CN201250815Y - 适用于旋挖钻机的双向过载补油阀 - Google Patents

Abstract

一种适用于旋挖钻机的双向过载补油阀，所述双向过载补油阀是由以桥式连接的方式结合在一起的四个单向阀和一个主溢流阀构成，所述主溢流阀的进油口与第一单向阀和第四单向阀的输出端的并联交汇处相连通，且该并联交汇处通过管路与压力传感器相连接；该主溢流阀的出油口与第二单向阀和第三单向阀的输入端的并联交汇处相连通，且该并联交汇处通过回油管与液压油箱相连通；其中，第一单向阀与第二单向阀的串联交汇处通过连接管路分别与双向液压变量马达的一个管口和主操纵阀总成的一个控制管口相连通；第三单向阀与第四单向阀的串联交汇处通过连接管路分别与双向液压变量马达的另一个管口和主操纵阀总成的另一个控制管口相连通。

Description

适用于旋挖钻机的双向过载补油阀

技术领域

本实用新型涉及一种过载补油阀，特别涉及一种适用于旋挖钻机的双向过载补油阀。

背景技术

在工程机械中，大量采用液压系统来实现它们的工作功能。例如桩工机械行业的旋挖钻机所采用液压系统中，用双向液压变量马达10来作为驱动钻杆转动的动力装置。其结构如图1所示，其中主操纵阀总成4由主操纵阀5、卸荷溢流阀6-1、卸荷溢流阀6-2组成。从双向液压变量马达10壳体泄露出来的油液，从T2处的泄油回油管11回到油箱1。

其工作原理如下：当主操纵阀5处于图示左侧位置，液压泵3吸油后，经A4—A1—A，流向双向液压变量马达10的进油口A，此时双向液压变量马达10为正转，即旋挖钻机钻杆向下钻挖取土工作状态。压力油驱动了双向液压变量马达10转动后，从B口流出回油。回油路线为：B—B1—B4，再从主操纵阀的节流回油腔流出主操纵阀5，经回油过滤器15，流回油箱1。

当主操纵阀5处于图示右侧位置，液压泵3吸油后，经B4—B1—B，流向进油口B，此时双向液压变量马达10为反转，即旋挖钻机钻杆停止转动挖土，使钻斗斗齿脱离作业面，且随即停止转动，直线提升钻斗出桩孔；或提升出钻斗在卸土位置反转卸土的工作状态。

当主操纵阀5处于图示中间位置，整个液压系统处于不工作的中位状态。从液压泵3出来的油液分别打开卸荷溢流阀6-1、卸荷溢流阀6-2中的单向阀经过主操纵阀5，从T口流回油箱1。

在正转过程中，当外负荷突然加大，使得双向液压变量马达10转速下降，甚至于停止转动，因为液压泵3还在不断向它供压力油，所以进油口A处压力会继续升高。从理论上讲，这个高压从A—A1—A4，一路反馈回来，此时它应会使卸荷溢流阀6-1打开，压力油经主操纵阀5的回油腔，从T口出来，经过回油过滤器15流回油箱1。同时，回油侧的管路中若出现压力过低，快形成真空状态的话，此时从卸荷溢流阀6-1流出的回油是有一定背压的油，它会打开卸荷溢流阀6-2中的单向阀，向回油侧B4补油。

但是，实际情况是由于胶管12太长了，还来不及让主操纵阀总成4里的卸荷溢流阀6-1反应过来时，往往已经把双向液压变量马达10的进油口A处憋出了很高的压力，远远超过双向液压变量马达10能承受的范围。同时，这时的双向液压变量马达10的回油口B处，在双向液压变量马达10不转时仍在回油，且也因为胶管13太长了，得不到从卸荷溢流阀6-2来的补充油液，因此也会发生管路中局部回油真空现象。这样，就就造成了进油侧过大的高压，回油侧又几乎成为真空的现象，其结果就会把双向液压变量马达10憋坏了。

若此时，双向液压变量马达10继续被憋着，造成旋挖钻机的钻杆被憋断，致使钻杆和钻斗落在桩孔里，那将是更为严重的事故。因为双向液压变量马达10毕竟是在机械外部安装的部件，就算坏了，更换还相对容易些。而要想从地下的桩孔里把钻杆、钻斗等这些断在里面的东西取出来，实在是太困难了。

双向液压变量马达10反转时，B口为进油口，A口为回油口。从理论上讲，此时若进油口B压力过高，应使得主操纵阀总成4里面的卸荷溢流阀6-2卸压回油，起到过载保护作用。而这个有背压的回油也会打开卸荷溢流阀6-1的单向阀，向A4回油侧补油，防止回油侧出现真空现象。但因为实际上胶管12和13太长了，这种过载保护作用和补油作用也很难实现。

