CN109236786A - 换向阀、起重机变幅反向冲击控制装置及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开一种换向阀、起重机变幅反向冲击控制装置及起重机。该换向阀包括：设有第一工作油口、第二工作油口、进油口、第一回油口及第二回油口的阀体，该阀体的主阀腔包括阀芯配合腔以及能在该阀芯配合腔内往复移动的阀芯，该阀芯的移动行程范围至少包括用于控制液压执行元件沿彼此相反的方向运动的第一工作位置和第二工作位置、位于第一工作位置和第二工作位置间的中间位置以及位于第一工作位置与中间位置间的第一过渡位置，在阀芯处于第一过渡位置的情况下，第一工作油口与第一回油口相连通，第二工作油口与进油口及第二回油口相连通。本发明不仅可保证工程机械变幅下落的平稳性和速度，还可避免变幅下落停止时的反向冲击。

Description

换向阀、起重机变幅反向冲击控制装置及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种换向阀、包括该换向阀的起重机变幅反向冲击控制装置及起重机。

背景技术

起重机都有一个重要的系统——变幅系统，使起重机能工作在不同的工作幅度，以适应各种起吊工况。液压起重机的变幅主要采用液压变幅形式，即采用变幅液压油缸作为变幅工作机构，在动力源的作用下采用换向阀加平衡阀及辅助电气系统或液压先导控制系统控制变幅的起升或下落。

图1至图6为现有技术中起重机变幅控制回路的示意图。其中，图1、2 所示的分别是液控压力、电控压力变幅下落控制回路。当换向阀3切换至过渡机能5位置，换向阀P口的压力油经换向阀3的A口输入平衡阀(液控平衡阀31或电控平衡阀32)，经过平衡阀(液控平衡阀31或电控平衡阀32) 的单向阀输入变幅油缸2的无杆腔21，使变幅油缸2的活塞杆伸出，变幅油缸2的有杆腔22内的压力油经换向阀3的B口，再回到油箱，从而实现起重机主臂1的变幅动作的起升；当换向阀3切换到过渡机能位置6，换向阀 P口的压力油经换向阀3的B口输入变幅油缸2的有杆腔22，同时还有部分压力油经X打开液控平衡阀31(图1所示)或以通电的方式打开电控平衡阀32(图2所示)，变幅油缸2的活塞杆回缩，变幅油缸2的无杆腔21内的液压油经平衡阀(液控平衡阀31或电控平衡阀32)到换向阀3的A口，再回到油箱，从而实现主臂1变幅动作的下落。

其中，图3、4所示的分别是液控、电控自重变幅下落控制回路。当换向阀3切换至过渡机能位置5，换向阀P口的压力油经换向阀3的A口输入平衡阀(液控平衡阀31或电控平衡阀32)，经过平衡阀(液控平衡阀31或电控平衡阀32)的单向阀输入变幅油缸2的无杆腔21，使变幅油缸2的活塞杆伸出，变幅油缸2的有杆腔22压力油经换向阀3的B口，再回到油箱，实现起重机主臂1的变幅动作的起升；当通过控制手柄打开液控平衡阀(图 3所示)或以通电的方式打开电控平衡阀(图4所示)，变幅油缸2在起重机主臂1在自身重力的作用下使变幅油缸2的活塞杆回缩，变幅油缸2的无杆腔21内的压力油经平衡阀(液控平衡阀31或电控平衡阀32)到切换阀4 的A口，再回到油箱，同时，有杆腔22从油箱或系统回油路吸油补入压力油，从而实现起重机主臂1变幅动作的下落。

