CN111075778A - 一种下放控制装置及液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程机械技术领域，公开了一种下放控制装置及液压系统。该下放控制装置在阀套上开设有高压油口，高压油口连通于举升油缸的无杆腔；主级阀滑动设置于阀套的内部，主级阀将阀套的空腔分割成低压腔和缓冲腔两部分，在主级阀上开设有阻尼通道，阻尼通道的一端连通于高压油口，另一端连通于缓冲腔，主级阀的外壁对于高压油口的位置处为阶梯结构，阶梯结构的大径部分朝向缓冲腔设置，使主级阀能够选择性开启高压油口和低压腔之间的通路；先导阀的一端伸入主级阀内并与其滑动配合，另一端设置于缓冲腔内，使缓冲腔选择性连通于低压腔。该下放控制装置使得通过主级阀、先导阀内的流量不受负载变化的影响，实现了举升油缸下放速度的精确控制。

Description

一种下放控制装置及液压系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种下放控制装置及液压系统。

背景技术

目前，国内工程机械的主要动作包括举升下放、前后倾斜等，以完成各项实际工作过程。

通常主要是利用液压缸来实现举升和下放这两个非常关键和重要的动作，控制液压缸动作的多路阀一般为普通六通阀。在驾驶员操作主阀控制液压缸下放时，通过控制阀芯行程来调整流量，流量受负载变化影响较大。由于负载的不同会导致多路阀进出油口之间的压差不同，在同一阀芯开度下，阀芯通过流量不同，导致液压缸的下放速度不同，不利于实现精准操作，特别是需要进行微调和寸进的工况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种下放控制装置及液压系统，下放速度不受负载大小影响，实现了对液压缸下放速度的精确控制。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种下放控制装置，包括：

阀套，在所述阀套上开设有高压油口，所述高压油口连通于举升油缸的无杆腔；

主级阀，其滑动设置于所述阀套的内部，所述主级阀将所述阀套的空腔分割成低压腔和缓冲腔两部分，在所述主级阀上开设有阻尼通道，所述阻尼通道的一端连通于所述高压油口，另一端连通于所述缓冲腔，所述主级阀的外壁对于所述高压油口的位置处为阶梯结构，所述阶梯结构的大径部分朝向所述缓冲腔设置，使所述主级阀能够选择性开启所述高压油口和所述低压腔之间的通路；

先导阀，所述先导阀的一端伸入所述主级阀内并与其滑动配合，另一端设置于所述缓冲腔内，使所述缓冲腔选择性连通于所述低压腔。

作为优选，在所述主级阀靠近所述高压油口的位置处沿所述主级阀的径向方向开设有径向孔，在所述主级阀靠近所述缓冲腔的一端的端面上沿其轴向方向开设有过孔，所述过孔连通于所述径向孔，形成所述阻尼通道。

作为优选，在所述主级阀上沿其轴向方向开设有贯通孔，所述先导阀能够选择性封堵于所述贯通孔的一端，所述低压腔连通于所述贯通孔的另一端。

作为优选，还包括开关机构，所述开关机构设置于所述阀套远离所述低压腔的一侧，所述开关机构连接于所述先导阀的另一端，所述开关机构被配置为驱动所述先导阀在所述缓冲腔内移动，以选择性开启所述贯通孔。

