CN110925252A - 集成多路阀、起重液压控制系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压阀，公开了一种集成多路阀，包括用于控制各液压执行系统运行的动作控制阀组和操作控制阀组，所述动作控制阀组与操作控制阀组集成为一体，所述操作控制阀组包括减压控制单元和与所述动作控制阀组的各主阀(1)的阀杆控制腔连接的换向阀组，所述减压控制单元通过所述换向阀组控制各所述主阀(1)的切换。本发明还公开了一种起重液压控制系统及起重机。本发明减少了控制油路之间繁杂的管路、接头连接，避免了不必要的泄露点，而且，无需额外配置单独的小排量泵，节约成本。

Description

集成多路阀、起重液压控制系统及起重机

技术领域

本发明涉及液压阀，具体地，涉及一种集成多路阀，在此基础上，本发明还涉及一种起重液压控制系统，此外，还涉及一种起重机。

背景技术

目前，国内汽车起重机液压系统通常采用多个控制阀组来用于控制支腿、操纵手柄、伸缩、变幅、卷扬等功能动作。

例如，图1为一种现有技术的起重机液压系统的液压原理图。其中，发动机通过机械连接驱动油泵组工作，第一液压泵1a和第二液压泵2a合流为伸缩系统、变幅系统、副卷扬系统及主卷扬系统供油，第三液压泵3a为控制系统供油。控制系统出油口a1/b1、a2/b2、a3/b3、a4/b4，分别通过管路连接至控制阀组的主阀的阀杆控制腔。起重机作业时，通过控制系统中的操控手柄控制不同出油口输出先导油，从而控制相应的主阀换向，以实现相应的功能动作。

但是，这种起重机液压系统采用分体式设计方法，即将多个具有先导控制功能的控制阀组集成设计在一个动作控制阀组，通过管路与操作手柄连接，驱动操作手柄，通过各控制阀组的换向来实现伸缩、变幅、卷扬等功能动作。阀组多、布置位置分散导致管路连接繁多、泄露点多，容易导致漏油故障，同时还需另外配置一个单独的小排量泵(即第三液压泵3a)为控制油路供油，其先导油路长，动作响应滞后，用户使用体验不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集成多路阀，该集成多路阀减少了控制油路之间繁杂的管路、接头连接，避免了不必要的泄露点，而且，无需额外配置单独的小排量泵，节约成本。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种起重液压控制系统，该起重液压控制系统控制响应较为迅速。

此外，本发明所要解决的技术问题是提供一种起重机，该起重机的控制动作响应较为迅速。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种集成多路阀，包括用于控制各液压执行系统运行的动作控制阀组和操作控制阀组，所述动作控制阀组与操作控制阀组集成为一体，所述操作控制阀组包括减压控制单元和与所述动作控制阀组的各主阀的阀杆控制腔连接的换向阀组，所述减压控制单元通过所述换向阀组控制各所述主阀的切换。

优选地，所述减压控制单元包括依次串联的减压阀和溢流阀，所述换向阀组通过先导控制油路连接于所述减压阀和溢流阀之间的油路上。

优选地，所述减压控制单元为减压溢流阀，所述换向阀组通过先导控制油路与所述减压溢流阀连接。

典型地，所述先导控制油路上设有过滤装置。

优选地，所述换向阀组包括多个电磁换向阀，所述主阀的阀杆控制腔包括弹簧控制腔和非弹簧控制腔，所述弹簧控制腔和非弹簧控制腔分别与一个所述电磁换向阀连接。

进一步地，所述电磁换向阀包括与所述减压控制单元连接的第一油口、与油箱连接的第二油口和与所述主阀的阀杆控制腔连接的第三油口，以使得所述电磁换向阀的第三油口能够选择性地与该电磁换向阀的第一油口或第二油口连通。

