CN112112867A - 液控式排气阀单元、液控排气式卷扬控制系统和卷扬机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液控式排气阀单元，包括第一、第二排气油路、内部液控油路、内部工作油路、内部泄油油路和液控换向阀，液控换向阀与内部工作油路、内部泄油油路和内部供油油路连接，且该液控换向阀的液控端口与第一、第二排气油路连接，以通过油压驱动该液控换向阀换向，从而选择性地使得内部工作油路与内部泄油油路或内部供油油路连通，第一、第二排气油路通过液控开关阀与内部泄油油路连接，液控开关阀的液控端口与内部液控油路连接，以能够控制第一、第二排气油路与内部泄油油路的通断。此外，本发明还涉及一种液控排气式卷扬控制系统和卷扬机。本发明的液控式排气阀单元能够排出液压系统的管路中的空气，提高液压系统的安全性。

Description

液控式排气阀单元、液控排气式卷扬控制系统和卷扬机

技术领域

本发明涉及卷扬装置，具体地，涉及一种液控式排气阀单元。此外，还涉及一种液控排气式卷扬控制系统和卷扬机。

背景技术

现有起重机械中，部分卷扬机因结构布置需求，需要将其安装在高位，比如安装在臂架上，此种安装方式使得卷扬机构和液压油箱之间形成液位差。在设备不工作时，处于高位的卷扬机构管路中的液压油在重力的作用下会回流到油箱中，使得卷扬机构的管路中有大量的空气存在，并且由于空气密度较小，空气会汇集到管路的最高点。如此，在液压油压力作用下，部分空气融入液压油，部分空气在管路最高点汇集形成压缩空气，如果在卷扬机构工作前，管路内的空气不能得到释放，将对液压系统产生极大破坏作用，出现气穴、爬行、吸空等现象，而且液压油中融入的空气还会降低油液的体积弹性模量和刚性，使得系统的响应特性变差。因此，为了降低空气对液压系统造成的污染和损坏，必须在卷扬机构工作前将管路中的空气排出。

参考图1，其示出了一种电控式排气阀单元的高位排气的原理图，卷扬未工作时，电磁阀1处于常态位，第一工作油口A的液压油依次经过换向阀4和液控开关阀2后，经泄油口L泄回油箱，同时，第二工作油口B的液压油依次经过换向阀3和液控开关阀2后，经泄油口L泄回油箱，在液压油泄回油箱过程中将空气通过油箱排出，保证液压缸的第一工作油口A和第二工作油口B处无空气。当电磁阀1换向后，供油油口P的液压油使得液控开关阀2换向关闭，从而使得第一工作油口A和第二工作油口B均与泄油口L断开，供油油口P的液压油驱动制动器取消制动，通过该电控式排气阀单元，使得卷扬排气后才能够进行工作。但是，电控式排气阀单元需要布置相应的电气设备、电气线路和故障检测设备，以保障电控系统稳定工作，其成本较高、设计复杂；而且，电磁阀1阀芯只能处于两个极限位置，换向急促，使得管路内的液压冲击较大，对管路造成较大的损伤。

发明内容

本发明第一方面所要解决的技术问题是提供一种液控式排气阀单元，该液控式排气阀单元能够排出液压系统的管路中的空气，提高液压系统的安全性。

本发明第二方面所要解决的技术问题是提供一种液控排气式卷扬控制系统，该液控排气式卷扬控制系统能够在卷扬工作前，排出管路中的空气，提高系统的安全性。

本发明第三方面所要解决的技术问题是提供一种卷扬机，该卷扬机能够排出液压系统的管路中的空气，提高卷扬机的安全性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种液控式排气阀单元，包括第一排气油路、第二排气油路、内部液控油路、内部工作油路、内部泄油油路和液控换向阀，所述液控换向阀与所述内部工作油路、内部泄油油路和内部供油油路连接，且该液控换向阀的液控端口与所述第一排气油路和第二排气油路连接，以能够通过所述第一排气油路和第二排气油路的油压驱动该液控换向阀换向，从而选择性地使得所述内部工作油路与所述内部泄油油路或内部供油油路连通，所述第一排气油路和第二排气油路彼此连接并通过液控开关阀与所述内部泄油油路连接，所述液控开关阀的液控端口与所述内部液控油路连接，以能够控制所述第一排气油路和第二排气油路与所述内部泄油油路的通断。

