CN110499798A - 一种防爆阀、液压控制系统、液压控制方法及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种防爆阀、液压控制系统、液压控制方法及挖掘机，防爆阀设置在供油装置和液压执行元件之间，包括逻辑单向阀和液控油管路，所述液控油管路上串联设置电磁换向阀和压力控制阀，电磁换向阀用于控制逻辑单向阀的开启和关闭，压力控制阀用于控制液控油管路上液控油的压力。本公开通过将防爆阀设置为电控防爆阀，设置在液压控制系统中，可有效降低液压执行元件卸载时下降时通过防爆阀的背压值，并减少相应的管路布置，管路连接简单，大大降低成本，并减少了漏油风险点，设置在挖掘机上动臂液压控制系统中，提高了动臂的动作速度，并且使得加装防爆阀不影响动臂下降的速度及复合动作协调性。

Description

一种防爆阀、液压控制系统、液压控制方法及挖掘机

技术领域

本公开涉及挖掘机相关技术领域，具体的说，是涉及一种防爆阀、液压控制系统、液压控制方法及挖掘机。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

防爆阀是一种新型的阀门，由于它能对管道起到非常好的防爆裂作用，因此得到了人们的认可，得名防爆阀。防爆阀主要的原理就是通过阀门的内部构造，来完成一系列的工作，最终使整个管道运输达到一个平稳的状态，避免了管道的爆裂。

在液压挖掘机的发展过程中，用户对挖掘机的安全性能需求越来越高，为了提高挖掘机的安全性能，较多的厂家在液压挖掘机动臂油缸上安装了防爆阀。现有挖掘机使用的防爆阀内部设置单向阀，用于将油泵出油端的输出连接至油缸实现进油，回油通过设置平衡阀连接换向阀感应管道压力实现，因平衡阀的固有原理，存在2～5MPa的回油节流损失，同时换向阀的阀芯也会产生回油损失，平衡阀和换向阀的回油损失叠加使动臂油缸无杆腔总体回油损失增加，降低了动臂油缸的回收速度，同时对动臂与其它动作的复合动作产生影响。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种防爆阀、液压控制系统、液压控制方法及挖掘机，通过将防爆阀设置为电控防爆阀，设置在液压控制系统中，可有效降低液压执行元件卸载下降时通过防爆阀的背压值，并减少相应的管路布置，管路连接简单，大大降低成本，并减少了漏油风险点，设置在挖掘机上动臂液压控制系统中，提高了动臂的动作速度，并且使得加装防爆阀不影响动臂下降的速度及复合动作协调性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种的防爆阀，设置在供油装置和液压执行元件之间，包括逻辑单向阀和液控油管路，所述液控油管路上串联设置电磁换向阀和压力控制阀，电磁换向阀包括换向阀第一工作口、换向阀第二工作口和换向阀回油口,换向阀第一工作口连接逻辑单向阀的液控口用于控制逻辑单向阀的导通和关闭，所述换向阀第二工作口连接液控油管路，换向阀回油口连接供油装置用于实现液控油管路上的液控油回油，压力控制阀一端连接液控油管路，另一端连接供油装置用于控制液控油管路上液控油的压力。

进一步地，逻辑单向阀包括逻辑单向阀第一端口、逻辑单向阀第二端口和液控口,所述逻辑单向阀第一端口连接供油装置端的管道，逻辑单向阀第二端口连接液压执行元件端的管道；

液压执行元件加载状态逻辑单向阀第一端口至逻辑单向阀第二端口单向导通，液压执行元件卸载状态逻辑单向阀第二端口至逻辑单向阀第一端口单向导通。

进一步地，当液压执行元件在加载状态，换向阀第一工作口至换向阀第二工作口单向导通；当液压执行元件在卸载状态，电磁换向阀得电换向，换向阀第二工作口至电磁换向阀的换向阀回油口单向导通。

一种液压控制系统，包括供油装置、液控换向阀和液压缸，所述供油装置通过液控换向阀分别连接至液压缸的有杆腔和无杆腔；还包括控制装置、压力检测装置以及如上述的一种防爆阀，控制装置分别与压力检测装置和防爆阀中的电磁换向阀电连接；所述防爆阀设置在液控换向阀与无杆腔连接的管路上，压力检测装置检测液控换向阀的先导控制压力，控制装置根据先导控制压力的数据控制防爆阀中的电磁换向阀的打开和关闭。

进一步地，所述液控换向阀为三位四通阀，包括三位四通阀进油口、三位四通阀回油口、三位四通阀第一工作口和三位四通阀第二工作口，所述三位四通阀进油口连接供油装置的排油口，三位四通阀回油口供油装置的储油装置，三位四通阀第一工作口连接防爆阀中的逻辑单向阀第一端口，三位四通阀第二工作口连接有杆腔。

