CN111442004A - 增压装置、液压系统及工程机械设备 - Google Patents

Abstract

一种增压装置、液压系统及工程机械设备；增压装置包括：增压换向阀、连接增压换向阀的背压机构、连接背压机构的增压缸及连接增压缸的合流机构；增压换向阀设有第一进油口、第一工作油口及第二工作油口；背压机构包括连通第一工作油口的第一背压阀组及连通第二工作油口的第二背压阀组；增压缸内依次设有第一高压无杆腔、第一低压有杆腔、第二低压有杆腔及第二高压无杆腔；合流机构分别连通至第一高压无杆腔及第二高压无杆腔。通过从第一工作油口或第二工作油口输出液压油，当液压油进入第一低压有杆腔或第二低压有杆腔时，第二高压无杆腔或第一高压无杆腔通过合流机构输出高压液压油，从而增大输出负载力。

Description

增压装置、液压系统及工程机械设备

技术领域

本发明涉及工程液压技术，特别是涉及一种增压装置、液压系统及工程机械设备。

背景技术

液压系统由于具备功率体积比大、易于实现过载保护及布置灵活等特点，广泛应用于工程机械及压铸设备领域。

在执行机构一定的情况下，液压系统的压力由执行机构的负载决定，即液压执行机构的负载小的时候，液压系统的压力也小，液压执行机构的负载增大的时候，液压系统的压力随之变大。在布置空间尺寸限制的情况下，液压执行机构的大小已被确定，此时如需要增大输出负载力就只能通过提高液压系统的压力。但是，如果直接采用超高压泵等大功率的动力设备及液压控制元件，不但增加系统成本，而且相关液压元件的选型也受到限制。

发明内容

基于此，有必要提供一种可增大输出负载力同时避免需要采用大功率的动力设备的增压装置、液压系统及工程机械设备。

一种增压装置，包括：增压换向阀、连接所述增压换向阀的背压机构、连接所述背压机构的增压缸及连接所述增压缸的合流机构；所述增压换向阀设有第一进油口、第一工作油口及第二工作油口；所述背压机构包括连通所述第一工作油口的第一背压阀组及连通所述第二工作油口的第二背压阀组；所述增压缸内依次设有第一高压无杆腔、第一低压有杆腔、第二低压有杆腔及第二高压无杆腔；所述第一背压阀组的输出口连通至所述第一低压有杆腔；所述第二背压阀组的输出口连通至所述第二低压有杆腔；所述第一背压阀组的输出口与所述第二高压无杆腔之间连接有第一单向阀；所述第二背压阀组的输出口与所述第一高压无杆腔之间连接有第二单向阀；所述合流机构分别连通至所述第一高压无杆腔及所述第二高压无杆腔。

上述增压装置，通过从第一工作油口或第二工作油口输出液压油，当液压油进入第一低压有杆腔或第二低压有杆腔时，由于第一低压有杆腔及第二低压有杆腔的活塞作用面积大于第二高压无杆腔及第一高压无杆腔的活塞作用面积，令第二高压无杆腔或第一高压无杆腔通过合流机构输出高压液压油，从而增大输出负载力。

在其中一个实施例中，所述增压缸包括主缸体、连接所述主缸体一端的第一侧缸体、连接所述主缸体一端的第二侧缸体及活塞件；所述活塞件包括设置在所述主缸体中的主活塞块、设置在所述第一侧缸体中的第一副活塞块及设置在所述第二侧缸体中的第二副活塞块；所述主活塞块、所述第一副活塞块、所述第二副活塞块之间联动设置；所述主缸体在主活塞块的分隔下形成所述第一低压有杆腔及所述第二低压有杆腔；所述第一侧缸体在所述第一副活塞块的分隔下形成所述第一高压无杆腔及第一高压有杆腔；所述第二侧缸体在所述第二副活塞块的分隔下形成所述第二高压无杆腔及第二高压有杆腔；所述第一背压阀组的输出口还连通至所述第二高压有杆腔；所述第二背压阀组的输出口连通至所述第一高压有杆腔；从而可提升对活塞件的推力，进一步增大输出负载力。

