CN1880832A - 具有闭锁阀的压力补偿流量控制液压回路 - Google Patents

具有闭锁阀的压力补偿流量控制液压回路 Download PDF

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Abstract

公开了一种具有闭锁阀的压力补偿流量控制液压回路。该压力补偿流速控制液压回路能在工作单元处于空档位置时执行闭锁阀的功能以防止由于液压流体的泄漏而导致的工作单元下降现象，并且能在工作单元被操作时执行流量控制阀的功能。该压力补偿流速控制液压回路包括：第一和第二液压泵；吊杆缸，用于在吊杆缸的控制阀被转换时从第一液压泵向其供应液压流体；臂缸，用于在臂缸的控制阀被转换时从第二液压泵向其供应液压流体；闭锁阀，用于防止臂由于负载压力而自然地下降；辅助滑阀，用于响应于从外面施加的控制信号而转换从而释放臂缸的负载；以及流量控制阀，用于在辅助滑阀被转换时将液压流体从臂缸的小腔室向液压箱排出的流速控制为恒定。

Description

具有闭锁阀的压力补偿流量控制液压回路
相关申请的交叉参考
本申请依据美国专利法第119款要求2005年6月17日提交的韩国专利申请No.2005-52313的优先权，该韩国申请的全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及具有闭锁阀的压力补偿流量控制液压回路，其能在相同的控制信号压力下均匀地保持工作单元的操作速度，而与比如吊杆、臂之类的工作单元的负载压力无关。
更具体地，本发明涉及具有闭锁阀的压力补偿流量控制液压回路，其能执行闭锁阀的固有功能，即在工作单元处于空档位置时防止由于工作单元的液压流体泄漏所导致的工作单元自然地下降现象，以及在工作单元操作时执行流量控制阀的功能。
背景技术
图1是普通轮式挖掘机或挖土机的侧视图。
如图1所示，轮式挖土机包括由移动式马达驱动的下移动体1、上旋转(回摆)体3，其安装在下移动体上，用于绕着下移动体上的竖直轴线回转，并且具有安装在其上的操作室2、枢轴地连接到上旋转体3前侧的吊杆5、连接到吊杆5前端并由于臂缸6的操作而枢轴转动的臂7、以及连接到臂的前端并由于铲斗缸8的操作而枢轴转动的铲斗9。
挖土机通过操作工作单元(比如吊杆、臂和铲斗)来进行挖掘和装载。在此情况下，连接液压缸和流量控制阀的液压软管中的一些液压流体就会由于大质量的工作单元的重量和待装载的材料的负载而通过流量控制阀的滑阀(spool)和壳体之间的间隙泄漏出去。因此，当工作单元处于空档位置时，其自然地就由于液压流体的泄漏而下降或下落。因此，固定到重型建筑装备(比如挖土机)的液压系统包括有防止工作单元处于空档位置时由于负载而引起自然下落的闭锁阀。
图2是示出具有闭锁阀的常规液压回路的视图。
如图2所示，液压回路包括第一和第二变容量液压泵10和11；致动器(即左移动式马达15、铲斗缸16以及吊杆缸17)，连接到第一液压泵10，用于通过在控制阀12、13和14被转换时向其供应液压流体来操作；致动器(即右移动式马达21、臂缸22以及回转马达23)，连接到第二液压泵11，用于通过在控制阀18、19和20被转换时向其供应液压流体来操作；闭锁阀24，布置在臂缸的控制阀19和致动器(即臂缸)22的小腔室22a之间，用于防止工作单元由于其自身的重量而引起的负载压力而下降；以及辅助滑阀25，用于响应于从外面施加的控制信号而转换并释放致动器22的负载。
闭锁阀24可安装在吊杆缸17的流动路径中以防止吊杆下降或下落。
臂出(arm-out)操作如下这样执行。如果驾驶员操纵在附图中未示出的远程控制阀(RCV)，控制信号就应用到控制阀19的左端从而引起内滑阀向附图上右侧移动。因此，从第二液压泵11排出的液压流体就通过臂缸的控制阀19以及闭锁阀24供给到致动器22的小腔室22a，并且因而致动器就收缩以执行臂出操作。
在此情况下，根据控制阀19中滑阀的移动量来改变控制阀19的控制区域从而调节操作速度(即臂的驱动速度)。从致动器22的大腔室22b中排出的液压流体通过控制阀19排出到液压箱。