可选择地，所述内部供油油路连接于所述第一排气油路和第二排气油路，或者所述内部供油油路为用于连接到外部供油油路的内部独立油路。

具体地，所述液控换向阀为二位三通换向阀或者其中一个端口封堵的二位四通换向阀，所述液控开关阀为二位二通换向阀。

优选地，所述第一排气油路和第二排气油路与所述液控开关阀之间的连接油路上设有液控节流阀，所述液控节流阀的液控端口与所述内部液控油路连接，以能够通过控制所述液控节流阀的阀芯位置而调节所述第一排气油路和第二排气油路中的液压油经由所述液控节流阀流向所述液控开关阀的流量。

具体地，所述液控节流阀换向所需克服的弹簧力小于所述液控开关阀换向所需克服的弹簧力，所述内部液控油路能够控制所述液控节流阀和液控换向阀依次换向。

优选地，所述第一排气油路和第二排气油路上均设有单向阀，以能够使得液压油从所述第一排气油路和第二排气油路向所述液控开关阀单向流动。

本发明第二方面提供一种液控排气式卷扬控制系统，包括卷扬液压马达、制动器和第一方面任一项技术方案所述的液控式排气阀单元，所述内部泄油油路与外部泄油油路连接，所述制动器的液压控制腔端口通过制动器工作油路与所述内部工作油路连接，所述卷扬液压马达的第一和第二工作油口分别连接第一工作油路和第二工作油路，该第一工作油路和第二工作油路经由主换向阀连接于主进油油路和主回油油路，从而形成卷扬液压马达液压控制回路，所述第一排气油路与所述第一工作油路连接，所述第二排气油路与所述第二工作油路连接，所述内部液控油路经由外部液控油路连接于液控油源，所述内部供油油路连接于所述第一排气油路和第二排气油路，或者所述内部供油油路连接于外部供油油路。

典型地，所述液压马达的泄油口通过外部泄油油路连接于油箱。

优选地，所述第一工作油路上设有平衡阀，该平衡阀的液控端口连接于所述第一工作油路和所述第二工作油路，且该平衡阀的液控端口与所述第一工作油路的连接点位于该第一工作油路的所述平衡阀与所述主换向阀之间的油路区段上。

本发明第三方面提供一种卷扬机，包括第二方面技术方案所述的液控排气式卷扬控制系统。

在上述技术方案中，液控开关阀的液控端口与内部液控油路连接，当该液控开关阀、液控换向阀均处于常态位时，第一排气油路、第二排气油路均与内部泄油油路连通，使得第一排气油路、第二排气油路在泄油的过程中将空气排出管路，同时，内部工作油路与内部泄油油路连通，无法向与该液控式排气阀单元连接的执行元件供油，该执行元件不工作；当该内部液控油路进油并且通过液压油推动该液控开关阀换向时，第一排气油路、第二排气油路均与内部泄油油路断开，第一排气油路、第二排气油路的油压逐渐升高并且推动液控换向阀换向，从而使得内部工作油路与内部供油油路连通，内部工作油路向与该液控式排气阀单元连接的执行元件供油，该执行元件开始工作。该液控式排气阀单元能够在内部工作油路与内部供油油路连通前，即内部工作油路为执行元件供油之前，排出第一排气油路、第二排气油路的空气，从而提高液压系统的安全性和可靠性，避免空气对液压系统产生污染，而且，液控开关阀和液控换向阀换向平缓，能够减少液压油对管路的冲击。

