CN109555638B - 用于供应和改变液压发动机的气缸立体容积的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于供应和改变液压发动机的气缸立体容积的设备，包括：第一管道(1)，供应工作流体并将工作流体排放至液压发动机(M)的第一侧；第二管道(2)，供应工作流体并将工作流体排放至液压发动机的第二侧；致动器(3)，被设置成改变发动机的立体容积；增大管道(31)，增大发动机(M)的立体容积，并连接至致动器(3)，以将工作流体供应至致动器(3)的引起发动机(M)的立体容积增大的一侧；减小管道(32)，减小发动机(M)的立体容积，并连接至致动器(3)，以将工作流体供应至致动器(3)的引起发动机(M)的立体容积减小的一侧。设备被构造成将与作用于绞盘上的负荷成比例的压力供应至增大管道(31)和减小管道(32)。

Description

用于供应和改变液压发动机的气缸立体容积的设备

技术领域

本发明涉及一种用于供应和改变液压发动机的气缸立体容积的设备。

背景技术

旋转或活塞类型等具有可变立体容积的不同类型的液压发动机是当前可以获得的。改变其立体容积的可能性使得这些发动机在保持供应流速恒定的同时改变其旋转速度。

当立体容积增大时，发动机增加所传送的扭矩，从而降低旋转速度。反之亦然，立体容积的减小意味着旋转速度的增加和传送扭矩的减小。

具有可变立体容积的液压发动机的使用的实施例是激活用于提升或牵拉负荷的绞盘。在没有负荷或低负荷的情况下，能减小发动机的立体容积并且增加旋转速度，由此增加绞盘的旋转速度。当负荷增加时，可以增大立体容积，以具有更大的扭矩。

通过包括第一管道和第二管道的设备激活并且控制具有当前可用的可变立体容积的发动机，第一管道用于供应工作流体并且将工作流体排放至液压发动机的一侧，并且第二管道用于供应工作流体并且将工作流体排放到发动机的相反侧。到第一管道或第二管道的供应在一个旋转方向上或在相反的方向上激活发动机。

致动器被设置成用于改变发动机的立体容积。这种致动器是正常的油动力型，例如，活塞。用于增大发动机的立体容积的增大管道连接至致动器，用于将工作流体供应至致动器的一侧，其引起发动机的立体容积的增大。用于减小发动机的立体容积的减小管道连接至致动器，以将工作流体供应至致动器的相对侧，其引起发动机的立体容积的减小。

因此，通过向增大管道或减小管道供应工作流体控制发动机的立体容积变化。

在当前设备中，由操作人员手动发送立体容积增大或减小命令。实质上，基于其经验，操作人员调整与所移动的负荷有关的发动机的立体容积。这意味着，由于操作人员对负荷的评估不是绝对精确，发动机并不总在最佳可能的条件下工作，一些极限情形除外，例如，无负荷移动，在这种情况下，为了具有最大的旋转速度，使用最小的立体容积，或者例如具有最大负荷的移动，在这种情况下，使用最大立体容积。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于供应并且改变液压发动机的立体容积的设备，从而使得可以克服当前可用设备的限制。

