CN112343896A - 一种大流量油缸液压控制系统 - Google Patents

Abstract

一种大流量油缸液压控制系统，所述液压控制系统包括：执行油缸、增压油缸、压力油箱、电机、定量泵和油箱，所述电机的动力输出端与定量泵的动力输入端传动配合，所述油箱的出油端与定量泵的进油端相连通，所述定量泵的出油端同时与溢流阀的进油口和第一单向阀的进油口相连通，所述第一单向阀的出油口同时与二通方向阀的B工作油口、第一液控单向阀的P2油口、第二液控单向阀的P2油口、第三液控单向阀的P2油口和第六方向阀的T油口相连通，所述二通方向阀的A工作油口同时与第八方向阀的P油口、第七方向阀的B工作油口、第九方向阀的P油口相连通。本设计不仅执行油缸的流量控制阀采用液压控制，而且能够适应短时间、大负载的工况。

Description

一种大流量油缸液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种大流量油缸液压控制系统，具体适用于的缸径较大油缸、无杆腔流量超过1000L/min油缸的液压控制。

背景技术

在船舶领域的油缸控制系统中，根据功能的不同提出不同的油缸控制液压系统。本发明提供了一种液压系统，该液压系统具有控制大流量油缸以多种速度稳定运行，并可以适应短时间大负载的工况。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的流量油缸执行速度慢、稳定性差的问题，提供了一种稳定性好、运行速度可控的大流量油缸液压控制系统。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种大流量油缸液压控制系统，所述液压控制系统包括：执行油缸、增压油缸、压力油箱、电机、定量泵和油箱，所述电机的动力输出端与定量泵的动力输入端传动配合，所述油箱的出油端与定量泵的进油端相连通，所述定量泵的出油端同时与溢流阀的进油口和第一单向阀的进油口相连通，所述第一单向阀的出油口同时与二通方向阀的B工作油口、第一液控单向阀的P2油口、第二液控单向阀的P2油口、第三液控单向阀的P2油口和第六方向阀的T油口相连通，所述二通方向阀的A工作油口同时与第八方向阀的P油口、第七方向阀的B工作油口、第九方向阀的P油口相连通；

所述溢流阀的出油口同时与压力油箱的工作油回油口、二通插装阀的T油口、第八方向阀的T油口、第三单向节流阀的进油口相连通，所述溢流阀的泄油口同时与压力油箱的泄露油回油口、第二方向阀的B工作油口、第三方向阀的B工作油口、第四方向阀的B工作油口、第五方向阀的B工作油口、第六方向阀的P油口和第一方向阀的进油口相连通，所述溢流阀的控制口与第一方向阀的出油口相连通，所述压力油箱的放油口与油箱的进油口相连通；

所述压力油箱的吸油/排油口与第四液控单向阀的P2油口相连通，所述第四液控单向阀的P1油口与执行油缸无杆腔相连通，所述执行油缸无杆腔还同时与增压油缸的小腔和第二单向阀的出油口相连通，所述第二单向阀的进油口同时与第一液控单向阀的P1油口和第二液控单向阀的P1油口相连通，所述执行油缸有杆腔与第五液控单向阀的出油口相连通，第五液控单向阀的进油口同时与节流阀的P1油口和第二单向节流阀的进油口相连通，所述节流阀的P2油口与第八方向阀的A工作油口相连通，所述第九方向阀的T油口与第三单向节流阀的出油口相连通，所述第九方向阀的B工作油口与第二单向节流阀的出油口相连通，所述第九方向阀的A工作油口与第五液控单向阀的控制口相连通，所述第七方向阀的T油口同时与第二方向阀的A工作油口、第三方向阀的A工作油口、第四方向阀的A工作油口和第五方向阀的A工作油口相连通,所述第二方向阀的P油口与第一液控单向阀的控制口相连通，第三方向阀的P油口与第二液控单向阀的控制口相连通，第四方向阀的P油口与二通插装阀的控制口相连通，第五方向阀的P油口与第三液控单向阀的控制口相连通，所述第三液控单向阀的P1油口同时与二通插装阀的P油口和增压油缸的大油腔相连通，所述第六方向阀的B工作油口与第一单向节流阀的出油口相连通，所述第一单向节流阀的进油口与第四液控单向阀的控制口相连通。