下面针对图5所示的电控压力变幅下落控制的回路进行详细说明。在起重机主臂1变幅下落时，控制器7发送变幅下落的控制信号至换向阀3和电控平衡阀32，换向阀3切换至最左侧位置8，压力油经换向阀3的B口进入变幅油缸2的有杆腔22，同时，电控平衡阀32开启，变幅油缸2的无杆腔 21内的压力油经电控平衡阀32进入换向阀3的A口，并经换向阀3的T1 口回油，从而实现起重机主臂1的变幅下落；然而，如图6所示，当下落停止时，控制器7发送变幅下落停止控制信号至换向阀3和电控平衡阀32，在很短时间内，电控平衡阀32完全关闭，换向阀3切换至过渡机能位置6，变幅油缸2的无杆腔21内的压力油停止回油，但因各种不可控因素(如滞环等)换向阀3此时还未完成切换至中间位置4的动作(处于过渡机能位置)，故泵输出的压力油还继续经换向阀3并通过B口以小流量状态供给变幅油缸 2的有杆腔22；由于压力油的可压缩性，变幅油缸2的活塞杆继续回缩；一旦换向阀3回到中间位置4，换向阀3的P口截止，变幅油缸2的有杆腔22 内的压力油瞬间通过换向阀3的B口泄压，变幅油缸2的活塞杆瞬间伸出，造成主臂1瞬间向上弹起，直达新的平衡。该起重机变幅下落停止反向冲击的现象主要是由于电控平衡阀与换向阀的设计精度不同，从而使得各自执行动作的响应时间的不同而导致的。

现有技术中的起重机主臂变幅下落控制回路存在以下缺点：

1)对于液控压力变幅下落控制回路，在主臂中长臂或长臂情况下吊重，受主臂刚度的影响，主臂上下晃动造成变幅油缸的油压产生波动，使得在下降过程中平衡阀的开度频繁变化，从而导致主臂变幅下落过程中出现不平稳或抖动的现象；

2)对于电控压力变幅下落控制回路，虽然不存在采用上述液控压力变幅下落控制回路控制变幅下落中出现的主臂不平稳或抖动，但又会出现变幅下落停止反向冲击的问题。通过匹配参数及精细调试，尽管能解决变幅下落停止反向冲击的问题，但由于每个阀受滞环或重复精度的影响，故几乎每台产品都需要调整参数，而且调试难度非常大。

3)对于自重变幅下落控制回路，虽然不存在采用上述电控压力变幅下落控制回路控制变幅下落停止时的反向冲击，也不采用上述液控压力变幅下落控制回路控制变幅下落中出现的主臂不平稳或抖动，但其在主臂全缩状态下，变幅下落时会非常慢,整个下落过程所需的时间一般都大于100s(一般情况下，均小于70秒)，此外，当个别产品油缸阻力过大时，还可能造成变幅不能下落。

发明内容

本发明的目的是提供一种换向阀、包括该换向阀的起重机变幅反向冲击控制装置及起重机，通过该换向阀控制工程机械(如起重机)变幅下落，不仅可保证工程机械变幅下落的平稳性和速度，还可避免变幅下落停止时的反向冲击。

为了实现上述目的，本发明提供一种换向阀，该换向阀包括：设有第一工作油口、第二工作油口、进油口、第一回油口及第二回油口的阀体，该阀体的主阀腔包括阀芯配合腔以及能够在该阀芯配合腔内往复移动的阀芯，该阀芯的移动行程范围至少包括用于控制液压执行元件沿彼此相反的方向运动的第一工作位置和第二工作位置、位于所述第一工作位置和所述第二工作位置之间的中间位置以及位于所述第一工作位置与所述中间位置之间的第一过渡位置，其中，所述第一回油口与所述第二回油口相连通，在所述阀芯处于所述第一过渡位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通。

可选的，在所述阀芯处于所述中间位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通，所述第一工作油口及所述第二工作油口与所述进油口相截止。

可选的，所述阀芯的移动行程范围还包括位于所述第二工作位置与所述中间位置之间的第二过渡位置，在所述阀芯处于所述第二过渡位置的情况下，所述第一工作油口与所述进油口相连通，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通。

可选的，在所述阀芯处于所述第一工作位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口相连通。

可选的，在所述阀芯处于所述第二工作位置的情况下，所述第一工作油口与所述进油口相连通，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通。

