CN1173219A - 防止液压执行机构反转的装置 - Google Patents

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Abstract

一种防止液压执行机构反转的装置,包括一个用于驱动惯性部件的液压执行机构;一个主阀,当该阀位于驱动位置时,压力油供给液压执行机构的第一油口和第二油口中的一个,两个油口中的另一个油口与油箱连通,当处于中间位置时,第一和第二油口被关断;一个安全阀,用于当第一油口或第二油口侧的压力高于一个设定的压力时,能使第一油口或第二油口中的压力油流回油箱;一个吸入阀,用于当第一油口或第二油口侧为负压时,将压力油吸入到第一油口或第二油口;和一个反转截止阀,用于当作用于第一油口和第二油口侧的压力高于某一设定压力,并且这个设定压力又低于所述的设定的高压时,使第一油口和第二油口侧分别与油箱连通。

Description

防止液压执行机 构反转的装置
本发明涉及一种防止驱动惯性元件(具有很大惯性的物体)的液压马达反转的装置，例如用于回转挖掘机上部回转部件的回转液压马达或用于回转悬臂或吊杆的液压缸反转的装置。
当用于驱动惯性部件的液压马达停止运转时，与液压第一主回路和第二主回路相连接的液压马达的第一和第二两个通油口由截止阀关断。然而，在这种情况下，由于惯性部件的惯性力使液压马达旋转，引起抽吸功能，从而在第一和第二主回路之一中产生气蚀；由于第一主回路和第二主回路通过一个安全阀相连通，从而在液压马达的抽吸作用下，使压力油从其中一个油口排出流向另一个油口，以便使液压马达顺利停止运转。
但是，当通过上述方式停止运转液压马达时，弹性能便在液压马达停止运转时储存在连接液压马达与惯性部件的传动轴内，由弹性能反向驱动液压马达，于是液压马达便通过这种过程的反复运作停下来，也就是说，这时便产生了由于回弹力而反向旋转的现象，这种现象在此称为回弹反转现象。
由于上述原因，在日本专利公开说明书No.SHO57-25570中，披露了一种通过在第一主回路和第二主回路中分别安装了反转截止阀，以便防止回弹反转现象的防止反转装置，当一个主回路中的压力超过一个预设的压力时，高压油就流向另一主回路。
根据这种防止反转的装置，由于一个主回路中的高压油仅仅排入另一主回路，所以当第一和第二主回路中的压力降低时，占用了很多时间，于是当回弹反转现象时也占用了很多时间。也就是说，直到液压马达停止运转，才使液压马达停止反转。
由上所述，事实上终止回弹反转现象占用了很多时间，也就意味着从液压马达停止运行开始到液压马达实际停止运行占用了很多时间。因此，当使用液压掘进机时，从上部回转部件的回转到开始挖掘所需时间很长，从而降低了工作效率。
因此，本发明的目的是提供一种防止液压执行机构反转的装置，当例如液压马达这样的执行机构停止运行时，使其能够在短时间间隔内终止回弹反转现象。
为达到上述目的，依据本发明的一个实施例，提供一种防止液压执行机构反转的装置，它包括：一个驱动惯性部件的液压执行机构；一个主阀，在主阀切换到驱动位置时，压力油供给液压执行机构的第一和第二油口之一，另一油口与油箱连通，当主阀处于中间位置时，第一油口和第二油口被关断；一个安全阀，用于当第一油口或第二油口侧的压力高于一个设定的高压时，使第一油口或第二油口内的压力油流回到油箱；一个吸入阀，适于当第一油口或第二油口侧为负压时，使得压力油同时吸入第一油口或第二油口；以及一个反转截止阀，适于当第一油口和第二油口侧的压力高于一个设定压力，而此设定压力又低于设定的高压时，用于使第一油口和第二油口侧分别同时与油箱连通。
根据上述结构，当液压执行机构停止运行时，由弹性能使液压执行机构产生回弹反转现象，而第一油口和第二油口侧的高压油直接流入油箱，从而使第一油口和第二油口侧的压力可以在短时间内降低，而且，回弹反转现象也可在短时间内停止。
除上述结构外，还需要配置一个延迟装置，例如用于延迟压力油流入一回路装置的节流阀，该回路装置用于通过反转截止阀使第一油口和第二油口分别与油箱连通。
而且，还可配置一个换向阀，当第一油口和第二油口侧的压力高于另一设定压力时，它能使高压油流出。
此外，还可配置第二个延迟装置，例如节流阀或节流阀为一个单向阀的组合装置，用于延迟反转截止阀从与一回路装置的连通位置到关闭位置的换向时间，该回路装置用于控制反转截止阀的接通和关断。