本发明第二方面提供一种起重液压控制系统，包括第一方面技术方案中任一项所述的集成多路阀、主进油油路、主回油油路和与发动机连接的泵送装置；所述集成多路阀的减压控制单元的进油口和动作控制阀组的各主阀的进油口均与所述主进油油路连接，所述动作控制阀组的各主阀的回油口均与所述主回油油路连接，且各所述主阀分别与一个所述液压执行系统连接，以能够控制各所述液压执行系统的运行，所述泵送装置位于所述主进油油路上。

优选地，所述液压执行系统包括伸缩系统、变幅系统、副卷扬系统和主卷扬系统；所述动作控制阀组包括多个与各所述液压执行系统对应的控制阀组，所述控制阀组包括所述主阀和位于所述主阀的第一油口与第四油口之间油路上的液动换向阀，以能够通过所述液动换向阀的切换控制所述主阀的第一油口与第四油口之间的通断，所述主阀还包括第二油口和第三油口，所述主阀的第二油口和第三油口与对应的所述液压执行系统的液压缸之间形成的两条油路上分别设置有三通流量阀；所述主进油油路与主回油油路之间设有第一溢流阀和第二溢流阀，所述第一溢流阀的弹簧控制腔与各所述液动换向阀的的弹簧控制腔连接，各所述液动换向阀的非弹簧控制腔分别与对应的所述主阀的第一油口连接；所述集成多路阀与所述主回油油路之间设有单向阀，所述换向阀组与各所述主阀的阀杆控制腔之间均设置有阻尼阀。

典型地，所述主回油油路上靠近油箱的位置设置有过滤器。

本发明第三方面提供一种起重机，包括第二方面技术方案中任一项所述的起重液压控制系统。

通过上述技术方案，本发明通过将动作控制阀组与操作控制阀组集成为一体，减少了控制油路之间的繁杂的管路布置、管路接头连接，减少系统泄露点的产生，减低液压油泄露的概率，有利于提高控制动作的响应积极性，而且，利用减压控制单元和换向阀组替代了常规的操作手柄控制阀组，无需额外配置单独的小排量泵来提供控制液压油，节约成本。

本发明的其它特征和更加突出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

图1是现有技术中一种常规的起重液压控制系统的液压原理图；

图2是本发明一种具体实施方式的起重液压控制系统的液压原理图；

图3是本发明一种具体实施方式的起重液压控制系统中电磁换向阀的图形符号示意图。

附图标记说明

1主阀

C1主阀的进油口 C2主阀的回油口

C3主阀的第一油口 C4主阀的第四油口

C5主阀的第二油口 C6主阀的第三油口

21减压阀 22溢流阀

3先导控制油路 4过滤装置

5电磁换向阀 A1电磁换向阀的第一油口

A2电磁换向阀的第二油口 A3电磁换向阀的第三油口

6主进油油路 7主回油油路

8泵送装置 B1减压控制单元的进油口

20伸缩系统 30变幅系统

40副卷扬系统 50主卷扬系统

9液动换向阀 101三通流量阀

102第一溢流阀 103第二溢流阀

104单向阀 105阻尼阀

106过滤器 d1，d2主阀的控制口

1a第一液压泵 2a第二液压泵

3a第三液压泵 a1，b1，a2，b2，a3，b3，a4，b4控制系统出油口

具体实施方式

下面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。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

首先需要说明，对于本领域的技术人员而言，在知悉本发明的液压连接关系的技术构思之后，也可以将油路或阀门等进行简单的置换，从而实现本发明的集成多路阀的功能，这同样属于本发明的保护范围。相关液压元件，例如换向阀、减压阀、溢流阀、马达、液压泵等均属于本领域技术人员熟知的，同时也是现有液压系统中的常用部件，因此下文对这些液压元件仅简略描述，而将描述重点集中于本发明的集成多路阀的独创性地液压连接关系及液压结构上。

