CN112610542B - 平衡缸液压系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种平衡缸液压系统，包括：阀组件；平衡缸，其包括外壳，活塞件，通过所述活塞件在所述外壳所围设中空区域进行动密封所得到的第一腔、第二腔以及第三腔，其中，所述活塞件作用于所述第一腔的面积等于所述活塞件作用于所述第二腔的面积，所述第一腔的压力等于所述第二腔的压力并高于所述第三腔的压力，所述第一腔与所述第三腔之间设有被所述阀组件控制的补偿油路；第一蓄能器，其与所述第一腔之间设有被所述阀组件控制的目标油路以及第一油路；第二蓄能器，其与所述第二腔连通，并与所述第一腔之间设有被所述阀组件控制的第二油路。本公开实施例能够使得平衡缸内泄发生后，无需停止平衡缸的运作，该系统即可自动完成内泄补偿。

Description

平衡缸液压系统

技术领域

本公开涉及液压系统领域，具体涉及一种平衡缸液压系统。

背景技术

在工业中，平衡缸作为用于提供平衡力的零部件起着不可替代的作用。液压平衡缸内的活塞与缸壁间通常采用动密封的形式，从而导致平衡缸内不可避免地会出现内泄。具体的，内泄指的是油液从压力较高的高压腔泄漏至压力较低的低压腔。长时间下去，内泄会导致平衡缸的蓄能器压力下降，从而导致平衡缸的平衡力下降。

现有技术中，为保证平衡缸的平衡力，需要监测蓄能器压力，当蓄能器压力小于一定值后，停止运行平衡缸对蓄能器进行充压。这种方式需要从外界不断监控蓄能器，并需要不时地停止运行平衡缸从而影响工业生产进程。

发明内容

本公开的一个目的在于提出一种平衡缸液压系统，能够使得平衡缸内泄发生后，无需停止平衡缸的运作，该系统即可自动完成内泄补偿；同时也使得无需通过外部设备监测蓄能器的压力，该系统即可响应蓄能器的压力减小自动完成内泄补偿。

根据本公开实施例的一方面，公开了一种平衡缸液压系统，包括：

阀组件，其用于在所述系统中各组件的压力作用下，控制所述系统中各油路的开启或关闭；

平衡缸，其包括外壳，活塞件，通过所述活塞件在所述外壳所围设中空区域进行动密封所得到的第一腔、第二腔以及第三腔，其中，所述活塞件作用于所述第一腔的面积等于所述活塞件作用于所述第二腔的面积，所述第一腔的压力等于所述第二腔的压力并高于所述第三腔的压力，所述第一腔与所述第三腔之间设有被所述阀组件控制的补偿油路；

第一蓄能器，其与所述第一腔之间设有被所述阀组件控制的目标油路以及第一油路；

第二蓄能器，其与所述第二腔连通，并与所述第一腔之间设有被所述阀组件控制的第二油路；

其中，当所述第一蓄能器的压力等于所述第二蓄能器的压力时，所述阀组件仅开启所述目标油路，以使得随着所述活塞件的升降，所述第一蓄能器与所述第一腔之间的油液充放，等体积地同步于，所述第二蓄能器与所述第二腔之间的油液充放；

当所述第一蓄能器的压力不等于所述第二蓄能器的压力时，所述活塞件的提升触发所述阀组件仅开启所述补偿油路，以使得随着所述活塞件的提升，油液从所述第三腔输入所述第一腔，且所述活塞件的下降触发所述阀组件仅开启所述第一油路或者所述第二油路，以使得随着所述活塞件的下降，油液从所述第一腔输入低压蓄能器，其中，所述低压蓄能器为所述第一蓄能器与所述第二蓄能器中压力较低的蓄能器。