另外，反转截止阀还需要由第一和第二阀组成，这两个阀的连通和关断分别由第一油口和第二油口侧的压力控制。
本发明通过以下详细说明并结合本发明的实施例的附图变得更容易理解。此外，需要说明的是：附图中表明的实施例并不意味着限制本发明，而仅仅是使本发明更容易理解。
图1为本发明的一种防止液压执行机构反转的装置的第一实施例液压回路示意图；
图2为依据本发明一种防止液压执行机构反转的装置的第二实施例液压回路示意图；
图3为依据本发明一种防止液压执行机构反转的装置的第三实施例液压回路示意图；
图4为依据本发明一种防止液压执行机构反转的装置的第4实施例液压回路示意图；
图5为依据本发明一种防止液压执行机构反转的装置的第5实施例液压回路示意图；
图6为第5实施例中主要部分剖视图；
图7为依据本发明一种防止液压执行机构反转的装置的第6实施例液压回路示意图；
图8为依据本发明一种防止液压执行机构反转的装置的第7实施例液压回路示意图。
下面参照附图，详细说明依据本发明的一种防止液压执行机构反转的装置。
图1显示实施例1，该实施例具有如下结构：第一和第二主回路5和6分别与液压执行机构的第一和第二油口3和4相连，该执行机构例如液压马达2，其用于转动惯性部件1，并借助主阀9在两个主回路5和6及液压泵7的排油管路7a和油箱8之间建立连通或关断。
主阀9位于中间位置A时，排油管路7a与油箱8连通，第一和第二主回路5和6被关断；位于第1位置B时，排油管路7a与第1主回路5连通，而第2主回路6与油箱8连通；位于第二位置C时，排油管路7a与第二主回路6连通，而第一主回路5与油箱8连通。主阀9借助于操纵杆10切换到各个位置。
此外，主阀9可采用如下结构：该主阀9在中间位置时，排油管7a与另一回路关断或连通。另外，主阀9也可采用如下结构：例如在日本实用新型公开说明书NO.SHO37-112102中所披露的，第一和第二主回路5和6均与油箱8连通，在这种结构中，在主回路5和6之间可设置一个反平衡阀。也就是说，应该配置一个在驱动情况下用于执行切换操作的装置，在驱动位置时，压力油供给液压马达2的第一和第二油口3和4之一，而另一个油口与油箱8连通；处于中间位置时，第一和第二油口3、4均关断。
在第一主回路5中，连接着一个第一安全阀11和一个第一吸入阀12，使得主回路5的压力不会超过第一安全阀11的设定压力；当第一主回路5内呈负压时，油箱8内的油通过第一吸入阀12吸入，从而防止在主回路5中产生负压。
在第二主回路6中，连接着一个第二安全阀13和一个第二吸入阀14，从而使主回路6中的压力不会超过第二安全阀13的设定压力；当第二主回路6内呈负压时，油箱8内的油通过第二吸入阀14吸入，以防止在主回路6中产生负压。
反转截止阀22包括第一阀20和第二阀21。借助于弹簧27第一阀20处于关断位置D，以关断第一，第二，第三和第四个油口23、24、25、26；阀20借助于承压腔28内的压力油的压力，可切换到连通位置E，在该位置油口23和24连通，油口25和26也连通。
第二阀21借助于弹簧33处于关断位置D时，关断四个(第1-第4)油口29、30、31、32，该阀21借助于承压腔34内压力油的压力可切换到连通位置E，在该位置油口29和30连通，31和32也连通。第二阀21与第一阀20的结构大体相同。
第一阀20的第一油口23与第一主回路5相连，而且还与承压腔28连通，其第二油口24与第二阀21的第4油口32相连，第3油口25与第一排油管35连通，第4油口26与第二阀21的第二油口30连通。
第二阀21的第一油口29与第二主回路6相连，并与承压腔34相连；其第3油口31与第二排油管36相连。
依据上述的结构配置，当第一和第二主回路5和6内的压力P1和P2低于一个设定压力时，例如20公斤/厘米2，第一阀20与第二阀21处于它们的关断位置D；当压力大于该设定值时，阀20和阀21处于连通位置E。
本实施例的操作如下所述。
首先，操作主阀9推到第一位置B，使液压泵7排出的压力油通过第一主回路5供给液压马达2的第一油口3，而其第二油口4通过第二主回路6与油箱8连通，从而使液压马达2按箭头a的方向旋转。
此时，虽然阀20由于主回路5的压力P1处于接通位置E，因为主回路6的压力P2基本为零，所以第二阀21处于其关断位置，因而，第一和第二阀20和阀21没有起到反转截止阀的作用。