可选的，所述第一过渡位置为所述阀芯的开度达到该阀芯的最大开度的预设比例处。

可选的，所述液压执行元件为起重机的变幅油缸。

相应的，本发明还提供一种起重机变幅反向冲击控制装置，该起重机包括与所述起重机的变幅油缸的无杆腔相连的第一工作油路及与所述起重机的变幅油缸的有杆腔相连的第二工作油路，该控制装置包括：设置于所述第一工作油路上的平衡阀，用于控制所述第一工作油路的导通或切断；根据上述权利要求所述的换向阀，用于通过将所述第一工作油路和所述第二工作油路切换至不同的油口，控制所述起重机的变幅动作；以及控制器，用于向所述平衡阀和所述换向阀输出停止信号，控制所述平衡阀和所述换向阀关闭，在所述平衡阀和所述换向阀关闭的过程中，当所述平衡阀达到完全关闭的状态时，所述第一工作油路处于切断状态以停止所述变幅油缸的无杆腔继续回油，所述换向阀的阀芯处于所述第一过渡位置或所述中间位置：在所述换向阀的阀芯处于所述第一过渡位置的情况下，所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通，源自所述进油口的压力油直接流回所述第二回油口，而停止继续通过所述第二工作油路向所述变幅油缸的有杆腔输入，从而停止该变幅油缸的活塞杆继续回缩；在所述换向阀的阀芯处于所述中间位置的情况下，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口相截止，切断所述第二工作油路以停止向所述变幅油缸的有杆腔输入压力油，从而停止该变幅油缸的活塞杆继续回缩。

可选的，在所述平衡阀和所述换向阀关闭的过程中，当所述平衡阀未完全关闭时，所述换向阀的阀芯处于所述第一工作位置或所述第一过渡位置：在所述换向阀的阀芯处于所述第一工作位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第一工作油路继续处于导通状态以允许所述变幅油缸的无杆腔继续回油；以及所述第二工作油口与所述进油口相连通，源自该进油口的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸的有杆腔输入，从而保证该变幅油缸的活塞杆继续回缩，在所述换向阀的阀芯处于所述第一过渡位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第一工作油路继续处于导通状态以允许所述变幅油缸的无杆腔继续回油；以及所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通，源自所述进油口的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸的有杆腔输入，或者在源自所述进油口的压力油不足以满足所述变幅油缸的油量需求的情况下，通过源自所述第二回油口的压力油向所述变幅油缸的有杆腔补充输入，以使得该变幅油缸的活塞杆继续回缩。

相应的，本发明还提供一种起重机，该起重机设有根据上述权利要求所述的起重机变幅反向冲击控制装置。

通过上述技术方案，本发明创造性地将换向阀的阀芯的移动行程范围设置为至少包括用于控制液压执行元件沿彼此相反的方向运动的第一工作位置和第二工作位置以及位于所述第一工作位置与所述中间位置之间的第一过渡位置，在所述阀芯处于所述第一过渡位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通，通过该换向阀控制工程机械(如起重机)变幅下落，通过该换向阀控制工程机械(如起重机)变幅下落，不仅可保证工程机械变幅下落的平稳性和速度，还可避免变幅下落停止时的反向冲击。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中起重机的液控压力变幅下落控制回路的示意图；