根据本公开一示例性的实施例，所述阀组件包括单向阀以及换向阀，其中，所述单向阀用于控制所述系统中各油路内油液单向流动，所述换向阀用于切换所述系统中各油路。

根据本公开一示例性的实施例，所述单向阀包括设于所述补偿油路的补偿单向阀，所述补偿单向阀的油液流动方向为从所述第三腔至所述第一腔。

根据本公开一示例性的实施例，所述单向阀包括设于所述第二油路的第二单向阀，所述第二单向阀的油液流动方向为从所述第一腔至所述第二蓄能器。

根据本公开一示例性的实施例，所述单向阀还包括设于所述第一油路的第一单向阀，其中，所述第二单向阀的进液端与所述第一单向阀的进液端连通，所述第一单向阀的油液流动方向为从所述第一腔至所述第一蓄能器。

根据本公开一示例性的实施例，所述换向阀包括液动换向阀，所述液动换向阀用于探测所述第一蓄能器的压力以及所述第二蓄能器的压力，并在所述第一蓄能器的压力以及所述第二蓄能器的压力作用下进行油路切换。

根据本公开一示例性的实施例，所述液动换向阀的主端口连通所述第一腔，所述液动换向阀的第一分支端口连通所述第一蓄能器以形成所述目标油路，所述液动换向阀的第二分支端口同时连接所述第一蓄能器以及所述第二蓄能器连通以形成所述第一油路以及所述第二油路；

其中，当所述第一蓄能器的压力等于所述第二蓄能器的压力时，所述主端口仅与所述第一分支端口连通；

当所述第一蓄能器的压力不等于所述第二蓄能器的压力时，所述主端口仅与其第二分支端口连通。

根据本公开一示例性的实施例，所述第一蓄能器的初始压力等于所述第二蓄能器的初始压力。

根据本公开一示例性的实施例，所述第一腔的轴向截面侧边呈凸形，所述第二腔的轴向截面呈两个对称分离的阶梯形，所述第三腔包括相互连通的第四腔与第五腔，所述第四腔的轴向截面呈两个对称分离的倒阶梯形，所述第五腔的轴向截面呈两个对称分离的矩形；

所述第一腔设于所述外壳所围设中空区域的中央，所述第二腔贴附所述第一腔设于所述中空区域的下部，所述第四腔配合所述第二腔贴附所述第一腔设于所述中空区域的上部，所述第五腔配合所述第二腔提供的台面贴附所述第四腔设于所述中空区域的外围。

根据本公开一示例性的实施例，所述活塞件作用于所述第四腔的面积等于所述活塞件作用于所述第五腔的面积。

本公开实施例所提供的平衡缸液压系统，通过在第一腔与第三腔之间设置被阀组件控制的补偿油路，在第一蓄能器与第一腔之间设置被阀组件控制的第一油路，在第二蓄能器与第二腔之间设置被阀组件控制的第二油路，使得平衡缸内泄发生后，随着活塞杆的升降，泄漏至第三腔的油液便会自动地经由第一腔被补充回低压蓄能器。从而使得平衡缸内泄发生后，无需停止平衡缸的运作，该系统即可自动完成内泄补偿；同时也使得无需通过外部设备监测蓄能器的压力，该系统即可响应蓄能器的压力减小自动完成内泄补偿。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参考附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1示出了根据本公开一个实施例的平衡缸液压系统的结构示意图。

图2示出了根据本公开一个实施例的图1中平衡缸的结构示意图。

附图标记说明如下：

1-平衡缸，2-液压杆，3-第一蓄能器，4-第二蓄能器，5-补偿单向阀，6-第一单向阀，7-第二单向阀，8-第一液动换向阀，9-第二液动换向阀，10-A腔的进出油口，11-B腔的进出油口，12-D腔的进出油口，13-C腔的进出油口。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

本公开提供了一种平衡缸液压系统，包括：

阀组件，其用于在该系统中各组件的压力作用下，控制该系统中各油路的开启或关闭；

平衡缸，其包括外壳，活塞件，通过该活塞件在该外壳所围设中空区域进行动密封所得到的第一腔、第二腔以及第三腔，其中，该活塞件作用于该第一腔的面积等于该活塞件作用于该第二腔的面积，该第一腔的压力等于该第二腔的压力并高于该第三腔的压力，该第一腔与该第三腔之间设有被该阀组件控制的补偿油路；

