CN203189367U - 旁通节流调速系统和起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旁通节流调速系统，该旁通节流调速系统包括执行元件（2），用于驱动所述执行元件（2）工作的液压泵（1），以及与所述执行元件（2）并联的旁通节流支路（5），该旁通节流支路（5）上串接有流量控制阀（3），其特征在于，所述旁通节流调速系统还包括方向控制阀（6），该方向控制阀（6）连接在所述旁通节流支路（5）和所述执行元件（2）的进油口之间，以阻止压力油从所述执行元件（2）的进油口回流到所述旁通节流支路（5）。本实用新型还公开了一种起重机。该旁通节流调速系统在开始工作的初始阶段执行元件不会发生反向运动，提高了系统的工作稳定性和操作可靠性，避免安全事故的发生。

Description

旁通节流调速系统和起重机

技术领域

本实用新型涉及液压领域，具体地，涉及一种旁通节流调速系统和起重机。

背景技术

由于旁通节流调速系统结构简单、经济实用、功率损失小，因此广泛应用于高速大负载等机械装置的液压控制系统中，例如牛头刨床、汽车起重机回转控制回路。如图1所示，旁通节流调速系统包括执行元件2，用于驱动执行元件2工作的液压泵1，以及与执行元件2并联的旁通节流支路5，并且旁通节流支路5上串接有流量控制阀3。另外，旁通节流调速系统中还设置有溢流阀8，该溢流阀8作为安全阀用，其常态时关闭，过载时打开，以控制旁通节流调速系统的最高工作压力。

该旁通节流调速系统在发动机转速不变的情况下，液压泵1输出的压力和流量为定值。执行元件2在压力油的作用下输出扭矩，带动工作机构连续旋转或摆动。在旁通节流调速系统开始工作时，由于流量控制阀3的通流面积较大，导致执行元件2的进油口压力较小并且小于负载压力，从而执行元件2不足以克服负载而发生运动。此时，随着不断调节流量控制阀3使其通流面积减小，执行元件2的进油口压力不断增大，直到与负载压力相等时，执行元件2正向运动以带动负载工作。执行元件2正常工作后，通过改变流量控制阀3的通流面积，可以控制进入执行元件2的流量，从而达到调速的目的，以调节工作机构的运动速度。

但是，在执行元件2的进油口压力未达到负载压力时，执行元件2在负载扭矩的作用下发生反向运动，导致执行元件2变成“泵”的工作状态，执行元件2的“出油口”从油箱4吸油变成“进油口”，执行元件2的“进油口”变成“出油口”排出压力油，并且压力油流入旁通节流支路5后回流到油箱4中，从而形成回路，因此执行元件2的反向运动会持续进行。因此，会影响旁通节流调速系统的稳定性和操作可靠性，存在重大的安全隐患，严重时会引发重大的安全事故，造成人员和财产损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种旁通节流调速系统和起重机，该旁通节流调速系统在开始工作的初始阶段执行元件不会发生反向运动，提高了旁通节流调速系统的工作稳定性和操作可靠性，避免安全事故的发生。

为了实现上述目的，本实用新型的一方面提供一种旁通节流调速系统，该旁通节流调速系统包括执行元件，用于驱动所述执行元件工作的液压泵，以及与所述执行元件并联的旁通节流支路，该旁通节流支路上串接有流量控制阀，其中，所述旁通节流调速系统还包括方向控制阀，该方向控制阀连接在所述旁通节流支路和所述执行元件的进油口之间，以阻止压力油从所述执行元件的进油口回流到所述旁通节流支路。

优选地，所述执行元件为单向执行元件，所述执行元件的出油口连接到油箱。

优选地，所述方向控制阀为液控开关阀，该液控开关阀具有进油口、出油口、第一控制口和第二控制口，其中，所述第一控制口与进油口连通且连接到所述液压泵的出油口，所述第二控制口与出油口连通且连接到所述执行元件的进油口，当所述第一控制口的压力达到所述第二控制口的压力和所述液控开关阀的弹簧的弹力之和时，所述液控开关阀导通。

优选地，所述方向控制阀为单向阀。

优选地，所述执行元件为双向执行元件，所述旁通节流调速系统还包括用于控制所述执行元件双向工作的换向阀。

优选地，所述方向控制阀为液控开关阀，该液控开关阀具有进油口、出油口、第一控制口和第二控制口，其中，所述第一控制口与进油口连通且连接到所述液压泵的出油口，所述第二控制口与出油口连通且连接到所述换向阀的进油口，该换向阀的两个工作油口分别连接到所述执行元件的进油口和出油口，该换向阀的回油口连接到油箱，当所述第一控制口的压力达到所述第二控制口的压力和所述液控开关阀的弹簧的弹力之和时，所述液控开关阀导通。