图1示出了现有技术中一种常规的起重液压控制系统的液压原理图，其中，第一液压泵1a和第二液压泵2a合流为伸缩系统、变幅系统、副卷扬系统及主卷扬系统供油，第三液压泵3a为控制系统供油，第三液压泵3a是独立小排量油泵，多个控制阀组形成动作控制阀组，控制系统出油口a1/b1、a2/b2、a3/b3、a4/b4，分别通过管路连接至动作控制阀组的各个控制阀组的主阀的阀杆控制腔，控制操控手柄使先导油进入相应的主阀的阀杆控制腔，控制主阀的切换，以使得第一液压泵1a和第二液压泵2a合流能够对伸缩系统、变幅系统、副卷扬系统及主卷扬系统供油；但是，这种采用分体式设计的方法，由于阀组多、布置位置分散导致管路连接繁多，增大了液压油泄露的可能性，还需要额外设置单独的小排量泵来提供控制液压油，其先导油路长，动作响应滞后，用户体验不佳。

为此，本发明对常规的起重液压控制系统进行了改进；总体而言，本发明利用减压控制单元和换向阀组替代操控手柄的功能，并且针对性地将减压控制单元和换向阀组与动作控制阀组集成为一体形成一个集成多路阀，如此，通过集成多路的内部油道就可以直接控制汽车起重机的主要动作，有效地减少了繁杂的管路连接，避免了由于连接点过多而导致出现较多的漏油点；而且，通过减压控制单元可以限定先导控制油路的压力，不需另外配置一个单独的小排量泵来为先导控制油路供油，极大的减少了先导控制油路的长度，提高了动作响应性。

以下首先描述本发明的集成多路阀的具体实施方式。

如图2和图3所示，本发明基本实施方式的集成多路阀，包括用于控制各液压执行系统运行的动作控制阀组和操作控制阀组，动作控制阀组与操作控制阀组集成为一体，操作控制阀组包括减压控制单元和与动作控制阀组的各主阀1的阀杆控制腔连接的换向阀组，减压控制单元通过换向阀组控制各主阀1的切换。

需要说明的是，本发明所称的“动作控制阀组”是指用于控制汽车起重机的伸缩、变幅、卷扬等功能动作的液动阀组，其它形式的能够实现控制汽车起重机的伸缩、变幅、卷扬等功能动作的类似液动阀组，只要能够采用本发明的操作控制阀组，即构成本发明的集成多路阀，也应属于本发明的保护范围。

通过本发明的上述技术方案，当汽车起重机的起重液压控制系统采用本发明的集成多路阀时，由于动作控制阀组与操作控制阀组集成为一体，这样，通过集成多路阀的内部油道可直接控制汽车起重机的主要动作(伸缩、变幅、副卷扬及主卷扬)，可以减少先导控制油路的长度，降低液压油泄露的概率；而且，在先导控制油路中设置了减压控制单元，可以仅需要一个油泵就可以满足工作油路与控制油路的需求，无需另外配置一个单独的小排量泵为先导控制油路供油。

在具体实施方式中，减压控制单元可以通过多种具体结构形式实现。例如，如图2所示，减压控制单元可以由依次串联的减压阀21和溢流阀22构成，减压阀21的出油口分别与溢流阀22的进油口、先导控制油路3连接，即换向阀组通过先导控制油路3连接于减压阀21和溢流阀22之间的油路上；在此过程中，减压阀21可以限定输出压力，以向动作控制阀组的各主阀1的阀杆控制腔提供用于先导控制的液压油，实现了与常规的起重液压控制系统中独立小排量油泵的等同功能，而且，当减压阀21的输出压力过大时，还可以通过溢流阀22调整减压阀21的输出压力，保证控制系统的安全性。

