CN115402955A - 卷扬平衡阀、卷扬液压系统及起重工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压平衡阀，公开了一种卷扬平衡阀、卷扬液压系统以及起重工程机械，该卷扬平衡阀包括平衡阀阀芯、用于控制卷扬制动器的卷扬制动阀、梭阀、第一油口、第二油口以及第三油口，所述平衡阀阀芯布置在所述第一油口与所述第二油口之间的油路上，所述梭阀包括与所述第一油口连接的第一进油口、与所述第三油口连接的第二进油口以及与所述卷扬制动阀的控制口连接的出油口，所述卷扬制动阀包括用于与系统低压控制油路连接的进油口。本发明卷扬平衡阀在负载压力较低时，也能使卷扬制动器打开，降低能源浪费，提升卷扬系统稳定性。

Description

卷扬平衡阀、卷扬液压系统及起重工程机械

技术领域

本发明涉及液压平衡阀，具体地，涉及一种卷扬平衡阀。此外，还涉及一种卷扬液压系统以及起重工程机械。

背景技术

卷扬起升、下放动作是起重类工程机械都具备的一项动作功能，主要采用液压马达与减速机配合的驱动方式控制卷扬动作；由于吊载工况对速度、负载要求各不相同，卷扬机构启动、制动相对频繁，工作条件较差，基于操作性能方面的考虑，就需要卷扬机构启动、制动以及稳定工作时平稳可靠、无冲击；基于安全性能方面的考虑，需要卷扬机构能够长时间保持负载，在重物滞空时，不会出现重物下坠等安全事故，因此，对卷扬系统的卷扬平衡阀的泄露以及阀芯等零件的灵活性要求极高。

以中小吨位起重机为例，中小吨位起重机具有速度、负载不同的两套卷扬机构，针对重载慢速及轻载快速两种工况以及动作联动，其卷扬系统一般采用马达与卷扬平衡阀串联的方式。

具体地，参考图1，主阀的第一工作油口A1通过平衡阀10与卷扬马达7的上升口A2连接，主阀的第一工作油口A1通过梭阀与减压阀11连接，减压阀11与卷扬制动器的控制口K1连接，主阀的第二工作油口B1与卷扬马达7的下降口B2连接，同时，主阀的第二工作油口B1通过梭阀与减压阀11连接。当提升重物时，由主阀的第一工作油口A1输出的一部份液压油经由平衡阀10到达卷扬马达7的上升口A2，驱动卷扬马达，同时，由主阀的第一工作油口A1输出的另一部份液压油经由梭阀、减压阀11输出到卷扬制动器的控制口，打开卷扬制动器，实现卷扬起升动作；当下放重物时，由主阀的第二工作油口B1输出的一部份液压油输出到卷扬马达7的下降口B2，驱动卷扬马达，同时，由主阀的第二工作油口B1输出的另一部份液压油经由梭阀、减压阀11输出到卷扬制动器的控制口K1，打开卷扬制动器，实现卷扬下放动作。

但是，当负载较小时进行卷扬下放动作，需要足够的压力打开卷扬制动器，这就需要系统有足够高的背压，否则当下放压力小于或者近似等于制动器开启压力时，则会出现制动器无法打开或者制动器时开时闭，出现下放抖动现象。当背压足够高且大于制动器开启压力时，虽然不会出现上述问题，但是由于整个系统背压高，从而导致维持整个系统背压所需能量大，会造成系统能耗偏高，不节能环保。

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卷扬平衡阀，该卷扬平衡阀在负载压力较低时，也能使卷扬制动器打开，降低能源浪费，提升了卷扬系统的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种卷扬平衡阀，包括平衡阀阀芯、用于控制卷扬制动器的卷扬制动阀、梭阀、第一油口、第二油口以及第三油口，所述平衡阀阀芯布置在所述第一油口与所述第二油口之间的油路上，所述梭阀包括与所述第一油口连接的第一进油口、与所述第三油口连接的第二进油口以及与所述卷扬制动阀的控制口连接的出油口，所述卷扬制动阀包括用于与系统低压控制油路连接的进油口。

可选地，所述卷扬制动阀包括回油口以及用于与所述卷扬制动器的控制口连接的出油口。

可选地，所述第三油口与所述平衡阀阀芯的先导控制口连接。

进一步地，所述第三油口与所述平衡阀阀芯的先导控制口之间的先导油路上设置有过滤器。

进一步地，所述平衡阀阀芯的先导控制口与所述过滤器之间设置有第一单向节流阀。

可选地，所述平衡阀阀芯的弹簧控制腔与所述第二油口之间设置有第二单向节流阀。

本发明第二方面所要解决的技术问题是提供一种卷扬液压系统，该卷扬液压系统在负载压力较低时，也能使卷扬制动器打开，降低能源浪费，提升了卷扬系统的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明第二方面提供一种卷扬液压系统，包括卷扬马达、主阀和上述技术方案中任一项所述的卷扬平衡阀，所述主阀的第一工作油口与所述卷扬平衡阀的第一油口连接，所述主阀的第二工作油口与所述卷扬平衡阀的第三油口、所述卷扬马达的下降口分别连接，所述卷扬马达的上升口与所述卷扬平衡阀的第二油口连接。

