CN117108571A - 一种负载失速自锁液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负载失速自锁液压系统，包括油箱，闭式液压泵送装置和闭式液压执行装置，闭式液压执行装置由闭式液压泵送装置驱动，并形成闭式液压回路；平衡阀，安装于闭式液压执行装置的出油口和闭式液压泵送装置的进油口之间；第一换向阀，第一换向阀的第一油口与平衡阀的先导油口连通，并可操作地配置成控制平衡阀的工作状态，以控制闭式液压执行装置的排油口的通断，从而改变闭式液压执行装置的工作状态。本发明通过第一换向阀为平衡阀的先导油口提供或排出加压流体，以改变平衡阀的工作状态，从而对闭式液压执行装置进行调速或使闭式液压执行装置停止转动，防止负载坠落而损坏或损害工作人员身体健康。

Description

一种负载失速自锁液压系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种负载失速自锁液压系统。

背景技术

工程机械起重运输机械中，常采用液压作为动力，为防止负载下降是出现超速现象，在负载失速自锁液压系统中通过调节平衡阀的阀芯的开度控制负载的下降速度。

负载的质量较大时，若平衡阀的阀芯开度调整不及时或调整量较小时，可能造成负载下降速度越来越快，甚至有失速跌落，失速跌落可能会造成负载被损坏或砸伤工作人员。

因此，亟需一种能够能够防止负载失速下落的负载失速自锁液压系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种负载失速自锁液压系统，其解决了负载下降过程中，平衡阀不能及时调节负载下降速度而造成失速跌落的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种负载失速自锁液压系统，包括油箱，还包括：

闭式液压泵送装置和闭式液压执行装置，所述闭式液压执行装置由所述闭式液压泵送装置驱动，并形成闭式液压回路；

平衡阀，安装于所述闭式液压执行装置的出油口和所述闭式液压泵送装置的进油口之间；

第一换向阀，所述第一换向阀的第一油口与所述平衡阀的先导油口连通，并可操作地配置成控制所述平衡阀的工作状态，以控制所述闭式液压执行装置的排油口的通断，从而改变所述闭式液压执行装置的工作状态。

优选地，所述平衡阀包括第一状态和第二状态两种状态；

所述平衡阀处于第一状态时，所述闭式液压泵送装置能够通过所述平衡阀为所述闭式液压执行装置提供加压流体；

所述平衡阀处于第二状态时，所述闭式液压执行装置排出的流体能够经过所述平衡阀流回所述闭式液压泵送装置。

优选地，还包括第一液压泵送装置；

所述第一液压泵送装置通过所述第一换向阀为所述平衡阀的先导油口提供加压流体。

优选地，所述第一换向阀具有第一工作位置和第二工作位置；

所述第一换向阀处于第一工作位置时，使所述平衡阀处于第二状态，所述第一液压泵送装置通过所述第一换向阀的第一工作位置为所述平衡阀的先导油口提供受控流体；

所述第一换向阀处于第二工作位置时，使所述平衡阀处于第一状态，所述闭式液压执行装置停止工作。

优选地，所述第一换向阀为液控换向阀，所述第一换向阀的先导油口与所述闭式液压回路连通，且所述第一换向阀的先导油口与所述闭式液压回路的连通点和所述平衡阀分别置于所述闭式液压执行装置的进油口和排油口两侧；

在先导油的压力作用下，所述第一换向阀处于第一工作位置。

优选地，还包括电磁比例阀，所述电磁比例阀安装于所述第一液压泵送装置与所述第一换向阀之间，所述电磁比例阀具有第三工作位置；

所述电磁比例阀处于第三工作位置时，所述第一液压泵送装置通过电磁比例阀的第三工作位置和第一换向阀的第一工作位置为所述平衡阀的先导油口提供受控流体。

优选地，还包括用于对所述闭式液压执行装置进行制动的制动执行机构，所述第一液压泵送装置为所述制动执行机构提供加压流体，使所述制动执行机构通过改变行程以对所述闭式液压执行装置进行制动。