作为优选，所述开关机构包括：

线圈和铁芯，所述铁芯穿过所述线圈；

衔铁，其滑动设置于所述铁芯内部并连接于所述先导阀，所述衔铁、所述铁芯、所述阀套及所述先导阀之间形成所述缓冲腔；

所述线圈通电后，所述衔铁驱动所述先导阀向远离所述主级阀的方向移动。

作为优选，所述衔铁的前端设置有卡勾，所述先导阀在靠近所述衔铁的一端对应所述卡勾设置有卡块，所述卡勾卡接于所述卡块。

作为优选，所述先导阀包括插装部，在所述主级阀靠近所述缓冲腔的一侧开设有插孔，所述插装部伸入所述插孔内。

作为优选，所述先导阀还包括锥阀部，所述锥阀部连接于所述插装部，所述锥阀部为锥形结构，所述锥阀部的圆锥面能够抵接于所述主级阀的端面。

为达上述目的，本发明还提供了一种液压系统，包括举升油缸和上述的下放控制装置，所述举升油缸连通于所述下放控制装置。

作为优选，还包括平衡阀，所述平衡阀的一端分别连通于所述举升油缸的无杆腔和所述高压油口，另一端连通于所述低压腔，用于平衡液压油的压力。

本发明的有益效果：

本发明提供的下放控制装置，缓冲腔连通于高压油口，液压油从高压油口可以通过阻尼通道进入缓冲腔内，使得高压油口和缓冲腔内产生压降相等，此时先导阀的一端伸入主级阀内，先导阀起到了隔离低压腔和缓冲腔的作用，低压腔和缓冲腔互不连通，在高压油口和缓冲腔内的液压油产生合力的作用下，使得主级阀紧紧抵接于阀套的内壁并封堵于高压油口；然后控制先导阀向远离主级阀的方向移动，在先导阀相对于主级阀的撤离过程中，先导阀起到了低压腔和缓冲腔的连通作用，使缓冲腔内的液压油通过主级阀连通于低压腔内，在高压油口和低压腔内的液压油产生合力的作用下，推动主级阀向靠近先导阀的方向移动，主级阀错开高压油口并将其开启，此时高压油口直接与低压腔相连通，实现举升油缸的下放动作。

该下放控制装置，利用高压油口和低压腔相连通，以控制前后压差相等，使得通过主级阀、先导阀内的流量不受外部负载元件变化的影响，实现了举升油缸下放速度的精确控制。

本发明提供的液压系统，举升油缸的下放速度不受负载大小影响，实现了对举升油缸下放速度的精确控制。

附图说明

图1是本发明下放控制装置的剖视图；

图2是本发明液压系统的原理示意图。

图中：

1、阀套；2、主级阀；3、先导阀；4、开关机构；5、平衡阀；6、举升油缸；

11、高压油口；12、低压腔；13、缓冲腔；

21、阻尼通道；22、贯通孔；23、插孔；

31、插装部；32、锥阀部；33、卡块；

41、线圈；42、铁芯；43、衔铁；44、弹簧；431、卡勾。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在现有工程机械或者工业车辆中，一般是通过举升油缸实现举升和下放动作，通过向举升油缸的无杆腔内通入液压油，液压油推动活塞在缸体内滑动，使与活塞直接相连的活塞杆推动外部负载元件完成举升的动作；通过控制多路阀的阀芯行程来调整流量，将举升油缸的无杆腔内液压油排放，液压油推动活塞在缸体内反向滑动，使与活塞直接相连的活塞杆驱动外部负载元件完成下放的动作。由于外部负载元件的不同，多路阀的阀芯前后压差会不同，造成相同的阀芯行程不同的通过流量，会影响举升油缸的下放速度，不利于实现精确控制下放动作。

为了解决这个问题，本实施例提供了一种下放控制装置，适用于工程机械或者工业车辆中，如图1所示，该下放控制装置包括阀套1、主级阀2及先导阀3，在阀套1上开设有高压油口11，高压油口11连通于举升油缸6的无杆腔，用于通入高压液压油。在阀套1的内部滑动有主级阀2，主级阀2能够选择性启闭高压油口11，主级阀2将阀套1的空腔分割成低压腔12和缓冲腔13两部分，缓冲腔13连通于高压油口11，具体地，在主级阀2上开设有阻尼通道21，阻尼通道21的一端连通于高压油口11，另一端连通于缓冲腔13。主级阀2的外壁对于高压油口11的位置处为阶梯结构，阶梯结构的大径部分朝向缓冲腔13设置，使主级阀2能够选择性开启高压油口11和低压腔12之间的通路。

先导阀3外形类似飞机状结构，先导阀3采用插装式单向阀结构，先导阀3的一端选择性伸入主级阀2内并与其滑动配合，另一端设置于缓冲腔13内，使缓冲腔13选择性连通于低压腔12。

