔42的压力为工作压力，控制阀芯62将在工作压力作用下移动到控制阀座61左位，从进油口T的进油一部分进入到左出油口T1再通过散热器5，另一部分通过右出油口T2直接回油箱1，由此可以控制通过散热器5的最大排油量在泵排油量之内，使散热器5不容易坏。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种油缸的散热器回油控制系统，包括油箱、液压泵、油缸、连接于液压泵与油缸之间的手动换向阀、连接于油缸回油管路上的散热器，其特征在于，还包括散热控制阀，所述散热控制阀包括控制阀座和控制阀芯；所述控制阀座设有进油口、左出油口和右出油口，所述油缸的回油连通所述进油口，所述左出油口和右出油口接回油箱，所述散热器设于所述左出油口和油箱之间；

所述控制阀芯的左端设有复位弹簧，当进入所述散热控制阀内的控制油不足以克服所述复位弹簧的弹簧力和控制阀芯的摩擦阻力时，所述控制阀芯处于右位，所述进油口仅与所述左出油口导通，当进入所述散热控制阀内的控制油能够克服所述复位弹簧的弹簧力和控制阀芯的摩擦阻力时，所述控制阀芯处于左位，所述进油口同时与左出油口和右出油口导通。

2.如权利要求1所述的油缸的散热器回油控制系统，其特征在于，所述控制阀座内壁开有位于左出油口和右出油口之间的阀座环形凹槽，所述进油口连通所述阀座环形凹槽，所述控制阀芯外壁形成有阀芯左环形凹槽、中间台肩、阀芯右环形凹槽；

当所述控制阀芯处于右位时，所述进油口依次经由所述阀座环形凹槽、阀芯左环形凹槽与左出油口导通；

当所述控制阀芯处于左位时，所述进油口一路依次经所述阀座环形凹槽、阀芯左环形凹槽与左出油口导通，另一路依次经所述阀座环形凹槽、阀座右环形凹槽与右出油口导通。

3.如权利要求1所述的油缸的散热器回油控制系统，其特征在于，所述控制阀座具有左端盖，所述复位弹簧设于所述控制阀芯与左端盖之间。

4.如权利要求3所述的油缸的散热器回油控制系统，其特征在于，所述左端盖设有连接所述复位弹簧的调节螺钉。

5.如权利要求1所述的油缸的散热器回油控制系统，其特征在于，所述油缸为单杆式双作用活塞缸，包括大腔和小腔。

6.如权利要求5所述的油缸的散热器回油控制系统，其特征在于，所述手动换向阀为三位六通换向阀，其中位机能设置为：中位进油口P1连接中位出油口P2，驱动油口P3、第一工作油口A、第二工作油口B和返油口O断开，第一工作油口A和第二工作油口B分别连接所述油缸的大腔和小腔，中位出油口P2和返油口O连通所述散热控制阀的进油口。

7.如权利要求5所述的油缸的散热器回油控制系统，其特征在于，所述控制阀座具有右端盖，所述控制阀芯右端设有右台肩，所述右台肩与右端盖之间形成右腔，所述右端盖上设有控制口，从所述油缸小腔的回油连通所述控制口。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的油缸的散热器回油控制系统的控制方法，包括：

将油缸的回油输入散热控制阀的进油口，

当油缸的大腔进油、小腔回油时，从小腔出来的回油进入散热控制阀右端的控制口内后，不足以克服控制阀芯左端的复位弹簧的弹簧力及控制阀芯的摩擦阻力时，回油全部通过左出油口流至散热器，再流回油箱；

当油缸的小腔进油、大腔回油时，从小腔出来的控制油进入散热控制阀右端控制口内后，能够克服所述复位弹簧的弹簧力及控制阀芯的摩擦阻力时，使控制阀芯向左移动，将右出油口开启，回油一路经左出油口流至散热器，另一路直接接回油箱。