CN1573127A - 用于控制旋转臂的方法以及控制旋转臂的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种与一流共享液压系统一起使用的摆动速度补偿装置。它安装在流共享阀的计量阀芯内，并包括附接至一弹簧抵座的一提动头。弹簧抵座容纳推压在一插塞上的一压力弹簧，所述压力弹簧，并具有一排泄孔，该排泄孔可根据弹簧抵座和提动头位置的组合来将本发明内的过大压力排出到一液压泵贮槽中。当一流共享液压系统启动或停止时，在流体流中的急涌可能会导致系统压力的峰值。本发明可在系统启动或停止时吸收该压力峰值，从而使流体流逐渐地增加或减少。

Description

用于控制旋转臂的方法以及控制旋转臂的装置
技术领域
本发明总的涉及流共享(flow sharing)液压系统，并且，更具体地说，涉及用于这种系统的摆动速度补偿。
背景技术
近代，在本技术领域中人们已经知道流共享液压系统。通常，这些系统被用来控制诸如反铲装置之类的大型旋转臂的运动。这些系统利用能可滑动地接合在一流共享阀内的一计量阀芯，以改变液压流体的路径，并从而改变旋转臂的运动。
在现有技术中很好地建立起用一计量阀芯来控制旋转臂的功能。在一流共享液压系统中，计量阀芯具有一实心的中心和多个不同横截面面积的区段。根据计量阀芯在流共享阀内的位置，液压流体流根据计量阀芯工作区段的横截面面积，成比例地供应至系统。
流共享液压系统的一个缺点是，它不管旋转臂的角度和位置如何，都提供恒定的流体流。由于这样的恒定流体流，旋转臂的速度是不平稳的，尤其是在启动或停止旋转臂的摆动运动时。旋转臂在其启动或停止时易于出现“跳跃”的摆动运动。
为了克服这样的缺点，在本技术领域中人们已知道向流共享液压系统添加一防晃阀。防晃阀根据旋转臂的角度和位置来改变流体流。不过，这种阀是一种必须建造在系统上的十分昂贵的装置。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种流共享液压系统，它能实现可根据旋转臂的角度和位置而改变的流体流。
本发明的另一目的是使这样一种系统成本经济，且无需防晃阀。
本发明的这些和其它的目的对于那些熟悉本技术领域的人们来说将是很明白的。
发明内容
本发明涉及一种用于流共享液压系统的摆动速度补偿装置。
本发明安装在流共享阀的计量阀芯内。它包括附接至一弹簧抵座的一提动头。弹簧抵座容纳一压力弹簧，所述压力弹簧推压在一插塞上，并用来将提动头保持在关闭位置。弹簧抵座还具有一排泄孔，该排泄孔可根据弹簧抵座和提动头位置的组合来将摆动速度补偿装置内的过大压力排出到一液压泵贮槽中。
当一流共享液压系统启动或停止时，在流体流中的急涌可能会导致系统压力的峰值。本发明在系统启动或停止时吸收该压力峰值，使流体流逐渐地增加或减少。结果，由装有本发明的一流共享液压系统所操纵的、诸如一旋转臂之类的装置将无“跳跃”地平稳工作。
附图简述
图1是本发明的剖视图；
图2是一流共享液压系统在计量阀芯处于中性位置时的剖视图；
图3是一流共享液压系统在计量阀芯处于中性位置时的示意图；
图4是一流共享液压系统在计量阀芯处于内侧位置时的剖视图；
图5是一流共享液压系统在计量阀芯处于内侧位置时的示意图；
图6是一流共享液压系统在计量阀芯处于外侧位置时的剖视图；
图7是一流共享液压系统在计量阀芯处于外侧位置时的示意图。
具体实施方式
请参见图1，标号10表示结合在计量阀芯12内的一摆动速度补偿组件10。计量阀芯12有一内孔14，该内孔用作摆动速度补偿组件10的一入口。摆动速度补偿组件10包括一具有一座18的提动头16、与提动头16的一内孔22流体连通的进口20、以及O形圈24。O形圈24形成提动头16与计量阀芯12的第二内孔26之间的密封。提动头16附接至包围螺旋压力弹簧30的一弹簧抵座28。弹簧抵座28在计量阀芯12的一第三内孔32内运行。弹簧抵座28具有一连接至狭槽36的一排泄孔34。根据弹簧抵座28在孔32中的位置，狭槽36可以与计量阀芯12中的排出口38流体连通或不与之连通，内孔22可以与排出口39连通或不与之连通。压力弹簧30压靠在插塞40上，所述插塞螺纹连接至计量阀芯12，并由O形圈42密封。