第一蓄能器，其与该第一腔之间设有被该阀组件控制的目标油路以及第一油路；

第二蓄能器，其与该第二腔连通，并与该第一腔之间设有被该阀组件控制的第二油路；

其中，当该第一蓄能器的压力等于该第二蓄能器的压力时，该阀组件仅开启该目标油路，以使得随着该活塞件的升降，该第一蓄能器与该第一腔之间的油液充放，等体积地同步于，该第二蓄能器与该第二腔之间的油液充放；

当该第一蓄能器的压力不等于该第二蓄能器的压力时，该活塞件的提升触发该阀组件仅开启该补偿油路，以使得随着该活塞件的提升，油液从该第三腔输入该第一腔，且该活塞件的下降触发该阀组件仅开启该第一油路或者该第二油路，以使得随着该活塞件的下降，油液从该第一腔输入低压蓄能器，其中，该低压蓄能器为该第一蓄能器与该第二蓄能器中压力较低的蓄能器。

详细的，该平衡缸液压系统主要由四大部分组件组成：平衡缸，阀组件，第一蓄能器，第二蓄能器。

平衡缸在其活塞件动密封的作用下，得到三个腔：第一腔，第二腔，第三腔。随着活塞件的提升，第一腔的容积与第二腔的容积同步扩大；随着活塞件的下降，第一腔的容积与第二腔的容积同步缩小。第一腔的压力与第二腔的压力相同，且大于第三腔的压力。

需要说明的是，平衡缸的三个腔主要是以腔内压力水平为基准进行划分得到的，同一压力水平的相连通的多个腔会被划分为同一个腔，并不代表本公开中平衡缸以物理空间进行划分得到的腔只有三个。

第一蓄能器主要用于通过油液的流通，在第一腔压缩时将第一腔压缩所产生的压力进行存储，并用于在第一腔膨胀时向第一腔补充压力。在无内泄发生的情况下，第一蓄能器通过目标油路与第一腔连通，第一蓄能器的压力与第一腔的压力动态地维持相同。其中，第一蓄能器与第一腔之间设有两个油路：目标油路、第一油路。目标油路用于在无内泄发生的情况下第一蓄能器存储或释放第一腔的压力；第一油路用于在内泄发生后将输入至第一腔的泄漏的油液补充回第一蓄能器。

第二蓄能器主要用于通过油液的流通，在第二腔压缩时将第二腔压缩所产生的压力进行存储，并用于在第二腔膨胀时向第二腔补充压力。第二蓄能器与第二腔始终连通，第二蓄能器的压力与第二腔的压力动态地维持相同。

由于在无内泄发生的情况下，第一腔的压力与第二腔的压力相同，第一蓄能器的压力与第一腔的压力动态地维持相同，第二蓄能器的压力与第二腔的压力动态地维持相同，因此，在无内泄发生的情况下，第一蓄能器的压力与第二蓄能器的压力相同。

并且，由于活塞件作用于第一腔的面积等于活塞件作用于第二腔的面积，因此，在无内泄发生的情况下，随着活塞件的升降，第一蓄能器向第一腔充放油液不仅同步于第二蓄能器向第二腔充放油液，而且，第一蓄能器向第一腔充放的油液体积还等于第二蓄能器向第二腔充放的油液体积。

由于平衡缸中各腔之间采取的是动密封的方式，因此，不可避免的，油液会从压力较高处会泄漏到压力较低处。即，第一腔的油液会泄漏至第三腔，或者，第二腔的油液会泄漏至第三腔。

若第一腔的油液泄漏至第三腔，则第三腔的压力升高，第一腔的压力降低。第一蓄能器将其油液向第一腔进行补充，从而第一蓄能器的压力也随之降低。从而导致第一蓄能器的压力低于第二蓄能器的压力，第一蓄能器为低压蓄能器。