进一步地，压力检测装置为压力传感器，在液控换向阀的左先导口和右先导口处分别设置。

进一步地，还包括液控先导手柄，所述液控先导手柄的压力输出端分别连接液控换向阀的左先导口和右先导口。

进一步地，所述供油装置包括油泵和油箱。

基于上述的液压控制系统的控制方法，包括如下步骤：

设定先导压力阈值，采集液控换向阀左先导口和右先导口的液控先导压力；

当检测到右先导口的先导压力大于设定的阈值，控制电磁换向阀移至左位；

当检测到左先导口的先导压力大于设定的阈值，控制电磁换向阀移至右位；

当检测到左先导口和右先导口的液控先导压力均不大于设定的阈值，控制电磁换向阀关闭。

一种挖掘机，包括上述一种液压控制系统，所述液压控制系统的液压缸设置为挖掘机的动臂油缸。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开通过将防爆阀设置为电控防爆阀，设置在液压控制系统中，可有效降低液压执行元件卸载时下降时通过防爆阀的背压值，并减少相应的管路布置，管路连接简单，大大降低成本，并减少了漏油风险点，设置在挖掘机上动臂液压控制系统中，提高了动臂的动作速度，并且使得加装防爆阀不影响动臂下降的速度及复合动作协调性。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是根据一个或多个实施方式的液压控制系统的液压原理示意图；

其中：1、油泵，2、油箱，3、先导手柄，3-1、先导手柄左位，3-2、先导手柄右位，4、液控换向阀，4-1、右先导口，4-2、左先导口，5、防爆阀，5-1、逻辑单向阀，5-2、电磁换向阀，5-3、压力控制阀，6、液压缸，6-1、无杆腔，6-2、有杆腔，7、控制装置，8-1、第一压力传感器，8-2、第二压力传感器。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。本文件中,除非有特别说明,所述左位、右位、上位、下位及中位等方位词均以相应附图为基础确定。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种的防爆阀5，设置在供油装置和液压执行元件之间，包括逻辑单向阀5-1和液控油管路，所述液控油管路上串联设置电磁换向阀5-2和压力控制阀5-3，电磁换向阀5-2包括换向阀第一工作口P2、换向阀第二工作口A2和换向阀回油口T2,换向阀第一工作口P2连接逻辑单向阀5-1的液控口C1，所述换向阀第二工作口A2连接液控油管路，换向阀回油口T2连接供油装置用于实现液控油管路上的液控油回收，压力控制阀5-3一端连接液控油管路，另一端连接供油装置用于控制液控油管路上液控油的压力。

本实施例所述逻辑单向阀5-1包括逻辑单向阀第一端口PA、逻辑单向阀第二端口PB和液控口C1,所述第一端口PA连接供油装置端的管道，第二端口PB连接液压执行元件端的管道，电磁换向阀5-2连接液控口C1用于控制逻辑单向阀5-1是否导通。当液压执行元件在加载状态，逻辑单向阀第一端口PA至逻辑单向阀第二端口PB单向导通；当液压执行元件在卸载状态，逻辑单向阀第二端口PB至逻辑单向阀第一端口PA单向导通。

本实施例的逻辑单向阀5-1内部以锥阀为基本单元，启闭及流向与液控口的压力以及端口PA和PB的端口压力有关，上述液控油管路为逻辑单向阀5-1提供液控油，通过液控口C1的压力控制锥阀的开启和关闭，流向由端口PA和PB的端口压力决定。液控口C1的压力信号可以低压控制信号，当低压力时，椎阀开启，当高压力时椎阀关闭。锥阀开启时，油流的方向视第一端口PA与第一端口PB的压力的具体情况，当PA端压力>PB端压力时，油从第一端口PA口流向第二端口PB，当PA端压力<PB端压力时,油从第二端口PB口流向第一端口PA；锥阀关闭时,第一端口PA和第二端口PB不通。

电磁换向阀5-2包括换向阀第一工作口P2、换向阀第二工作口A2和换向阀回油口T2,换向阀第一工作口P2连接液控口C1，所述换向阀第二工作口A2连接液控油管路换向阀回油口T2连接供油装置的回油端。电磁换向阀5-2为电控元件，通过接收电控制信号改变电磁换向阀5-2的阀内通路。当液压执行元件在加载状态，换向阀第一工作口P2至换向阀第二工作口A2单向导通；当液压执行元件在卸载状态，电磁换向阀5-2得电换向，换向阀第二工作口A2至电磁换向阀5-2的换向阀回油口T2单向导通。

压力控制阀5-3一端连接换向阀第二工作口A2，另一端连接供油装置的回油端。供油装置为用于提供液压油的装置，可以包括油泵和油箱，油泵用于在机械设备的加载状态将油箱中的液压油泵出油箱，所述的供油装置的回油端为液压油在机械设备的卸载状态液压油的回油端，一般为油箱，实现液压油的回收。