臂入(arm-in)操作如下这样执行。如果驾驶员操纵在附图中未示出的远程控制阀(RCV)，控制信号就应用到臂腔的控制阀19的右端从而引起内滑阀向附图上左侧移动，如图2所示。同时，控制信号应用于辅助滑阀25以使辅助滑阀向附图上左侧移动。
因此，从第二液压泵11排出的液压流体就通过控制阀19供给到致动器22的大腔室22b，因而致动器就扩展以执行臂入操作。在此情况下，从致动器22的小腔室22a排出的液压流体就依次通过闭锁阀24的孔口24a和反压腔室、辅助滑阀25以及控制阀19而排出到液压箱。
在此情况下，当流过致动器22的液压流体返回到液压箱时，在闭锁阀24的孔口24a中就出现压力损失，并且因而传导通过孔口24a的压力就低于传导通过孔口24a之前的压力。因此，闭锁阀24就向附图中的上方移动，因此致动器22的小腔室22a中的液压流体就通过闭锁阀24和控制阀19而排出到液压箱。
设在控制阀19中的孔口19a防止臂入操作由于负载压力而快速地执行。
根据如上所述这种具有闭锁阀的常规压力补偿流量控制液压回路，由于从致动器22排出到液压箱的液压流体的量因为臂的重量和待装载材料的负载所引起的负载压力而不均匀地变化，臂的驱动速度也剧烈地变化。因而，在执行其中臂与工作单元(比如吊杆或回转马达)一起被操纵的混合操作的情况下，难以协调臂的驱动速度和工作单元(比如吊杆或回转马达)的驱动速度，从而降低了其可使用性和操纵性。
也就是说，在其中代替重型建筑装备的标准工作单元的铲斗而安装另一可选单元(例如制动器)或者执行实际工作的情况下，负载压力会变化。例如，如果在重型建筑装备正在操作时工作单元的重量增大，那么臂缸的小腔室中的压力和吊杆缸的大腔室中的压力就会增大。
供给到致动器的油的流速如下。
流速Q＝Cd×A×(ΔP)
其中，Q表示流速，Cd表示流量系数，A表示控制阀的滑阀的孔口面积，ΔP表示孔口面积中输入压力和输出压力之间的压力差。
根据上述等式，即使相同的控制信号施加于控制阀，ΔP是可变的，因此工作单元的操作速度(即臂的驱动速度)就发生变化。
发明内容
因此，本发明正是开发来解决现有技术中的上述问题，并且本发明的一个目标是提供一种具有闭锁阀的压力补偿流速控制液压回路，其能在工作单元处于空档位置时执行闭锁阀的功能以防止由于液压流体的泄漏而导致的工作单元下降现象，并且能在工作单元被操作时执行流量控制阀的功能。
本发明的另一目标是提供一种具有闭锁阀的压力补偿流速控制液压回路，其能在相同的控制信号压力下维持均匀的操作速度，而不管致动器的负载压力，从而易于操纵重型建筑装备。
本发明的再一目标是提供一种具有闭锁阀的压力补偿流速控制液压回路，其能用紧凑的部件来简化，并且因而能降低其制造成本。
为了实现这些目标，提供了一种具有闭锁阀的压力补偿流量控制液压回路，包括：第一和第二液压泵；连接到第一液压泵的吊杆缸，用于在吊杆缸的控制阀被转换时从第一液压泵向其供应液压流体；连接到第二液压泵的臂缸，用于在臂缸的控制阀被转换时从第二液压泵向其供应液压流体；闭锁阀，其布置在臂缸的控制阀和臂缸之间的流动路径以及吊杆缸的控制阀和吊杆缸之间的流动路径中的任何一个上，用于防止臂由于负载压力而自然地下降；布置在闭锁阀的下游侧的辅助滑阀，用于响应从外部施加的控制信号而转换，从而释放臂缸的负载；以及流量控制阀，其插入在闭锁阀的上游管线和辅助滑阀的下游管线之间，用于在辅助滑阀被转换时将液压流体从臂缸的小腔室向液压箱排出的流速控制为恒定。
流量控制阀可包括：具有孔口的第一腔室，用于在液压流体流过闭锁阀的流速增大从而导致压力增大时减小流量控制阀的孔口面积；以及第二腔室，用于在液压流体流过闭锁阀的流速降低从而导致压力减小时增大流量控制阀的孔口面积。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，本发明的以上和其它目标、特点和优点将会更加明显，在附图中：
图1是普通轮式挖掘机或挖土机的侧视图；
图2是示出具有闭锁阀的常规液压回路的视图。
图3是示出根据本发明具有闭锁阀的液压回路的视图。
具体实施方式
以下，将结合附图描述本发明的优选实施例。描述中限定的情况，比如具体的构造和元件，仅仅是提供来帮助本领域的普通技术人员全面理解本发明的具体细节，因此本发明并不限于此。
参考图3，现在将解释本发明的优选实施例。