若第二腔的油液泄漏至第三腔，则第三腔的压力升高，第二腔的压力降低。第二蓄能器将其油液向第二腔进行补充，从而第二蓄能器的压力也随之降低。从而导致第二蓄能器的压力低于第一蓄能器的压力，第二蓄能器为低压蓄能器。

为在内泄发生后将泄漏至第三腔的油液自动补充至原来的腔中：在第一腔与第三腔之间设置被阀组件控制的补偿油路；在第一蓄能器与第一腔之间设置被阀组件控制的第一油路；在第二蓄能器与第二腔之间设置被阀组件控制的第二油路。

在内泄发生后，第一蓄能器的压力不等于第二蓄能器的压力：活塞件的提升触发阀组件仅开启补偿油路，随着活塞件的提升，泄漏至第三腔的油液被输入第一腔；接着，活塞件的下降触发阀组件仅开启低压蓄能器与第一腔之间的油路，随着活塞件的下降，被输入到第一腔的泄漏的油液被输入低压蓄能器。从而，该系统实现平衡杆内泄的补偿。

由此可见，本公开实施例所提供的平衡缸液压系统，通过在第一腔与第三腔之间设置被阀组件控制的补偿油路，在第一蓄能器与第一腔之间设置被阀组件控制的第一油路，在第二蓄能器与第二腔之间设置被阀组件控制的第二油路，使得平衡缸内泄发生后，随着活塞杆的升降，泄漏至第三腔的油液便会自动地经由第一腔被补充回低压蓄能器。从而使得平衡缸内泄发生后，无需停止平衡缸的运作，该系统即可自动完成内泄补偿；同时也使得无需通过外部设备监测蓄能器的压力，该系统即可响应蓄能器的压力减小自动完成内泄补偿。

在一实施例中，该阀组件包括单向阀以及换向阀，其中，该单向阀用于控制该系统中各油路内油液单向流动，该换向阀用于切换该系统中各油路。

该实施例中，用于控制系统中各油路的阀组件包括单向阀以及换向阀。其中，单向阀用于控制系统中各油路内的油液只能按照单向阀的油液流动方向固定地单向流动；换向阀用于控制系统中各油路的切换。

具体的，换向阀用于在第一蓄能器的压力等于第二蓄能器的压力时，仅切换到目标油路使得目标油路开启，从而使得第一蓄能器与第一腔连通；在第一蓄能器的压力不等于第二蓄能器的压力时，仅切换到低压蓄能器与第一腔之间的油路，从而使得低压蓄能器与第一腔连通。

在一实施例中，该单向阀包括设于该补偿油路的补偿单向阀，该补偿单向阀的油液流动方向为从该第三腔至该第一腔。

该实施例中，在第一腔与第三腔之间的补偿油路上设有补偿单向阀。在该补偿单向阀的限制下，在第一腔与第三腔之间，油液只能从第三腔流向第一腔。

该实施例的优点在于，通过补偿单向阀的设置，保证了泄漏至第三腔的油液被补充入第一腔后，不会通过补偿油路倒流回第三腔。

在一实施例中，该单向阀包括设于该第二油路的第二单向阀，该第二单向阀的油液流动方向为从该第一腔至该第二蓄能器。

该实施例中，在第二蓄能器与第一腔之间的第二油路上设有第二单向阀。在该第二单向阀的限制下，在第二蓄能器与第一腔之间，油液只能从第一腔流向第二蓄能器。

该实施例的优点在于，通过第二单向阀的设置，保证了泄漏至第三腔的油液被补充入第一腔再补充入第二蓄能器腔后，不会通过第二油路倒流回第一腔。

在一实施例中，该单向阀还包括设于该第一油路的第一单向阀，其中，该第二单向阀的进液端与该第一单向阀的进液端连通，该第一单向阀的油液流动方向为从该第一腔至该第一蓄能器。

该实施例中，在第二油路上设有第二单向阀的同时，还在第一蓄能器与第一腔之间的第一油路上设有第一单向阀。在该第一单向阀的限制下，在第一蓄能器与第一腔之间，油液只能从第一腔流向第一蓄能器。