图2是现有技术中起重机的电控压力变幅下落控制回路的示意图；

图3是现有技术中起重机的液控自重变幅下落控制回路的示意图；

图4是现有技术中起重机的电控自重变幅下落控制回路的示意图；

图5是现有技术中起重机的电控压力变幅下落控制回路的示意图；

图6是现有技术中起重机的电控压力变幅下落停止控制回路的示意图；

图7是本发明一种实施方式提供的换向阀的结构示意图；

图8是本发明一种实施方式提供的起重机变幅反向冲击控制装置的结构图；

图9是本发明一种实施方式提供的起重机变幅下落停止时反向冲击控制回路的示意图；以及

图10是本发明一种实施方式提供的起重机变幅下落停止时反向冲击控制回路的示意图；以及

图11是本发明一种实施方式提供的起重机变幅下落停止时反向冲击控制回路的示意图。

附图标记说明

1 主臂 2 变幅油缸

3 换向阀 4 中间位置

5 过渡机能位置 6 过渡机能位置

7 控制器 8 最左侧位置

21 无杆腔 22 有杆腔

31 液压平衡阀 32 电控平衡阀

70 第一工作油口 71 第二工作油口

72 进油口 73 第一出油口

74 第二出油口 75 第一工作位置

76 第二工作位置 77 中间位置

78 第一过渡位置 79 第二过渡位置

80 平衡阀 81 换向阀

82 控制器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

对于本领域技术人员容易理解的是，就液压领域的阀而言，其机械实体结构可以进行各种结构变化，例如阀体内部油道的布置、阀芯的形状、阀芯配合腔的配合形状等，液压阀的核心技术构思主要在于其液压连接结构，在本领域技术人员知悉本发明的液压结构技术构思的情形下，可以通过多种机械实体的阀结构予以实现。因此，尽管在以下的具体实施方式中示例性地说明了一些阀的机械实体结构，但这主要帮助本领域技术人员更好地理解本发明，本发明的保护范围不应仅局限于具体的机械实体细节结构。

图7是本发明一实施例提供的换向阀的结构图。如图7所示，本发明提供的换向阀可包括：设有第一工作油口70、第二工作油口71、进油口72、第一回油口73及第二回油口74的阀体，该阀体的主阀腔可包括阀芯配合腔以及能够在该阀芯配合腔内往复移动的阀芯，该阀芯的移动行程范围至少可包括用于控制液压执行元件沿彼此相反的方向运动的第一工作位置75和第二工作位置76、位于所述第一工作位置75和所述第二工作位置76之间的中间位置77以及位于所述第一工作位置75与所述中间位置77之间的第一过渡位置78，其中，所述第一回油口73与所述第二回油口74相连通，在所述阀芯处于所述第一过渡位置78的情况下，所述第一工作油口70与所述第一回油口73相连通，所述第二工作油口71与所述进油口72及所述第二回油口74相连通。其中，所述阀体可为三位五通阀；以及所述液压执行元件可为起重机的变幅油缸。由于所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通，源自所述进油口的压力油直接流回所述第二回油口，而停止继续向与上述第二工作油口相连的液压元件(如变幅油缸的有杆腔)输入，甚至该液压元件可通过第二工作油口泄压，从而停止该液压元件继续动作(变幅油缸的活塞杆继续回缩)，以使得该换向阀回到中间位置时不存在变幅油缸的有杆腔泄压的过程，从而可避免工程机械变幅下落停止时的反向冲击，由于该换向阀采用电控方式控制平衡阀以及并非基于主臂自重变幅下落，故其不仅不存在在负载的影响下平衡阀开度频繁改变而造成变幅下落不平稳的现象，还可保证变幅下落的速度。

若无特殊声明，下面将液压元件视为变幅油缸进行详细说明。

所述阀芯的移动行程范围还可包括位于所述第二工作位置76与所述中间77位置之间的第二过渡位置79，在所述阀芯处于所述第二过渡位置79 的情况下，所述第一工作油口70与所述进油口72相连通，所述第二工作油口71与所述第二回油口74相连通，如图7所示。源自所述进油口的压力油经所述第一工作油口流入与其相连的变幅油缸的无杆腔，使该变幅油缸的活塞杆伸出，变幅油缸的有杆腔的压力油经所述第二工作油口流回油箱，从而可实现与变幅油缸的活塞杆相连的起重机主臂的起升。