该设备包括：第一管道，用于供应工作流体并且将所述工作流体排放至所述液压发动机的第一侧；第二管道，用于供应工作流体并且将所述工作流体排放至所述液压发动机的第二侧；致动器，适合用于改变所述发动机的立体容积；增大管道，用于增大所述发动机的所述立体容积，所述增大管道连接至所述致动器，以将工作流体供应至所述致动器的引起所述发动机的所述立体容积增大的一侧；减小管道，用于减小所述发动机的所述立体容积，所述减小管道连接至所述致动器，以将工作流体供应至所述致动器的引起所述发动机的所述立体容积减小的一侧。所述设备包括第一导向管道；所述设备包括双稳态阀，所述双稳态阀在入口处连接至所述第一管道和所述第二管道并且在出口处连接至所述第一导向管道；所述设备包括第三管道，所述第三管道在入口处连接至所述第一管道并且在出口处连接至管套节；所述设备包括第四管道，所述第四管道在入口处连接至所述第二管道并且在出口处连接至所述管套节；所述管套节连接至所述增大管道；所述设备包括连接至彼此的第一阀和第二阀；所述第一阀能采用第一工作位置，在所述第一工作位置，所述第一阀设置成所述管套节与所述第二阀连通，并且所述第一阀能采用第二工作位置，在所述第二工作位置，所述第一阀阻断所述管套节，其中，所述第一导向管道连接至所述第一阀，以使得所述第一阀从所述第二工作位置朝向所述第一工作位置移位；所述第二阀能采用第一工作位置，在所述第一工作位置，所述第二阀阻断所述管套节，并且所述第二阀能采用第二工作位置，在所述第二工作位置，所述第二阀设置成所述管套节与所述减小管道连通，其中，第二导向管道连接至所述管套节和所述第二阀，以使得所述第二阀从所述第二工作位置移位至所述第一工作位置。

根据本发明的设备的主要优点在于，其允许发动机的立体容积基于发动机所经受的负荷的大小进行自动调整，即，不需要操作人员的干涉。

附图说明

在本发明的实施方式的下列细节描述中，本发明的进一步特征和优点将变得更为显而易见，通过所附附图中的非限制性实施例方式示出了本发明的进一步特征和优点，其中：

图1示出了在增大的立体容积的第一工作配置中的设备的示意图；

图2示出了在减小的立体容积的第二工作配置中的设备的示意图；

图3示出了其他配置或缺少任何命令时的设备的示意图；

具体实施方式

在示出的实施方式中，根据本发明的设备用于供应和改变旋转或活塞类型的液压发动机M的立体容积，其具有可变立体容积。然而，设备可以用于另一类型的发动机。

通过实施例，发动机M转而可以用于控制提升绞盘W。通过已知方式，绞盘W包括卷绕有绳索的至少一个卷绕滚筒。滚筒能在两个旋转方向上旋转，以在最大卷绕条件和最大解绕条件之间卷绕和解绕绳索。

根据本发明的设备包括第一管道1和第二管道2，第一管道1用于供应工作流体并且将工作流体排放至发动机M的第一侧，并且第二管道2用于供应工作流体并且将工作流体排放至液压发动机M的第二侧。

在示出的实施例中，通过第一管道1将工作流体供应至发动机M的第一侧引起发动机M在一个方向上的旋转，例如，引起绞盘的卷绕以及与其相关的负荷的拉动的旋转。在供应至发动机M的第一侧的过程中，通过发动机M的第二侧并且通过第二管道2排放工作流体。反之亦然，通过第二管道2将工作流体供应至发动机M的第二侧，以在相反方向上引起发动机M的旋转，例如，引起绞盘的解绕和与其相关的负荷的释放的旋转。

分配器连接至第一管道1和第二管道2，以在该部分中通过已知的方式经由命令调整工作流体从一个泵至一个管道或另一管道1,2的供应和排放。该部分中已知分配器并且因此将不进行进一步详细的描述。

根据本发明的设备进一步包括致动器3，致动器3被设置成改变发动机M的立体容积。实质上，致动器3机械地连接至发动机M的可移动部分，发动机M的可移动部分通过移动改变发动机M的立体容积。各种类型的致动器3及具有可变立体容积的发动机M为本领域技术人员已知，并且因为能在任何情况下使用根据本发明的设备，所以因此将不再进行进一步的详细描述。

用于增大发动机M的立体容积的增大管道31连接至致动器3。该增大管道31被设置成用于将工作流体供应至致动器3的一侧，其引起发动机M的立体容积的增大。在示出的实施例中，致动器3是气缸形式，并且增大管道31连接至致动器3的轴侧。用于减小发动机M的立体容积的减小管道32也连接至致动器3。该减小管道被设置成用于将工作流体供应至致动器3的相对侧，其引起发动机M的立体容积的减小。在示出的实施例中，减小管道32连接至致动器3的底侧。