有关本发明的其它优点以及优选实施方式的有益效果，将在下文的具体实施方式部分进一步说明。

附图说明

图1是现有技术中电控式排气阀单元的液压原理图；

图2是本发明的液控式排气阀单元的一种实施例的原理图，其内部供油油路为内部独立油路；

图3是本发明的液控式排气阀单元的另一种实施例的液压原理图，其内部供油油路连接于第一排气油路和第二排气油路；

图4是本发明的液控排气式卷扬控制系统的一种实施例的液压原理图，其安装有图2所示的液控式排气阀单元；

图5是本发明的液控排气式卷扬控制系统的另一种实施例的液压原理图，其安装有图3所示的液控式排气阀单元。

附图标记说明

11液控换向阀 12液控开关阀

13液控节流阀 14平衡阀

15单向阀

21第一排气油路 22第二排气油路

23内部液控油路 24内部供油油路

25内部泄油油路 26内部工作油路

31第一工作油路 32第二工作油路

33外部液控油路 34外部供油油路

35外部泄油油路 36制动器工作油路

41卷扬液压马达 42制动器

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。

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“安装”、“设有”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

参考图2，本发明的基础技术方案的液控式排气阀单元，包括第一排气油路21、第二排气油路22、内部液控油路23、内部工作油路26、内部泄油油路25和液控换向阀11，所述液控换向阀11与所述内部工作油路26、内部泄油油路25和内部供油油路24连接，且该液控换向阀11的液控端口与所述第一排气油路21和第二排气油路22连接，所述第一排气油路21和第二排气油路22建立的油压能够驱动该液控换向阀11换向，从而选择性地使得所述内部工作油路26与所述内部泄油油路25或内部供油油路24连通。所述第一排气油路21和第二排气油路22彼此连接并通过液控开关阀12与所述内部泄油油路25连接，所述液控开关阀12的液控端口与所述内部液控油路23连接，以能够控制所述第一排气油路21和第二排气油路22与所述内部泄油油路25的通断。

上述液控式排气阀单元可以应用于多种液压系统中，使得液压系统能够在工作前通过液控式排气阀单元排出管路中的气体。以下结合图2和图3，描述本发明的液控式排气阀单元的工作过程。

当该液控开关阀12、液控换向阀11均处于常态位时，该液控式排气阀单元处于排气状态，第一排气油路21、第二排气油路22和内部工作油路26均与内部泄油油路25连通，其中，第一排气油路21、第二排气油路22在泄油的过程中将空气排出管路，内部工作油路26无法为与其连接的执行元件供油并保持该执行元件处于非工作状态。当该内部液控油路23进油并且通过液压油推动该液控开关阀12换向时，该液控式排气阀单元处于工作状态，第一排气油路21、第二排气油路22均与内部泄油油路25断开，第一排气油路21、第二排气油路22进油并且通过油压推动液控换向阀11换向，从而使得所述内部工作油路26与内部供油油路24连通，内部工作油路26为与其连接的执行元件供油使得该执行元件开始工作。如此，该液控式排气阀单元能够在内部工作油路26与内部供油油路24连通前，即内部工作油路26为执行元件供油之前，排出第一排气油路21、第二排气油路22中的空气，提高液压系统的安全性和可靠性，避免空气对液压系统产生污染，而且，液控开关阀12和液控换向阀11换向平缓，能够减少液压油对管路的冲击。

可选择地，参考图3，内部供油油路24连接于所述第一排气油路21和第二排气油路22，该液控式排气阀单元直接通过第一排气油路21和第二排气油路22为内部工作油路26供油；或者，参考图2，所述内部供油油路24连接于外部供油油路34，该液控式排气阀单元通过外部供油油路34为内部工作油路26供油。

具体地，所述液控换向阀11为二位三通换向阀或者其中一个端口封堵的二位四通换向阀，所述液控开关阀12为二位二通换向阀。

优选地，所述第一排气油路21和第二排气油路22与所述液控开关阀12之间的连接油路上还设有液控节流阀13，所述液控节流阀13的液控端口与所述内部液控油路23连接，内部液控油路23的油压能够控制所述液控节流阀13的阀芯位置，进而调节所述第一排气油路21和第二排气油路22中的液压油经由所述液控节流阀13流向所述液控开关阀12的流量，减小液压油对管路的冲击力。进一步优选地，内部液控油路23分别与液控节流阀13和液控开关阀12的液控端口连接，液控节流阀13换向所需克服的弹簧力设置为小于所述液控开关阀12换向所需克服的弹簧力，如此，所述内部液控油路23的油压逐渐增大时，液控节流阀13和液控开关阀12能够按照先后顺序依次换向，具体地，液控节流阀13先换向，减小第一排气油路21和第二排气油路22流向内部泄油油路25的流量，从而减小液压油对管路的冲击力，并且使得第一排气油路21和第二排气油路22逐渐建立压力；液控开关阀12再换向，使得第一排气油路21和第二排气油路22与内部泄油油路25断开。