上述防爆阀5的工作方法为：本实施例在机械设备的加载状态，由于供油装置的作用(如油泵的动力)，液压油从第一端口PA流向第二端口PB，同时液压油通过液控口C1流向电磁换向阀5-2，电磁换向阀5-2在左位，并依次通过换向阀第一工作口P2和换向阀第二工作口A2，进入液控油管路，在压力控制阀5-3的作用下使得CI端的液压保持在一定的压力状态下，在逻辑单向阀5-1的第一端口PA流向第二端口PB关闭后，由于液控口C1的液压为压力较大状态，能够保持逻辑单向阀5-1的关断。本实施例在机械设备的卸载状态，电磁换向阀5-2得电换向移至右位，液控油管路中的油通过电磁换向阀5-2的换向阀第二工作口A2流向电磁换向阀5-2的换向阀回油口T2，液控口C1的压力变小，液压油从第二端口PB流向第一端口PA流回供油装置。

相比传统的防爆阀，本实施例的防爆阀管路布置简单，降低成本及漏油风险点。设置在机械设备上，本实施例的防爆阀通过设置电磁换向阀大大减小了机械设备卸载时的背压值，不影响机械设备(如挖掘机的动臂)的液压油下降速度，提高了机械设备复合动作的协调性。

如图1所示，本实施例还提供一种液压控制系统，包括供油装置、液控换向阀4和液压缸6，所述供油装置通过液控换向阀4分别连接至液压缸6的有杆腔6-2和无杆腔6-1；还包括上述的一种防爆阀5、控制装置7与压力检测装置，控制装置7分别与压力检测装置和防爆阀5中的电磁换向阀5-2电连接；所述防爆阀5设置在液控换向阀4与无杆腔6-1连接的管路上，压力检测装置检测液控换向阀4的先导控制压力，控制装置7根据先导控制压力的数据控制防爆阀5中的电磁换向阀5-2的打开和关闭。

作为进一步的改进，本实施例所述液控换向阀4可以为三位四通阀，包括三位四通阀进油口P4、三位四通阀回油口T4、三位四通阀第一工作口A3和三位四通阀第二工作口A4，所述三位四通阀进油口P4连接供油装置的出油口，三位四通阀回油口T4连接供油装置的储油装置，三位四通阀第一工作口A3连接防爆阀5中的逻辑单向阀第一端口PA，三位四通阀第二工作口A4连接有杆腔6-2。

本例中三位四通阀有三种工作位置包括左位、中位和右位，图中箭头方向表示油路通向，三位四通阀位于左位，三位四通阀进油口P4与三位四通阀第一工作口A3相通，三位四通阀回油口T4与三位四通阀第二工作口A4相通；中位时，各油口保持截止；右位时，三位四通阀进油口P4与三位四通阀第二工作口A4相通，三位四通阀回油口T4与三位四通阀第一工作口A3相通。

可选的，压力检测装置可以为压力传感器，在液控换向阀4的左先导口4-2和右先导口4-1处分别设置第二压力传感器8-2和第一压力传感器8-1。

还包括先导手柄3，所述先导手柄为液控先导手柄，或者为电控先导手柄，本实施例选用液控先导手柄，所述液控先导手柄的压力输出端分别连接液控换向阀4的左先导口4-2和右先导口4-1。

可选的，供油装置包括油泵1和油箱2，所述油泵1用于将油箱的液压油泵出，油箱2作为供油装置的储油装置。

本实施例还保护一种挖掘机，所述挖掘机采用上述一种液压控制系统，具体的上述一种液压控制系统设置在挖掘机的动臂液压控制中，所述液压控制系统的液压缸为挖掘机的动臂油缸。

本实施例还提供一种基于上述液压控制系统的液压控制方法，具体包括如下步骤：

设定先导压力阈值，采集液控换向阀4左先导口4-2和右先导口4-1的液控先导压力；

当检测到右先导口4-1的先导压力大于设定的阈值，控制电磁换向阀5-2移至左位；

当检测到左先导口4-2的先导压力大于设定的阈值，控制电磁换向阀5-2移至右位；

当检测到左先导口4-2和右先导口4-1的液控先导压力均不大于设定的阈值，控制电磁换向阀5-2关闭。

将上述液压控制系统设置在挖掘机的动臂控制上，具体的工作过程如下：

如图1所示，当先导手柄3位于先导手柄左位3-1时，先导控制压力进入液控换向阀4的右先导口4-1，使液控换向阀4换向至左位，油泵1的高压油通过换向阀5和防爆阀5内的逻辑单向阀5-1，进入动臂油缸6的无杆腔6-1，推动其运动，此过程为加载过程。同时，通过检查右先导口4-1的压力，右先导口4-1的压力值大于设定的阈值控制装置7控制电磁换向阀5-2移至左位。