可选地，所述卷扬马达上设有泄油口。

进一步地，所述卷扬马达的泄油口与回油油路连接。

本发明第三方面所要解决的技术问题是提供一种起重工程机械，该起重工程机械具有较好的卷扬系统的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明第三方面提供一种起重工程机械，包括上述技术方案中任一项所述的卷扬液压系统。

通过上述技术方案，本发明的有益效果：

本发明采用单独的系统低压控制油路对卷扬制动器提供低压控制油，不需要卷扬主油路为卷扬制动器提供控制油，能够避免因负载波动而导致卷扬制动器出现震荡启闭的现象，提升了卷扬系统的稳定性。而且，能够允许卷扬制动阀与卷扬制动器使用刚度较低的弹簧，当负载压力较低时，也能够使液压油作用于卷扬制动阀的控制口，从而使系统低压控制油路对卷扬制动器提供低压控制油，将卷扬制动器打开，使卷扬马达转动，实现了整个卷扬系统能够在系统压力很低时正常运转，减少因保证卷扬制动器正常打开而需要较高系统背压而产生的能源浪费。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术的卷扬液压系统的液压原理图；

图2是本发明具体实施方式的卷扬液压系统的液压原理图。

附图标记说明

1平衡阀阀芯 2卷扬制动器

K1卷扬制动器的控制口 3卷扬制动阀

P卷扬制动阀的进油口 T卷扬制动阀的回油口

K卷扬制动阀的出油口 Z卷扬制动阀的控制口

4梭阀 a梭阀的第一进油口

b梭阀的第二进油口 c梭阀的出油口

5系统低压控制油路 6过滤器

A卷扬平衡阀的第一油口 B卷扬平衡阀的第二油口

X卷扬平衡阀的第三油口 7卷扬马达

A2卷扬马达的上升口 B2卷扬马达的下降口

T1卷扬马达的泄油口 8回油油路

A1主阀的第一工作油口 B1主阀的第二工作油口

10平衡阀 11减压阀

具体实施方式

以下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”、“设置”或“连接”应做广义理解，例如，术语“连接”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”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

首先需要说明，本发明的卷扬平衡阀属于液压领域，对于该领域的技术人员而言，其实质性技术构思在于液压连接关系。相关液压元件，例如减压阀、换向阀、液压马达等均属于本领域技术人员熟知的，同时也是现有液压系统中的常用部件，因此下文对这些液压元件仅简略描述。本领域技术人员在知悉本发明的技术构思之后，也可以将油路或阀门等进行简单的置换，从而实现本发明的卷扬平衡阀的功能，这同样属于本发明的保护范围。

在本发明中，使用的方位词为基于附图所示的方位或位置关系，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；对于本发明的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。

如图2所示，本发明基础实施方式的卷扬平衡阀，包括平衡阀阀芯1、用于控制卷扬制动器2的卷扬制动阀3、梭阀4、第一油口A、第二油口B以及第三油口X，所述平衡阀阀芯1布置在所述第一油口A与所述第二油口B之间的油路上，所述梭阀4包括与所述第一油口A连接的第一进油口a、与所述第三油口X连接的第二进油口b以及与所述卷扬制动阀3的控制口Z连接的出油口c，所述卷扬制动阀3包括用于与系统低压控制油路5连接的进油口P。

为了便于理解本发明的卷扬平衡阀的技术方案，将本发明的卷扬平衡阀结合到具体的卷扬液压系统中进行说明。

相对于现有技术分别向卷扬马达7提供液压油和卷扬制动器提供控制油的方式，本发明设置卷扬制动阀3来控制卷扬制动器2的启闭，并由系统低压控制油路5向卷扬制动器2提供控制油，使得卷扬制动器2的启闭不会受到负载波动而使卷扬制动器2出现震荡启闭的现象，提升了卷扬系统的稳定性。梭阀4的第一进油口a与卷扬平衡阀的第一油口A连接，梭阀4的第二进油口b与卷扬平衡阀的第三油口X连接，梭阀4的出油口c与卷扬制动阀3的控制口Z连接，将卷扬平衡阀的第一油口A与卷扬平衡阀的第三油口X进行比较，通过梭阀4的出油口c将比较后压力较大的输出给卷扬制动阀3的控制口Z，推动卷扬制动阀3的阀芯换向，将系统低压控制油路5提供的低压控制油输出到卷扬制动器2的控制口K1，使卷扬制动器2打开，这种液压连接方式，允许卷扬制动阀3与卷扬制动器2使用刚度较低的弹簧，使卷扬制动阀3与卷扬制动器2均较低的开启压力，当负载压力较低时，也能够作用于卷扬制动阀3的控制口Z，从而将低压控制油输出到卷扬制动器2的控制口K1，使卷扬制动器2打开，使卷扬马达7转动，实现了整个卷扬系统能够在系统压力很低时正常运转，减少因保证卷扬制动器2正常打开而需要较高系统背压而造成的能源浪费。