本实施例提供的下放控制装置，缓冲腔13连通于高压油口11，液压油从高压油口11可以通过阻尼通道21进入缓冲腔13内，使得高压油口11和缓冲腔13产生压降，此时先导阀3的一端伸入主级阀2内，先导阀3起到了隔离低压腔12和缓冲腔13的作用，低压腔12和缓冲腔13互不连通，在高压油口11和缓冲腔13内的液压油产生合力的作用下，使得主级阀2紧紧抵接于阀套1的内壁并封堵于高压油口11；然后控制先导阀3向远离主级阀2的方向移动，在先导阀3相对于主级阀2的撤离过程中，先导阀3用于实现低压腔12和缓冲腔13之间连通作用，使缓冲腔13内的液压油通过主级阀2连通于低压腔12内，在高压油口11和低压腔12内的液压油产生合力的作用下，推动主级阀2向靠近先导阀3的方向移动，主级阀2错开高压油口11并将其开启，使得高压油口11直接与低压腔12相连通，实现举升油缸6的下放动作。

该下放控制装置，利用高压油口11和低压腔12相连通，以控制前后压差相等，使得通过主级阀2、先导阀3内的流量不受外部负载元件变化的影响，如果负载元件压力较大，低压腔12和缓冲腔13受到的影响也大，实现了举升油缸6下放速度的精确控制。

进一步地，如图1所示，阀套1为圆柱形壳体结构，在阀套1内沿其轴线方向开设有相互连通的第一轴向孔和第二轴向孔，第一轴向孔的直径小于第二轴向孔的直径，主级阀2的一端能够伸入第一轴向孔内，第二轴向孔为主级阀2、先导阀3提供了轴向移动的空间。沿阀套1的外周面上并沿其径向方向开设有高压油口11。可选地，高压油口11具体为阶梯孔结构，沿阀套1的径向向靠近其轴线的方向，阶梯孔的直径各不相同，高压油口11的入油端的开口比较大，便于将液压油导入高压油口11内。

对于高压油口11的启闭的控制是通过主级阀2实现的，主级阀2靠近低压腔12的一端的外周面开设有环形槽，环形槽能够抵接于第一轴向孔和高压油口11的连接处，起到了限位的作用，此时主级阀2刚好封堵于高压油口11。

为了实现高压油口11和缓冲腔13的连通，如图1所示，在主级阀2上开设有阻尼通道21，阻尼通道21的一端连通于高压油口11，另一端连通于缓冲腔13，阻尼通道21起到了高压油口11和缓冲腔13之间节流的作用。具体地，在主级阀2靠近高压油口11的位置处沿主级阀2的径向方向开设有径向孔，在主级阀2靠近缓冲腔13的一端的端面上沿其轴向方向开设有过孔，过孔连通于径向孔，形成阻尼通道21，采用这种曲折的方式，增加了液压油流经的油道的长度，起到了缓冲和节流的作用。

在主级阀2靠近缓冲腔13的一端的端面上沿其轴向方向开设有插孔23，插孔23的轴线和主级阀2的轴线共线，插孔23位于阻尼通道21的内侧。具体地，插孔23为阶梯孔结构，插孔23具体包括相互连通的大孔和小孔，大孔的直径大于小孔的直径，插孔23的小孔用于先导阀3的插入。

在主级阀2上沿其轴向方向开设有贯通孔22，贯通孔22连通于插孔23的大孔并位于插孔23的小孔的外侧，贯通孔22起到了连通插孔23和低压腔12的作用。具体地，贯通孔22的一端由先导阀3进行选择性封堵，贯通孔22的另一端与低压腔12直接相连通。

进一步地，如图1所示，先导阀3包括插装部31、锥阀部32及卡块33，锥阀部32的两端分别连接于插装部31和卡块33，插装部31用于伸入插孔23内，锥阀部32用于选择性封堵贯通孔22，卡块33设置于锥阀部32远离插装部31的一端，用于连接开关机构4，实现先导阀3的整体驱动。优选地，插装部31、锥阀部32及卡块33为一体成型结构，减少零件组装的环节，生产成本较低。

其中，插装部31的直径略小于插孔23的小孔直径，插装部31伸入插孔23内并与其滑动配合。通过插装部31和插孔23的相互配合，起到了导向作用，保证了先导阀3在移动过程中的稳定性。