当先导手柄3置于中位时，因防爆阀5中的逻辑单向阀5-1的单向闭锁功能，减少油液泄露，使动臂油缸6可长时间保持在相应位置。同时，检测右先导口4-1的压力和左先导口4-2的压力，控制装置7控制电磁换向阀5-2关闭。

当先导手柄3置于先导手柄右位3-2位置时，先导控制压力进入液控换向阀4的左先导口4-2，使液控换向阀4换向至右位，油泵1的高压油通过换向阀4进入动臂油缸6的有杆腔6-2，同时通过检测左先导口4-2处的先导压力，左先导口4-2处的先导压力大于设定的阈值，控制装置7控制防爆阀5内的电磁阀5-2得电换向移至右位，打开防爆阀5内的逻辑单向阀5-1，逻辑单向阀5-1从上到下单相导通，动臂油缸无杆腔6-1的液压油通过逻辑单向阀5-1和液控换向阀4流回油箱2，此为卸载过程。

本实施设置的防爆阀及包含此防爆阀的液压控制系统，可有效降低液压执行元件卸载时下降时通过防爆阀的背压值，并减少相应的管路布置，使得加装防爆阀不影响动臂下降的速度及复合动作协调性。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种的防爆阀，设置在供油装置和液压执行元件之间，其特征是：包括逻辑单向阀和液控油管路，所述液控油管路上串联设置电磁换向阀和压力控制阀，电磁换向阀包括换向阀第一工作口、换向阀第二工作口和换向阀回油口,换向阀第一工作口连接逻辑单向阀的液控口用于控制逻辑单向阀的导通和关闭，所述换向阀第二工作口连接液控油管路，换向阀回油口连接供油装置用于实现液控油管路上的液控油回油，压力控制阀一端连接液控油管路，另一端连接供油装置用于控制液控油管路上液控油的压力。

2.如权利要求1所述的一种防爆阀，其特征是：逻辑单向阀包括逻辑单向阀第一端口、逻辑单向阀第二端口和液控口,所述逻辑单向阀第一端口连接供油装置端的管道，逻辑单向阀第二端口连接液压执行元件端的管道；

液压执行元件加载状态逻辑单向阀第一端口至逻辑单向阀第二端口单向导通，液压执行元件卸载状态逻辑单向阀第二端口至逻辑单向阀第一端口单向导通。

3.如权利要求1所述的一种防爆阀，其特征是：当液压执行元件在加载状态，换向阀第一工作口至换向阀第二工作口单向导通；当液压执行元件在卸载状态，电磁换向阀得电换向，换向阀第二工作口至电磁换向阀的换向阀回油口单向导通。

4.一种液压控制系统，其特征是：包括供油装置、液控换向阀和液压缸，所述供油装置通过液控换向阀分别连接至液压缸的有杆腔和无杆腔；还包括控制装置、压力检测装置以及如权利要求1-3任一项所述的一种防爆阀，控制装置分别与压力检测装置和防爆阀中的电磁换向阀电连接；所述防爆阀设置在液控换向阀与无杆腔连接的管路上，压力检测装置检测液控换向阀的先导控制压力，控制装置根据先导控制压力的数据控制防爆阀中的电磁换向阀的打开和关闭。

5.如权利要求4所述的一种液压控制系统，其特征是：所述液控换向阀为三位四通阀，包括三位四通阀进油口、三位四通阀回油口、三位四通阀第一工作口和三位四通阀第二工作口，所述三位四通阀进油口连接供油装置的排油口，三位四通阀回油口供油装置的储油装置，三位四通阀第一工作口连接防爆阀中的逻辑单向阀第一端口，三位四通阀第二工作口连接有杆腔。

6.如权利要求4所述的一种液压控制系统，其特征是：压力检测装置为压力传感器，在液控换向阀的左先导口和右先导口处分别设置。

7.如权利要求4所述的一种液压控制系统，其特征是：还包括液控先导手柄，所述液控先导手柄的压力输出端分别连接液控换向阀的左先导口和右先导口。

8.如权利要求4所述的一种液压控制系统，其特征是：所述供油装置包括油泵和油箱。

9.基于权利要求4-8任一项所述的液压控制系统的控制方法，其特征是，包括如下步骤：

设定先导压力阈值，采集液控换向阀左先导口和右先导口的液控先导压力；

当检测到右先导口的先导压力大于设定的阈值，控制电磁换向阀移至左位；

当检测到左先导口的先导压力大于设定的阈值，控制电磁换向阀移至右位；

当检测到左先导口和右先导口的液控先导压力均不大于设定的阈值，控制电磁换向阀关闭。

10.一种挖掘机，其特征是：包括4-8任一项所述一种液压控制系统，所述液压控制系统的液压缸设置为挖掘机的动臂油缸。