CN108757613B - 回转控制阀组、回转控制系统和起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转控制阀组、回转控制系统和起重机。回转控制阀组具有进油口、排油口、第一工作油口和第二工作油口并具有回转控制状态、第一回转停止控制状态和第二回转停止控制状态，回转控制阀组包括梭阀、溢流阀、回转换向阀以及切换控制阀，在回转控制状态和第一回转停止控制状态，切换控制阀控制进油口与梭阀的出油口之间的切换油路断开；在第二回转停止控制状态，切换控制阀控制进油口与梭阀的出油口之间的切换油路连通。本发明的回转控制阀组通过设置切换控制阀实现了两种回转停止控制状态之间的切换，提高回转控制阀组的适应性。

Description

回转控制阀组、回转控制系统和起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种回转控制阀组、回转控制系统和起重机。

背景技术

起重机上车包括吊臂伸缩机构、吊臂变幅机构、转台回转机构以及卷扬起升机构。其中，转台回转机构的作用是带动转台及吊臂以转台中心线为基准做旋转运动，从而将所吊重物安放在所需的方向上。转台回转机构包括回转控制系统。回转控制系统包括回转马达、回转控制阀组以及减速机，回转控制阀组控制回转马达动作以实现转动、停止、紧急制动及回转缓冲等功能，从而实现起重机回转动作的安全可靠的运行。

相关技术中的回转控制系统的结构如图1所示。该回转控制系统包括油箱1a、液压泵2a、回转控制阀组3a以及回转马达4a。回转控制阀组3a包括回转换向阀31a、自由滑转控制阀32a、溢流阀33a以及缓冲阀34a。在回转动作时，回转控制阀组3a的第一先导油口a(或第二先导油口b)进油，推动回转换向阀31a的阀芯换向，使液压泵2a的出油口经回转换向阀31a后进入回转马达4a的第一工作油口A(或第二工作油口B)进而驱动回转马达4a向右(或左)运动，而回转马达4a的回油经第二工作油口B(或第一工作油口A)后经回转控制阀组3a回油箱1a。在回转停止过程中，回转控制阀组3的第一先导油口a的压力逐渐减小，回转换向阀31a的阀芯由于弹簧作用逐渐回中位，其进油开口逐渐减小，液压泵2a经回转控制阀组3a进入回转马达4a的油液逐渐减小，因此转台的回转将逐渐进行减速运动。同时，回转换向阀31a回中位使回油开口逐渐减小，形成背压阻碍回转继续运动，从而使转台停止运动。部分区域的用户习惯于快速操纵控制回转换向阀31a换向的手柄回中位而使回转操纵快速关闭，此时，回转控制阀组3a的第一先导油口a的压力快速减小，回转换向阀31a的阀芯快速回中位，其进回油口将快速关闭。由于吊重物在惯性作用下有继续运动的趋势，回转背压将快速增高，直至压力达到溢流阀33a的压力而打开溢流阀使缓冲阀34a换向，实现回转进回油贯通泄荷。当压力降低后，溢流阀33a使缓冲阀34a复位，在吊重物惯性作用下，回油背压又将快速建立至打开溢流阀33a，实现泄荷缓冲。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回转控制阀组、回转控制系统和起重机，以实现回转停止状态之间的切换。

本发明第一方面提供一种回转控制阀组，回转控制阀组具有进油口、排油口、第一工作油口和第二工作油口并具有回转控制状态、第一回转停止控制状态和第二回转停止控制状态，回转控制阀组包括：

梭阀，设置于第一工作油口与第二工作油口之间且将第一工作油口和第二工作油口中油压较高的工作油口的油液输出至其出油口；

缓冲阀，设置于第一工作油口和第二工作油口之间以用于控制第一工作油口和第二工作油口之间油路的通断；

溢流阀，设置于出油口与排油口之间；

回转换向阀，设置于进油口与第一工作油口和第二工作油口之间，在回转控制状态，回转换向阀用于控制进油口的油液流向第一工作油口或第二工作油口；在第一回转停止控制状态和第二回转停止控制状态，回转换向阀用于控制进油口的油液流向排油口；

切换控制阀，在回转控制状态和第一回转停止控制状态，切换控制阀控制进油口与梭阀的出油口之间的切换油路断开；在第二回转停止控制状态，切换控制阀控制进油口与梭阀的出油口之间的切换油路连通。