所述第一方向阀为电磁铁位为H型、弹簧位在交叉位的二位四通换向电磁阀，所述第二方向阀、第三方向阀、第四方向阀和第五方向阀为二位三通换向电磁阀，所述第六方向阀为弹簧在平行位的二位四通换向电磁阀，所述第七方向阀为弹簧在交叉位的二位四通换向电磁阀，所述第八方向阀为中位为O型的三位四通换向电磁阀，所述第九方向阀为中位为Y型的三位四通换向电磁阀，所述二通方向阀为二位二通电磁阀，所述二通插装阀为二位二通插装液控阀。

所述第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀均为行程限位液控单向阀，所述第四液控单向阀、第五液控单向阀为非行程限位液控单向阀。

所述压力油箱为设在高处的压力油箱，所述油箱为设在低处的常压油箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种大流量油缸液压控制系统中的第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀和二通插装阀均通过液压控制其通断及其流量大小，其控制的液压信号来源于第二方向阀、第三方向阀、第四方向阀和第五方向阀，而第二方向阀、第三方向阀、第四方向阀和第五方向阀有电信号控制，相对于传统的直接用电磁阀控制运用于大流量油缸造成油缸反应速度慢、控制可靠性差的问题，本设计的液压控制能够直接执行油缸的进、出油流量，流量提升到1000-3000L/min，同是设置增压油缸，使系统能够适应短时间、大负载的工况。因此，本设计的执行油缸的流量控制阀采用液压控制，能够适应短时间、大负载的工况。

2、本发明一种大流量油缸液压控制系统中当DT5和DT6得电时，第三液控单向阀和二通插装阀的控制口得到高压油，二通插装阀关闭、第三液控单向阀开启，增压油缸的大油腔得油挤压小油腔，增大执行油缸无杆腔的进油压力，从而实现短时间内驱动较大的负载这一功能；当DT5和DT6失电时，三液控单向阀和二通插装阀的控制口得到低压油，二通插装阀开启、第三液控单向阀关闭，增压油缸的大油腔内的油液通过二通插装阀回流到压力油箱中。因此，本设计设置增压油缸，实现系统的短时驱动大负载这一功能。

3、本发明一种大流量油缸液压控制系统中的二通方向阀作为系统的应急关断阀，二通方向阀关断时第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀和二通插装阀的控制油路关断，系统紧急停机。因此，本设计系统设计合理。具备紧急关断功能。

附图说明

图1是本发明的液压系统原理图。

图中：执行油缸1、增压油缸2、压力油箱3、电机4、定量泵5、油箱、第一单向阀11、第二单向阀12、溢流阀21、第一方向阀31、第二方向阀32、第三方向阀33、第四方向阀34、第五方向阀35、第六方向阀36、第七方向阀37、第八方向阀38、第九方向阀39、第一液控单向阀41、第二液控单向阀42、第三液控单向阀43、第四液控单向阀44、第五液控单向阀45、二通插装阀51、第一单向节流阀61、第二单向节流阀62、第三单向节流阀63、二通方向阀71、节流阀81。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，一种大流量油缸液压控制系统，所述液压控制系统包括：执行油缸1、增压油缸2、压力油箱3、电机4、定量泵5和油箱，所述电机4的动力输出端与定量泵5的动力输入端传动配合，所述油箱的出油端与定量泵5的进油端相连通，所述定量泵5的出油端同时与溢流阀21的进油口和第一单向阀11的进油口相连通，所述第一单向阀11的出油口同时与二通方向阀71的B工作油口、第一液控单向阀41的P2油口、第二液控单向阀42的P2油口、第三液控单向阀43的P2油口和第六方向阀36的T油口相连通，所述二通方向阀71的A工作油口同时与第八方向阀38的P油口、第七方向阀37的B工作油口、第九方向阀39的P油口相连通；