不同于当前可用的设备，根据本发明的设备包括第一导向管道41，第一导向管道41连接至双稳态阀5，在入口处，双稳态阀5连接至第一管道1和第二管道2。第一导向管道41连接至双稳态阀5的出口。

如该部分中已知的，双稳态阀5设置有浮动元件，由于工作流体引起的推力的效应，浮动元件能够在第一管道1的出口开口与第二管道2的出口开口之间移动。如果通过第一管道1进行工作流体的供应，则朝向第二管道2的出口推动浮动元件，从而致使其关闭。反之亦然，如果通过第二管道2进行工作流体的供应，则朝向第一管道1的出口推动浮动元件，从而致使其关闭。在这两种情况下，向导向管道41供应工作流体。

第一导向管道41在出口处连接至第一阀6，下面将描述其特征和功能。

根据本发明的设备包括第三管道11，第三管道11在入口处连接至第一管道1并且在出口处连接至管套节12。优选地，第三管道11设置有仅允许从第一管道1朝向管套节12流动的非回流阀。

第四管道21还在入口处连接至第二管道2并且在出口处连接至管套节12。优选地，第四管道21也设置有仅允许从第二管道2向管套节12流动的非回流阀。

进而，管套节12连接至增大管道31；以在特定条件下引起发动机M的立体容积的增大。实质上，在特定条件下，通过管套节12将来自第一管道1或第二管道2的工作流体供应至增大管道31并且致使致动器3发生移位，以控制发动机M立体容积的增大。

出于此目的，根据本发明的设备包括通过通道C连接至彼此的第一阀6和第二阀7。

第一阀6能采用第一工作位置，在第一工作位置，第一阀6设置成管套节12与第二阀7连通图1和图2，并且第一阀6能采用第二工作位置，在第二工作位置，第一阀阻断管套节12图3。第一导向管道41连接至第一阀6，以使得第一阀6从第二位置朝向第一位置位移。实质上，第一阀6设置有可移动的挡板，具有三个通路以及两个位置，通过存在于第一导向管道41中的工作流体所施加的压力将第一阀6从第二位置导向至第一位置。弹性装置(例如，弹簧)将第一阀6从第一位置推向第二位置。弹性装置或弹簧能被校准，即，可以将施加的推力调整至希望的校准值。由于连接至第一导向管道41，遵循绞盘W的卷绕或解绕的命令，将工作流体输送至第一管道1或第二管道2致使第一阀6移位至第一工作位置(从图1和图2中可以看到)。

进而，第二阀7能采用第一工作位置，在第一工作位置，第二阀7阻断管套节12(图1)，或者阻断通道C，并且第二阀7能采用第二工作位置(图2)，在第二工作位置，第二阀7设置成管套节12与减小管道32连通。在第二阀7的第二工作位置，经由第一阀6、通道C、以及第二阀7将来自管套节12的工作流体供应至减小管道32。

第二导向管道42连接至管套节12和第二阀7，以使得第二阀从第二工作位置移位至第一工作位置。实质上，第二阀7设置有可移动的挡板，具有三个通路以及两个位置，通过存在于第二导向管道42中的工作流体所施加的压力将第二阀7从第二位置导向至第一位置。弹性装置(例如，弹簧)将第二阀7从第一位置推向第二位置。此外，在这种情况下，弹性装置或弹簧能被校准，即，可以将所施加的推力调整至希望的校准值。具体地，当第二阀7由于相对于激活第一阀6的压力的更大压力而不得不移至其第一工作位置时，第二阀7的校准值比第一阀6的校准值大。