在一些实施例中，切换控制阀根据进油口的油压与梭阀的出油口的油压控制切换油路的通断。

在一些实施例中，切换控制阀具有第一油口、第二油口、第一控制端和第二控制端，第一油口与进油口连接，第二油口与梭阀的出油口连接，第一控制端与第二油口连接，第二控制端为电磁控制端且与第一油口连接，第一控制端与第二控制端之间的压力差值控制第一油口与第二油口之间的通断。

在一些实施例中，切换控制阀的第一油口通过节流元件与梭阀的出油口连接。

在一些实施例中，电磁控制端的电流大小可调节地设置以调节背压的大小。

在一些实施例中，切换控制阀为高压常闭式电比例溢流阀。

在一些实施例中，回转控制阀组还包括自由滑转控制阀，自由滑转控制阀用于控制第一工作油口和第二工作油口与排油口连通以实现自由回转。

在一些实施例中，自由滑转控制阀设置于梭阀的出油口与排油口之间。

在一些实施例中，自由滑转控制阀设置于梭阀的出油口与切换控制阀之间。

本发明第二方面提供一种回转控制系统，包括液压泵、回转马达以及如本发明第一方面任一项提供的回转控制阀组，回转控制阀组的进油口与液压泵连接，回转控制阀组的第一工作油口和第二工作油口分别与回转马达的两个油口对应连接。

本发明第三方面提供一种起重机，包括如本发明第一方面提供的回转控制系统。

基于本发明提供的回转控制阀组、回转控制系统和起重机，回转控制阀组具有进油口、排油口、第一工作油口和第二工作油口并具有回转控制状态、第一回转停止控制状态和第二回转停止控制状态，回转控制阀组包括梭阀、溢流阀、回转换向阀以及切换控制阀，在回转控制状态和第一回转停止控制状态，切换控制阀控制进油口与梭阀的出油口之间的切换油路断开；在第二回转停止控制状态，切换控制阀控制进油口与梭阀的出油口之间的切换油路连通。本发明的回转控制阀组通过设置切换控制阀实现了两种回转停止控制状态之间的切换，提高回转控制阀组的适应性。

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

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为相关技术的回转控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的回转控制系统的结构示意图；

图3为图2中的回转控制系统的控制流程示意图；

图4为本发明另一实施例的回转控制阀组的结构示意图；

图5为本发明另一实施例的回转控制阀组的结构示意图。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图2所示，本发明实施例的回转控制系统包括油箱1、液压泵2、回转控制阀组3和回转马达4。回转控制阀组3用于控制油液输送至回转马达4的油口从而驱动回转马达4转动。下面对回转控制阀组3的结构和工作过程进行详细说明。

本发明实施例的回转控制阀组3具有进油口P、排油口T、第一工作油口A和第二工作油口B。该回转控制阀组3具有回转控制状态、第一回转停止控制状态和第二回转停止控制状态。

该回转控制阀组3包括：

梭阀36，设置于第一工作油口A与第二工作油口B之间且将第一工作油口A和第二工作油口B中油压较高的工作油口的油液输出至其出油口；

缓冲阀34，设置于第一工作油口A和第二工作油口B之间以用于控制第一工作油口A和第二工作油口B之间油路的通断；

溢流阀33，设置于出油口与排油口T之间；

回转换向阀31，设置于进油口P与第一工作油口A和第二工作油口B之间，在回转控制状态，回转换向阀31用于控制进油口P的油液流向第一工作油口A或第二工作油口B；在第一回转停止控制状态和第二回转停止控制状态，回转换向阀31用于控制进油口P的油液流向排油口T；

切换控制阀35，在回转控制状态和第一回转停止控制状态，切换控制阀35控制进油口P与梭阀36的出油口之间的切换油路断开；在第二回转停止控制状态，切换控制阀35控制进油口P与梭阀36的出油口之间的切换油路连通。

本实施例的回转控制阀组在第一回转停止控制状态时，进油口P与梭阀36的出油口之间的切换油路断开，此时当换向阀31的阀芯回到中位关闭时，由于吊重物在惯性作用下继续运动趋势，回油背压将快速增高，直至其压力到达溢流阀33的溢流压力而打开溢流阀33卸荷，同时缓冲阀34打开实现回转马达的进回油贯通卸荷。在第二回转停止控制状态时，进油口P与梭阀36的出油口之间的切换油路连通，回油直接通过该切换油路回到油箱。综上可知，本实施例的回转控制阀组通过设置切换控制阀35实现了两种回转停止控制状态之间的切换，提高回转控制阀组的适应性。