提动头16靠置在计量阀芯12的内孔14上。孔14内的液压流体压力(以下称为“P1”)加压在提动头16上，并用来驱动提动头16离开孔14，从如图1所示的一关闭位置到达提动头16不与孔14接触的一释放位置。当提动头16从关闭位置移动到释放位置时，P1中的一些穿过孔14并进入计量阀芯12的第二内孔26。计量阀芯12的内孔26起到一压力腔的作用，在提动头16打开时协助P1。孔26内的液压流体压力(以下称为“P2”)与P1一起工作，以快速地驱动提动头16从关闭位置到达释放位置。P2进入提动头16的进口20，并穿过提动头16的内孔22到达计量阀芯12的内孔32。
孔32内的液压流体压力(以下称为“P3”)用来抵抗P1和P2。当提动头16处于关闭位置时，P3可自由地进入排泄孔34，穿过狭槽36并通过排出口38排出计量阀芯。当P1和P2所产生的力大于P3和压力弹簧所产生的阻力时，提动头16将从关闭位置移动到释放位置。由于狭槽36，当提动头16在关闭与释放位置之间跳动时，排泄孔34保持与排出口38流体连通。一旦提动头16处于完全释放的位置，狭槽36就不再与排出口38流体连通。这就可防止P3离开计量阀芯12，并可使P3压力上升。与此同时，当提动头16处于完全释放的位置时，内孔22变为与排出口39流体连通，可使P2和P1降低。当P3和压力弹簧30所产生的力可克服P1和P2所产生的力时，提动头16就将回到关闭位置。
由于P2以及狭槽36的协助，提动头16快速地从关闭位置移动到释放位置，使P1中的峰值能立即排泄出。由于压力弹簧30，当提动头16从释放位置向关闭位置行进时，它趋向于移动得明显地慢。摆动速度补偿组件10的性能取决于特定的应用场合，并可通过压力弹簧30的特性按照需要增加或降低弹簧的刚度来改变。
容纳摆动速度补偿组件10的计量阀芯12在流共享阀44内滑动，如图2中所示。计量阀芯12通过端部46用手动调节，并且被位于端盖50内的压力弹簧48偏压。图2和3都示出了当计量阀芯12处于中性位置时的流共享阀电路。当计量阀芯12处于中性位置时，阀芯12将阻塞来自泵54的入口52的液压流体流。这样，就没有了穿过内孔14至摆动速度补偿组件10的旁通，而摆动速度补偿组件10在计量阀芯12处于中性位置的同时始终保持处于关闭位置。
当计量阀芯12被推向内侧位置(如图4和5所示)时，允许来自泵54的入口52的液压流体流过计量阀芯12，并进入压力补偿器58的入口56。压力补偿器58移动到一打开位置，使流体能流入桥部60。桥部中的压力增大，直至它能克服荷载保持止回阀62，并进入液压缸口64。流体流穿过液压缸口66从液压缸(未示出)返回。在液压缸口66处的压力再次上升，直至它能克服荷载保持止回阀68，并进入贮槽70。
当计量阀芯12被拉动至外侧位置(如图6和7所示)时，允许来自泵54的入口52的液压流体流过计量阀芯12，并进入压力补偿器58的入口56。压力补偿器58移动到一打开位置，使流体能流入桥部60。流体流与上述的、计量阀芯12处于内侧位置时的情况相似地运动，只是流体流以相反的方向运动。桥部中的压力增大，直至它能克服荷载保持止回阀68，并进入液压缸口66。流体流穿过液压缸口64从液压缸(未示出)返回。在液压缸口66处的压力再次上升，直至它能克服荷载保持止回阀62，并进入贮槽70。
当计量阀芯12处于内侧或外侧位置时可触发摆动速度补偿组件10。当计量阀芯12处于内侧或外侧位置时，流体流流过计量阀芯12并进入桥部60。在内侧或外侧位置，桥部60经由内孔14与摆动速度补偿组件10流体连通。当桥部中的压力高于摆动速度补偿的释放设定值时，摆动速度补偿组件10启动以吸收过大的压力。具体地说，桥部60中的流体穿过内孔14并有P1的作用，如图1所示。当桥部60中的压力足够高时，它将会致使提动头16(图1)从关闭位置移动到释放位置，藉此从桥部并通过排出口38和39(图1)排泄出过大的压力。
在由一采用摆动速度补偿组件10的流共享阀44控制的旋转臂的工作中，摆动速度补偿组件10将吸收系统压力的峰值，以防止旋转臂发生“跳跃”。具体地说，当计量阀芯12处于内侧或外侧位置时，急涌的液压流体将进入桥部60，致使系统压力形成峰值。该过大的压力将致使摆动速度补偿组件10打开，以通过排出口38和39排泄出过大的压力，并使之回到贮槽70。消除了该过大的压力就可使液压流体平稳地流过系统，这最终将使旋转臂无“跳跃”地平稳运动。