另外，可以采用减压溢流阀替代减压阀21和溢流阀22，换向阀组通过先导控制油路3直接与减压溢流阀连接。

进一步地，可以在先导控制油路3上设置过滤装置4，滤除液压油中的杂质，保证系统正常工作；过滤装置4可以采用的现有的用于液压油过滤的装置，如过滤器，优选地采用滤网。

其中，换向阀组是由多个换向阀构成，可以是多种操纵方式的换向阀，如手动、机动、电磁动、液动、电液动等，在具体实施例中，优选地，采用电磁换向阀5，主阀1的阀杆控制腔分为弹簧控制腔和非弹簧控制腔，主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔分别与一个电磁换向阀5连接；通过控制主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔分别对应的电磁换向阀5的通断，控制主阀1的换向，驱动液压执行系统的液压缸的活塞杆的移动，从而实现汽车起重机的伸缩、变幅、副卷扬及主卷扬等主要动作。

需要说明的是，本发明的集成多路阀主要针对汽车起重机的伸缩、变幅、副卷扬及主卷扬等主要动作进行设计，因此，在图2示出的优选具体实施例中，设置了四个主阀1分别控制汽车起重机的伸缩、变幅、副卷扬及主卷扬等主要动作，电磁换向阀5采用二位三通阀，包括第一油口A1、第二油口A2和第三油口A3等三个油口，第一油口A1与减压控制单元连接，第二油口A2与油箱连接，第三油口A3与主阀1的阀杆控制腔连接，当第一油口A1与第三油口A3连通时，经由减压控制单元的先导液压油可以流入主阀1的弹簧控制腔或非弹簧控制腔，当第二油口A2与第三油口A3连通时，主阀1的弹簧控制腔或非弹簧控制腔内的液压油会流回油箱，以控制主阀1的换向，从而驱动相应的液压执行系统工作；在本发明的技术构思范围内，还可以对上述优选技术方案进行简单变型，例如，将连接在主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔的两个二位三通阀用一个三位四通阀替代，当三位四通阀的阀芯位于该三位四通阀的左位或右位时，使主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔中一个流入先导液压油、另一个流出先导液压油，当三位四通阀的阀芯位于该三位四通阀的中位时，使主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔与该三位四通阀连通中断；同样，可以实现对主阀1的控制。

本发明优选实施方式的集成多路阀，包括用于控制各液压执行系统运行的动作控制阀组和操作控制阀组，动作控制阀组与操作控制阀组集成为一体，操作控制阀组包括减压控制单元和换向阀组，减压控制单元包括减压阀21和溢流阀22，换向阀组包括多个电磁换向阀5，先导控制油路3一端连接在减压阀21和溢流阀22之间的油路上，另一端与各电磁换向阀5的第一油口A1连接，且先导控制油路3上设置有过滤装置4，动作控制阀组的各主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔分别与一个电磁换向阀5的第三油口A3连接，且各主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔与一个电磁换向阀5的第三油口A3连接的油路上均连接有阻尼阀，电磁换向阀5的第二油口A2与油箱连接，电磁换向阀5的第三油口A3能够选择性地与其第一油口A1或第二油口A2连通，以控制对应的主阀1的切换。

本发明的集成多路阀可以作为一个独立的阀块安装于起重液压控制系统中，以得到本发明的起重液压控制系统，其中，主进油油路6与动作控制阀组的各主阀1的进油口C1连接，集成多路阀内还设置有用于控制各主阀换向的控制口d1和d2，控制口d1和d2可以分别与主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔连接的两个电磁换向阀5的第一油口A1一一对应，主进油油路6与减压控制单元的进油口B1连接，且通过减压控制单元与电磁换向阀5的第一油口A1连接，主回油油路7与动作控制阀组的各主阀1的回油口C2连接，主进油油路6上还设置有泵送装置8，泵送装置8可以采用现有的液压泵；当泵送装置8由发动机驱动时，液压油经由主进油油路6分为两路，一路向各主阀1的进油口流动，另一路依次经过减压控制单元、电磁换向阀5向主阀1的弹簧控制腔和非弹簧控制腔流动，使得主阀1与对应的液压执行系统导通，通过电磁换向阀5控制主阀1换向，控制液压执行系统内的液压缸的活塞杆伸出与缩进，从而实现汽车起重机的伸缩、变幅、副卷扬及主卷扬等主要动作。由于集成多路阀可以作为一个独立的阀块安装于起重液压控制系统中，减少了管路连接的数量，提高装配效率，更加美观，提高了动作响应性。