在其中一个实施例中，所述第一背压阀组包括并联设置的第三单向阀及第一溢流阀；从而避免第一低压有杆腔在受压缩时，液压油通过第一背压阀组件倒流。

在其中一个实施例中，所述合流机构设有连通所述第二高压无杆腔的第一合流入口；所述合流机构还设有连通所述第一高压无杆腔的第二合流入口；所述合流机构还设有出流口；所述合流机构包括连通所述第一合流入口的第一插装阀及连通至所述第二合流入口的第二插装阀；所述第一插装阀的一输出口连通至所述出流口，所述第一插装阀的另一输出口连通至所述第二插装阀的控制端；所述第二插装阀的一输出口连通至所述出流口，所述第二插装阀的另一输出口连通至所述第一插装阀的控制端；从而避免合流机构的输出负载力下降。

一种液压系统，包括增压装置、连接所述增压装置的驱动换向阀、连接所述驱动换向阀的执行机构、连通所述第一进油口的进油油路、向所述第一进油油路泵送液压油的油泵及连接所述驱动换向阀的出油油路；所述驱动换向阀设有连通所述合流机构的出流口的第二进油口；所述驱动换向阀还设有连通所述出油油路的第二回油口；所述驱动换向阀还设有连通所述执行机构的第一作用腔的第三工作油口；所述驱动换向阀还设有连通所述执行机构的第二作用腔的第四工作油口；从而实现执行机构往不同的方向动作。

在其中一个实施例中，所述增压换向阀为三位四通阀；所述增压换向阀的中位机能为H型；从而可切换增压缸中活塞件的移动方向，使增压装置持续输出高压液压油。

在其中一个实施例中，还包括连接在所述进油油路与所述出油油路之间的第二溢流阀及用于存储液压油的油箱；所述油泵的进吸口通过管道延伸至所述油箱中；所述出油油路的一端延伸至所述油箱中；从而避免了由于油泵油压过高而导致增压换向阀受损。

在其中一个实施例中，还包括液压锁；所述驱动换向阀的第三工作油口通过所述液压锁连通所述执行机构的第一作用腔；所述出油油路通过所述液压锁连通所述执行机构的第二作用腔；从而在油泵停止输出后，避免第一作用腔或第二作用腔的液压油主动倒流，以保持执行机构的伸缩长度或角度状态。

一种工程机械设备，包括：主载台及至少一液压系统；所述液压系统安装在主载台。

在其中一个实施例中，还包括连接所述主载台的伸缩机构，所述伸缩机构由所述液压系统驱动，在驱动所述伸缩机构的液压系统中，所述执行机构为油缸；及/或，

所述工程机械设备还包括连接所述主载台的摆动机构，所述摆动机构由所述液压系统驱动，在驱动所述摆动机构的液压系统中，所述执行机构为油马达。

附图说明

图1为本发明的一实施例的液压系统的结构示意图；

图2为图1中的增压装置的结构示意图；

图3为本发明的一实施例的工程机械设备的结构示意图；

图4为本发明的第二实施例的工程机械设备的结构示意图。

附图中各标号与含义之间的对应关系为：

100、增压装置；20、增压换向阀；30、背压机构；31、第一背压阀组；311、第三单向阀；312、第一溢流阀；32、第二背压阀组；40、增压缸；401、第一高压无杆腔；402、第一低压有杆腔；403、第二低压有杆腔；404、第二高压无杆腔；405、第一高压有杆腔；406、第二高压有杆腔；41、第一单向阀；42、第二单向阀；43、主缸体；44、第一侧缸体；45、第二侧缸体；46、活塞件；461、主活塞块；462、第一副活塞块；463、第二副活塞块；47、连杆；50、合流机构；501、第一合流入口；502、第二合流入口；503、出流口；51、第一插装阀；52、第二插装阀；600、液压系统；61、驱动换向阀；62、执行机构；621、第一作用腔；622、第二作用腔；63、进油油路；64、油泵；65、出油油路；66、第二溢流阀；67、油箱；68、液压锁；700、工程机械设备；71、主载台；72、伸缩机构；73、摆动机构。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图4，为本发明一实施方式的增压装置100，用于提升输出液压。该增压装置100包括增压换向阀20、连接增压换向阀20的背压机构30、连接背压机构30的增压缸40、及连接增压缸40的合流机构50；增压换向阀20设有第一进油口、第一工作油口及第二工作油口；背压机构30包括连通第一工作油口的第一背压阀组31及连通第二工作油口的第二背压阀组32；增压缸40内依次设有第一高压无杆腔401、第一低压有杆腔402、第二低压有杆腔403及第二高压无杆腔404；第一背压阀组31的输出口连通至第一低压有杆腔402；第二背压阀组32的输出口连通至第二低压有杆腔403；第一背压阀组31的输出口与第二高压无杆腔404之间连接有第一单向阀41；第二背压阀组32的输出口与第一高压无杆腔401之间连接有第二单向阀42；合流机构50分别连通至第一高压无杆腔401及第二高压无杆腔404。