优选地，第一排气油路21和第二排气油路22上均设有单向阀15，以使得液压油从第一排气油路21和第二排气油路22向内部泄油油路25单向流动，并且能够保证第一排气油路21和第二排气油路22始终有低压液压油。

参考图4和图5，本发明的液控排气式卷扬控制系统，包括卷扬液压马达41、制动器42和上述技术方案中任一项的所述的液控式排气阀单元，内部泄油油路25与外部泄油油路35连接，制动器42的液压控制腔端口通过制动器工作油路36与所述内部工作油路26连接，所述卷扬液压马达41的第一和第二工作油口分别连接第一工作油路31和第二工作油路32，所述第一排气油路21与所述第一工作油路31连接，所述第二排气油路22与所述第二工作油路32连接，所述内部液控油路23经由外部液控油路33连接于液控油源，内部供油油路24连接于所述第一排气油路21和第二排气油路22，或者内部供油油路24连接于外部供油油路34。需要理解的是，第一工作油路31和第二工作油路32经由主换向阀连接于主进油油路和主回油油路，主泵将油箱的液压油通过主进油油路输入第一工作油路31或第二工作油路32，再经过主回油油路回到油箱，主换向阀能够根据需要，选择性的使得液压油进入第一工作油路31，进而驱动卷扬上升，或者使得液压油进入第二工作油路32，进而驱动卷扬下降。

需要理解的是，液控式排气阀单元不仅限于连接在卷扬的液压系统中，该液控式排气阀单元可以应用于多种液压系统中，用于在液压系统工作前，排出液压系统的管路中的气体。以下参考图4和图5，描述本发明的液控排气式卷扬控制系统工作过程。

液控手柄处于中位，卷扬未工作时，液控式排气阀单元处于排气状态，制动器工作油路36与外部泄油油路35连通，制动器处于制动状态，第一工作油路31和第二工作油路32的液压油经过液控式排气阀单元流入外部泄油油路35，以在卷扬液压马达41工作前，排出第一工作油路31、第二工作油路32中的空气，提高液控排气式卷扬控制系统的安全性和可靠性，避免空气对液压系统产生污染。推动液控手柄，卷扬开始工作，外部液控油路33的压力随着液控手柄的角度增大而逐渐增大，外部液控油路33通过内部液控油路23与液控开关阀12和液控节流阀13的液控端口连接，驱动液控节流阀13和液控开关阀12依次换向，此时，液控式排气阀单元切换为工作状态，使得第一工作油路31和第二工作油路32与外部泄油油路35断开，主泵给第一工作油路31或第二工作油路32输送液压油，第一工作油路31或第二工作油路32的压力逐渐增大并推动液控换向阀11换向，使得制动器42解除制动，具体地，可以如图5所示，第一工作油路31和第二工作油路32与制动器工作油路36连通以给制动器42的液压控制腔供油，使得制动器42解除制动，或者，可以如图4所示，外部供油油路34与制动器工作油路36连通以给制动器42的液压控制腔供油，使得制动器42解除制动；第一工作油路31、第二工作油路32、主进油油路和主回油油路形成卷扬液压马达液压控制回路，驱动卷扬上升或下降。当需要卷扬停止工作时，控制液控手柄逐渐回中，外部液控油路33的输出压力随手柄角度减小而减小直至外部液控油路33的进油口关闭，液控式排气阀单元重新回到排气状态，制动器42处于制动状态，同时第一工作油路31和第二工作油路32泄油。

典型地，所述卷扬液压马达41的泄油口通过外部泄油油路35连接于油箱。

典型地，所述第一工作油路31上设有平衡阀14，该平衡阀14的液控端口连接于所述第一工作油路31和所述第二工作油路32，且该平衡阀14的液控端口与所述第一工作油路31的连接点位于该第一工作油路31的所述平衡阀14与所述主换向阀之间的油路区段上。该平衡阀能够避免卷扬液压马达41出现气穴现象和负载失控现象，防止负载因自重下落，使卷扬运动更加平稳。