所述第一过渡位置及所述第二过渡位置均是基于换向阀由所述第一工作位置切换至所述第二工作位置的实际过程中的中间过渡阶段而设置的，两者可均为所述阀芯的开度达到该阀芯的最大开度的预设比例处。为了保证通过所述第二工作油口向所述变幅油缸的有杆腔提供的通流量不对其产生压力，本发明可将所述预设比例设计为21％。所述第一过渡位置及所述第二过渡位置所对应的阀芯开度还可以不相同，即，可根据不同的控制目的进行设置。

在所述阀芯处于所述第一工作位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口相连通。换向阀的进油口的压力油经换向阀的第二工作油口输入变幅油缸的有杆腔，同时可以通电的方式打开电控平衡阀，变幅油缸的活塞杆回缩，变幅油缸的无杆腔内的液压油经电控平衡阀到切换阀的第一工作油口，再回到油箱，从而可实现与变幅油缸的活塞杆相连的起重机主臂的下落。

在所述阀芯处于所述中间位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通，所述第一工作油口及所述第二工作油口与所述进油口相截止。当所述换向阀由第一过渡位置切换至所述中间位置时，由于与所述第二工作油压相连的液压元件(变幅油缸的有杆腔)中不存在压力，故该液压元件不会进行泄压的过程(变幅油缸的活塞杆也不会出现反向冲击的现象)。

在所述阀芯处于所述第二工作位置的情况下，所述第一工作油口与所述进油口相连通，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通。此时的具体情况与该阀芯处于所述第二过渡位置的情况相类似，于此不再赘述。不同之处在于，位于第二工作位置处的阀芯处于最大开度的状态，故通过其向变幅油缸的有杆腔提供的压力油的流量远大于通过位于第二过渡位置的阀芯的情况。

与现有技术中的换向阀相比，本发明所提供的换向阀的特点在于，在其内部设计使得第一过渡位置处的进油口与第二回油口相连通，故该换向阀的改进非常可靠且所需的成本低。

综上所述，本发明创造性地通过在换向阀内部设置第一过渡位置，在所述阀芯处于所述第一过渡位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通，源自所述进油口的压力油直接流回所述第二回油口，而停止继续向液压元件输入，从而停止该液压元件继续动作。通过该换向阀控制工程机械(如起重机)变幅下落，不仅可保证工程机械变幅下落的平稳性和速度，还可避免变幅下落停止时的反向冲击。

相应的，如图8所示，本发明还提供一种起重机变幅反向冲击控制装置，该起重机包括与所述起重机的变幅油缸的无杆腔相连的第一工作油路以及与所述起重机的变幅油缸的有杆腔相连的第二工作油路上，该控制装置可包括：设置于所述第一工作油路上的平衡阀80，用于控制所述第一工作油路的导通或切断；上述的换向阀81，用于通过将所述第一工作油路和所述第二工作油路切换至不同的油口，控制所述起重机的变幅动作；以及控制器82，用于向所述平衡阀80和所述换向阀81输出停止信号，控制所述平衡阀80和所述换向阀81关闭，在所述平衡阀80和所述换向阀81关闭的过程中，当所述平衡阀80达到完全关闭的状态时，所述第一工作油路处于切断状态以停止所述变幅油缸的无杆腔继续回油，所述换向阀81的阀芯处于所述第一过渡位置78或所述中间位置77：在所述换向阀81的阀芯处于所述第一过渡位置78的情况下，所述第二工作油口71与所述进油口72及所述第二回油口74相连通，源自所述进油口72的压力油直接流回所述第二回油口74，而停止继续通过所述第二工作油路向所述变幅油缸2的有杆腔22输入，从而停止该变幅油缸2继续回缩，如图9所示；在所述换向阀81的阀芯处于所述中间位置77的情况下，所述第二工作油口71与所述第二回油口74相连通，所述第二工作油口71与所述进油口72相截止，切断所述第二工作油路以停止向所述变幅油缸2的有杆腔22输入压力油，从而停止该变幅油缸2 继续回缩，如图10所示。其中，所述换向阀81可为三位五通阀。由于该控制装置中的所述换向阀的所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通，故源自所述进油口的压力油直接流回所述第二回油口，而停止继续向变幅油缸的有杆腔输入，甚至该有杆腔可通过第二工作油口泄压，从而停止该变幅油缸的活塞杆继续回缩，以使得该换向阀回到中间位置时不存在变幅油缸的有杆腔泄压的过程，从而可避免起重机变幅下落停止时的反向冲击，由于该控制装置采用电控平衡阀以及并非基于主臂自重变幅下落，故其不仅不存在在负载的影响下平衡阀开度频繁改变而造成变幅下落不平稳的现象，还可保证变幅下落的速度。

