CN109681478A - 液压箱防高压系统、液压系统及控制液压系统的方法 - Google Patents

液压箱防高压系统、液压系统及控制液压系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液压箱防高压系统、液压系统及控制液压系统的方法。所述液压箱防高压系统包括:联接在液压箱上的压力传感器,所述压力传感器构造成检测在所述液压箱内容纳的液压流体上方限定出的气体空间中的气压,并产生表示所检测出的气压的压力信号;控制器,所述控制器配置成接收来自所述压力传感器的压力信号,并且在所述压力信号表示的压力值在第一预定阈值以上时产生报警信号;和报警装置,所述报警装置与所述控制器连接并且配置成在接收到来自所述控制器的报警信号时发出报警信息。

Description

液压箱防高压系统、液压系统及控制液压系统的方法
技术领域
本发明涉及一种液压箱防高压系统,它尤其可用在机器中的液压系统中以防止液压箱内的高压对液压箱、液压系统和机器造成损害。相应地,本发明还涉及控制这种液压系统以防止液压箱的高压损害的方法。
背景技术
许多机器、尤其是作业机械(如平地机、装载机、挖掘机等)都包含液压系统来执行各种作业或操作。这种液压系统一般都包括容纳有液压流体的液压箱,并利用由液压箱供给的液压流体来操作和/或控制机器的各种工作装置,例如,作业机械的机具(如平地机的铲刀、装载机的铲斗等)、制动系统、转向系统等。在液压箱内液压流体的上方限定有气体空间以补偿液压箱工作时容纳在其中的液压流体的体积变化。
然而,当液压系统和/或工作环境发生异常时,液压箱内的气体空间中的气压也可能产生异常变化。例如,液压系统中常常包含与液压箱流体连接并用作稳压缓冲装置和/或(辅助)液压源的蓄能器,若蓄能器中包含的氮气发生意外泄漏而进入与之相连的液压箱中,则可能导致液压箱内的气压过度升高而损坏液压箱,进而使得液压系统和机器不能正常工作。因此,有必要寻求能防止液压箱的高压损害的技术措施。
本发明旨在解决现有技术中存在的上述及其它问题。
发明内容
一方面,本发明提供了一种液压箱防高压系统,包括:联接在液压箱上的压力传感器,所述压力传感器构造成检测在所述液压箱内容纳的液压流体上方限定出的气体空间中的气压,并产生表示所检测出的气压的压力信号;控制器,所述控制器配置成接收来自所述压力传感器的压力信号,并且在所述压力信号表示的压力值在第一预定阈值以上时产生报警信号;和报警装置,所述报警装置与所述控制器连接并且配置成在接收到来自所述控制器的报警信号时发出报警信息。
另一方面,本发明提供了一种液压系统,包括:液压箱,所述液压箱容纳液压流体并在液压流体上方限定有气体空间;与所述液压箱流体连接并利用由所述液压箱供给的液压流体来工作的工作装置;与所述工作装置以及与所述液压箱流体连接的蓄能器;和如上所述的液压箱防高压系统。
又一方面,本发明提供了一种控制机器中的液压系统的方法,所述液压系统包括液压箱,所述液压箱容纳液压流体并在液压流体上方限定有气体空间,所述方法包括:检测所述液压箱内的气体空间中的气压;判断所述气压是否在预定阈值以上;以及当所述气压在所述预定阈值以上时向所述机器的操作者发出报警信息。
附图说明
图1是根据本发明的液压系统所应用的一种示例性机器的侧视图。
图2是示出根据本发明的液压系统和液压箱防高压系统的一种示例性构型的示意图。
图3是根据本发明的控制液压系统的一种示例性方法的流程图。
具体实施方式
图1示出一种应用了根据本发明的液压系统的示例性机器,即作业机械100,更具体地为(机动)平地机。当然,作业机械100也可以是执行与特定行业(例如采矿、建筑、农业、运输等)相关的操作并在各种作业环境(例如矿场、建筑工地、农场和道路等)中工作的任何其它类型的机器,例如装载机、挖掘机等。
如图1所示,平地机100可包括底盘12,主机架14从底盘12向前延伸。主机架14的前端16可由前轮18支承。底盘12可由后轮24、28支承。底盘12上可支承发动机22和操作者室124。
从主机架14向下悬垂有铲刀148,其可例如对地面146进行平整。铲刀148可安装在拉杆-圆环-犁板(DCM)组件150上。DCM组件150可包括连接到圆环154的拉杆152。圆环154可包括用于允许铲刀148转动的一组圆形齿轮齿(未示出)。可设置液压缸110以使DCM组件150和铲刀148作为一个整体上升和下降。
在发动机22的后方,松土附件138可联接到平地机100。松土附件138可包括从框架142延伸的多个朝下定向的尖齿或爪140,以及用于使松土附件138上升和下降的液压缸144。当下降时,尖齿140与地面146接合,使得在平地机100向前移动时对地面146进行松土操作。
图1所示的平地机可包括图2所示的液压系统来执行各种作业或操作。该液压系统主要包括液压箱104,其中容纳有液压流体105并且在液压流体上方限定有气体空间103。在液压箱104上可流体连接有利用由液压箱供给的液压流体来工作的工作装置。这些工作装置例如包括但不限于在图2中示出的平地机的铲刀提升缸110(即图1中的液压缸110)和平地机的制动系统中的制动盘117、118、119和120,以及在图2中未示出的平地机的转向系统。另外,液压系统还可包括与所述工作装置和液压箱104都流体连接的蓄能器109、112、113、114,它们用作液压系统中的稳压缓冲装置和/或(辅助)液压源。这些蓄能器的下部充填有液压流体,而上部充填有气体,如氮气。
具体地,如图2所示,液压箱104可经由制动泵106和液压制动充液阀115与蓄能器113、114流体连接,并经由脚踏制动阀116与制动盘117、118、119和120流体连接。当液压制动充液阀115打开并且制动泵106启动时,液压箱104可向蓄能器113、114充装液压流体。当平地机的操作者踩下脚踏制动阀116时,可用作液压源的蓄能器113、114立即向制动盘117、118、119和120供给液压流体以实施制动。