优选地，还包括第四换向阀，所述第四换向阀安装于所述第一液压泵送装置和所述制动执行机构之间，所述第一液压泵送装置通过所述第四换向阀选择性地为所述制动执行机构提供受控流体。

优选地，还包括第三换向阀，所述第三换向阀的一个油口与所述油箱连通，另一个油口与所述平衡阀的先导油口连通；

所述第三换向阀具有第三状态和第四状态两种状态；

所述第三换向阀处于第三状态时，所述平衡阀的先导油口与所述油箱不连通；

所述第三换向阀处于第四状态时，所述平衡阀的先导油口内的加压流体经所述第三换向阀流回所述油箱，使所述平衡阀处于第一状态。

优选地，所述负载失速自锁液压系统设置在套管下放装置中。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过第一换向阀为平衡阀的先导油口提供或排出加压流体，以改变平衡阀的工作状态，从而对闭式液压执行装置进行调速或使闭式液压执行装置停止转动，防止负载坠落而损坏或损害工作人员身体健康。

(2)本发明通过第三换向阀能够直接将平衡阀的先导油口内的流体排出，在其他液压元器件损坏时，可通过第三换向阀改变平衡阀的状态，从而改变闭式液压执行装置的运行状态。

附图说明

图1为本发明的负载失速自锁液压系统的整体结构示意图；

图2为本发明的负载失速自锁液压系统的部分结构示意图。

【附图标记说明】

1：闭式液压泵送装置；2：第一液压泵送装置；3：闭式液压执行装置；4：第三换向阀；5：第一换向阀；6：电磁比例阀；7：第四换向阀；8：制动执行机构；9：平衡阀。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

图1是根据本发明的负载失速自锁液压系统的一个实例的示意图。该负载失速自锁液压系统可以是应用于套管下放装置的负载失速自锁液压系统，但是本发明并不局限于此，相反，该负载失速自锁液压系统也可以应用于任何需要对失速的液压执行装置进行控制的液压系统中。

一种负载失速自锁液压系统，包括油箱，还包括：闭式液压泵送装置1和闭式液压执行装置3，闭式液压执行装置3由闭式液压泵送装置1驱动，并形成闭式液压回路。平衡阀9，安装于闭式液压执行装置3的出油口和闭式液压泵送装置1的进油口之间，其中，平衡阀9为液控平衡阀。第一换向阀5，第一换向阀5的第一油口与平衡阀9的先导油口连通，并可操作地配置成控制平衡阀9的工作状态，以控制闭式液压执行装置3的排油口的通断，从而改变闭式液压执行装置3的工作状态。

具体地，闭式液压泵送装置1为电机驱动的闭式变量液压泵，闭式液压执行装置3为闭式变量液压马达。套管下放装置中，定义闭式液压马达泵送装置1正转时，闭式液压泵送装置1为闭式液压执行装置3提供加压流体，流体经平衡阀9流回闭式液压马达，此时是套管下放装置的卷扬机带动套管下放，闭式液压执行装置3驱动卷扬机转动。定义闭式液压马达泵送装置1反转时，闭式液压泵送装置1通过平衡阀9为闭式液压执行装置3提供加压流体，此时是套管下放装置的卷扬机上提过程。由于管道的质量较大，对于套管载下放过程中，平衡阀9的阀芯的开度不能及时调整时，可能造成套管下降的速度越来越快，如不能够及时控制套管的速度，则易使套管损坏或砸伤工作人员。因此本实施例中的平衡阀9安装于套管下降过程中的，闭式液压执行装置3的出油口。

矿井上所使用的套管，其直径可达1000～1100mm，重量可达600～650T，对于这种尺寸大，重量大的套管，在下放过程中，其速度可能会失去控制，导致套管急速下降、坠落，而损坏套管或其他的物品或工作人员。