所述溢流阀21的出油口同时与压力油箱3的工作油回油口、二通插装阀51的T油口、第八方向阀38的T油口、第三单向节流阀63的进油口相连通，所述溢流阀21的泄油口同时与压力油箱3的泄露油回油口、第二方向阀32的B工作油口、第三方向阀33的B工作油口、第四方向阀34的B工作油口、第五方向阀35的B工作油口、第六方向阀36的P油口和第一方向阀31的进油口相连通，所述溢流阀21的控制口与第一方向阀31的出油口相连通，所述压力油箱3的放油口与油箱的进油口相连通；

所述压力油箱3的吸油/排油口与第四液控单向阀44的P2油口相连通，所述第四液控单向阀44的P1油口与执行油缸1无杆腔相连通，所述执行油缸1无杆腔还同时与增压油缸2的小腔和第二单向阀12的出油口相连通，所述第二单向阀12的进油口同时与第一液控单向阀41的P1油口和第二液控单向阀42的P1油口相连通，所述执行油缸1有杆腔与第五液控单向阀45的出油口相连通，第五液控单向阀45的进油口同时与节流阀81的P1油口和第二单向节流阀62的进油口相连通，所述节流阀81的P2油口与第八方向阀38的A工作油口相连通，所述第九方向阀39的T油口与第三单向节流阀63的出油口相连通，所述第九方向阀39的B工作油口与第二单向节流阀62的出油口相连通，所述第九方向阀39的A工作油口与第五液控单向阀45的控制口相连通，所述第七方向阀37的T油口同时与第二方向阀32的A工作油口、第三方向阀33的A工作油口、第四方向阀34的A工作油口和第五方向阀35的A工作油口相连通,所述第二方向阀32的P油口与第一液控单向阀41的控制口相连通，第三方向阀33的P油口与第二液控单向阀42的控制口相连通，第四方向阀34的P油口与二通插装阀51的控制口相连通，第五方向阀35的P油口与第三液控单向阀43的控制口相连通，所述第三液控单向阀43的P1油口同时与二通插装阀51的P油口和增压油缸2的大油腔相连通，所述第六方向阀36的B工作油口与第一单向节流阀61的出油口相连通，所述第一单向节流阀61的进油口与第四液控单向阀44的控制口相连通。

所述第一方向阀31为电磁铁位为H型、弹簧位在交叉位的二位四通换向电磁阀，所述第二方向阀32、第三方向阀33、第四方向阀34和第五方向阀35为二位三通换向电磁阀，所述第六方向阀36为弹簧在平行位的二位四通换向电磁阀，所述第七方向阀37为弹簧在交叉位的二位四通换向电磁阀，所述第八方向阀38为中位为O型的三位四通换向电磁阀，所述第九方向阀39为中位为Y型的三位四通换向电磁阀，所述二通方向阀71为二位二通电磁阀，所述二通插装阀51为二位二通插装液控阀。

所述第一液控单向阀41、第二液控单向阀42、第三液控单向阀43均为行程限位液控单向阀，所述第四液控单向阀44、第五液控单向阀45为非行程限位液控单向阀。

所述压力油箱3为设在高处的压力油箱，所述油箱为设在低处的常压油箱。

本发明的原理说明如下：

当电机转动时，定量泵5通过第一单向阀11向液压系统输入恒定流量。当第一方向阀31的电磁铁DT1失电时，液压系统加载，系统输出高压油。当第一方向阀31的电磁铁DT1得电时，液压系统卸荷，系统输出低压油。

压力油箱3中填充一定的压力气体，当泵组启动后，第六方向阀36的电磁铁DT2失电，泵组输出的压力通过第六方向阀36、第一单向节流阀61进入第四液控单向阀44的控制腔，第四液控单向阀44打开，此时压力油箱3中的油液快速进入执行油缸1的无杆腔。