现有技术中，在旋挖钻机作业过程中，双向液压变量马达在正转或反转作业时，由于土层结构复杂多变，很有可能在钻斗旋转时，发生瞬刻间外负荷变大。旋挖钻机用于液压系统管路中的驱动动力头的双向液压变量马达在钻杆附近，而主操纵阀设置在主机底盘驾驶室内，连接二者所用的液压软管的长度一般有7m～8m，按机械规格不同，有的型号旋挖钻机的连接液压软管甚至于会更长。因此主操纵阀的过载保护装置根本来不及对动力头处的双向液压变量马达的负荷变化作出及时反应。其后果就是双向液压变量马达的进油口处压力急剧上升，而双向液压变量马达的回油口处则可能会造成回油管路的局部真空现象，最终造成双向液压变量马达憋坏。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种结构更为合理的适用于旋挖钻机的双向过载补油阀，它设置在驱动动力头的双向液压变量马达附近，可以及时对双向液压变量马达的负荷变化，作出合理反应。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的适用于旋挖钻机的双向过载补油阀是由以桥式连接的方式结合在一起的四个单向阀和一个主溢流阀构成，所述主溢流阀的进油口与第一单向阀和第四单向阀的输出端的并联交汇处相连通，且该并联交汇处通过管路与压力传感器相连接；该主溢流阀的出油口与第二单向阀和第三单向阀的输入端的并联交汇处相连通，且该并联交汇处通过回油管路与液压油箱相连通；其中，第一单向阀与第二单向阀的串联交汇处通过连接管路分别与双向液压变量马达的一个管口和主操纵阀总成的一个控制管口相连通；第三单向阀与第四单向阀的串联交汇处通过连接管路分别与双向液压变量马达的另一个管口和主操纵阀总成的另一个控制管口相连通。

本实用新型中所述双向过载补油阀是由以桥式连接的方式设置在同一阀体内的四个单向阀组成，并在阀体上的一侧设置有分别与双向液压变量马达的一个管口相连通的接口，与主操纵阀总成的一个控制管口相连通的接口；阀体上的另一侧设置有分别与双向液压变量马达的另一个管口相连通的接口、与主操纵阀总成的另一个控制管口相连通的接口；以及分别与回油管路、压力传感器相连接的接口。

本实用新型中所述的主操纵阀总成的两个控制管口分别通过软管与所述双向过载补油阀的相应接口相连；双向液压变量马达的两个控制管口分别通过软管与所述双向过载补油阀的相应接口相连。

本实用新型中所述压力传感器通过连接线路与安装在驾驶室内的报警装置相连接。

本实用新型的工作原理如下：当双向液压变量马达的进油侧压力过高时，就会使连接在主溢流阀进油口处的第一、第四单向阀中的一个单向阀打开，过高的压力油通过该单向阀，再经过主溢流阀、回油管，回到油箱。此时若双向液压变量马达的回油侧压力太低的话，从主溢流阀的回油口流出的油是带有背压的油，它也会打开接在主溢流阀的回油口处的第二、第三单向阀中的一个单向阀，为回油侧补油，防止回油侧出现管路局部真空现象。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型可弥补现有技术的不足，可有效避免昂贵的双向液压变量马达因负载突然增加而被过高的压力油憋坏，同时也可进一步避免出现旋挖钻机钻杆扭断，钻杆连带钻斗一起掉在桩孔里这类严重事故的发生。

附图说明

图1是现有技术的双向液压变量马达的液压系统原理图。

图2是本实用新型的双向液压变量马达的液压系统原理图。

图1和图2中序号：1是液压油箱，2是吸油过滤器，3是液压泵，4是主操纵阀总成，5是三位六通式液压先导外部压力控制的主操纵阀，6-1和6-2是卸荷溢流阀，7是双向过载补油阀，8-1、8-2、8-3、8-4均是单向阀，9是主溢流阀，10是双向液压变量马达，11是双向液压变量马达壳体的泄油回油管，12和13是胶管，14是主溢流阀的回油管，15是回油过滤器，16是压力传感器，17和18是胶管。

图3是本实用新型的双向过载补油阀原理图。

图4是图2中双向过载补油阀部分的放大图(四个单向阀设置在同一阀体内)。

图3和图4的序号均为：7是双向过载补油阀，8-1、8-2、8-3、8-4都是单向阀，9是主溢流阀，14是主溢流阀的回油管，16是压力传感器。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述，但并不限制本实用新型。