上述内容是基于背景技术中指出的由于平衡阀与换向阀的设计精度不同，而导致在平衡阀关闭的情况下，换向阀可能处于第一过渡位置或中间位置的情形。

此外，本发明还考虑到每个平衡阀本身的设计精度也可能存在不同的情形，若平衡阀在关闭过程中存在的中间过渡阶段，即未完全关闭状态，则控制器向所述平衡阀和所述换向阀输出停止信号后，在所述平衡阀处于未完全关闭的状态下，所述换向阀有何能处于所述第一工作位置或所述第一过渡位置。下面分别针对这两种情况进行详细说明。

当所述平衡阀未完全关闭时，所述换向阀的阀芯处于所述第一工作位置或所述第一过渡位置：如图11所示，在所述换向阀81的阀芯处于所述第一工作位置75的情况下，所述第一工作油口70与所述第一回油口73相连通，所述第一工作油路继续处于导通状态以允许所述变幅油缸2的无杆腔21继续回油；以及所述第二工作油口71与所述进油口72相连通，源自该进油口 72的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸2的有杆腔22输入，从而保证该变幅油缸2继续回缩。如图9所示，在所述换向阀81的阀芯处于所述第一过渡位置78的情况下，所述第一工作油口70与所述第一回油口73 相连通，所述第一工作油路继续处于导通状态以允许所述变幅油缸2的无杆腔21继续回油；以及所述第二工作油口71与所述进油口72及所述第二回油口74相连通，源自所述进油口72的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸2的有杆腔22输入，或者在源自所述进油口72的压力油不足以满足所述变幅油缸2的油量需求的情况下，通过源自所述第二回油口74的压力油向所述变幅油缸2的有杆腔22补充输入，以使得该变幅油缸2继续回缩。

下面针对控制器向平衡阀和换向阀输出停止信号后，可能存在多种控制变幅下落的过程中的三种情形进行详细的说明。

第一种情形：首先，平衡阀80未完全关闭且换向阀81处于第一工作位置(如图11所示)时，源自该进油口72的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸2的有杆腔22输入，所述变幅油缸2的无杆腔21的压力油通过所述第一工作油路继续回油，使得该变幅油缸2的活塞杆继续回缩，此时，所述变幅油缸2的有杆腔22内具有压力；接着，平衡阀80关闭且换向阀81 处于第一过渡位置78(如图9所示)时，由于所述第二工作油口71与所述进油口72及所述第二回油口74相连通且压力几乎为0，源自所述进油口72 的压力油直接流回所述第二回油口74，而停止继续通过所述第二工作油路向所述变幅油缸2的有杆腔22输入，甚至该变幅油缸2的有杆腔22可通过所述第二工作油路经第二工作油口泄压，从而停止该变幅油缸活2的塞杆继续回缩，此时无杆腔21内的液压油无附加压力(其内部的压力刚好可平衡主臂1和重物G对所述变幅油缸2的活塞的压力)；最后，平衡阀80关闭且换向阀81处于中间位置77(如图10所示)时，由于所述第二工作油口71与所述第二回油口74相连通，所述第二工作油口74与所述进油口72相截止，切断所述第二工作油路以停止向所述变幅油缸2的有杆腔22输入压力油，从而停止该变幅油缸2的活塞杆继续回缩，由于无杆腔21内的液压油无附加压力，故变幅油缸2的活塞杆不会瞬间伸出，即出现反向冲击的现象。