此外,液压箱104可经由主泵107和主阀108与铲刀提升缸110的例如无杆腔流体连接,以便在主泵107启动且主阀108打开时向无杆腔充装液压流体,同时铲刀提升缸110的有杆腔中的液压流体经由主阀108回流到液压箱104,这样便实现了铲刀提升缸110的活塞杆沿一个方向的移动。对应地,当主阀108换向时,主泵107的启动能实现活塞杆的反方向移动。通过铲刀提升缸110的活塞杆沿相反两个方向的移动,能控制铲刀的上升和下降。铲刀提升缸110还可经由铲刀缓冲电磁阀111与蓄能器112流体连接,并利用蓄能器112对铲刀提升缸进行缓冲减振。另外,液压箱104还可经由主阀108与蓄能器109连接。蓄能器109可用作图中未示出的平地机转向系统的辅助转向液压源,用于在正常转向操作失灵时向转向系统提供液压流体以使平地机实现应急转向。
平地机的上述工作装置及相应的阀、泵和蓄能器的工作方式是本领域技术人员公知的,这里不做过多的详细描述。
由上文中参照图2所作的描述可知,液压系统中的各种蓄能器109、112、113、114都间接地连接到液压箱104,因此若蓄能器出现泄漏,则蓄能器中的氮气有可能进入液压箱104并到达其气体空间103中。在液压箱104为气密性较好的“密闭”式液压箱的情况下,泄漏到液压箱内的氮气可能导致液压箱内的气压过度升高而损坏液压箱,从而使得液压系统和机器无法正常工作。
为了解决上述问题,在液压系统中可加入根据本发明的液压箱防高压系统,其可包括压力传感器101、控制器123和报警装置121、122。
压力传感器101联接在液压箱104上,例如如图2所示地安装在液压箱104的顶壁上,并且构造成检测在液压箱104内的气体空间103中的气压,然后产生表示所检测出的气压的压力信号。
控制器123可例如集成在平地机的发动机控制模块(ECM)中,其可与压力传感器101以有线或无线的方式连接,由此能接收来自压力传感器101的压力信号。在接收到该压力信号后,控制器123将其表示的压力值Pt与一预定阈值P1(下文中称为“第一预定阈值”)进行比较。第一预定阈值P1可根据需要被可调地设定为有异常倾向而有必要提醒平地机的操作者注意并采取预防措施的压力值。因此,当控制器123经过上述比较后判定压力值Pt在第一预定阈值P1以上时,控制器123产生报警信号。
报警装置可例如包括操作者室内的显示屏122和报警灯121。报警装置与控制器123连接并且配置成在接收到来自控制器123的报警信号时发出报警信息。在此,报警信息可以是显示屏122上出现的能引起操作者注意的特别提示和/或报警灯121的各种形式的闪亮。当然,作为上述可视报警信息的附加或替换,也可采用发出声音信号进行报警的装置(如操作者室中设置的扬声器)作为报警装置。另外,显示屏122也可直接向操作者显示由压力传感器101检测出的气压Pt的数值以供操作者作为采取安全预防措施的参考。
此外,根据本发明的液压箱防高压系统还可包括安装在液压箱104上的呼吸器102。呼吸器102可为自控式的,其构造成在液压箱内的气压在一预定阈值P2(下文中称为“第二预定阈值”)以上时自动打开以对液压箱104进行泄压,从而确保液压箱不会由于箱内的异常高压而受损。第二预定阈值P2可被设定为能防止液压箱因高压而受损的安全压力值,因此一般情况下可大于向操作者触发报警信息的第一预定阈值P1。
或者,也可采用受控式的呼吸器,例如,呼吸器102可与控制器123连接并在控制器123的信号控制下打开。具体地,控制器123在其从压力传感器101接收到的压力信号表示的压力值Pt在第一预定阈值P1以上时产生报警信号,该报警信号不仅如上所述发送给报警装置,也同时发送给呼吸器102。然后,呼吸器102响应于该报警信号而打开以对液压箱104进行泄压。在这种情况下,液压箱内的气压在高于第一预定阈值P1时通过控制器同时触发报警装置和呼吸器。当然,也可针对呼吸器设置不同于第一预定阈值P1的第二预定阈值P2,使得报警装置和呼吸器的触发压力不同。上述受控式的呼吸器102可例如为电磁控制式的开关阀。应指出,呼吸器102除了能对液压箱104中的高压进行泄压以外,还能构造成在液压箱中的气压过低时允许外界向液压箱中补充空气以避免液压箱中出现不利的真空。
与上述液压箱防高压系统的操作对应地,本发明提供了一种控制液压系统以防止液压箱的高压损害的方法,图3示出了该方法的示例性流程200。在步骤201中,例如从安装在液压箱104上的压力传感器101接收压力信号,该压力信号即表示液压箱内的气体空间103中的气压Pt,也就是说,该步骤检测出了液压箱内的气体空间中的气压。为了提高防高压损害的及时性和可靠性,压力传感器对气压Pt的检测可以是实时的。接下来,在步骤202中,判断气压Pt是否在预定阈值P1以上。若判断结果为“否”,则流程200回到步骤201中,继续从压力传感器接收表示气压Pt的压力信号。若判断结果为“是”,则流程200前进到步骤203,其中向机器的操作者发出报警信息(如可视信号和/或声音信号),提示液压箱有气压过高的风险。另外,根据本发明的方法还可包括在判断液压箱内的气压Pt在预定阈值P1以上时使液压箱内的气体空间与大气连通以对液压箱进行泄压的步骤。当然,本领域技术人员可理解的是,触发液压箱进行泄压的预定阈值也可以是不同于(例如大于)触发报警的上述预定阈值P1(即第一预定阈值)的第二预定阈值P2。
工业实用性
根据本发明的液压箱防高压系统、液压系统和控制液压系统的方法可用在利用液压流体执行作业或操作的各种机器、尤其是作业机械中,用于有效地防止液压箱内的异常高压对液压箱的损害以及对液压系统和机器正常工作的影响。
具体而言,在机器及其液压系统工作时,安装在液压箱104上的压力传感器101例如实时地检测液压箱内的气体空间103中的气压Pt,并向与压力传感器101连接的控制器123发送表示气压Pt的压力信号。控制器123在接收到压力传感器101的压力信号后将气压Pt与第一预定阈值P1进行比较,并且当气压Pt在第一预定阈值P1以上时向与控制器123连接的报警装置(如显示屏122和报警灯121)发送报警信号以触发表明液压箱内异常高压的报警信息。操作者在接收到报警信息后便可例如立即停机以对相关的系统设备或装置进行检修,以避免对液压箱和液压系统产生损害。另一方面,当液压箱内的气压Pt在第二预定阈值P2以上时,安装在液压箱104上的呼吸器102可自动地打开以对液压箱进行泄压,从而确保液压箱的绝对安全。
对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型,本发明的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是示例性的,本发明的真正范围由所附权利要求及其等同物指定。