设备的操作如下。

作为初始配置，可以考虑图3中所示的一种配置，即，示出了没有任何命令时的设备。

如果发送绞盘W的卷绕命令，则将加压流体传输至第一管道1。双稳态阀5设置成第一管道1与第一导向管道41连通，第一导向管道41进而接收加压流体。由于第一导向管道41中的压力的效应，第一阀6移至其第一工作位置(图1)。还通过第三管道11将工作流体供应至管套节12和第二导向管道42。正如第二导向管道42内的压力(节流或压力减小除外)，如果绞盘上的负荷特别高，第一管道1内的压力也高。如果第二导向管道42内的压力所施加的推力超过第二阀7的校准值，则将第二阀7带至第一工作位置图1，从而阻断通道C和管套节12。在该条件下，将第三管道11中存在的工作流体供应至致动器3的增大管道31，因此，引起发动机M的立体容积的增大。通过减小管道32排放立体容积减小侧处存在于致动器3中的流体。出于此目的，处于第一位置的第二阀7设置成减小管道32与排放管道连接。

如果第一管道1内的压力减小，则由于绞盘W处的负荷减小的效应，第二导向管道42内的压力也减小。如果第二导向管道42中的压力降至第二阀7的校准值以下，则将后者带至图2中示出的第二工作位置，在第二工作位置，第二阀7设置成管套节12通过第一阀6和通道C与减小管道32连通。在该条件下，将工作流体供应至致动器3的减小侧，以引起发动机M的立体容积的减小。

如果是绞盘W的解绕命令，操作与上述所述相同，不同之处在于，通过双稳态阀5将工作流体从第二管道2供应至第一导向管道41，并且不同之处在于，通过第四管道21将工作流体供应至管套节12。

图1和图2分别示出了发动机M的最大负荷和最大立体容积条件以及发动机M的最小负荷和最小立体容积条件。第一阀和第二阀6,7包括比例挡板，即，使得油的流速与从关闭位置达到的位移成比例的挡板。这使得立体容积对于全部中间负荷值的调整是连续的。进一步地，即使在存在压力峰值的情况下，立体容积的调整也是平缓的，以防止负荷发生颠簸。

应进一步注意，在图3的初始配置中，具体地，出于安全原因，立体容积优选为最大值。事实上，如果发动机M处于最大立体容积并且向绞盘W开始供应悬挂的负荷，则大致确定绞盘能够支持该负荷。相反，如果从最小立体容积开始用悬挂的最大负荷激活绞盘，在朝向最大立体容积转变的过程中，负荷将以危险的方式下降。

在示出的实施方式中，双稳态阀5通过管道51连接至第一导向管道41，有利地，管道51能用于将加压流体发送至作用于绞盘W的安全制动器B。通过本领域技术人员已知的方式，通过致动器L激活制动器B，致动器L通过弹性装置保持制动器处于绞盘的关闭和锁定位置。由通过双稳态阀5来自第一管道1或第二管道2的工作流体而在制动器B的开启位置处激活致动器L。优选地，将双稳态阀5连接至第一导向管道41的管道51设置有减压阀52，以将压力调整至希望的值。

第一管道1可以设置有负荷平衡支撑阀15。通过已知方式，该平衡阀15允许流体通过单向通道自由通向发动机M，并且具体地，通向发动机M的第一侧或卷绕侧，从而引起绞盘W的卷绕。在没有任何命令时，平衡阀15保持关闭，有助于防止绞盘W由于负荷效应而解绕。在存在绞盘的解绕命令的情况下，通过被供应至第二管道2的工作流体将平衡阀15导向至开启。