然后，当主阀9从上述位置换位到中间位置A时，第一和第二主回路5和6被关断，液压马达2由惯性部件1的惯性驱动并沿箭头a方向旋转，因而产生了泵汲作用。按照这样的操作使得第二主回路6的压力P2增加。然而，在巨大的惯性能的作用下，压力P2可变得高于安全阀13的设定压力，例如300公斤/厘米2，其结果使第二主回路6内的压力油通过第二安全阀13的卸压作用流入油箱8，这样惯性能就被吸收了。
这时，第二阀21处于连通位置E。但是，由于第一主回路5内的压力基本为零，所以第一和第二阀20和21没有起到反转截止阀的作用。
此后，由于液压马达2受到储存在惯性部件1和液压马达2的连接轴15内的弹性能的作用，而沿与箭头a相反的方向旋转，从而使第二主回路6内的压力P2减小，而第一主回路5内的压力P1增高。于是液压马达2通过这样反复操作最终停止。也就是说，由于液压马达停止运转而产生了回弹反转现象。
当产生回弹反转现象时，第一和第二阀20和21起到反转截止阀22的作用，从而尽快终止回弹反转现象。
以上操作将在下面加以详细说明。
如上所述，当由于液压马达2的泵汲作用使第二主回路6的压力P2增加时，第二阀21处于接通位置E，在此状态下当液压马达2由上述弹性能驱动反转时，第一主回路5的压力P1也升高。
按照这样的运作，第一阀20处于连通位置E，并且第一主回路5通过第一阀20的第一和第二油口23、24，和第二阀21的第3和第4油口32、31与第二排油管36连通，使第一主回路5内的高压油流入油箱8。另一方面，第二主回路6通过第二阀21的第一和第二油口29、30和第一阀20的第4和第3油口26、25为第一排油管35连通，使第二主回路6内的高压油流入油箱8。通过这种操作，上述的弹性能被吸收，而且回弹反转现象可以及早停止。
也就是说，由于反转截止阀22的作用，在产生回弹反转现象时，产生于第一和第二主回路5，6内的高压油流入油箱8，从而使第一和第二主回路5，6内的压力在初期阶段即降低，因而尽早终止了回弹反转现象。
此外，在上述运作期间，如果第一和第二主回路5或6内的压力低于为切换到阀20或阀21连通位置E所需的设定压力时，第一阀20或第二阀21立刻处于关断位置D，因而终止第一和第二主回路5，6内的高压油流入油箱8。
图2表示本发明的实施例2。在本实施例中，节流阀39分别设置在用于连通第一阀20的第二油口24与第二阀21的第4油口32的通路37上，和用于连通第一阀20的第4油口26和第二阀21的第二油口30的通路38上。
根据这样的配置，由于在第一和第二主回路5和6内的高压油可缓慢流向油箱8，所以主回路5，6内的压力也缓慢变化。也就是说，第一和第二阀20和21缓慢换向，因而很难产生振荡现象。
节流阀39可以只配置在排油管35和36中的一个或两个上的回路37、38之一上，或者配置在第一和第二阀20和阀21与主回路5和6之间的两个通路上，或只在其中一个通路上。
也可以说，节流阀39可配置在两个或一个部分上，通过这部分第一主回路5与油箱8连通，并且配置在一个部分上；通过这部分第二主回路6与油箱8连通。
图3表示本发明的实施例3。在该实施例中，在第一和第二排油管路35、36与油箱8之间配置一个转换阀40，该转换阀由弹簧41保持处于排油位置F，由外力，如前导压力油、电磁力、手动力等，使其处于压力油供给位置G，依此，使压力油从辅助液压泵42供给第一和第二排油管路35和36。一个安全阀43与辅助液压泵42的排油管路相连。
按照这种配置，当转换阀40换位到压力油供给位置G时，具有安全阀43的设定压力的压力油供给第一和第二排油管路35和36。当第一和第二阀20和21均处于它们的连通位置E时，从第一和第二主回路5、6流到排液管路35、36的压力油流动将变小，从而使快速终止回弹反转现象的运作不能实现。
图4表示本发明的实施例4。在该实施例中，第一和第二主回路5和6分别与敞开向液压缸50的第一腔51的第一油口3，和敞开向液压缸50的第二腔52的第二油口4相连，以使液压缸50伸长或缩回。节流阀39配置在第一和第二阀20和21内。
图5表示本发明的实施例5。在该实施例中，除实施例1的配置外，节流阀53和54分别安装在第一阀20的第一油口23与承压腔28之间的回路上，和第一油口29与承压腔34之间的回路上。这些节流阀53和54由介于第一阀20和第二阀21的阀芯外周面和阀芯孔的内周面间的环形空间形成。节流阀53和54也可由第一和第二阀20和21的阀芯或阀壳上形成的节流孔制成。