第一换向阀5可选择性地为平衡阀9的先导油口提供加压流体或排出加压流体，第一换向阀5为平衡阀9的先导油口提供加压流体时，平衡阀9对闭式液压执行装置3输出的流体的量进行调节，从而对闭式液压执行装置3的转速进行控制。第一换向阀5排油平衡阀9的先导油口内的加压流体时，平衡阀9阻止闭式液压执行装置3输出流体，闭式液压执行装置3停止转动。

本发明通过第一换向阀5为平衡阀9的先导油口提供或排出加压流体，以改变平衡阀9的工作状态，从而对闭式液压执行装置3进行调速或使闭式液压执行装置3停止转动，防止负载坠落而损坏或损害工作人员身体健康。

如图1和2所示，其中，平衡阀9包括第一状态和第二状态两种状态；平衡阀9处于第一状态时，闭式液压泵送装置1能够通过平衡阀9为闭式液压执行装置3提供加压流体，但闭式液压执行装置3排出的油不能经平衡阀9回闭式液压泵送装置1。平衡阀9处于第二状态时，闭式液压执行装置3排出的流体能够经过平衡阀9流回闭式液压泵送装置1。

如图1和2所示，负载失速自锁液压系统还包括第一液压泵送装置2，第一液压泵送装置2通过第一换向阀5为平衡阀9的先导油口提供受控流体。第一液压泵送装置2为液压泵。

如图1所示，第一换向阀5具有第一工作位置和第二工作位置；第一换向阀5处于第一工作位置时，使平衡阀9处于第二状态，第一液压泵送装置2通过第一换向阀5的第一工作位置为平衡阀9的先导油口提供受控流体；第一换向阀5处于第二工作位置时，使平衡阀9处于第一状态，闭式液压执行装置3停止工作。

如图1所示，第一换向阀5为液控换向阀，第一换向阀5的先导油口与闭式液压回路连通，且第一换向阀5的先导油口与闭式液压回路的连通点和平衡阀9分别置于闭式液压执行装置3的进油口和排油口两侧。第一换向阀5的初始状态为第二工作位置，在先导油的作用下，第一换向阀5处于第一工作位置。

其中，套管下放过程中，闭式液压泵送装置1向闭式液压执行装置3提供加压流体，再经平衡阀9流回闭式液压泵送装置1。则，套管下放过程中，闭式液压泵送装置1的进油口端的压力高于出油口端的压力，即第一换向阀5的先导油口与闭式液压回路的连通点的压力高于闭式液压泵送装置1的出油口的压力。套管下降时，第一换向阀5处于第一工作位置，第一液压泵送装置2通过第一换向阀5的第一工作位置为先导油口提供流体，使平衡阀9处于第二工作状态，改变提供为平衡阀9的先导油口的流量，从而改变平衡阀9的阀芯的开度，以调节闭式液压执行装置3的转速。套管下降过程中，如套管下降的速度失去控制，则闭式液压执行装置3的转速增大，闭式液压执行装置3的进油口的压力迅速降低，使第一换向阀5的先导油口的压力降低，在失去先导油的作用下，第一换向阀5由第一工作位置换为第二工作位置，平衡阀9内的先导油流回油箱或进入闭式液压执行装置3中，平衡阀9由第二工作状态换为第一工作状态，闭式液压执行装置3内的油不能够排出，闭式液压执行装置3停止转动，从而使套管停止下降，是套管的速度得以控制。

如图1和2所示，负载失速自锁液压系统还包括电磁比例阀6，电磁比例阀6安装于第一液压泵送装置2与第一换向阀5之间，电磁比例阀6具有第三工作位置。电磁比例阀6处于第三工作位置时，第一液压泵送装置2通过电磁比例阀6的第三工作位置和第一换向阀5的第一工作位置为平衡阀9的先导油口提供加压流体。本实施例中，第一液压泵送装置2通过电磁比例阀6和第一换向阀5为平衡阀9的先导油口提供加压流体，电磁比例阀6的阀芯开度改变时，输送至平衡阀9的先导油口内的流体的流量发生改变，从而对平衡阀9的开度进行调节，以调节闭式液压执行装置3的出油口的流量，进而调节闭式液压执行装置3的转速。