在卷扬液压系统中，卷扬制动阀3的出油口K与控制卷扬制动器2的控制口K1相连接，当操作主卷扬操纵手柄向卷扬上升方向动作或者卷扬下放方向动作时，有液压油通过梭阀4输出到卷扬制动阀3的控制口Z，驱动卷扬制动阀3的阀芯换向，从而使卷扬制动阀3的进油口P与出油口K导通，然后系统低压控制油路5向控制卷扬制动器2的控制口K1输出低压油，使卷扬制动器2打开；当操作主卷扬操纵手柄回到中位时，即停止动作时，在弹簧力的作用下，卷扬制动阀3的回油口T与出油口K导通，卷扬制动阀3的回油口T直接与油箱连接，或者卷扬制动阀3的回油口T与回油油路8连接，对卷扬制动器2进行卸荷，卷扬制动器2闭合，对卷扬马达7形成制动。其中，卷扬制动阀3优选为两位三通换向阀，或者其它能够实现相同功能的液压阀，如两位四通换向阀，且两位四通换向阀的一个油口封堵。

在具体实施例中，卷扬平衡阀具有第一油口A、第二油口B以及第三油口X等三个油口，平衡阀阀芯1的进油口与第一油口A连接，平衡阀阀芯1的出油口与第二油口B连接，平衡阀阀芯1的先导控制口与第三油口X连接。而且，第一油口A还与主阀的第一工作油口A1连接，第三油口X还与主阀的第二工作油口B1连接，主阀的第二工作油口B1与卷扬马达7的下降口B2连接，卷扬平衡阀的第二油口B与卷扬马达7的上升口A2，将卷扬平衡阀安装在主阀与卷扬马达7之间，卷扬平衡阀中具有卷扬制动阀3，由系统低压控制油路5经由卷扬制动阀3向卷扬制动器2提供控制油，使卷扬主油路不再控制卷扬制动器的启闭，避免因负载波动而导致卷扬制动器出现震荡启闭的现象，提升卷扬系统的稳定性。

一般地，为了过滤液压油中的杂质，可以在第三油口X与平衡阀阀芯1的先导控制口之间的先导油路上设置过滤器6；平衡阀阀芯1的先导控制口与过滤器6之间设置有第一单向节流阀；平衡阀阀芯1的弹簧控制腔与第二油口B之间设置有第二单向节流阀；使平衡阀阀芯1换向能够缓慢进行，以增强卷扬马达7运行稳定性。

在本发明的卷扬液压系统中，卷扬马达7可以采用双向液压马达，卷扬马达7的上升口A2与卷扬平衡阀的第二油口B连接，卷扬马达7的下降口B2直接与主阀的第二工作油口B1，卷扬平衡阀的第一油口A与主阀的第一工作油口A1，卷扬平衡阀的第三油口X与主阀的第二工作油口B1连接，卷扬制动阀3的进油口P与系统低压控制油路5连接，卷扬制动阀3的出油口K与卷扬制动器2的控制口K1连接。当操作主卷扬操纵手柄向卷扬上升方向动作时，主阀的第一工作油口A1输出的液压油，绝大多数液压油经由平衡阀阀芯1单方向流向卷扬马达7的上升口A2，同时，小部分液压油流向梭阀4的第一进油口a，比较梭阀4的第一进油口a与其第二进油口b之间的压力，比较后压力较大的通过梭阀4的出油口c向卷扬制动阀3的控制口Z输出，驱动卷扬制动阀3阀芯换向，使卷扬制动器2打开，带动卷扬马达7转动，带动重物上升；当操作主卷扬操纵手柄向卷扬下放方向动作时，主阀的第二工作油口B1输出液压油，绝大多数液压油向卷扬马达7的下降口B2输出液压油，小部分液压油流向第三油口X，且该部分液压油分为两部分，一部分流向平衡阀阀芯1的先导控制口，驱动平衡阀阀芯1阀芯换向，使卷扬马达7的上升口A2输出的液压油经由平衡阀阀芯1流回油箱，而且，在平衡阀阀芯1通道内部设置有节流孔，能够使液压油缓慢回流，保证下放动作的稳定性，另一部分流向梭阀4的第二进油口b，比较梭阀4的第一进油口a与其第二进油口b之间的压力，比较后压力较大的通过梭阀4的出油口c向卷扬制动阀3的控制口Z输出，驱动卷扬制动阀3阀芯换向，使卷扬制动器2打开，带动卷扬马达7转动，带动重物下放。其中，主阀在液压控制系统属于常规液压元件，在本发明的技术构思下，本领域技术人员能够将主阀具体应用于本发明的卷扬液压系统中，在此不再赘述。