请参阅图,2，通过从第一工作油口或第二工作油口输出液压油，当液压油进入第一低压有杆腔402或第二低压有杆腔403时，由于第一低压有杆腔402及第二低压有杆腔403的活塞作用面积大于第二高压无杆腔404及第一高压无杆腔401的活塞作用面积，令第二高压无杆腔404或第一高压无杆腔401通过合流机构50输出高压液压油，从而增大输出负载力。

在其中一个实施方式中，增压缸40包括主缸体43、连接主缸体43一端的第一侧缸体44、连接主缸体43一端的第二侧缸体45及活塞件46；活塞件46包括设置在主缸体43中的主活塞块461、设置在第一侧缸体44中的第一副活塞块462及设置在第二侧缸体45中的第二副活塞块463；主活塞块461、第一副活塞块462、第二副活塞块463之间联动设置；主缸体43在主活塞块461的分隔下形成第一低压有杆腔402及第二低压有杆腔403；第一侧缸体44在第一副活塞块462的分隔下形成第一高压无杆腔401及第一高压有杆腔405；第二侧缸体45在第二副活塞块463的分隔下形成第二高压无杆腔404及第二高压有杆腔406；第一背压阀组31的输出口还连通至第二高压有杆腔406；第二背压阀组32的输出口连通至第一高压有杆腔405。

具体地，主缸体43的内径大于第一侧缸体44或第二侧缸体45的内径，主活塞块461的侧面面积大于第一副活塞块462或第二副活塞块463的侧面面积；第一高压有杆腔405与第一低压有杆腔402、或第二低压有杆腔403与第二高压有杆腔406的油路分隔设置；在本实施方式中，主活塞块461、第一副活塞块462、第二副活塞块463之间通过连杆47联动；由于可同时向第一低压有杆腔402及第二高压有杆腔406、或同时向第二低压有杆腔403及第一高压有杆腔405注入液压油，从而可提升对活塞件46的推力，进一步增大输出负载力。

在其中一个实施方式中，第一背压阀组31包括并联设置的第三单向阀311及第一溢流阀312。具体地，第二背压阀组32的结构与第一背压阀组31的结构一致，从而避免第一低压有杆腔402的或第二低压有杆腔403在受压缩时，液压油通过第一背压阀组31件或第二背压阀组32倒流，及通过第一溢流阀312的作用避免第二高压无杆腔404内液压过高。

在其中一个实施方式中，合流机构50设有连通第二高压无杆腔404的第一合流入口501；合流机构50还设有连通第一高压无杆腔401的第二合流入口502；合流机构50还设有出流口503；合流机构50包括连通第一合流入口501的第一插装阀51及连通至第二合流入口502的第二插装阀52；第一插装阀51的一输出口连通至出流口503，第一插装阀51的另一输出口连通至第二插装阀52的控制端；第二插装阀52的一输出口连通至出流口503，第二插装阀52的另一输出口连通至第一插装阀51的控制端。

当液压油先从第一合流入口501进入时，流出第一插装阀51的一路液压油从出流口503流出合流机构50外，另一路液压油触发第二插装阀52的控制端，令第二插装阀52的进出口封堵，避免液压油从出流口503流动至第二插装阀52上。

当液压油先从第二合流入口502进入时，流出第二插装阀52的一路液压油从出流口503流出合流机构50外，另一路液压油触发第一插装阀51的控制端，令第一插装阀51的进出口封堵，避免液压油从出流口503流动至第一插装阀51上；在其他实施方式中，合流机构50还可以是梭阀。

在增压换向阀20的方向控制下，当液压油从第一工作油口流出时，液压油从第一背压阀组31分别进入第一低压有杆腔402，由于第一低压有杆腔402内的作用面积大于第二高压无缸腔内的作用面积，故第一低压有杆腔402内的液压油推动主活塞块461往靠近第二高压无杆腔404的方向移动，第二高压无杆腔404输出高压油，第一单向阀41限制了第二高压无杆腔404的液压油的倒流。