为了实现在第二回转停止控制状态时回油背压可调节地设置以适应不同的工况，本实施例的切换控制阀35具有第一油口P1、第二油口P2、第一控制端和第二控制端，第一油口P1与进油口P连接，第二油口P2与梭阀36的出油口连接，第一控制端与第二油口P2连接，第二控制端为电磁控制端P3且与第一油口P1连接，第一控制端与第二控制端之间的压力差值控制第一油口与第二油口之间的通断。

当回转控制状态时，切换控制阀35的第一油口P1与进油口P连接，第二油口P2与梭阀36的出油口连接，油液从进油口P经过回转换向阀31流至第一工作油口或第二工作油口会产生一定压降，因此第二油口P2的压力一定小于第一油口P1的压力，也就是说，切换控制阀35的第一控制端的压力小于第二控制端的压力，切换控制阀35处于断开状态可保证正常回转状态；

当回转停止控制状态时，回转换向阀31的先导口a(或b)的压力逐渐减小，回转换向阀31的阀芯由于弹簧作用逐渐回中位，其进油开口逐渐减小，液压泵2经回转换向阀31进入马达4的液压油量逐渐减小，回转将逐渐减速运动。同时回转换向阀31的阀芯回中位使回油口开口逐渐减小，形成背压阻碍回转继续运动，使回转停止。当回转操控快速关闭，即回转换向阀31的先导口a(或b)的压力快速减小，将使回转换向阀31的阀芯快速回中位，其进回油口将快速关闭，由于吊重物在惯性作用下继续运动趋势，回油背压将快速增高，此时切换控制阀35的第一油口P1与回油连接，因此其第二油口P2的压力只要克服其电磁控制端P3的压力即可控制切换油路连通从而使回油直接回油箱，实现第二回转停止控制状态。当想要选择第一回转停止控制状态时，控制切换控制阀35的电磁控制端P3的压力为最大值从而使切换控制阀35处于断开状态，此时当回转换向阀31的阀芯回中位时，通过溢流阀33打开且使缓冲阀34贯通实现第一回转停止控制状态。

由上可知，本实施例的回转控制阀组在处于第一回转停止状态时，回转马达4的回油背压只有大于溢流阀33的溢流压力时才能实现卸荷停止状态。而在处于第二回转停止状态时，回转马达4的回油背压只要大于切换控制阀35的电磁控制端的压力大小即可，从而实现低压卸荷。以上两种回转停止状态的切换为用户提供更多选择，因此也可以适应于不同使用习惯的用户。从而提高回转控制阀组的适用范围。

在一个实施例中，切换控制阀35根据进油口P的油压与梭阀36的出油口的油压控制切换油路的通断。如此设置使得在回转控制状态时，也就是说回转换向阀31处于左位或右位时，由于油液在输送的过程中有压降，切换控制阀35的第一控制端的油压小于第二控制端的油压，从而切换控制阀处于断开状态。而当第二回转控制停止状态时，由于切换控制阀35的第一油口直接与排油连接，因此其第一控制端的油压只要大于电磁控制端的压力大小即可使得切换控制阀处于连通状态。综上可知，本实施例的切换控制阀35不是一个简单的用于切换通断的阀，其通断状态与回转换向阀31的工作位置密切相关，从而与回转换向阀31以及其他阀共同构成完整而紧密关联的技术方案。

在一些实施例中，切换控制阀35的第一油口通过节流元件与梭阀36的出油口连接。如此设置使得在回转控制状态时，切换控制阀35的第二油口的油压进一步小于切换控制阀35的第一油口的油压。

本实施例的缓冲阀34的第一油口与第一工作油口A连接，缓冲阀34的第二油口与第二工作油口B连接，缓冲阀34的第一控制端与梭阀34的出油口连接，缓冲阀34的第二控制端与切换控制阀35的第二油口P2连接且缓冲阀34的第二控制端设置有弹簧。回转换向阀31的阀芯快速回到中位使其进回油口快速关闭，而吊重物在惯性作用下继续运动从而使得回转马达的回油背压快速增高。当回转控制阀组处于第一回转停止控制状态时，当回油背压增高至大于溢流阀33的压力后，溢流阀33打开而且由于缓冲阀33的第一控制端的压力大于其第二控制端的压力而处于连通状态实现了第一工作油口和第二工作油口的贯通卸荷。当回转控制阀组处于第二回转停止控制状态时，当回油背压增高至大于切换控制阀35的电磁控制端的压力即可使切换控制阀35连通而且同样地缓冲阀34也连通实现第一工作油口和第二工作油口的贯通卸荷。