第二单向阀的进液端与第一单向阀的进液端连通，即：当低压蓄能器为第一蓄能器从而仅开启第一油路时，第一腔的油液通过第一油路流向第一蓄能器的同时，还会试图冲开第二单向阀以开启第二油路；当低压蓄能器为第二蓄能器从而仅开启第二油路时，第一腔的油液通过第二油路流向第二蓄能器的同时，还会试图冲开第一单向阀以开启第一油路。

当低压蓄能器为第一蓄能器时，由于第一蓄能器的压力低于第二蓄能器的压力，因此第一腔的油液会优先流向第一蓄能器，第一蓄能器的压力逐渐升高。只有当第一蓄能器的压力升高至等于第二蓄能器的压力瞬间(即，内泄油液补偿完成瞬间)，第二单向阀才会打开，第二油路开启；而一旦第一油路与第二油路均开启，换向阀即可检测到第一油路的末端组件(即，第一蓄能器)与第二油路的末端组件(即，第二蓄能器)等压，即，检测到第一蓄能器的压力等于第二蓄能器的压力，从而阀组件即刻仅开启目标油路，第一蓄能器与第一腔通过目标油路连通，平衡缸无内泄正常运作。

同理，当低压蓄能器为第二蓄能器时，由于第二蓄能器的压力低于第一蓄能器的压力，因此第一腔的油液会优先流向第二蓄能器，第二蓄能器的压力逐渐升高。只有当第二蓄能器的压力升高至等于第一蓄能器的压力瞬间，第一单向阀才会打开，第一油路开启；而一旦第一油路与第二油路均开启，换向阀即可检测到第一油路的末端组件与第二油路的末端组件等压，即，检测到第一蓄能器的压力等于第二蓄能器的压力，从而阀组件即刻仅开启目标油路，第一蓄能器与第一腔通过目标油路连通，平衡缸无内泄正常运作。

该实施例的优点在于，通过进一步第一单向阀的设置，保证了泄漏至第三腔的油液被补充入第一腔再补充入第一蓄能器后，不会通过第一油路倒流回第一腔；而且，使得第一油路与第二油路共用一部分的油路，简化了油路的布置。

在一实施例中，该换向阀包括液动换向阀，该液动换向阀用于探测该第一蓄能器的压力以及该第二蓄能器的压力，并在该第一蓄能器的压力以及该第二蓄能器的压力作用下进行油路切换。

该实施例中，换向阀中用于切换蓄能器相关油路的为液动换向阀。在油液压力的推动下，该液动换向阀的内部阀芯移动。具体的，在第一蓄能器与第二蓄能器之间的相对压力推动下，该液动换向阀的内部阀芯移动，从而实现油路的切换。

该实施例的优点在于，通过液动换向阀的设置，使得阀组件在系统内油液压力的作用下即可自动完成油路的切换。

需要说明的是，换向阀除了可以采用液动换向阀外，还可以根据实际需求采用其他类型的换向阀，例如电磁换向阀。该实施例只是示例性的说明，不应对本公开的功能和使用范围造成限制。

在一实施例中，该液动换向阀的主端口连通该第一腔，该液动换向阀的第一分支端口连通该第一蓄能器以形成该目标油路，该液动换向阀的第二分支端口同时连接该第一蓄能器以及该第二蓄能器连通以形成该第一油路以及该第二油路；

其中，当该第一蓄能器的压力等于该第二蓄能器的压力时，该主端口仅与该第一分支端口连通；

当该第一蓄能器的压力不等于该第二蓄能器的压力时，该主端口仅与其第二分支端口连通。

该实施例中，液动换向阀具有一个主端口，两个分支端口；主端口与第一腔连通；第一分支端口与第一蓄能器连通以形成目标油路；第二分支端口与第一蓄能器连接以形成第一油路，同时与第二蓄能器连接以形成第二油路，当该第一油路开启时(例如：当该第一油路上所设单向阀开启时)第二分支端口与第一蓄能器连通，当该第二油路开启时(例如：当该第二油路上所设单向阀开启时)第二分支端口与第二蓄能器连通；主端口同时仅能与一个分支端口连通。