如图1所示，负载失速自锁液压系统还包括第三换向阀4，第三换向阀4的一个油口与油箱连通，另一个油口与平衡阀9的先导油口连通；第三换向阀4具有第三状态和第四状态两种状态；第三换向阀4处于第三状态时，平衡阀9的先导油口与油箱不连通；第三换向阀4处于第四状态时，平衡阀9的先导油口内的加压流体经第三换向阀4流回油箱，使平衡阀9处于第一状态。通过第三换向阀4能够直接将平衡阀9的先导油口内的流体排出，在其他液压元器件损坏时，可通过第三换向阀4改变平衡阀9的状态，从而改变闭式液压执行装置3的运行状态。

本实施例中，第三换向阀4为手动两位两通换向阀，其主要用于别的不能够使用或因突发状况需紧急停止工作情况下的紧急制动。

如图1所示，负载失速自锁液压系统还包括用于对闭式液压执行装置3进行制动的制动执行机构8和第四换向阀7，第一液压泵送装置2为制动执行机构8提供加压流体，使制动执行机构8改变行程以对闭式液压执行装置3进行制动。第四换向阀7安装于第一液压泵送装置2和制动执行机构8之间，第一液压泵送装置2通过第四换向阀7选择性地为制动执行机构8提供受控流体。

其中，制动执行机构8为油缸，制动执行机构8的无杆腔内安装有弹簧。

具体地，第四换向阀7为两位三通电磁换向阀，第四换向阀7的第一个油口与第一液压泵送装置2连通，第二个油口与油箱连通，第三个油口与制动执行机构8的有杆腔连通。第四换向阀7具有制动工作位置和等待工作位置，第四换向阀7处于等待工作位置时，第一液压泵送装置2使流体通过第四换向阀7进入制动执行机构8的有杆腔内，制动执行机构8的活塞压缩弹簧，活塞杆远离闭式液压执行装置3。第四换向阀7处于制动工作位置时，制动执行机构8的有杆腔内的流体经第四换向阀7流回油箱，在弹簧的作用下，制动执行机构8的活塞杆伸长，并对闭式液压执行装置3的动力输出端进行制动。

本发明工作时，闭式液压马达泵送装置1正转时，闭式液压泵送装置1为闭式液压执行装置3提供加压流体，流体经平衡阀9流回闭式液压马达，此时是套管下放装置的卷扬机带动套管下放。套管下放过程中，第一液压泵送装置2通过电磁比例阀6和第一换向阀5的第一工作位置向平衡阀9的先导油口提供加压流体，使平衡阀9处于第二状态，调整电磁比例阀6的开度，以调整进入平衡阀9的先导油口内的流体的流量，从而调节平衡阀9的阀芯的开度，以控制闭式液压执行装置3的出油口的流出量，进而对闭式液压执行装置3的转速进行调节，以调整套管的下放速度。

当套管下放时的突然速度过快而失去控制时，由于套管下放过快，则闭式液压执行装置3转速突然增大，闭式液压执行装置3的进油口的压力迅速降低，使第一换向阀5的先导油口的压力降低，在失去先导油的作用下，第一换向阀5由第一工作位置换为第二工作位置，平衡阀9内的先导油流回油箱或进入闭式液压执行装置3中，平衡阀9由第二工作状态换为第一工作状态，闭式液压执行装置3内的流体不能够排出，闭式液压执行装置3停止转动，从而使套管停止下降，是套管的速度得以控制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种负载失速自锁液压系统，包括油箱，其特征在于，还包括：

闭式液压泵送装置(1)和闭式液压执行装置(3)，所述闭式液压执行装置(3)由所述闭式液压泵送装置(1)驱动，并形成闭式液压回路；

平衡阀(9)，安装于所述闭式液压执行装置(3)的出油口和所述闭式液压泵送装置(1)的进油口之间；

第一换向阀(5)，所述第一换向阀(5)的第一油口与所述平衡阀(9)的先导油口连通，并可操作地配置成控制所述平衡阀(9)的工作状态，以控制所述闭式液压执行装置(3)的排油口的通断，从而改变所述闭式液压执行装置(3)的工作状态。