如果操作者突然停止装有摆动速度补偿组件10的旋转臂的运动，系统中的荷载传感释放阀72将会打开。泵54将开始减少液压流体的输出流；不过，泵54的响应要明显慢于释放阀72的响应。这样的响应滞后将在系统中产生峰值。该过大的压力将致使摆动速度补偿组件10打开，以通过排出口38和39排泄出过大的压力，并使之回到贮槽70。消除了该过大的压力就可使系统逐渐地慢下来，这最终将使旋转臂无“跳跃”地平稳地停止下来。
尽管已结合了本发明的较佳实施例示出和描述了本发明，但应予理解的是，可以作出许多落入以下的权利要求书所要求的较宽范围之内的修改、替代以及添加。从上文可见，本发明至少实现了所述的全部目的。

Claims (5)

1.一种摆动速度补偿组件，它包括：
一计量阀芯，它带有一与一入口压力流体连通的入口；
在计量阀芯中的一排出口；
在计量阀芯中的一提动头，它具有密封在入口上的一关闭位置和一释放位置；
一挨着入口和提动头设置的腔室，该腔室存储入口压力以供使用，并用来将提动头从关闭位置驱动到释放位置；
在计量阀芯中接合并抵抗提动头的运动的一弹簧；以及
附接至提动头并容纳弹簧的一弹簧抵座，该弹簧抵座具有一排泄孔，该排泄孔在提动头处于释放位置时与排出口部分地流体连通。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，弹簧抵座具有一狭槽，该狭槽连接至在提动头处于关闭位置时与排出口部分地流体连通的排泄孔。
3.一种用于控制液压流体的计量阀芯，它具有一个中性位置和至少一个工作位置，该计量阀芯包括：
具有一内孔的一本体；
本体中的一入口，该入口连接至内孔，并在计量阀芯不处于中性位置时与一入口压力流体连通；
本体中的一排出口，该排出口连接至内孔；
在内孔中的一提动头，它具有密封在入口上的一关闭位置和一释放位置；
一挨着入口和提动头设置的腔室，该腔室存储入口压力以供使用，并用来将提动头从关闭位置驱动到释放位置；
在计量阀芯中接合并抵抗提动头的运动的一弹簧；以及
附接至提动头并容纳弹簧的一弹簧抵座，该弹簧抵座具有一排泄孔，该排泄孔在提动头处于释放位置时与排出口部分地流体连通。
4.一种通过一流共享液压系统控制一旋转臂的方案，该方法包括：
将旋转臂放置在一平台上；
将一液压缸连接至旋转臂；
将一流共享阀连接至液压缸；
将一计量阀芯连接至流共享阀，该计量阀芯具有一中性位置和至少一个工作位置；
将液压泵连接至流共享阀；
使计量阀芯从中性位置进入到工作位置，从而使液压压力从泵流至流共享阀；
通过计量阀芯中的一摆动速度补偿组件将流共享液压系统中的过大压力排泄出，从而保持恒定的液压压力，并防止液压压力中产生峰值；
将液压压力引导至液压缸，从而驱动液压缸并移动旋转臂的位置；
在旋转臂的运动中以恒定的加速度增加速度，直至旋转臂到达一所要的位置；以及
使计量阀芯从工作位置进入到中性位置，从而停止液压流的流动并减慢旋转臂至停止。
5.一种通过一流共享液压系统控制一旋转臂的方案，该方法包括：
将旋转臂放置在一平台上；
将一液压缸连接至旋转臂；
将一流共享阀连接至液压缸；
将一计量阀芯连接至流共享阀，该计量阀芯具有一中性位置和至少一个工作位置；
将液压泵连接至流共享阀；
开动液压泵以在系统中产生压力；
使计量阀芯从中性位置进入到工作位置，从而使液压压力从泵流至流共享阀；
通过计量阀芯中的一摆动速度补偿组件将流共享液压系统中的过大压力排泄出，从而保持恒定的液压压力，并防止液压压力中产生峰值；
将液压压力引导至液压缸，从而驱动液压缸并移动旋转臂的位置；
在旋转臂的运动中以恒定的加速度增加速度，直至旋转臂到达一所要的位置；
打开流共享阀中的一止回阀，从而停止液压压力进入液压缸的流动并突然地停止旋转臂的运动；以及
通过计量阀芯中的一摆动速度补偿组件将流共享液压系统中的过大压力排泄出，从而保持恒定的液压压力，并防止液压压力中产生峰值。
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