锥阀部32连接于插装部31远离主级阀2的一端，锥阀部32为锥形结构，锥阀部32的最小直径等于插装部31的直径，锥阀部32的最大直径大于插孔23的大孔直径。当锥阀部32的圆锥面抵接于主级阀2的端面时，锥阀部32的圆锥面刚好封堵于贯通孔22；当锥阀部32的圆锥面脱离主级阀2的端面时，锥阀部32的圆锥面刚好错开贯通孔22，便于缓冲腔13内的液压油经贯通孔22流入低压腔12内。

为了实现先导阀3的整体驱动，该下放控制装置还包括开关机构4，开关机构4设置于阀套1远离低压腔12的一侧，开关机构4连接于先导阀3的另一端，开关机构4被配置为驱动先导阀3在缓冲腔13内移动，以选择性开启贯通孔22。

具体地，开关机构4包括：线圈41、铁芯42、衔铁43及弹簧44，铁芯42穿过线圈41，在铁芯42的内部滑动设置有衔铁43，衔铁43的一端抵接于弹簧44，另一端连接于先导阀3，弹簧44设置于衔铁43和铁芯42之间，用于衔铁43的复位。其中，衔铁43、铁芯42、阀套1及先导阀3之间形成缓冲腔13，缓冲腔13即为电磁铁腔。

当线圈41通电时，产生的磁场通过衔铁43驱动先导阀3向远离主级阀2的方向移动，衔铁43逐渐压缩弹簧44，先导阀3错开贯通孔22，以将贯通孔22开启，使得缓冲腔13内的液压油经贯通孔22进入低压腔12内，起到了泄压的作用。当线圈41断电时，吸附衔铁43的磁场消失，在被压缩的弹簧44的自身恢复作用力下，衔铁43带动先导阀3向靠近主级阀2的方向移动，实现复位。

为了实现衔铁43对先导阀3的驱动，可选地，衔铁43的前端设置有卡勾431，先导阀3在靠近衔铁43的一端对应卡勾431设置有卡块33，卡勾431卡接于卡块33。采用这种结构，先导阀3可以随衔铁43向远离主级阀2的方向移动，实现衔铁43可以单方向拉动先导阀3的功能，结构简单，安装方便。

本实施例提供的下放控制装置的工作过程如下：

液压油从高压油口11流经主级阀2的阻尼通道21进入缓冲腔13内，使得高压油口11和缓冲腔13内的产生压降，此时先导阀3的一端伸入主级阀2内，先导阀3起到了隔离低压腔12和缓冲腔13的作用，低压腔12和缓冲腔13互不连通，在高压油口11和缓冲腔13内的液压油产生合力的作用下，使得主级阀2紧紧抵接于阀套1的内壁并封堵于高压油口11；

当线圈41通电时，产生的磁场通过衔铁43驱动先导阀3向远离主级阀2的反向移动，衔铁43逐渐压缩弹簧44，先导阀3错开贯通孔22，以将贯通孔22开启，使得缓冲腔13内的液压油经贯通孔22进入低压腔12内，在高压油口11和低压腔12内的液压油产生合力的作用下，推动主级阀2向靠近先导阀3的方向移动，主级阀2错开高压油口11并将其开启，此时高压油口11直接与低压腔12相连通，用于举升油缸6的无杆腔的泄油，实现举升油缸6的下放动作。

本实施例还提供了一种液压系统，如图2所示，该液压系统包括举升油缸6和上述的下放控制装置，举升油缸6连通于下放控制装置，下放控制装置用于控制举升油缸6的下放动作。本实施例提供的液压系统，举升油缸6的下放速度不受负载大小影响，实现了对举升油缸6下放速度的精确控制。

进一步地，该液压系统还包括平衡阀5，平衡阀5的先导端分别连通于举升油缸6的无杆腔和高压油口11，另一端连通于低压腔12，用于平衡液压油的压力。

具体地，平衡阀5具有左位和右位两个工作位，在初始时，举升油缸6的无杆腔内的高压油液作用在平衡阀5的左端，如果下放控制装置没有开启，低压腔12的压力认为是回油压力并作用在平衡阀5的右端，由于无杆腔内的高压油液的压力大于低压腔12的压力，此时平衡阀5的工作位为左位，高压油口11和低压腔12不连通；如果下放控制装置开启，那么低压腔12的压力会迅速增高，使平衡阀5向左移动，平衡阀5的右位为工作位，打开通道，低压腔12与T口导通，直到平衡阀5两侧受力达到平衡。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种下放控制装置，其特征在于，包括：