如图3所示，根据本发明具有闭锁阀的压力补偿液压回路包括：第一和第二变容量液压泵10和11；移动式马达15、铲斗缸16以及吊杆缸17，它们分别连接到第一变容量液压泵10并且在控制阀12、13和14响应于从外面施加的控制信号而被转换时从第一液压泵10向它们供应液压流体；移动式马达21、臂缸22以及回转马达23，它们分别连接到第二变容量液压泵11并且在控制阀12、13和14响应从外面施加的控制信号而被转换时从第二液压泵11向它们供应液压流体；闭锁阀24，其插入在臂缸的控制阀19和臂缸22的小腔室22a之间，用于防止臂由于施加到臂缸22的负载压力以及工作单元的重量而自然地下降；辅助滑阀25，其布置在闭锁阀24的下游侧，用于响应于从外面施加的控制信号而转换并释放臂缸的负载(即闭锁阀的止回阀功能被释放)；以及流量控制阀26，其插入在闭锁阀24的上游管线和辅助滑阀25的下游管线之间，用于在辅助滑阀25响应于所施加的控制信号而转换时将液压流体从臂缸22的小腔室22a向液压箱排出的流速控制为恒定。
流量控制阀26包括：第一腔室28，用于在液压流体流过闭锁阀24的流速增大从而导致压力增大时减小具有孔口的流量控制阀26的孔口面积；以及第二腔室27，用于在液压流体流过闭锁阀24的流速降低从而导致压力减小时增大流量控制阀26的孔口面积。
闭锁阀24可安装在吊杆缸17中以防止吊杆被降低。
在本发明的以下描述中，相同的附图标记用来表示与图2所示常规回路基本上相同的部件。
现在结合图3详细地描述根据本发明具有闭锁阀的液压回路的例子。
现在描述没有施加控制信号并且因而工作单元处于空档位置时的情况。
如图3所示，当作用在臂缸22的小腔室22a上的负载压力施加于闭锁阀24的反压腔室22a时，由于闭锁阀24的横截面差，闭锁阀24被维持在封闭状态，并且辅助滑阀25也被维持在堵塞状态，如图3所示。于是，就防止了液压流体从臂缸22的小腔室22a排出到液压腔室。
因此，就防止了由于臂的重量和待装载材料的负载所引起的负载压力导致臂的自然下降。
现在描述施加控制信号并且因而操作工作单元时的情况。
如图3所示，当控制信号从外面施加于臂缸的控制阀19的右端时，内滑阀向附图上左侧移动。同时，由于控制信号施加于辅助滑阀25的右端，辅助滑阀25就向附图上左侧移动。于是，从第二液压泵11排出的液压流体就通过控制阀19供应到臂缸22的大腔室22b。在此情况下，从臂腔22的小腔室22a排出的液压流体通过闭锁阀24排出到液压箱。
如果流过闭锁阀24的液压流体的流速增大从而导致压力增大，那么增大的压力就作为沿着信号线的信号施加于流量控制阀26的右端，因此流量控制阀26向附图上的左侧移动。由于流量控制阀26的滑阀的孔口面积由设在第一腔室28中的孔口29减小，闭锁阀24的反压腔室中的压力就增大。于是，闭锁阀24在封闭方向(即附图中向下)上移动，因此经过闭锁阀24的液压流体的流速就降低。
相反，如果流过闭锁阀24的液压流体的流速降低从而导致压力降低，那么流量控制阀26就被降低的压力向附图中示出的第二腔室27移动。由于流量控制阀26的滑阀的孔口面积增大，闭锁阀24的反压腔室中的压力就降低。于是，闭锁阀24在打开方向(即附图中向上)上移动，因此经过闭锁阀24的液压流体的流速就增大。
因此，在执行臂缸22的臂入操作时，从臂缸的小腔室22a排出并流过闭锁阀的液压流体能以恒定的流速进行控制，而不管臂缸22中出现的负载压力。具体地，从臂缸22排出到液压箱的液压流体的流速能根据施加于臂缸22的控制阀19的控制信号进行控制，而不管臂缸22中出现的负载压力。
如上所述，根据本发明具有闭锁阀的压力补偿流速控制液压回路具有以下优点。
压力补偿流速控制液压回路能在工作单元处于空档位置时执行闭锁阀的功能以防止由于液压流体的泄漏而导致的工作单元下降现象，并且能在工作单元被操作时执行流量控制阀的功能。
而且，压力补偿流速控制液压回路能在相同的控制压力下维持均匀的操作速度，而不管致动器的负载压力，从而易于操纵重型建筑装备。
此外，压力补偿流速控制液压回路能用紧凑的部件来简化，并且因而能降低其制造成本。
尽管为了举例的目的已经描述了本发明的优选实施例，但是本领域的熟练人员将理解到，在不偏离如所附权利要求所公开的本发明范围和精神的前提下，可以有各种变型、增加和替代。