同时，第八方向阀38的电磁铁DT9、第九方向阀39的电磁铁DT10得电，泵组输出的压力油通过二通方向阀71、第九方向阀39打开第五液控单向阀45。执行油缸下移排出的油液通过第八方向阀38、第九方向阀39、节流阀81、第二单向节流阀62、第三单向节流阀63流回压力油箱3。其中，第九方向阀39为小流量方向阀，第八方向阀38为大流量方向阀。

其中第七方向阀37控制先导油液的通断，当第七方向阀37的电磁铁DT7得电时，先导油液进入第二方向阀32、第三方向阀33、第四方向阀34、第五方向阀35中。

当DT3、DT4、DT5、DT6得电时，电磁铁DT2同时得电，第四液控单向阀44断开。

当第二方向阀32的电磁铁DT3得电时，电磁铁DT10得电。先导油通过第七方向阀37、第二方向阀32打开第一液控单向阀41，先导油通过二通方向阀71、第九方向阀39打开第五液控单向阀45。泵组输出的高压油通过第一液控单向阀41和第二单向阀12进入执行油缸的无杆腔，执行油缸1下移，油缸排出的油液通过第五液控单向阀45、第二单向节流阀62、第九方向阀39、第三单向节流阀63返回压力油箱3。

当第三方向阀33的电磁铁DT4得电时，电磁铁DT10得电。先导油通过第七方向阀37、第三方向阀33打开第二液控单向阀42，先导油通过二通方向阀71、第九方向阀39打开液控单向阀46。泵组输出的高压油通过43和第二单向阀12进入执行油缸的无杆腔，执行油缸下移，油缸排出的油液通过第五液控单向阀45、第二单向节流阀62、第九方向阀39、第三单向节流阀63返回压力油箱3。

其中第一液控单向阀41和第二液控单向阀42的流量可以通过控制开度限位螺钉调节，第一液控单向阀41的流量高于第二液控单向阀42，使执行油缸1可以以不同的速度移动。

当第四方向阀34的电磁铁DT5、第五方向阀35的电磁铁DT6得电时，电磁铁DT10得电。先导油通过第七方向阀37、第五方向阀35打开第三液控单向阀43，先导油通过第七方向阀37、第四方向阀34关闭二通插装阀51，先导油通过二通方向阀71、第九方向阀39打开液控单向阀46。泵组输出的高压油通过44进入增压油缸，被放大的压力进入执行油缸无杆腔，使执行油缸驱动较大的负载。执行油缸1下移，油缸排出的油液通过第五液控单向阀45、第二单向节流阀62、第九方向阀39、第三单向节流阀63返回压力油箱3。

当第八方向阀38的电磁铁DT8、第九方向阀39的电磁铁DT11得电时，泵组输出的高压油通过第一单向阀11、二通方向阀71、第八方向阀38、第九方向阀39进入第五液控单向阀45从而进入执行油缸的有杆腔，推动油缸缩回。无杆腔排出的液压油通过第四液控单向阀44排入压力油箱3，同时推动增压油缸复位。

压力油箱3设有四个油口，放油口当压力油箱3内的油面高度达到放油口高度时，液压油从压力油箱3通过放油口回流至油箱；工作油回油口负责液压油的工作油回流；泄露油回油口负责液压油的泄露油回流；吸油/排油口负责吸、排执行油缸1无杆腔内的油液，通过控制第四液控单向阀的控制油来控制油路通断。

实施例1：

一种大流量油缸液压控制系统，所述液压控制系统包括：执行油缸1、增压油缸2、压力油箱3、电机4、定量泵5和油箱，所述电机4的动力输出端与定量泵5的动力输入端传动配合，所述油箱的出油端与定量泵5的进油端相连通，所述定量泵5的出油端同时与溢流阀21的进油口和第一单向阀11的进油口相连通，所述第一单向阀11的出油口同时与二通方向阀71的B工作油口、第一液控单向阀41的P2油口、第二液控单向阀42的P2油口、第三液控单向阀43的P2油口和第六方向阀36的T油口相连通，所述二通方向阀71的A工作油口同时与第八方向阀38的P油口、第七方向阀37的B工作油口、第九方向阀39的P油口相连通；