如图3所示，本实用新型的双向过载补油阀7是由以桥式连接的方式结合在一起的四个单向阀8-1、8-2、8-3、8-4和一个主溢流阀9构成，所述主溢流阀9的进油口与第一单向阀8-1和第四单向阀8-4的输出端的并联交汇处C1相连通，且该并联交汇处C1通过管路与压力传感器16相连接，所述压力传感器16可通过连接线路与安装在驾驶室内的报警装置相连接；该主溢流阀9的出油口与第二单向阀8-2和第三单向阀8-3的输入端的并联交汇处C2相连通，且该并联交汇处C2通过回油管14与液压油箱1相连通。其中，第一单向阀8-1与第二单向阀8-2的串联交汇处A5通过连接管路分别与双向液压变量马达10的一个管口A和主操纵阀总成4的一个控制管口A1相连通；第三单向阀8-3与第四单向阀8-4的串联交汇处B5通过连接管路分别与双向液压变量马达10的另一个管口B和主操纵阀总成4的另一个控制管口B1相连通(参见图2、图4)。

更具体讲，如图2、图4所述，本实用新型的双向过载补油阀7是由以桥式连接的方式设置在同一阀体内的四个单向阀和一个主溢流阀9组成，并在阀体上的一侧设置有分别与双向液压变量马达10的一个管口A相连通的接口A3、与主操纵阀总成4的一个控制管口A2相连通的接口A2；阀体上的另一侧设置有分别与双向液压变量马达10的另一个管口B相连通的接口B3、与主操纵阀总成4的另一个控制管口B1相连通的接口B2；以及分别与回油管路14、压力传感器16相连接的接口。其中主操纵阀总成4的两个控制管口A1、B1分别通过软管12、13与所述双向过载补油阀的相应接口A2、B2相连。双向液压变量马达10的两个控制管口A、B分别通过软管17、18与所述双向过载补油阀的相应接口A3、B3相连。

本实用新型的工作原理如下：

如图3所示，四个单向阀分布在桥式连接结构的四条桥臂上，四桥臂的一条对角线交点C1和C2则分别与主溢流阀9的进油口和出油口连接，四桥臂的另一条对角线交点A5和B5则与双向液压变量马达10在A6和B6并联连接。

当双向液压变量马达10正转时，进油口A压力升高，压力油通过A6—A5分二路前进，一路压紧第二单向阀8-2封油，另一路则打开第一单向阀8-1从C1流向主溢流阀9进行卸载。经过主溢流阀9后的油因为刚从主溢流阀9的C2处出来，它还具有一定的压力(俗称背压)。此时C2的油有三条路可走：

其一，顶推第二单向阀8-2，但因为压紧第二单向阀8-2的进油口压力比背压大得多，所以这条路上，油是走不通的；

其二，是经T1从回油管14，流回油箱1，但是因为回油管14也很长，所以不是一下子就可把油回完的，背压仍旧存在；

其三，若此时双向液压变量马达10的回油侧B6、B5压力过低，则背压会顶开第三单向阀8-3，经过B5—B6—B，流向回油口B，给予补油；其后此股油也会继续通过胶管13、主操纵阀5的回油腔T、回油过滤器15，回到油箱1。

由此可见，此时的回油可走二条路径：通过回油管14回油或通过胶管13、主操纵阀5回油。这二条回油管道流过的回油量，主要取决于在回油时的阻力，哪条管道的阻力小，则通过的回油量就相对多些。

当双向液压变量马达10反转时，进油口B压力升高，压力油通过B6—B5分二路前进，一路压紧第三单向阀8-3封油，另一路则打开第四单向阀8-4从C1流向主溢流阀9进行卸载。与正转时补油的原理相同，马达反转时则背压打开第二单向阀8-2对其进行补油、同时回油。

图4是图3的结构示意图，二者间的工作原理是完全相同的，也是等效的。只是考虑加工工艺性，图3中的A5和B5在实际上是由阀体内部通道所代替，而与外部双向液压变量马达并联的A6和B6则分别由四个接口A3、A2和B3、B2代替。

从图3或图4可见，当主溢流阀9的进油口C1处开始进油，它就会使得接在C1处的压力传感器16动作，通过接在驾驶室里的报警装置发出声或光的信号，使司机知道因为双向液压变量马达10的进油口压力过高，已使得双向过载补油阀7开始溢流了。司机可以相应切断液压泵3工作动力；或操纵主操纵阀总成4，使它处于中位位置尽快回油，不让双向液压变量马达继续被憋着；或采取其它措施，来保护整台机械。