优选地，所述方向控制阀为设置在所述换向阀和所述执行元件之间的双向液压锁。

优选地，所述流量控制阀为节流阀并且该节流阀的流量可调节。

优选地，所述流量控制阀为调速阀。

优选地，所述旁通节流调速系统还包括溢流阀，该溢流阀连接在所述液压泵的出油口和所述旁通节流支路之间并且与所述流量控制阀并联。

优选地，所述执行元件为液压马达或者液压缸。

本实用新型的另一方面提供一种起重机，其中，该起重机具有上面所述的旁通节流调速系统，并且所述执行元件为驱动所述起重机的工作机构连续旋转或摆动的液压马达。

通过上述技术方案，由于在旁通节流调速系统的旁通节流支路和执行元件的进油口之间连接有方向控制阀，该方向控制阀用于控制旁通节流支路和执行元件的进油口之间的管路的通断，以实现防止执行元件在开始工作的初始阶段反向运动的目的。具体地，当执行元件的进油口的压力未达到负载压力时，方向控制阀处于截止状态，旁通节流支路和执行元件的进油口之间的管路未导通，因而执行元件和旁通节流支路之间不会形成回路，执行元件在负载扭矩的作用下不会发生反向运动；当执行元件的进油口的压力达到负载压力时，方向控制阀处于导通状态，旁通节流支路和执行元件的进油口之间的管路导通，执行元件能够正常地正向运动，整个系统能够正常运转。因此，在开始工作的初始阶段执行元件不会发生反向运动，提高了旁通节流调速系统的工作稳定性和操作可靠性，避免安全事故的发生。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是现有技术的旁通节流调速系统的液压原理图；

图2是本实用新型的第一实施方式的旁通节流调速系统的液压原理图；

图3是本实用新型的第二实施方式的旁通节流调速系统的液压原理图；

图4是本实用新型的第三实施方式的旁通节流调速系统的液压原理图；以及

图5是本实用新型的第四实施方式的旁通节流调速系统的液压原理图。

附图标记说明

1  液压泵                  2  执行元件

3  流量控制阀              4  油箱

5  旁通节流支路            6  方向控制阀

7  换向阀                  8  溢流阀

a  第一控制口              b  第二控制口

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图2-图5所示，本实用新型的具体实施方式提供一种旁通节流调速系统，该旁通节流调速系统包括执行元件2，用于驱动所述执行元件2工作的液压泵1，以及与所述执行元件2并联的旁通节流支路5，该旁通节流支路5上串接有流量控制阀3，其中，所述旁通节流调速系统还包括方向控制阀6，该方向控制阀6连接在所述旁通节流支路5和所述执行元件2的进油口之间，以阻止压力油从所述执行元件2的进油口回流到所述旁通节流支路5。

由于在旁通节流调速系统的旁通节流支路5和执行元件2的进油口之间连接有方向控制阀6，该方向控制阀6用于控制旁通节流支路5和执行元件2的进油口之间的管路的通断，以实现防止执行元件2在开始工作的初始阶段反向运动的目的。具体地，当执行元件2的进油口的压力未达到负载压力时，方向控制阀6处于截止状态，旁通节流支路5和执行元件2的进油口之间的管路未导通，因而执行元件2和旁通节流支路5之间不会形成回路，执行元件2在负载扭矩的作用下不会发生反向运动；当执行元件2的进油口的压力达到负载压力时，方向控制阀6处于导通状态，旁通节流支路5和执行元件2的进油口之间的管路导通，执行元件2能够正常地正向运动，整个系统能够正常运转。因此，在开始工作的初始阶段执行元件2不会发生反向运动，提高了旁通节流调速系统的工作稳定性和操作可靠性，避免安全事故的发生。

此处，“进油口”是指执行元件2上压力油由此进入内腔的油口，“出油口”是指执行元件2上内腔的压力油由此排出的油口。例如，如图2和图3所示的单向旁通节流调速系统，其中，油口A为进油口，油口B为出油口；如图4和图5所示的双向旁通节流调速系统，其中，换向阀7处于左位时，油口A为进油口，油口B为出油口；换向阀7处于右位时，油口B为进油口，油口A为出油口。下面将分别进行详细描述。

如图2和图3所示的单向旁通节流调速系统，其中，所述执行元件2为单向执行元件，正常工作时只能单向转动，此时，油口A为进油口，油口B为出油口，且所述执行元件2的出油口连接到油箱4，从而系统工作时执行元件2排出的压力油可以正常回流到油箱4。

如图2所示，作为方向控制阀6的一种优选实施方式（第一实施方式），所述方向控制阀6为液控开关阀，该液控开关阀具有进油口、出油口、第一控制口a和第二控制口b，其中，所述第一控制口a与进油口连通且连接到所述液压泵1的出油口，所述第二控制口b与出油口连通且连接到所述执行元件2的进油口，当所述第一控制口a的压力达到所述第二控制口b的压力和所述液控开关阀的弹簧的弹力之和时，所述液控开关阀导通。