2.如权利要求1所述的负载失速自锁液压系统，其特征在于，所述平衡阀(9)包括第一状态和第二状态两种状态；

所述平衡阀(9)处于第一状态时，所述闭式液压泵送装置(1)能够通过所述平衡阀(9)为所述闭式液压执行装置(3)提供加压流体；

所述平衡阀(9)处于第二状态时，所述闭式液压执行装置(3)排出的流体能够经过所述平衡阀(9)流回所述闭式液压泵送装置(1)。

3.如权利要求1所述负载失速自锁液压系统，其特征在于，还包括第一液压泵送装置(2)；

所述第一液压泵送装置(2)通过所述第一换向阀(5)为所述平衡阀(9)的先导油口提供加压流体。

4.如权利要求3所述的负载失速自锁液压系统，其特证在于，所述第一换向阀(5)具有第一工作位置和第二工作位置；

所述第一换向阀(5)处于第一工作位置时，使所述平衡阀(9)处于第二状态，所述第一液压泵送装置(2)通过所述第一换向阀(5)的第一工作位置为所述平衡阀(9)的先导油口提供受控流体；

所述第一换向阀(5)处于第二工作位置时，使所述平衡阀(9)处于第一状态，所述闭式液压执行装置(3)停止工作。

5.如权利要求4所述的负载失速自锁液压系统，其特征在于，所述第一换向阀(5)为液控换向阀，所述第一换向阀(5)的先导油口与所述闭式液压回路连通，且所述第一换向阀(5)的先导油口与所述闭式液压回路的连通点和所述平衡阀(9)分别置于所述闭式液压执行装置(3)的进油口和排油口两侧；

在先导油的压力作用下，所述第一换向阀(5)处于第一工作位置。

6.如权利要求3所述的负载失速自锁液压系统，其特征在于，还包括电磁比例阀(6)，所述电磁比例阀(6)安装于所述第一液压泵送装置(2)与所述第一换向阀(5)之间，所述电磁比例阀(6)具有第三工作位置；

所述电磁比例阀(6)处于第三工作位置时，所述第一液压泵送装置(2)通过电磁比例阀(6)的第三工作位置和第一换向阀(5)的第一工作位置为所述平衡阀(9)的先导油口提供受控流体。

7.如权利要求3所述的负载失速自锁液压系统，其特征在于，还包括用于对所述闭式液压执行装置(3)进行制动的制动执行机构(8)，所述第一液压泵送装置(2)为所述制动执行机构(8)提供加压流体，使所述制动执行机构(8)通过改变行程以对所述闭式液压执行装置(3)进行制动。

8.如权利要求7所述的负载失速自锁液压系统，其特征在于，还包括第四换向阀(7)，所述第四换向阀(7)安装于所述第一液压泵送装置(2)和所述制动执行机构(8)之间，所述第一液压泵送装置(2)通过所述第四换向阀(7)选择性地为所述制动执行机构(8)提供受控流体。

9.如权利要求1所述的负载失速自锁液压系统，其特征在于，还包括第三换向阀(4)，所述第三换向阀(4)的一个油口与所述油箱连通，另一个油口与所述平衡阀(9)的先导油口连通；

所述第三换向阀(4)具有第三状态和第四状态两种状态；

所述第三换向阀(4)处于第三状态时，所述平衡阀(9)的先导油口与所述油箱不连通；

所述第三换向阀(4)处于第四状态时，所述平衡阀(9)的先导油口内的加压流体经所述第三换向阀(4)流回所述油箱，使所述平衡阀(9)处于第一状态。

10.如权利要求1～9任意一项所述的负载失速自锁液压系统，其特征在于，所述负载失速自锁液压系统设置在套管下放装置中。