根据本发明的设备还可以设置有两个限位开关91,92。两个开关皆包括通过弹性装置保持处于开启位置的双向双位阀(two-way and two-position valve)。该阀还连接至当绞盘W接近限位位置时被激活的机械元件。第一开关91沿着第一管道1定位并且当绞盘W接近最大卷绕位置时被激活关闭。第二开关92沿着第二管道2定位并且当绞盘W接近最大解绕位置时被激活为关闭。具体地，第二开关92通过第一线路2a连接至第二管道2。第二线路2b将第二开关连接至双稳态阀5。以这种方式，当将工作流体供应至第二管道2并且绞盘不靠近通过第二开关92检测的限位时，后者处于开启位置并且工作流体通过第二线路2b到达双稳态阀5并且通过管道51、第一导向管道和制动器B的致动器L。当绞盘到达通过第二开关92检测的限位时，将后者带至关闭位置并且工作流体不再到达双稳态阀5。在该条件下，双稳态阀15(其通过存在于第二线路2b中的压力而导向至开启)通过连接件1c关闭，以使得不再从发动机M排放工作流体，该发动机因此被锁定。进一步地，制动器B的致动器L不再从双稳态阀5接收流体，因此，制动器采用激活位置并且有助于锁定绞盘W。

Claims (5)

1.一种用于供应并且改变液压发动机的气缸立体容积的设备，包括：第一管道(1)，用于供应工作流体并且将所述工作流体排放至所述液压发动机(M)的第一侧；第二管道(2)，用于供应工作流体并且将所述工作流体排放至所述液压发动机(M)的第二侧；致动器(3)，适合用于改变所述发动机(M)的立体容积；增大管道(31)，用于增大所述发动机(M)的所述立体容积，所述增大管道(31)连接至所述致动器(3)，以将工作流体供应至所述致动器(3)的引起所述发动机(M)的所述立体容积增大的一侧；减小管道(32)，用于减小所述发动机(M)的所述立体容积，所述减小管道(32)连接至所述致动器(3)，以将工作流体供应至所述致动器(3)的引起所述发动机(M)的所述立体容积减小的一侧；

其特征在于：

所述设备包括第一导向管道(41)；

所述设备包括双稳态阀(5)，所述双稳态阀(5)在入口处连接至所述第一管道(1)和所述第二管道(2)并且在出口处连接至所述第一导向管道(41)；

所述设备包括第三管道(11)，所述第三管道(11)在入口处连接至所述第一管道(1)并且在出口处连接至管套节(12)；

所述设备包括第四管道(21)，所述第四管道(21)在入口处连接至所述第二管道(2)并且在出口处连接至所述管套节(12)；

所述管套节(12)连接至所述增大管道(31)；

所述设备包括连接至彼此的第一阀(6)和第二阀(7)；

所述第一阀(6)能采用第一工作位置，在所述第一工作位置，所述第一阀(6)设置成所述管套节(12)与所述第二阀(7)连通，并且所述第一阀(6)能采用第二工作位置，在所述第二工作位置，所述第一阀(6)阻断所述管套节(12)，其中，所述第一导向管道(41)连接至所述第一阀(6)，以使得所述第一阀(6)从所述第二工作位置朝向所述第一工作位置移位；

所述第二阀(7)能采用第一工作位置，在所述第一工作位置，所述第二阀(7)阻断所述管套节(12)，并且所述第二阀(7)能采用第二工作位置，在所述第二工作位置，所述第二阀(7)设置成所述管套节(12)与所述减小管道(32)连通，其中，第二导向管道(42)连接至所述管套节(12)和所述第二阀(7)，以使得所述第二阀(7)从所述第二工作位置移位至所述第一工作位置。

2.根据权利要求1所述的设备，包括通过另一致动器(L)的致动正常激活和去激活的安全制动器(B)，其中，所述双稳态阀(5)经由还连接至所述另一致动器(L)用于去激活所述安全制动器(B)的管道(51)连接至所述第一导向管道(41)。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，将所述双稳态阀(5)连接至所述第一导向管道(41)的所述管道(51)设置有减压阀(52)。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一管道(1)包括负荷平衡支撑阀(15)。

5.根据权利要求1所述的设备，包括两个限位开关(91,92)，其中，第一限位开关(91)沿着所述第一管道(1)定位并且被布置成在绞盘(W)接近最大卷绕位置时被激活以关闭，并且其中，第二限位开关(92)沿着所述第二管道(2)定位并且被布置成在所述绞盘(W)接近最大解绕位置时被激活以关闭。

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