在一些实施例中，为了实现回转马达的自由回转功能，回转控制阀组还包括自由滑转控制阀32。自由滑转控制阀32用于控制第一工作油口A和第二工作油口B与排油口T连通以实现自由回转。

如图2所示，在本实施例中，自由滑转控制阀32设置于梭阀36的出油口与排油口T之间。在回转系统停止时，控制自由滑转控制阀32处于连通状态而且缓冲阀34也处于连通状态，此时，马达处于自由浮动状态，转台可以自由转动，在偏载力作用下使起重机重心自动与重物重心重合在同一垂直线上，从而消除偏载力，起到安全保护作用。当然，也可以选择控制切换控制阀35的电磁控制端的压力最小而实现其连通，同样可以使回转马达处于自由浮动状态。本实施例的回转控制阀组的切换控制阀35和自由滑转控制阀32均可以实现对回转马达自由浮动状态的控制，从而利于当其中一个回路出现故障时保证回转功能和作业安全。

在另一实施例中，为了回转控制阀组的结构紧凑而简单，如图4所示，也可以仅设置切换控制阀35。

在另一实施例中，如图5所示，自由滑转控制阀32设置于梭阀36的出油口与切换控制阀35之间。如此设置使得只有在自由滑转控制阀32和切换控制阀35同时处于连通状态时才能实现转台的自由转动，从而利于防止在人为误操作等情况下的转台的自由转动以防止事故发生。

回转控制阀组3还具有用于测试进油口P的油压的测压口MP。

在一些实施例中，为了调节回油背压的大小，切换控制阀35的电磁控制端P3的电流大小可调节地设置以调节背压的大小。例如，根据不同臂长、幅度及吊重物等工况，通过控制切换控制阀35的电磁控制端P3的电流大小使其产生不同背压，满足不同作业工况的需求。

另外，在第二回转停止控制状态时，通过控制切换控制阀35的电流变化，例如使其成比例变化从而使其产生的背压比例变化，实现回转比例致动，提高回转系统制动的安全性。

在至少一个实施例中，切换控制阀35为高压常闭式电比例溢流阀。如此设置使得切换控制阀35处于常闭状态，防止静止或突然断电时回转自主转动。

在本实施例中，具体的控制过程如图3所示。当操作人员选择第一回转停止控制状态时，系统根据工况自动控制切换控制阀35的电磁控制端的电流值为0，即切换控制阀35的电磁控制端P3的压力为最大值，此时切换控制阀35为断开状态。回转换向阀31回中位时，此时回油压力增大使溢流阀33打开而且同时缓冲阀34连通而使回转马达进回油口贯通，实现回转系统停止。

当操作人员选择第二回转停止控制状态时，系统根据工况选择自动控制切换控制阀的电磁控制端得电。但是根据不同的工况，控制其电磁控制端不同的电流值，提供相应较小背压，具体控制如下：

回转启动过程：回转控制阀组3的先导口a的进油推动回转换向阀31的阀芯换向，使液压泵2的出油口的油液经回转换向阀31进入回转马达4的A口，驱动回转马达4向右运动。由于回转启动过程中，油液经回转换向阀31进入回转马达4的进油口会产生一定压降，因此切换控制阀的第二油口P2的压力小于切换控制阀的第一油口P1的压力，此时切换控制阀35处于断开状态，回转马达可以正常启动。

回转停止过程：当回转控制阀组3的先导口a的进油压力逐渐减小，回转换向阀31的阀芯由于弹簧作用逐渐回中位，其进油开口逐渐减小，回转将逐渐减速运动。同时，回转换向阀31的阀芯回中位使回油口开口逐渐减小，形成背压阻碍回转继续运动，使其停止。当回转操控快速关闭，即回转换向阀31的先导口a的压力快速减小，将使回转换向阀31的阀芯快速回中位，其进回油口快速关闭，由于吊重物在惯性作用下有继续运动的趋势，回油背压将快速增高，此时切换控制阀35的第一油口P1与回油直接连接，其第二油口P2的压力只要大于电磁控制端P3的压力就可使回油直接回油箱。