第二种情形：首先，平衡阀80未完全关闭且换向阀81处于第一过渡位置78(如图9所示)时，由于所述第一工作油口70与所述第一回油口73 相连通，所述变幅油缸2的无杆腔21可通过所述第一工作油路继续回油，变幅油缸2的活塞杆回缩；以及所述第二工作油口71与所述进油口72及所述第二回油口74相连通，由于所述变幅油缸2的有杆腔22内的压力低于所述第一工作油口70与所述第一回油口73相连通的通道内的压力，故源自所述进油口72的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸2的有杆腔22 输入，或者在源自所述进油口72的压力油不足以满足所述变幅油缸2的油量需求的情况下，通过源自所述第二回油口74的压力油向所述变幅油缸2 的有杆腔22补充输入(以防止变幅油缸的有杆腔局部吸空)，从而使得该变幅油缸2继续回缩；接着，平衡阀80关闭且换向阀81处于第一过渡位置78 (如图9所示)时，源自所述进油口72的压力油直接流回所述第二回油口 74，而停止继续通过所述第二工作油路向所述变幅油缸2的有杆腔22输入，甚至该变幅油缸2的有杆腔22可通过所述第二工作油路经第二工作油口74 泄压，从而停止该变幅油缸活2的塞杆继续回缩，此时无杆腔21内的液压油无附加压力；最后，平衡阀80关闭且换向阀81处于中间位置77(如图10所示)时，所述第二工作油口71与所述进油口72相截止，切断所述第二工作油路以停止向所述变幅油缸2的有杆腔22输入压力油，从而停止该变幅油缸2的活塞杆继续回缩，由于无杆腔21内的液压油无附加压力，故变幅油缸2的活塞杆不会瞬间伸出，即出现反向冲击的现象。

第三种情形：首先，平衡阀80未完全关闭且换向阀81处于第一过渡位置78(如图9所示)时，所述变幅油缸2的无杆腔21可通过所述第一工作油路继续回油；以及源自所述进油口72的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸2的有杆腔22输入，或者在源自所述进油口72的压力油不足以满足所述变幅油缸2的油量需求的情况下，通过源自所述第二回油口74 的压力油向所述变幅油缸2的有杆腔22补充输入，以使得该变幅油缸2继续回缩；接着，平衡阀80关闭且换向阀81处于中间位置77(如图10所示) 时，所述第二工作油口71与所述进油口72相截止，切断所述第二工作油路以停止向所述变幅油缸2的有杆腔22输入压力油，从而停止该变幅油缸2 的活塞杆继续回缩，由于无杆腔21内的液压油无附加压力，故变幅油缸2 的活塞杆不会瞬间伸出，即出现反向冲击的现象。

在上述三种情形下，起重机变幅下落的过程中均未出现反向冲击的现象，并且由于采用的平衡阀为电控平衡阀，故不存在在负载的影响下平衡阀开度频繁改变而造成变幅下落不平稳的现象，此外，还由于该变幅下落过程并非基于主臂自重的变幅下落，故其变幅下落的速度也很快(小于70s)。

所述控制器可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何类型的集成电路(IC)、状态机等等。

当然，本发明中提供的对换向阀的控制方式不限于上述的电控方式，其他合适的控制方式均是可行的，例如液控方式或者手动控制方式等。

相应地，本发明还提供一种起重机，该起重机设有上述的起重机变幅反向冲击控制装置。

当然，本发明并不限于上述起重机，同样也适用于任何具备变幅功能的机械工程。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种换向阀，其特征在于，该换向阀包括：