以下对一种典型的动作控制阀组的结构形式进行描述。

参照图2所示，动作控制阀组包括多个与伸缩系统20、变幅系统30、副卷扬系统40和主卷扬系统50等液压执行系统一一对应的控制阀组，控制阀组包括主阀1和液动换向阀9，主阀1采用三位六通阀，液动换向阀9采用液动三位二通阀，液动换向阀9的两个油口分别与主阀1的第一油口C3和第四油口C4连接，通过控制液动换向阀9的切换，能够控制主阀1的第一油口C3与第四油口C4之间的通断，实现精细控制，使系统具有较好的稳定性，主阀1还包括第二油口C5和第三油口C6，主阀1的第二油口C5和第三油口C6与对应的液压执行系统的液压缸之间形成的两条油路上分别设置有三通流量阀101；主进油油路6与主回油油路7之间设有第一溢流阀102和第二溢流阀103，第一溢流阀102的弹簧控制腔与各液动换向阀9的弹簧控制腔连接，各所述液动换向阀9的非弹簧控制腔分别与对应的所述主阀1的第一油口C3连接；集成多路阀与所述主回油油路7之间设有单向阀104，电磁换向阀5与对应的主阀1的阀杆控制腔之间设置有阻尼阀105，使系统具有较好的稳定性。

另外，还可以在主回油油路7上靠近油箱的位置设置有过滤器106，滤除液压油中的杂质，保证系统正常工作。

参照图2和图3所示，本发明的起重液压控制系统的基本工作过程包括如下步骤：

发动机驱动泵送装置8，液压油经由主进油油路6分为两路，一路经由减压阀21和过滤装置4流向电磁换向阀5，另一路直接流向主阀1的进油口C1；

以伸缩系统20为例，通过电控系统控制与主阀1的一端阀杆控制腔连接的电磁换向阀5切换，使得电磁换向阀5的第一油口A1与其第三油口A3连通，同时控制与主阀1的另一端阀杆控制腔连接的电磁换向阀5保持不变，即电磁换向阀5的第二油口A2与其第三油口A3连通，这样，驱动主阀1切换，使得液压油依次经过主阀1的进油口C1、第四油口C4、液动换向阀9、主阀1的第一油口C3，再经过主阀1的第二油口C5或第三油口C6流入伸缩系统20的液压缸；例如，主阀1处于上位机能时，液压油经过主阀1的第二油口C5流入伸缩系统20的液压缸的一端，伸缩系统20的液压缸的另一端经过主阀1的第三油口C6、回油口C2流回油箱，实现起重机的吊臂的伸展或收缩动作，同理，主阀1处于下位机能时，实现起重机的吊臂与上述主阀1处于上位机能时相反的动作，而主阀1处于中位机能时，起重机的吊臂无动作。

同样地，上述工作过程也适用于变幅系统30、副卷扬系统40和主卷扬系统50。

其中，在液压油流经电磁换向阀5与主阀1的阀杆控制腔之间的阻尼阀105时，流向主阀1的阀杆控制腔的液压油直接通过单向阀，阻尼不起作用；流出主阀1的阀杆控制腔的液压油经过阻尼孔回油，可有效控制换向动作的平稳性；采用的电控系统为现有的电控系统。

本发明的起重机包括上述技术方案中任一项所述的起重液压控制系统，因此至少具有上述起重液压控制系统实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的集成多路阀应用于起重机，可以减少繁杂的管路连接，无需另行配置独立小排量油泵，布置简洁、美观，降低成本，动作响应迅速，降低漏油的概率，能够给予用户较好的使用体验；当然，本发明的集成多路阀还可以应用于起重机的其它液控系统及其它工程机械上，例如，支腿液压系统。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。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，包括各个具体技术特征以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。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成多路阀，包括用于控制各液压执行系统运行的动作控制阀组和操作控制阀组，其特征在于，所述动作控制阀组与操作控制阀组集成为一体，所述操作控制阀组包括减压控制单元和与所述动作控制阀组的各主阀(1)的阀杆控制腔连接的换向阀组，所述减压控制单元通过所述换向阀组控制各所述主阀(1)的切换。