具体的，当第一蓄能器的压力等于第二蓄能器的压力时，即，当平衡缸无内泄时，主端口仅与第一分支端口连通。从而第一腔与第一蓄能器通过目标油路连通，第一蓄能器存储或释放第一腔的压力。

当第一蓄能器的压力不等于第二蓄能器的压力时，即，当平衡缸发生内泄后，主端口仅与第二分支端口连通。从而第一腔与第一蓄能器通过第一油路连通，将输入至第一腔的泄漏的油液补充回第一蓄能器；或者，第一腔与第二蓄能器通过第二油路连通，将输入至第一腔的泄漏的油液补充回第二蓄能器。

在一实施例中，该第一蓄能器的初始压力等于该第二蓄能器的初始压力。

该实施例中，首次向该系统内补充油液后，将第一蓄能器的初始压力调整至与第二蓄能器的初始压力相同。

该实施例的优点在于，通过将蓄能器的初始压力设置为同一水平，使得平衡缸初始便处于无需调整蓄能器压力的状态。

需要说明的是，第一蓄能器的初始压力也可以不等于第二蓄能器的初始压力，这种情况下，经过活塞件的数次升降后第一蓄能器的压力便会等于第二蓄能器的压力。该实施例只是示例性的说明，不应对本公开的功能和使用范围造成限制。

在一实施例中，该第一腔的轴向截面侧边呈凸形，该第二腔的轴向截面呈两个对称分离的阶梯形，该第三腔包括相互连通的第四腔与第五腔，该第四腔的轴向截面呈两个对称分离的倒阶梯形，该第五腔的轴向截面呈两个对称分离的矩形；

该第一腔设于该外壳所围设中空区域的中央，该第二腔贴附该第一腔设于该中空区域的下部，该第四腔配合该第二腔贴附该第一腔设于该中空区域的上部，该第五腔配合该第二腔提供的台面贴附该第四腔设于该中空区域的外围。

该实施例中，低压的第三腔在物理空间上被划分为两个腔：第四腔与第五腔。该第四腔与该第五腔相互连通，故该第四腔的压力等于该第五腔的压力。

具体的，从平衡缸的轴向截面来看：第一腔呈“凸”字形，设于中央；第二腔呈两个对称于第一腔的阶梯形，贴附着第一腔设于下部；第四腔呈两个对称于第一腔的倒阶梯形，配合第二腔贴附着第一腔设于上部；第五腔呈两个对称于第一腔的矩形，配合第二腔阶梯的台面贴附这第四腔设于外围。

随着活塞件的提升，第一腔的容积扩大，第二腔的容积扩大，第四腔的容积减小，第五腔的容积增大；随着活塞件的下降，第一腔的容积缩小，第二腔的容积缩小，第四腔的容积增大，第五腔的容积减小。

在一实施例中，该活塞件作用于该第四腔的面积等于该活塞件作用于该第五腔的面积。

该实施例的优点在于，由于第四腔与第五腔连通，第四腔的容积变化与第五腔的容积变化相反，因此，通过将活塞件作用于该第四腔的面积配置为等于活塞件作用于该第五腔的面积，使得随着活塞件的升降，第四腔的油液可以完全进入第五腔，或者，第五腔的油液可以完全进入第四腔。

需要说明的是，该有关平衡缸具体腔室组成结构的实施例只是示例性的说明，不应对本公开的功能和使用范围造成限制。

图1示出了根据本公开一个实施例的平衡缸液压系统的结构示意图。

如图1所示，该实施例中，平衡缸液压系统包括平衡缸1，液压杆2，第一蓄能器3，第二蓄能器4，补偿单向阀5，第一单向阀6，第二单向阀7，第一液动换向阀8，第二液动换向阀9。