梭阀4的第一进油口a与其第二进油口b两端的压力差实质上与主阀的第一工作油口A1与第二工作油口B1之间的压力差有关，也就是说，当操作主卷扬操纵手柄向卷扬上升方向动作或操作主卷扬操纵手柄向卷扬下放方向动作时，主阀的第一工作油口A1与第二工作油口B1之间存在压力差，从而能够通过梭阀4的出油口c向卷扬制动阀3的控制口Z输出控制油，卷扬制动阀3与卷扬制动器2都可以使用刚度较低的弹簧，当负载压力较低时，即当主阀的第一工作油口A1、第二工作油口B1压力很低时，也能够使卷扬制动阀3换向，使低压控制油能够经卷扬制动阀3进入卷扬制动器2，从而使卷扬制动器2打开，使卷扬马达7转动，实现了整个卷扬系统能够在系统压力很低时正常运转，减少因保证卷扬制动器2正常打开而需要较高系统背压而产生的能源浪费。同时，另设系统低压控制油路5为卷扬制动器2提供低压控制油，使卷扬主油路不再直接控制卷扬制动器2的启闭，能够避免因负载波动而导致卷扬制动器2出现震荡启闭的现象，提升了卷扬系统的稳定性。

此外，可以在卷扬马达7上设有泄油口T1，卷扬马达7的泄油口T1可以与回油油路8连接，或者，卷扬马达7的泄油口T1与油箱直接连接。而且，卷扬制动阀3的回油口T也可以与回油油路8连接，或者，与油箱直接连接。

本发明提供的卷扬液压系统能够应用于起重机等起重工程机械上，使起重工程机械具有较好的工作稳定性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，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，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过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。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种卷扬平衡阀，其特征在于，包括平衡阀阀芯(1)、用于控制卷扬制动器(2)的卷扬制动阀(3)、梭阀(4)、第一油口(A)、第二油口(B)以及第三油口(X)，所述平衡阀阀芯(1)布置在所述第一油口(A)与所述第二油口(B)之间的油路上，所述梭阀(4)包括与所述第一油口(A)连接的第一进油口(a)、与所述第三油口(X)连接的第二进油口(b)以及与所述卷扬制动阀(3)的控制口(Z)连接的出油口(c)，所述卷扬制动阀(3)包括用于与系统低压控制油路(5)连接的进油口(P)。

2.根据权利要求1所述的卷扬平衡阀，其特征在于，所述卷扬制动阀(3)包括回油口(T)以及用于与所述卷扬制动器(2)的控制口(K1)连接的出油口(K)。

3.根据权利要求1所述的卷扬平衡阀，其特征在于，所述第三油口(X)与所述平衡阀阀芯(1)的先导控制口连接。

4.根据权利要求3所述的卷扬平衡阀，其特征在于，所述第三油口(X)与所述平衡阀阀芯(1)的先导控制口之间的先导油路上设置有过滤器(6)。

5.根据权利要求4所述的卷扬平衡阀，其特征在于，所述平衡阀阀芯(1)的先导控制口与所述过滤器(6)之间设置有第一单向节流阀。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的卷扬平衡阀，其特征在于，所述平衡阀阀芯(1)的弹簧控制腔与所述第二油口(B)之间设置有第二单向节流阀。

7.一种卷扬液压系统，其特征在于，包括卷扬马达(7)、主阀和根据权利要求1至6中任一项所述的卷扬平衡阀，所述主阀的第一工作油口(A1)与所述卷扬平衡阀的第一油口(A)连接，所述主阀的第二工作油口(B1)与所述卷扬平衡阀的第三油口(X)、所述卷扬马达(7)的下降口(B2)分别连接，所述卷扬马达(7)的上升口(A2)与所述卷扬平衡阀的第二油口(B)连接。

8.根据权利要求7所述的卷扬液压系统，其特征在于，所述卷扬马达(7)上设有泄油口(T1)。

9.根据权利要求8所述的卷扬液压系统，其特征在于，所述卷扬马达(7)的泄油口(T1)与回油油路(8)连接。

10.一种起重工程机械，其特征在于，包括根据权利要求7至9中任一项所述的卷扬液压系统。

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