当主活塞块461往靠近第二高压无杆腔404的方向移动至极限位置后，通过切换增压换向阀20，液压油从第二工作油口流出，液压油从第二背压阀组32分别进入第二低压有杆腔403，由于第二低压有杆腔403内的作用面积大于第一高压无缸腔内的作用面积，故第二低压有杆腔403内的液压油推动主活塞块461往靠近第一高压无杆腔401的方向移动，第一高压无杆腔401输出高压油，第二单向阀42限制了第一高压无杆腔401的液压油的倒流。合流机构50从第一高压无杆腔401与第二高压无杆腔404选择输出高压油的来源，通过在第一工作油口与第二工作油口之间的切换，令增压装置100保持较高的输出负载力。

请参阅图1，本发明还提供一种液压系统600，包括：增压装置100、连接增压装置100的驱动换向阀61、连接驱动换向阀61的执行机构62、连通第一进油口的进油油路63、向第一进油油路63泵送液压油的油泵64及连接驱动换向阀61的出油油路65；驱动换向阀61设有连通合流机构50的出流口503的第二进油口；驱动换向阀61还设有连通出油油路65的第二回油口；驱动换向阀61还设有连通执行机构62的第一作用腔621的第三工作油口；驱动换向阀61还设有连通执行机构62的第二作用腔622的第四工作油口。

具体地，油泵64向增压装置100泵送出液压油后，通过增压装置100的调整，合流机构50输出的负载力高于油泵64的负载；驱动换向阀61具有两种工作状态，在第一种工作状态下，第二进油口与第三工作油口相通，第二回油口与第四工作油口相通；第二工作状态下，第二进油口与第四工作油口相通，第二回油口与第三工作油口相通，实现执行机构62往不同的方向动作。

在其中一个实施方式中，增压换向阀20为三位四通阀；增压换向阀20的中位机能为H型；具体地，增压换向阀20具有三种工作状态，在增压换向阀20的第一种工作状态下，增压换向阀20的第一进油口连通第一工作油口，增压换向阀20的第一回油口连通第二工作油口；在增压换向阀20的第二种工作状态下，增压换向阀20的第一进油口连通第二工作油口，增压换向阀20的第一回油口连通第一工作油口；在增压换向阀20的第三种工作状态下，增压换向阀20的第一进油口、第一工作油口、第一回油口及第二工作油口相互连通，从而可切换增压缸40中活塞件46的移动方向，保持增压装置100的输出。

在其中一个实施方式中，液压系统600还包括连接在进油油路63与出油油路65之间的第二溢流阀66及用于存储液压油的油箱67；油泵64的吸口通过管道延伸至油箱67中；出油油路65的一端延伸至油箱67中；具体地，第二溢流阀66避免了由于油泵64油压过高而导致增压换向阀20受损，油箱67中存储的液压油令油泵64可持续吸入液压油，避免中断。

在其中一个实施方式中，液压系统600还包括液压锁68；驱动换向阀61的第三工作油口通过液压锁68连通执行机构62的第一作用腔621；出油油路65通过液压锁68连通执行机构62的第二作用腔622；从而在油泵64停止输出后，避免第一作用腔621或第二作用腔622的液压油主动倒流，以保持执行机构62的伸缩长度或角度状态。

请参阅图3及图4，本发明还提供一种工程机械设备700，包括：主载台71及至少一液压系统600；液压系统600安装在主载台71。

在其中一个实施方式中，工程机械设备700还包括连接主载台71的伸缩机构72，伸缩机构72由液压系统600a驱动，在驱动伸缩机构72的液压系统600a中，执行机构62为油缸。

在其中一个实施方式中，工程机械设备700还包括连接主载台71的摆动机构73，摆动机构73由液压系统600b驱动，在驱动摆动机构73的液压系统600b中，执行机构62为油马达。