Claims (2)

1.一种具有闭锁阀的压力补偿流量控制液压回路，包括：
第一和第二液压泵；
连接到第一液压泵的吊杆缸，用于在吊杆缸的控制阀被转换时从第一液压泵向其供应液压流体；
连接到第二液压泵的臂缸，用于在臂缸的控制阀被转换时从第二液压泵向其供应液压流体；
闭锁阀，其布置在臂缸的控制阀和臂缸之间的流动路径以及吊杆缸的控制阀和吊杆缸之间的流动路径中的任何一个上，用于防止臂由于负载压力而自然地下降；
布置在闭锁阀的下游侧的辅助滑阀，用于响应从外部施加的控制信号而转换，从而释放臂缸的负载；以及
流量控制阀，其插入在闭锁阀的上游管线和辅助滑阀的下游管线之间，用于在辅助滑阀被转换时将液压流体从臂缸的小腔室向液压箱排出的流速控制为恒定。
2.如权利要求1所述的压力补偿流量控制液压回路，其中流量控制阀包括：
具有孔口的第一腔室，用于在液压流体流过闭锁阀的流速增大从而导致压力增大时减小流量控制阀的孔口面积；以及
第二腔室，用于在液压流体流过闭锁阀的流速降低从而导致压力减小时增大流量控制阀的孔口面积。
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