在回转停止过程中还可以选择是否进行回转比例制动，当不进行回转比例制动时，控制切换控制阀35的电磁控制端的电流值不变；当进行回转比例制动时，控制切换控制阀35的电磁控制端的电流值按比例变化从而使其产生的背压按比例变化，实现回转比例制动。

在本实施例中，在第一回转停止控制状态时，溢流阀的溢流压力一般都设置得较高，只有当回油背压大于溢流阀的溢流压力时马达的回油才能卸荷。在第二回转停止控制状态时，切换控制阀35的电磁控制端的压力设置得要小于溢流阀的溢流压力，以提供较小的背压，从而使得回油压力增加到一定大小即可卸荷。

本实施例还提供一种起重机，包括如前实施例中的回转控制系统。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种回转控制阀组，其特征在于，所述回转控制阀组具有进油口(P)、排油口(T)、第一工作油口(A)和第二工作油口(B)并具有回转控制状态、第一回转停止控制状态和第二回转停止控制状态，所述回转控制阀组包括：

梭阀(36)，设置于所述第一工作油口(A)与所述第二工作油口(B)之间且将所述第一工作油口(A)和所述第二工作油口(B)中油压较高的工作油口的油液输出至其出油口；

缓冲阀(34)，设置于所述第一工作油口(A)和所述第二工作油口(B)之间以用于控制所述第一工作油口(A)和所述第二工作油口(B)之间油路的通断；

溢流阀(33)，设置于所述出油口与所述排油口(T)之间；

回转换向阀(31)，设置于所述进油口(P)与所述第一工作油口(A)和所述第二工作油口(B)之间，在所述回转控制状态，所述回转换向阀(31)用于控制所述进油口(P)的油液流向所述第一工作油口(A)或所述第二工作油口(B)；在所述第一回转停止控制状态和所述第二回转停止控制状态，所述回转换向阀(31)用于控制所述进油口(P)的油液流向所述排油口(T)；

切换控制阀(35)，在所述回转控制状态和所述第一回转停止控制状态，所述切换控制阀(35)控制所述进油口(P)与所述梭阀(36)的出油口之间的切换油路断开；在所述第二回转停止控制状态，所述切换控制阀(35)控制所述进油口(P)与所述梭阀(36)的出油口之间的切换油路连通，所述切换控制阀根据所述进油口(P)的油压与所述梭阀的出油口的油压控制所述切换油路的通断，所述切换控制阀(35)具有第一油口(P1)、第二油口(P2)、第一控制端和第二控制端，所述第一油口(P1)与所述进油口(P)连接，所述第二油口(P2)与所述梭阀的出油口连接，所述第一控制端与所述第二油口(P2)连接，所述第二控制端为电磁控制端(P3)且与所述第一油口(P1)连接，所述第一控制端与所述第二控制端之间的压力差值控制所述第一油口与所述第二油口之间的通断。

2.根据权利要求1所述的回转控制阀组，其特征在于，所述切换控制阀(35)的第一油口通过节流元件与所述梭阀的出油口连接。

3.根据权利要求1所述的回转控制阀组，其特征在于，所述电磁控制端(P3)的电流大小可调节地设置以调节背压的大小。

4.根据权利要求1所述的回转控制阀组，其特征在于，所述切换控制阀(35)为高压常闭式电比例溢流阀。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的回转控制阀组，其特征在于，所述回转控制阀组还包括自由滑转控制阀(32)，所述自由滑转控制阀(32)用于控制所述第一工作油口(A)和所述第二工作油口(B)与所述排油口(T)连通以实现自由回转。

6.根据权利要求5所述的回转控制阀组，其特征在于，所述自由滑转控制阀(32)设置于所述梭阀(36)的出油口与所述排油口(T)之间。

7.根据权利要求5所述的回转控制阀组，其特征在于，所述自由滑转控制阀(32)设置于所述梭阀的出油口与所述切换控制阀(35)之间。

8.一种回转控制系统，其特征在于，包括液压泵(2)、回转马达(4)以及如权利要求1至7中任一项所述的回转控制阀组(3)，所述回转控制阀组(3)的进油口(P)与所述液压泵(2)连接，所述回转控制阀组(3)的第一工作油口(A)和第二工作油口(B)分别与所述回转马达(4)的两个油口对应连接。

9.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求8所述的回转控制系统。