2.根据权利要求1所述的集成多路阀，其特征在于，所述减压控制单元包括依次串联的减压阀(21)和溢流阀(22)，所述换向阀组通过先导控制油路(3)连接于所述减压阀(21)和溢流阀(22)之间的油路上。

3.根据权利要求1所述的集成多路阀，其特征在于，所述减压控制单元为减压溢流阀，所述换向阀组通过先导控制油路(3)与所述减压溢流阀连接。

4.根据权利要求2或3所述的集成多路阀，其特征在于，所述先导控制油路(3)上设有过滤装置(4)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的集成多路阀，其特征在于，所述换向阀组包括多个电磁换向阀(5)，所述主阀(1)的阀杆控制腔包括弹簧控制腔和非弹簧控制腔，所述弹簧控制腔和非弹簧控制腔分别与一个所述电磁换向阀(5)连接。

6.根据权利要求5所述的集成多路阀，其特征在于，所述电磁换向阀(5)包括与所述减压控制单元连接的第一油口(A1)、与油箱连接的第二油口(A2)和与所述主阀(1)的阀杆控制腔连接的第三油口(A3)，以使得所述电磁换向阀(5)的第三油口(A3)能够选择性地与该电磁换向阀(5)的第一油口(A1)或第二油口(A2)连通。

7.一种起重液压控制系统，其特征在于，包括根据权利要求1至6中任一项所述的集成多路阀、主进油油路(6)、主回油油路(7)和与发动机连接的泵送装置(8)；所述集成多路阀的减压控制单元的进油口(B1)和动作控制阀组的各主阀(1)的进油口(C1)均与所述主进油油路(6)连接，所述动作控制阀组的各主阀(1)的回油口(C2)均与所述主回油油路(7)连接，且各所述主阀(1)分别与一个所述液压执行系统连接，以能够控制各所述液压执行系统的运行，所述泵送装置(8)位于所述主进油油路(6)上。

8.根据权利要求7所述的起重液压控制系统，其特征在于，所述液压执行系统包括伸缩系统(20)、变幅系统(30)、副卷扬系统(40)和主卷扬系统(50)；

所述动作控制阀组包括多个与各所述液压执行系统对应的控制阀组，所述控制阀组包括所述主阀(1)和位于所述主阀(1)的第一油口(C3)与第四油口(C4)之间油路上的液动换向阀(9)，以能够通过所述液动换向阀(9)的切换控制所述主阀(1)的第一油口(C3)与第四油口(C4)之间的通断，所述主阀(1)还包括第二油口(C5)和第三油口(C6)，所述主阀(1)的第二油口(C5)和第三油口(C6)与对应的所述液压执行系统的液压缸之间形成的两条油路上分别设置有三通流量阀(101)；

所述主进油油路(6)与主回油油路(7)之间设有第一溢流阀(102)和第二溢流阀(103)，所述第一溢流阀(102)的弹簧控制腔与各所述液动换向阀(9)的弹簧控制腔连接，各所述液动换向阀(9)的非弹簧控制腔分别与对应的所述主阀(1)的第一油口(C3)连接；

所述集成多路阀与所述主回油油路(7)之间设有单向阀(104)，所述换向阀组与各所述主阀(1)的阀杆控制腔之间均设置有阻尼阀(105)。

9.根据权利要求7或8所述的起重液压控制系统，其特征在于，所述主回油油路(7)上靠近油箱的位置设置有过滤器(106)。

10.一种起重机，其特征在于，包括根据权利要求7至9中任一项所述的起重液压控制系统。

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