具体的，平衡缸1为无杆腔充压平衡缸，包括四个腔：A腔，B腔，C腔，D腔。其中，C腔与D腔连通，C腔压力等于D腔压力；A腔压力等于B腔压力，且均大于C腔压力以及D腔压力；当液压杆2提升时，A腔容积变大，B腔容积变大，C腔容积变大，D腔容积变小；当液压杆2下降时，A腔容积变小，B腔容积变小，C腔容积变小，D腔容积变大。

第一蓄能器3的初始压力等于第二蓄能器4的初始压力；第二蓄能器4始终与B腔连通。

第一液动换向阀8的两端分别为1E以及2E。其中，1E探测第一蓄能器3的压力并受到第一蓄能器3的压力作用；2E探测第二蓄能器4的压力并受到第二蓄能器4的压力作用；第一蓄能器3的压力等于第二蓄能器4的压力时，C1连通V1；第一蓄能器3的压力不等于第二蓄能器4的压力时，C1连通V2。

第二液动换向阀9的两端分别为1F以及2F。其中，1F探测D腔的压力并受到D腔的压力作用；2F的压力固定等于D腔的初始压力；C腔压力高于D腔的初始压力时，D1连通P1。

在第一蓄能器3的压力等于第二蓄能器4的压力情况下(即，在平衡缸1无内泄的情况下)，C1连通V1，D1连通P1，从而第一蓄能器3与A腔连通。随着液压杆2的升降，第一蓄能器3与A腔之间的油液充放，同步于第二蓄能器4与B腔之间的油液充放。

在第一蓄能器3的压力低于第二蓄能器4的压力情况下(即，在平衡缸1中A腔油液内泄至D腔以及C腔的情况下)，C腔压力以及D腔均提高，C1连通V2，从而C腔与A腔连通。随着液压杆2的提升，C腔油液输入至A腔；接着随着液压杆2的下降，由于右侧的第一蓄能器3的压力更低，因此油液优先推开单向阀8，从而A腔油液补充回第一蓄能器3；随着油液的补充，当第一蓄能器3等于第二蓄能器4的压力的瞬间，单向阀7也被推开，第一液动换向阀8检测到第一蓄能器3与第二蓄能器4等压，即刻C1连通V1。

在第二蓄能器4的压力低于第一蓄能器3的压力情况下(即，在平衡缸1中B腔油液内泄至D腔以及C腔的情况下)，C腔压力以及D腔均提高，C1连通V2，从而C腔与A腔连通。随着液压杆2的提升，C腔油液输入至A腔；接着随着液压杆2的下降，由于左侧的第二蓄能器4的压力更低，因此油液优先推开单向阀7，从而A腔油液补充回第二蓄能器4；随着油液的补充，当第二蓄能器4的压力等于第一蓄能器3的瞬间，单向阀8也被推开，第一液动换向阀8检测到第一蓄能器3与第二蓄能器4等压，即刻C1连通V1。

图2示出了本公开一实施例图1中平衡缸的结构示意图。

如图2所示，平衡缸1包括四个腔：A腔，B腔，C腔，D腔。A腔的进出油口为10，用于与C腔或者与第一蓄能器3或者与第二蓄能器4交换油液；B腔的进出油口为11，用于与A腔或者第二蓄能器4交换油液；C腔的进出油口为13，用于与A腔交换油液；D腔的进出油口为12，用于压力作用于第二液动换向阀9。

其中，液压杆2作用于A腔的面积ΠD₃ ²等于液压杆2作用于B腔的面积(ΠD₄ ²-ΠD₃ ²)，从而在无内泄的情况下：随着液压杆2的升降，第一蓄能器3与第二蓄能器4可以同步充放等体积的油液，第一蓄能器3的压力始终与第二蓄能器4的压力保持相同。

液压杆2作用于C腔的面积(ΠD₁ ²-ΠD₂ ²)等压液压杆2作用于D腔的面积(ΠD₄ ²-ΠD₁ ²)，从而随着液压杆2的升降，C腔油液可以完全进入D腔，或者，D腔油液可以完全进入C腔。