具体地，工程机械设备700可以为起重吊机或车载天线。

本实施例中，通过从第一工作油口或第二工作油口输出液压油，当液压油进入第一低压有杆腔或第二低压有杆腔时，由于第一低压有杆腔及第二低压有杆腔的活塞作用面积大于第二高压无杆腔及第一高压无杆腔的活塞作用面积，令第二高压无杆腔或第一高压无杆腔通过合流机构输出高压液压油，从而增大输出负载力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种增压装置，其特征在于，包括：增压换向阀、连接所述增压换向阀的背压机构、连接所述背压机构的增压缸及连接所述增压缸的合流机构；所述增压换向阀设有第一进油口、第一工作油口及第二工作油口；所述背压机构包括连通所述第一工作油口的第一背压阀组及连通所述第二工作油口的第二背压阀组；所述增压缸内依次设有第一高压无杆腔、第一低压有杆腔、第二低压有杆腔及第二高压无杆腔；所述第一背压阀组的输出口连通至所述第一低压有杆腔；所述第二背压阀组的输出口连通至所述第二低压有杆腔；所述第一背压阀组的输出口与所述第二高压无杆腔之间连接有第一单向阀；所述第二背压阀组的输出口与所述第一高压无杆腔之间连接有第二单向阀；所述合流机构分别连通至所述第一高压无杆腔及所述第二高压无杆腔。

2.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于，所述增压缸包括主缸体、连接所述主缸体一端的第一侧缸体、连接所述主缸体一端的第二侧缸体及活塞件；所述活塞件包括设置在所述主缸体中的主活塞块、设置在所述第一侧缸体中的第一副活塞块及设置在所述第二侧缸体中的第二副活塞块；所述主活塞块、所述第一副活塞块、所述第二副活塞块之间联动设置；所述主缸体在主活塞块的分隔下形成所述第一低压有杆腔及所述第二低压有杆腔；所述第一侧缸体在所述第一副活塞块的分隔下形成所述第一高压无杆腔及第一高压有杆腔；所述第二侧缸体在所述第二副活塞块的分隔下形成所述第二高压无杆腔及第二高压有杆腔；所述第一背压阀组的输出口还连通至所述第二高压有杆腔；所述第二背压阀组的输出口连通至所述第一高压有杆腔。

3.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于，所述第一背压阀组包括并联设置的第三单向阀及第一溢流阀。

4.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于，所述合流机构设有连通所述第二高压无杆腔的第一合流入口；所述合流机构还设有连通所述第一高压无杆腔的第二合流入口；所述合流机构还设有出流口；所述合流机构包括连通所述第一合流入口的第一插装阀及连通至所述第二合流入口的第二插装阀；所述第一插装阀的一输出口连通至所述出流口，所述第一插装阀的另一输出口连通至所述第二插装阀的控制端；所述第二插装阀的一输出口连通至所述出流口，所述第二插装阀的另一输出口连通至所述第一插装阀的控制端。

5.一种液压系统，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的增压装置、连接所述增压装置的驱动换向阀、连接所述驱动换向阀的执行机构、连通所述第一进油口的进油油路、向所述第一进油油路泵送液压油的油泵及连接所述驱动换向阀的出油油路；所述驱动换向阀设有连通所述合流机构的出流口的第二进油口；所述驱动换向阀还设有连通所述出油油路的第二回油口；所述驱动换向阀还设有连通所述执行机构的第一作用腔的第三工作油口；所述驱动换向阀还设有连通所述执行机构的第二作用腔的第四工作油口。

6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述增压换向阀为三位四通阀；所述增压换向阀的中位机能为H型。

7.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，还包括连接在所述进油油路与所述出油油路之间的第二溢流阀及用于存储液压油的油箱；所述油泵的进吸口通过管道延伸至所述油箱中；所述出油油路的一端延伸至所述油箱中。

8.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，还包括液压锁；所述驱动换向阀的第三工作油口通过所述液压锁连通所述执行机构的第一作用腔；所述出油油路通过所述液压锁连通所述执行机构的第二作用腔。

9.一种工程机械设备，其特征在于，包括：主载台及至少一如权利要求5所述的液压系统；所述液压系统安装在主载台。

10.根据权利要求9所述的工程机械设备，其特征在于，还包括连接所述主载台的伸缩机构，所述伸缩机构由所述液压系统驱动，在驱动所述伸缩机构的液压系统中，所述执行机构为油缸；及/或，

所述工程机械设备还包括连接所述主载台的摆动机构，所述摆动机构由所述液压系统驱动，在驱动所述摆动机构的液压系统中，所述执行机构为油马达。

Images