本发明的卷扬机，包括上述技术方案中任一项的液控排气式卷扬控制系统，采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

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)

1.一种液控式排气阀单元，其特征在于，包括第一排气油路(21)、第二排气油路(22)、内部液控油路(23)、内部工作油路(26)、内部泄油油路(25)和液控换向阀(11)，

所述液控换向阀(11)与所述内部工作油路(26)、内部泄油油路(25)和内部供油油路(24)连接，且该液控换向阀(11)的液控端口与所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)连接，以能够通过所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)的油压驱动该液控换向阀(11)换向，从而选择性地使得所述内部工作油路(26)与所述内部泄油油路(25)或内部供油油路(24)连通，

所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)彼此连接并通过液控开关阀(12)与所述内部泄油油路(25)连接，所述液控开关阀(12)的液控端口与所述内部液控油路(23)连接，以能够控制所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)与所述内部泄油油路(25)的通断。

2.根据权利要求1所述的液控式排气阀单元，其特征在于，所述内部供油油路(24)连接于所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)，或者所述内部供油油路(24)为用于连接到外部供油油路(34)的内部独立油路。

3.根据权利要求1所述的液控式排气阀单元，其特征在于，所述液控换向阀(11)为二位三通换向阀或者其中一个端口封堵的二位四通换向阀，所述液控开关阀(12)为二位二通换向阀。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液控式排气阀单元，其特征在于，所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)与所述液控开关阀(12)之间的连接油路上设有液控节流阀(13)，所述液控节流阀(13)的液控端口与所述内部液控油路(23)连接，以能够通过控制所述液控节流阀(13)的阀芯位置而调节所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)中的液压油经由所述液控节流阀(13)流向所述液控开关阀(12)的流量。

5.根据权利要求4所述的液控式排气阀单元，其特征在于，所述液控节流阀(13)换向所需克服的弹簧力小于所述液控开关阀(12)换向所需克服的弹簧力，所述内部液控油路(23)能够控制所述液控节流阀(13)和液控换向阀(12)依次换向。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的液控式排气阀单元，其特征在于，所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)上均设有单向阀(15)，以能够使得液压油从所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)向所述液控开关阀(12)单向流动。

7.一种液控排气式卷扬控制系统，其特征在于，包括卷扬液压马达(41)、制动器(42)和权利要求1至6中任一项所述的液控式排气阀单元，所述内部泄油油路(25)与外部泄油油路(35)连接，所述制动器(42)的液压控制腔端口通过制动器工作油路(36)与所述内部工作油路(26)连接，所述卷扬液压马达(41)的第一和第二工作油口分别连接第一工作油路(31)和第二工作油路(32)，该第一工作油路(31)和第二工作油路(32)经由主换向阀连接于主进油油路和主回油油路，从而形成卷扬液压马达液压控制回路，所述第一排气油路(21)与所述第一工作油路(31)连接，所述第二排气油路(22)与所述第二工作油路(32)连接，所述内部液控油路(23)经由外部液控油路(33)连接于液控油源，所述内部供油油路(24)连接于所述第一排气油路(21)和第二排气油路(22)，或者所述内部供油油路(24)连接于外部供油油路(34)。

8.根据权利要求7所述的液控排气式卷扬控制系统，其特征在于，所述液压马达(41)的泄油口通过外部泄油油路(35)连接于油箱。

9.根据权利要求7或8所述的液控排气式卷扬控制系统，其特征在于，所述第一工作油路(31)上设有平衡阀(14)，该平衡阀(14)的液控端口连接于所述第一工作油路(31)和所述第二工作油路(32)，且该平衡阀(14)的液控端口与所述第一工作油路(31)的连接点位于该第一工作油路(31)的所述平衡阀(14)与所述主换向阀之间的油路区段上。

10.一种卷扬机，其特征在于，包括权利要求7至9中任一项所述的液控排气式卷扬控制系统。

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