所述溢流阀21的出油口同时与压力油箱3的工作油回油口、二通插装阀51的T油口、第八方向阀38的T油口、第三单向节流阀63的进油口相连通，所述溢流阀21的泄油口同时与压力油箱3的泄露油回油口、第二方向阀32的B工作油口、第三方向阀33的B工作油口、第四方向阀34的B工作油口、第五方向阀35的B工作油口、第六方向阀36的P油口和第一方向阀31的进油口相连通，所述溢流阀21的控制口与第一方向阀31的出油口相连通，所述压力油箱3的放油口与油箱的进油口相连通；

所述压力油箱3的吸油/排油口与第四液控单向阀44的P2油口相连通，所述第四液控单向阀44的P1油口与执行油缸1无杆腔相连通，所述执行油缸1无杆腔还同时与增压油缸2的小腔和第二单向阀12的出油口相连通，所述第二单向阀12的进油口同时与第一液控单向阀41的P1油口和第二液控单向阀42的P1油口相连通，所述执行油缸1有杆腔与第五液控单向阀45的出油口相连通，第五液控单向阀45的进油口同时与节流阀81的P1油口和第二单向节流阀62的进油口相连通，所述节流阀81的P2油口与第八方向阀38的A工作油口相连通，所述第九方向阀39的T油口与第三单向节流阀63的出油口相连通，所述第九方向阀39的B工作油口与第二单向节流阀62的出油口相连通，所述第九方向阀39的A工作油口与第五液控单向阀45的控制口相连通，所述第七方向阀37的T油口同时与第二方向阀32的A工作油口、第三方向阀33的A工作油口、第四方向阀34的A工作油口和第五方向阀35的A工作油口相连通,所述第二方向阀32的P油口与第一液控单向阀41的控制口相连通，第三方向阀33的P油口与第二液控单向阀42的控制口相连通，第四方向阀34的P油口与二通插装阀51的控制口相连通，第五方向阀35的P油口与第三液控单向阀43的控制口相连通，所述第三液控单向阀43的P1油口同时与二通插装阀51的P油口和增压油缸2的大油腔相连通，所述第六方向阀36的B工作油口与第一单向节流阀61的出油口相连通，所述第一单向节流阀61的进油口与第四液控单向阀44的控制口相连通；所述压力油箱3为设在高处的压力油箱，所述油箱为设在低处的常压油箱。

实施例2：

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

所述第一方向阀31为电磁铁位为H型、弹簧位在交叉位的二位四通换向电磁阀，所述第二方向阀32、第三方向阀33、第四方向阀34和第五方向阀35为二位三通换向电磁阀，所述第六方向阀36为弹簧在平行位的二位四通换向电磁阀，所述第七方向阀37为弹簧在交叉位的二位四通换向电磁阀，所述第八方向阀38为中位为O型的三位四通换向电磁阀，所述第九方向阀39为中位为Y型的三位四通换向电磁阀，所述二通方向阀71为二位二通电磁阀，所述二通插装阀51为二位二通插装液控阀。

实施例3：

实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：

所述第一液控单向阀41、第二液控单向阀42、第三液控单向阀43均为行程限位液控单向阀，所述第四液控单向阀44、第五液控单向阀45为非行程限位液控单向阀。

Claims (4)

1.一种大流量油缸液压控制系统，其特征在于：

所述液压控制系统包括：执行油缸（1）、增压油缸（2）、压力油箱（3）、电机（4）、定量泵（5）和油箱（6），所述电机（4）的动力输出端与定量泵（5）的动力输入端传动配合，所述油箱（6）的出油端与定量泵（5）的进油端相连通，所述定量泵（5）的出油端同时与溢流阀（21）的进油口和第一单向阀（11）的进油口相连通，所述第一单向阀（11）的出油口同时与二通方向阀（71）的B工作油口、第一液控单向阀（41）的P2油口、第二液控单向阀（42）的P2油口、第三液控单向阀（43）的P2油口和第六方向阀（36）的T油口相连通，所述二通方向阀（71）的A工作油口同时与第八方向阀（38）的P油口、第七方向阀（37）的B工作油口、第九方向阀（39）的P油口相连通；