由于第二控制口b与执行元件2的进油口连通，在不考虑管路压力损失的情况下，第二控制口b的压力与执行元件2的负载压力相等。但是，实际当中必然存在一定的管路压力损失，因此第二控制口b的压力略小于执行元件2的负载压力，液控开关阀的弹簧的弹力设置为较小（略大于0），以保证第一控制口a的压力达到一定值时，即第一控制口a的压力达到第二控制口b的压力和液控开关阀的弹簧的弹力之和，液控开关阀导通，并且此时执行元件2的进油口（油口A）的压力能够达到执行元件2的负载压力，保证执行元件2的正常运转，使得旁通节流调速系统能够正常工作。

如图3所示，作为方向控制阀6的另一种优选实施方式（第二实施方式），所述方向控制阀6为单向阀。在单向旁通节流调速系统中，即工作机构只沿一个方向运动，液压泵1输送的压力油始终能够通过单向阀流入执行元件2中，执行元件2的进油口（油口A）的压力达到执行元件2的负载压力，从而液压泵1能够驱动执行元件2运转。但是，相反的方向单向阀不导通，即执行元件2内的压力油却不能通过单向阀反向流动，防止了执行元件2反转带来的安全隐患。

如图4和图5所示，在双向旁通节流调速系统中，本实用新型的第三实施方式和第四实施方式，其中，所述执行元件2为双向执行元件，正常工作时可以双向转动（即正转和反转），此时，换向阀7处于左位时，油口A为进油口，油口B为出油口；换向阀7处于右位时，油口B为进油口，油口A为出油口。

另外，为了对执行元件的运动方向进行切换，其中，所述执行元件2通常采用液压马达或者液压缸，优选地，所述旁通节流调速系统还包括用于控制所述执行元件2双向工作的换向阀7，该换向阀7连接在所述旁通节流支路5和所述执行元件2之间，以选择性地连通所述液压泵1与所述执行元件2的油口A或者油口B。换向阀7通常采用二位四通换向阀，并且可以采用电控、液控和手动等控制方式。当换向阀7位于左位时，液压泵1与执行元件2的油口A连接，油箱4与执行元件2的油口B连接，执行元件2从油口A进油，从油口B出油，执行元件2正向运动，即液压马达正转或者液压缸伸出；当换向阀7位于右位时，液压泵1与执行元件2的油口B连接，油箱4与执行元件2的油口A连接，执行元件2从油口B进油，从油口A出油，执行元件2反向运动，即液压马达反转或者液压缸缩回。

如图4所示，作为方向控制阀6的再一种优选实施方式（第三实施方式），所述方向控制阀6为液控开关阀，该液控开关阀具有进油口、出油口、第一控制口a和第二控制口b，其中，所述第一控制口a与进油口连通且连接到所述液压泵1的出油口，所述第二控制口b与出油口连通且连接到所述换向阀7的进油口，该换向阀7的两个工作油口分别连接到所述执行元件2的进油口和出油口，该换向阀7的回油口连接到油箱4，当所述第一控制口a的压力达到所述第二控制口b的压力和所述液控开关阀的弹簧的弹力之和时，所述液控开关阀导通。

液控开关阀连接在旁通节流支路5和换向阀7的进油口之间的管路上，并且其工作原理与第二实施方式相同，从而只允许该管路进油而不允许其出油，进而达到防止执行元件2在开始工作的初始阶段发生与预期的运动方向相反方向的运动。例如，换向阀7处于左位时，执行元件2应该正转，此时液控开关阀能够防止执行元件2反转；换向阀7处于右位时，执行元件2应该反转，此时液控开关阀能够防止执行元件2正转。

在双向旁通节流调速系统中，如图5所示，作为方向控制阀6的再一种优选实施方式（第四实施方式），所述方向控制阀6为设置在所述换向阀7和所述执行元件2之间的双向液压锁。

换向阀7处于左位时，当液压泵1的输出压力达到左边的单向阀的开启压力（即执行元件2的负载压力）时，左边的单向阀打开，同时右边的单向阀的控制口受到压力的作用，控制右边的单向阀打开，从而执行元件2的进油口（油口A）的压力达到负载压力，执行元件2正向运动，执行元件2的出油口（油口B）排出的压力油通过右边的单向阀流回油箱4，从而系统正常运转。

换向阀7处于右位时，当液压泵1的输出压力达到右边的单向阀的开启压力（即执行元件2的负载压力）时，右边的单向阀打开，同时左边的单向阀的控制口受到压力的作用，控制左边的单向阀打开，从而执行元件2的进油口（油口B）的压力达到负载压力，执行元件2正向运动，执行元件2的出油口（油口A）排出的压力油通过左边的单向阀流回油箱4，从而系统正常运转。