如图2所示，采用本实用新型的双向液压变量马达10的液压系统中，当双向液压变量马达10正转过程中，外负荷突然加大，使得双向液压变量马达10转速下降，甚至于停止转动，因为液压泵3还在不断向它供压力油，所以进油口A处压力升高。此时，压力油流经A—A3，顶开第一单向阀8-1，从C1进入主溢流阀9，就可迅速从回油口C2通过接在T2处的回油管14回油，所以双向液压变量马达10就得到保护，不会被憋坏了；也可避免钻杆被进一步憋断的事故。

此时，双向液压变量马达10的回油口B处因早已回油，而造成B—B3—B2这段管路上回油压力下降太大，几乎呈现真空状态的话。因为主溢流阀9的回油口C2处实际上还存在一定的回油压力(俗称背压)，所以这个背压就会顶开第三单向阀8-3，向B2—B3—B这段管路上补油，避免造成回油管路出现局部真空状态。此后，油液通过胶管13、主操纵阀5的T口、回油过滤器15，回到油箱1。

而当双向液压变量马达10反转过程中，外负荷突然加大，则进油口为B口。此时，压力油从B—B3顶开第四单向阀8-4，从C1进入主溢流阀9，也可迅速通过回油管14回油，所以双向液压变量马达10反转时也可得到保护，不会被憋坏。

双向液压变量马达10反转时，A处变为回油口了，因回油而造成A—A3—A2这段管路上回油压力下降太大，几乎呈现真空状态的话。因为主溢流阀9的回油口C2处实际上还存在一定的回油压力(俗称背压)，所以这个背压就会顶开第二单向阀8-2，向A2—A3—A这段管路上补油，也可避免造成回油管路出现局部真空状态。

因此，无论双向液压变量马达10是正转，还是反转，通过使用本实用新型装置都可得到有效保护。同时由于本实用新型装置中设置有连接会发出声响或灯光报警装置的压力传感器16，所以无论双向液压变量马达正转或反转时过载溢流，它都会使得接在C1的压力传感器16动作，控制报警装置进行报警，对司机进行报警提示，让司机马上对出现的状况进行及时处置。

无论是否安装本实用新型专利，对于从双向液压变量马达10的壳体泄露出来的油液都从连接在T2处的泄油回油管11回到油箱1。

本实用新型对于主操纵阀远距离操纵、控制液压马达的液压系统中，都可对液压马达起到过载保护作用和补油作用。

Claims (5)

1、一种适用于旋挖钻机的双向过载补油阀，其特征在于：所述双向过载补油阀(7)是由以桥式连接的方式结合在一起的四个单向阀(8-1)、(8-2)、(8-3)、(8-4)和一个主溢流阀(9)构成，所述主溢流阀(9)的进油口与第一单向阀(8-1)和第四单向阀(8-4)的输出端的并联交汇处(C1)相连通，且该并联交汇处(C1)通过管路与压力传感器(16)相连接；该主溢流阀(9)的出油口与第二单向阀(8-2)和第三单向阀(8-3)的输入端的并联交汇处(C2)相连通，且该并联交汇处(C2)通过回油管(14)与液压油箱(1)相连通；其中，第一单向阀(8-1)与第二单向阀(8-2)的串联交汇处(A6)通过连接管路分别与双向液压变量马达(10)的一个管口(A)和主操纵阀总成(4)的一个控制管口(A1)相连通；第三单向阀(8-3)与第四单向阀(8-4)的串联交汇处(B6)通过连接管路分别与双向液压变量马达(10)的另一个管口(B)和主操纵阀总成(4)的另一个控制管口(B1)相连通。

2、根据权利要求1所述的双向过载补油阀，其特征在于：所述双向过载补油阀(7)是由以桥式连接的方式设置在同一阀体内的四个单向阀组成，并在阀体的一侧上设置有分别与双向液压变量马达(10)的一个管口(A)相连通的接口(A3)、与主操纵阀总成(4)的一个控制管口(A1)相连通的接口(A2)；阀体的另一侧上设置有分别与双向液压变量马达(10)的另一个管口(B)相连通的接口(B3)、与主操纵阀总成(4)的另一个控制管口(B1)相连通的接口(B2)，以及分别与回油管路(14)、压力传感器(16)相连接的接口。

3、根据权利要求1所述的双向过载补油阀，其特征在于：主操纵阀总成(4)的两个控制管口(A1)、(B1)分别通过软管(12)、(13)与所述双向过载补油阀的相应接口(A2)、(B2)相连。

4、根据权利要求1所述的双向过载补油阀，其特征在于：双向液压变量马达(10)的两个控制管口(A)、(B)分别通过软管(17)、(18)与所述双向过载补油阀的相应接口(A3)、(B3)相连。

5、根据权利要求1所述的双向过载补油阀，其特征在于：压力传感器(16)通过连接线路与安装在驾驶室内的报警装置相连接。

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