所述溢流阀（21）的出油口同时与压力油箱（3）的工作油回油口、二通插装阀（51）的T油口、第八方向阀（38）的T油口、第三单向节流阀（63）的进油口相连通，所述溢流阀（21）的泄油口同时与压力油箱（3）的泄露油回油口、第二方向阀（32）的B工作油口、第三方向阀（33）的B工作油口、第四方向阀（34）的B工作油口、第五方向阀（35）的B工作油口、第六方向阀（36）的P油口和第一方向阀（31）的进油口相连通，所述溢流阀（21）的控制口与第一方向阀（31）的出油口相连通，所述压力油箱（3）的放油口与油箱（6）的进油口相连通；

所述压力油箱（3）的吸油/排油口与第四液控单向阀（44）的P2油口相连通，所述第四液控单向阀（44）的P1油口与执行油缸（1）无杆腔相连通，所述执行油缸（1）无杆腔还同时与增压油缸（2）的小腔和第二单向阀（12）的出油口相连通，所述第二单向阀（12）的进油口同时与第一液控单向阀（41）的P1油口和第二液控单向阀（42）的P1油口相连通，所述执行油缸（1）有杆腔与第五液控单向阀（45）的出油口相连通，第五液控单向阀（45）的进油口同时与节流阀（81）的P1油口和第二单向节流阀（62）的进油口相连通，所述节流阀（81）的P2油口与第八方向阀（38）的A工作油口相连通，所述第九方向阀（39）的T油口与第三单向节流阀（63）的出油口相连通，所述第九方向阀（39）的B工作油口与第二单向节流阀（62）的出油口相连通，所述第九方向阀（39）的A工作油口与第五液控单向阀（45）的控制口相连通，所述第七方向阀（37）的T油口同时与第二方向阀（32）的A工作油口、第三方向阀（33）的A工作油口、第四方向阀（34）的A工作油口和第五方向阀（35）的A工作油口相连通,所述第二方向阀（32）的P油口与第一液控单向阀（41）的控制口相连通，第三方向阀（33）的P油口与第二液控单向阀（42）的控制口相连通，第四方向阀（34）的P油口与二通插装阀（51）的控制口相连通，第五方向阀（35）的P油口与第三液控单向阀（43）的控制口相连通，所述第三液控单向阀（43）的P1油口同时与二通插装阀（51）的P油口和增压油缸（2）的大油腔相连通，所述第六方向阀（36）的B工作油口与第一单向节流阀（61）的出油口相连通，所述第一单向节流阀（61）的进油口与第四液控单向阀（44）的控制口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种大流量油缸液压控制系统，其特征在于：

所述第一方向阀（31）为电磁铁位为H型、弹簧位在交叉位的二位四通换向电磁阀，所述第二方向阀（32）、第三方向阀（33）、第四方向阀（34）和第五方向阀（35）为二位三通换向电磁阀，所述第六方向阀（36）为弹簧在平行位的二位四通换向电磁阀，所述第七方向阀（37）为弹簧在交叉位的二位四通换向电磁阀，所述第八方向阀（38）为中位为O型的三位四通换向电磁阀，所述第九方向阀（39）为中位为Y型的三位四通换向电磁阀，所述二通方向阀（71）为二位二通电磁阀，所述二通插装阀（51）为二位二通插装液控阀。

3.根据权利要求2所述的一种大流量油缸液压控制系统，其特征在于：

所述第一液控单向阀（41）、第二液控单向阀（42）、第三液控单向阀（43）均为行程限位液控单向阀，所述第四液控单向阀（44）、第五液控单向阀（45）为非行程限位液控单向阀。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种大流量油缸液压控制系统，其特征在于：

所述压力油箱（3）为设在高处的压力油箱，所述油箱（6）为设在低处的常压油箱。

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