按照上述的配置，当第一和第二阀20、21从连通位置E回到关断位置D时，直到承压腔28和34内的压力油分别流向油口23和29，这两个阀才缓慢返回。从而使第一和第二阀20和21长时间地停留在连通位置E上，因此，使第一和第二主回路5、6中的高压油的流出时间延长，这样，第一和第二主回路5、6中的压力迅速降低，从而快速终止回弹反转现象。
在本实施例中配置的节流阀53和54具有结构简单、紧凑，与慢回阀相比具有成本低的特点。
图7表示本发明的实施例6。在该实施例中，除具有实施例1的结构外，还将安装有第一阀20之弹簧27的部分构成一个油腔，在油腔和第一回油管35之间设置节流阀55和单向阀56，在油腔和第二回油管36之间设置节流阀57和单向阀58。按照这种配置，当第一阀20和第二阀21从它们的连通位置E回到它们的关断位置D时，分别流向两油腔的油将延迟，因而使从接通位置E到关断位置D的切换功能也被延迟，结果使第一和第二阀20和21在其切换的连通位置E上停留很多时间。
图8表示本发明的实施例7。在该实施例中，除具有实施例1的结构外，还在承压腔28与第一油口23之间设置节流阀59和单向阀60，在承压腔34与第一油口29之间设置节流阀61和单向阀62。按照这种配置，当第一和第二阀20和21从它们的连通位置E返回到关断位置D时，压力油从承压腔28和34流向各自的油腔的时间将延迟，从而使从接通位置E至关断位置D的换向时间也延迟，结果使第一和第二阀20和21在其切换的接通位置E将停留很长时间。
此外需要注意的是，实施例2、4、5、6、7中任何一个都可与实施例3组合；另外，还可将实施例2或4与实施例5、6、7中任何一个组合。
如上所述，根据本发明防止液压执行机构反转的装置，当液压执行机构停止运行时，由弹性能引起液压执行机构产生回弹反转现象时，在第一和第二油口侧的高压油可直接流入油箱，从而使该第一和第二油口侧的压力在短时间内降低，因而回弹反转现象在短时间周期内截止。
另外，虽然本发明参照实施例作出了如上说明，但也可在本发明的主题和范围内对披露的实施例作出不同的变化、删除和增加，这对于本领域技术人员来说是不言而喻的。所以，应理解本发明不只局限于所描述的实施例，并且本发明还包括了由所附权利要求列举的元件确定的范围或其等同物的范围。

Claims (9)

1.一种防止液压执行机构反转的装置，包括：
用于驱动惯性部件的液压执行机构；
一个主阀，其转换到驱动位置时，压力油供给液压执行机构的第一油口或第二油口；另一油口与油箱连通；转换到中间位置时，所述的第一和第二油口均关断；
安全阀，适于当所说的第一油口或第二油口侧的压力高于一个设定的高压时，可使所述第一油口或第二油口内的压力油流入油箱；
吸入阀，适于当所述的第一油口或第二油口侧呈负压时，使所述的第一油口或第二油口吸入压力油；和
反转截止阀，适于当第一油口和第二油口侧的压力高于一个设定的压力，而这个压力又低于所述的设定的高压时，使所述的第一油口和第二油口侧分别与油箱连通。
2.根据权利要求1的一种防止液压执行机构反转的装置，其中：用于延迟压力油流出的第一延迟装置设置了通过所述的反转截止阀，使所述的第一油口侧和第二油口侧分别与油箱连通的管路装置。
3.根据权利要求2的一种防止液压执行机构反转的装置，其中：所述的延迟装置是节流阀。
4.根据权利要求1的一种防止液压执行机构反转的装置，其中：设置一个换向阀，用于在压力高于另一设定压力情况下，使所述的第一油口和第二油口侧的高压油流出。
5.根据权利要求2的一种防止液压执行机构反转的装置，其中：配置一个换向阀，用于在压力高于另一个设定压力情况下，使所述第一油口和第二油口侧的高压油流出。
6.根据权利要求1至5中的任一个权利要求的一种防止液压执行机构反转的装置，其中，用于延迟所述的反转截止阀从连通位置至关断位置的换向时间的第二延迟装置，设置了用于控制反转截止阀连通和关断的回路装置。
7.根据权利要求6的一种防止液压执行机构反转的装置，其中：所述的第二延迟装置为一个节流阀。
8.根据权利要求6的一种防止液压执行机构反转的装置，其中：所述第二延迟装置是节流阀和单向阀的组合结构。
9.根据权利要求1至8中的任一个权利要求的一种防止液压执行机构反转的装置，其中，所述的反转截止阀包括第一阀和第二阀，第一阀和第二阀分别依靠作用于第一油口和第二油口侧的压力进行连通和关断。
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