设有第一工作油口、第二工作油口、进油口、第一回油口及第二回油口的阀体，该阀体的主阀腔包括阀芯配合腔以及能够在该阀芯配合腔内往复移动的阀芯，该阀芯的移动行程范围至少包括用于控制液压执行元件沿彼此相反的方向运动的第一工作位置和第二工作位置、位于所述第一工作位置和所述第二工作位置之间的中间位置以及位于所述第一工作位置与所述中间位置之间的第一过渡位置，

其中，所述第一回油口与所述第二回油口相连通，在所述阀芯处于所述第一过渡位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，在所述阀芯处于所述中间位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通，所述第一工作油口及所述第二工作油口与所述进油口相截止。

3.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述阀芯的移动行程范围还包括位于所述第二工作位置与所述中间位置之间的第二过渡位置，在所述阀芯处于所述第二过渡位置的情况下，所述第一工作油口与所述进油口相连通，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通。

4.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，在所述阀芯处于所述第一工作位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口相连通。

5.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，在所述阀芯处于所述第二工作位置的情况下，所述第一工作油口与所述进油口相连通，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通。

6.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述第一过渡位置为所述阀芯的开度达到该阀芯的最大开度的预设比例处。

7.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述液压执行元件为起重机的变幅油缸。

8.一种起重机变幅反向冲击控制装置，该起重机包括与所述起重机的变幅油缸的无杆腔相连的第一工作油路以及与所述起重机的变幅油缸的有杆腔相连的第二工作油路，其特征在于，该控制装置包括：

设置于所述第一工作油路上的平衡阀，用于控制所述第一工作油路的导通或切断；

根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的换向阀，用于通过将所述第一工作油路和所述第二工作油路切换至不同的油口，控制所述起重机的变幅动作；以及

控制器，用于向所述平衡阀和所述换向阀输出停止信号，控制所述平衡阀和所述换向阀关闭，

在所述平衡阀和所述换向阀关闭的过程中，当所述平衡阀达到完全关闭的状态时，所述第一工作油路处于切断状态以停止所述变幅油缸的无杆腔继续回油，所述换向阀的阀芯处于所述第一过渡位置或所述中间位置：

在所述换向阀的阀芯处于所述第一过渡位置的情况下，所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通，源自所述进油口的压力油直接流回所述第二回油口，而停止继续通过所述第二工作油路向所述变幅油缸的有杆腔输入，从而停止该变幅油缸的活塞杆继续回缩；

在所述换向阀的阀芯处于所述中间位置的情况下，所述第二工作油口与所述第二回油口相连通，所述第二工作油口与所述进油口相截止，切断所述第二工作油路以停止向所述变幅油缸的有杆腔输入压力油，从而停止该变幅油缸的活塞杆继续回缩。

9.根据权利要求8所述的起重机变幅反向冲击控制装置，其特征在于，在所述平衡阀和所述换向阀关闭的过程中，当所述平衡阀未完全关闭时，所述换向阀的阀芯处于所述第一工作位置或所述第一过渡位置：

在所述换向阀的阀芯处于所述第一工作位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第一工作油路继续处于导通状态以允许所述变幅油缸的无杆腔继续回油；以及所述第二工作油口与所述进油口相连通，源自该进油口的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸的有杆腔输入，从而保证该变幅油缸的活塞杆继续回缩，

在所述换向阀的阀芯处于所述第一过渡位置的情况下，所述第一工作油口与所述第一回油口相连通，所述第一工作油路继续处于导通状态以允许所述变幅油缸的无杆腔继续回油；以及所述第二工作油口与所述进油口及所述第二回油口相连通，源自所述进油口的压力油通过所述第二工作油路向所述变幅油缸的有杆腔输入，或者在源自所述进油口的压力油不足以满足所述变幅油缸的油量需求的情况下，通过源自所述第二回油口的压力油向所述变幅油缸的有杆腔补充输入，以使得该变幅油缸的活塞杆继续回缩。

10.一种起重机，其特征在于，该起重机设有根据权利要求8-9中任一项所述的起重机变幅反向冲击控制装置。