阀套(1)，在所述阀套(1)上开设有高压油口(11)，所述高压油口(11)连通于举升油缸(6)的无杆腔；

主级阀(2)，其滑动设置于所述阀套(1)的内部，所述主级阀(2)将所述阀套(1)的空腔分割成低压腔(12)和缓冲腔(13)两部分，在所述主级阀(2)上开设有阻尼通道(21)，所述阻尼通道(21)的一端连通于所述高压油口(11)，另一端连通于所述缓冲腔(13)，所述主级阀(2)的外壁相对于所述高压油口(11)的位置处为阶梯结构，所述阶梯结构的大径部分朝向所述缓冲腔(13)设置，使所述主级阀(2)能够选择性开启所述高压油口(11)和所述低压腔(12)之间的通路；

先导阀(3)，所述先导阀(3)的一端伸入所述主级阀(2)内并与其滑动配合，另一端设置于所述缓冲腔(13)内，使所述缓冲腔(13)选择性连通于所述低压腔(12)。

2.根据权利要求1所述的下放控制装置，其特征在于，在所述主级阀(2)靠近所述高压油口(11)的位置处沿所述主级阀(2)的径向方向开设有径向孔，在所述主级阀(2)靠近所述缓冲腔(13)的一端的端面上沿其轴向方向开设有过孔，所述过孔连通于所述径向孔，形成所述阻尼通道(21)。

3.根据权利要求1所述的下放控制装置，其特征在于，在所述主级阀(2)上沿其轴向方向开设有贯通孔(22)，所述先导阀(3)能够选择性封堵于所述贯通孔(22)的一端，所述低压腔(12)连通于所述贯通孔(22)的另一端。

4.根据权利要求3所述的下放控制装置，其特征在于，还包括开关机构(4)，所述开关机构(4)设置于所述阀套(1)远离所述低压腔(12)的一侧，所述开关机构(4)连接于所述先导阀(3)的另一端，所述开关机构(4)被配置为驱动所述先导阀(3)在所述缓冲腔(13)内移动，以选择性开启所述贯通孔(22)。

5.根据权利要求4所述的下放控制装置，其特征在于，所述开关机构(4)包括：

线圈(41)和铁芯(42)，所述铁芯(42)穿过所述线圈(41)；

衔铁(43)，其滑动设置于所述铁芯(42)内部并连接于所述先导阀(3)，所述衔铁(43)、所述铁芯(42)、所述阀套(1)及所述先导阀(3)之间形成所述缓冲腔(13)；

所述线圈(41)通电后，所述衔铁(43)驱动所述先导阀(3)向远离所述主级阀(2)的方向移动。

6.根据权利要求5所述的下放控制装置，其特征在于，所述衔铁(43)的前端设置有卡勾(431)，所述先导阀(3)在靠近所述衔铁(43)的一端对应所述卡勾(431)设置有卡块(33)，所述卡勾(431)卡接于所述卡块(33)。

7.根据权利要求4所述的下放控制装置，其特征在于，所述先导阀(3)包括插装部(31)，在所述主级阀(2)靠近所述缓冲腔(13)的一侧开设有插孔(23)，所述插装部(31)伸入所述插孔(23)内。

8.根据权利要求7所述的下放控制装置，其特征在于，所述先导阀(3)还包括锥阀部(32)，所述锥阀部(32)连接于所述插装部(31)，所述锥阀部(32)为锥形结构，所述锥阀部(32)的圆锥面能够抵接于所述主级阀(2)的端面。

9.一种液压系统，其特征在于，包括举升油缸(6)和权利要求1-8任一项所述的下放控制装置，所述举升油缸(6)连通于所述下放控制装置。

10.根据权利要求9所述的液压系统，其特征在于，还包括平衡阀(5)，所述平衡阀(5)的一端分别连通于所述举升油缸(6)的无杆腔和所述高压油口(11)，另一端连通于所述低压腔(12)，用于平衡液压油的压力。

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