Claims (8)

1.一种液压箱防高压系统,包括:
联接在液压箱上的压力传感器,所述压力传感器构造成检测在所述液压箱内容纳的液压流体上方限定出的气体空间中的气压,并产生表示所检测出的气压的压力信号;
控制器,所述控制器配置成接收来自所述压力传感器的压力信号,并且在所述压力信号表示的压力值在第一预定阈值以上时产生报警信号;和
报警装置,所述报警装置与所述控制器连接并且配置成在接收到来自所述控制器的报警信号时发出报警信息。
2.根据权利要求1所述的液压箱防高压系统,其特征在于,还包括安装在所述液压箱上的呼吸器,所述呼吸器构造成在所述液压箱内的气压在第二预定阈值以上时自动打开以对所述液压箱进行泄压,其中所述第一预定阈值小于所述第二预定阈值。
3.根据权利要求1所述的液压箱防高压系统,其特征在于,还包括安装在所述液压箱上并与所述控制器连接的呼吸器,所述呼吸器响应于来自所述控制器的报警信号而打开,以对所述液压箱进行泄压。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压箱防高压系统,其特征在于,所述报警装置构造成发出可视信号和/或声音信号作为所述报警信息。
5.一种液压系统,包括:
液压箱,所述液压箱容纳液压流体并在液压流体上方限定有气体空间;
与所述液压箱流体连接并利用由所述液压箱供给的液压流体来工作的工作装置;
与所述工作装置以及与所述液压箱流体连接的蓄能器;和
根据权利要求1至4中任一项所述的液压箱防高压系统。
6.一种控制机器中的液压系统的方法,所述液压系统包括液压箱,所述液压箱容纳液压流体并在液压流体上方限定有气体空间,所述方法包括:
检测所述液压箱内的气体空间中的气压;
判断所述气压是否在预定阈值以上;以及
当所述气压在所述预定阈值以上时向所述机器的操作者发出报警信息。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括:
当所述气压在所述预定阈值以上时使所述气体空间和大气连通以对所述液压箱进行泄压。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,向所述机器的操作者发出报警信息包括向操作者发出可视信号和/或声音信号。
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