需要说明的是，图1至图2只是示例性地展示了本公开一实施例的可行方案，不应对本公开的功能和使用范围造成限制。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种平衡缸液压系统，其特征在于，包括：

阀组件，其用于在所述系统中各组件的压力作用下，控制所述系统中各油路的开启或关闭；

平衡缸，其包括外壳，活塞件，通过所述活塞件在所述外壳所围设中空区域进行动密封所得到的第一腔、第二腔以及第三腔，其中，所述活塞件作用于所述第一腔的面积等于所述活塞件作用于所述第二腔的面积，所述第一腔的压力等于所述第二腔的压力并高于所述第三腔的压力，所述第一腔与所述第三腔之间设有被所述阀组件控制的补偿油路；

第一蓄能器，其与所述第一腔之间设有被所述阀组件控制的目标油路以及第一油路；

第二蓄能器，其与所述第二腔连通，并与所述第一腔之间设有被所述阀组件控制的第二油路；

其中，当所述第一蓄能器的压力等于所述第二蓄能器的压力时，所述阀组件仅开启所述目标油路，以使得随着所述活塞件的升降，所述第一蓄能器与所述第一腔之间的油液充放，等体积地同步于，所述第二蓄能器与所述第二腔之间的油液充放；

当所述第一蓄能器的压力不等于所述第二蓄能器的压力时，所述活塞件的提升触发所述阀组件仅开启所述补偿油路，以使得随着所述活塞件的提升，油液从所述第三腔输入所述第一腔，且所述活塞件的下降触发所述阀组件仅开启所述第一油路或者所述第二油路，以使得随着所述活塞件的下降，油液从所述第一腔输入低压蓄能器，其中，所述低压蓄能器为所述第一蓄能器与所述第二蓄能器中压力较低的蓄能器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阀组件包括单向阀以及换向阀，其中，所述单向阀用于控制所述系统中各油路内油液单向流动，所述换向阀用于切换所述系统中各油路。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述单向阀包括设于所述补偿油路的补偿单向阀，所述补偿单向阀的油液流动方向为从所述第三腔至所述第一腔。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述单向阀包括设于所述第二油路的第二单向阀，所述第二单向阀的油液流动方向为从所述第一腔至所述第二蓄能器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述单向阀还包括设于所述第一油路的第一单向阀，其中，所述第二单向阀的进液端与所述第一单向阀的进液端连通，所述第一单向阀的油液流动方向为从所述第一腔至所述第一蓄能器。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述换向阀包括液动换向阀，所述液动换向阀用于探测所述第一蓄能器的压力以及所述第二蓄能器的压力，并在所述第一蓄能器的压力以及所述第二蓄能器的压力作用下进行油路切换。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述液动换向阀的主端口连通所述第一腔，所述液动换向阀的第一分支端口连通所述第一蓄能器以形成所述目标油路，所述液动换向阀的第二分支端口同时连接所述第一蓄能器以及所述第二蓄能器以形成所述第一油路以及所述第二油路；

其中，当所述第一蓄能器的压力等于所述第二蓄能器的压力时，所述主端口仅与所述第一分支端口连通；

当所述第一蓄能器的压力不等于所述第二蓄能器的压力时，所述主端口仅与其第二分支端口连通。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一蓄能器的初始压力等于所述第二蓄能器的初始压力。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一腔的轴向截面侧边呈凸形，所述第二腔的轴向截面呈两个对称分离的阶梯形，所述第三腔包括相互连通的第四腔与第五腔，所述第四腔的轴向截面呈两个对称分离的倒阶梯形，所述第五腔的轴向截面呈两个对称分离的矩形；

所述第一腔设于所述外壳所围设中空区域的中央，所述第二腔贴附所述第一腔设于所述中空区域的下部，所述第四腔配合所述第二腔贴附所述第一腔设于所述中空区域的上部，所述第五腔配合所述第二腔提供的台面贴附所述第四腔设于所述中空区域的外围。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述活塞件作用于所述第四腔的面积等于所述活塞件作用于所述第五腔的面积。

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