如图2-图5所示，作为流量控制阀3的一种优选实施方式，所述流量控制阀3为节流阀并且该节流阀的流量可调节。通过调节节流阀的通流面积来控制其流量大小，从而控制进入执行元件2的流量，以调节执行元件2的运动速度，实现对工作机构的运动速度的控制，达到调速的目的。

作为流量控制阀3的另一种优选实施方式，优选地，所述流量控制阀3为调速阀。调速阀前后的压差为定值，其流量与阀的开口面积成正比，通过调节开口面积可以调节阀的流量，从而能够实现对系统的工作机构的运动速度的控制。

为了保证旁通节流调速系统的运行压力，如图2-图5所示，优选地，所述旁通节流调速系统还包括溢流阀8，该溢流阀8连接在液压泵1的出油口和所述旁通节流支路5之间并且与所述流量控制阀3并联。溢流阀8作为安全阀使用，其常态时关闭，系统过载时打开以泄流，从而控制旁通节流调速系统的最高工作压力，防止系统压力过高，保证系统安全运行。

本实用新型的另一方面提供一种起重机，其中，该起重机具有上面所述的旁通节流调速系统，并且所述执行元件2为驱动所述起重机的工作机构连续旋转或摆动的液压马达。

旁通节流调速系统广泛应用于各行各业的液压控制系统中，例如牛头刨床、汽车起重机等的回转控制回路，尤其是起重机领域，若起重机在起吊重物时，工作机构发生反转导致重物下落或者吊臂向相反的方向摆动，严重时会砸伤下方的人员或者撞坏周围的建筑物等，带来严重的安全隐患。由于本实用新型的起重机采用的旁通节流调速系统在开始工作的初始阶段执行元件2不会发生反向运动，工作机构也就不会发生反转，提高了起重机的工作稳定性和操作可靠性，避免安全事故的发生。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种旁通节流调速系统，该旁通节流调速系统包括执行元件（2），用于驱动所述执行元件（2）工作的液压泵（1），以及与所述执行元件（2）并联的旁通节流支路（5），该旁通节流支路（5）上串接有流量控制阀（3），其特征在于，所述旁通节流调速系统还包括方向控制阀（6），该方向控制阀（6）连接在所述旁通节流支路（5）和所述执行元件（2）的进油口之间，以阻止压力油从所述执行元件（2）的进油口回流到所述旁通节流支路（5）。

2.根据权利要求1所述的旁通节流调速系统，其特征在于，所述执行元件（2）为单向执行元件，所述执行元件（2）的出油口连接到油箱（4）。

3.根据权利要求2所述的旁通节流调速系统，其特征在于，所述方向控制阀（6）为液控开关阀，该液控开关阀具有进油口、出油口、第一控制口（a）和第二控制口（b），其中，所述第一控制口（a）与进油口连通且连接到所述液压泵（1）的出油口，所述第二控制口（b）与出油口连通且连接到所述执行元件（2）的进油口，当所述第一控制口（a）的压力达到所述第二控制口（b）的压力和所述液控开关阀的弹簧的弹力之和时，所述液控开关阀导通。

4.根据权利要求2所述的旁通节流调速系统，其特征在于，所述方向控制阀（6）为单向阀。

5.根据权利要求1所述的旁通节流调速系统，其特征在于，所述执行元件（2）为双向执行元件，所述旁通节流调速系统还包括用于控制所述执行元件（2）双向工作的换向阀（7）。

6.根据权利要求5所述的旁通节流调速系统，其特征在于，所述方向控制阀（6）为液控开关阀，该液控开关阀具有进油口、出油口、第一控制口（a）和第二控制口（b），其中，所述第一控制口（a）与进油口连通且连接到所述液压泵（1）的出油口，所述第二控制口（b）与出油口连通且连接到所述换向阀（7）的进油口，该换向阀（7）的两个工作油口分别连接到所述执行元件（2）的进油口和出油口，该换向阀（7）的回油口连接到油箱（4），当所述第一控制口（a）的压力达到所述第二控制口（b）的压力和所述液控开关阀的弹簧的弹力之和时，所述液控开关阀导通。

7.根据权利要求5所述的旁通节流调速系统，其特征在于，所述方向控制阀（6）为设置在所述换向阀（7）和所述执行元件（2）之间的双向液压锁。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的旁通节流调速系统，其特征在于，所述流量控制阀（3）为节流阀并且该节流阀的流量可调节。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的旁通节流调速系统，其特征在于，所述流量控制阀（3）为调速阀。

10.一种起重机，其特征在于，该起重机具有根据权利要求1-9中任意一项所述的旁通节流调速系统，并且所述执行元件（2）为驱动所述起重机的工作机构连续旋转或摆动的液压马达。

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