CN204328065U - 液压阀及具有该液压阀的卷扬马达控制系统、起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压阀及具有该液压阀的卷扬马达控制系统、起重机，该液压阀包括设有压力油口、回油油口和工作油口的阀体，所述阀体的内腔设置有可相对所述阀体滑动的阀芯，所述阀体内部包括分别设置于所述阀芯两端部的弹簧腔和连通所述压力油口的液压控制腔，当所述阀芯处于中位时，与所述工作油口相对的所述阀芯段上设置有分流通道，在所述压力油口与所述工作油口导通的换向初始段，所述工作油口通过所述分流通道导通所述回油油口，在所述阀芯换向后续段，所述工作油口与所述回油油口非导通；该液压阀可有效消减压力换向冲击，提高换向的平稳性，并且当在阀芯换向后续段，压力油腔通与回油油腔非导通。

Description

液压阀及具有该液压阀的卷扬马达控制系统、起重机

技术领域

本实用新型涉及液压控制技术领域，特别涉及一种液压阀及具有该液压阀的卷扬马达控制系统、起重机。

背景技术

随着用户对起重机作业性能要求越来越高，之前系统一些没有被关注的问题，逐渐被用户重视。目前，国内起重机卷扬马达普遍采用液控变量设计，随着控制压力的增加，马达排量逐渐减小，具有轻载高速，重载低速的优点。

马达流量的变化主要依靠马达变量机构对马达斜轴摆角的调整，其中马达变量机构主要包括液压油缸以及控制液压油缸动作的液压阀，目前通常采用液压半桥控制方法对卷扬马达进行控制，原理如图1所示。液压阀包括阀体和置于所述阀体内部的阀芯，阀体上设置有进油口、回油油口和出油口，系统压力直接作用在阀芯底部(左侧)，当系统压力大于弹簧压力时，阀芯向右移动，变量马达大腔的压力直接通过T口回油，变量活塞左移，马达排量变为大排量。当系统压力小于弹簧压力时，阀芯在弹簧力作用下向左复位，G口高压进入变量活塞大腔，变量活塞右移，马达排量变为小排量。

从以上描述可以看出，控制方法，仅对变量活塞大腔压力进行控制，系统的响应速度较慢。尤其当卷扬马达高速下落，且系统的压力刚好处于压力切断点时，马达排量时而变大，时而变小，无法稳定，存在下落抖动。

另外，为了保证阀芯换向动作的稳定性，阀芯和阀体之间设有粘滞阻尼作用，该阻尼受温度影响比较大，温度越高，阻尼的作用就越小，故该控制方法在高温时稳定性越差。

因此，如何改进现有技术卷扬马达的控制系统，使其具有相应速度快、工作稳定性比较高，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种液压阀及具有该液压阀的卷扬马达控制系统、起重机，该液压阀可有效消减压力换向冲击，提高换向的平稳性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液压阀，包括设有压力油口、回油油口和工作油口的阀体，所述阀体的内腔设置有可相对所述阀体滑动的阀芯，所述阀体内部包括分别设置于所述阀芯两端部的弹簧腔和连通所述压力油口的液压控制腔，当所述阀芯处于中位时，与所述工作油口相对的所述阀芯段上设置有分流通道，在所述压力油口与所述工作油口导通的换向初始段，所述工作油口通过所述分流通道导通所述回油油口，在所述阀芯换向后续段，所述工作油口与所述回油油口非导通。

优选地，所述弹簧腔连通所述回油油口，且在所述弹簧腔和所述回油油口的连通管道上设置有节流阻尼孔。

优选地，所述阀体的内周壁与所述阀芯分别围成回油油腔、压力油腔，所述回油油口设于所述回油油腔的腔体壁，所述压力油口设于所述压力油腔的腔体壁；所述阀芯上设有环形沟槽，所述环形沟槽的内表面、围成所述回油油腔的所述阀杆外表面均开设有开口，所述分流通道为连通两所述开口的油道。

优选地，位于所述环形沟槽的内表面上的开口开设于所述环形沟槽的槽底，所述分流通道包括两个径向段和轴向段，两所述径向段的一端通过所述轴向段连通，两所述径向段的另一端分别与两所述开口连通。

优选地，所述压力油口和所述液压控制腔的油路上设置有节流阻尼孔。

优选地，所述回油油口、所述工作油口、所述分流通道的数量均为两个，所述压力油口的数量为一个；

所述回油油口包括第一回油油口和第二回油油口；

所述工作油口包括第一工作油口和第二工作油口，分别用于连通控制油缸的两工作腔；

所述分流通道包括第一分流通道和第二分流通道，所述第一分流通道设于对应所述第一工作油口的阀芯段上，用于导通所述第一工作油口和所述第一回油油口；所述第二分流通道设于对应所述第二工作油口的阀芯段上，用于导通所述第二工作油口和所述第二回油油口；

当所述阀芯处于左位时，所述压力油口与所述第一工作油口导通、所述第二工作油口与第二回油油口导通；当所述阀芯处于右位时，所述压力油口与所述第二工作油口导通、所述第一工作油口与第一回油油口导通。

本实用新型中当阀芯动作，压力油口与工作油口导通的换向初期时，工作油口可以通过分流通道导通回油油口，有效消减压力换向冲击，提高换向的平稳性，并且当在阀芯换向后续段，压力油腔通与回油油腔非导通。

本实用新型还提供了一种卷扬马达控制系统，包括卷扬马达、控制所述卷扬马达流量的控制油缸以及控制所述控制油缸动作的液压阀，所述液压阀为上述任一项所述的液压阀。

优选地，所述控制油缸为双活塞油缸，包括缸体、置于所述缸体内的活塞以及连接所述活塞两侧的活塞杆。

另外，本实用新型还提供了一种起重机，包括卷扬装置以及卷扬马达控制系统；所述卷扬马达控制系统为上述任一项所述的卷扬马达控制系统。

附图说明

图1为现有技术卷扬马达控制系统中液压阀的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例中卷扬马达控制系统中液压阀的结构示意图。

其中，图1中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：

1阀体、2阀体、3弹簧、4控制油缸。

其中，图2中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：

11阀体、12阀体、12a第二分流油道、12b第一分流油道、13弹簧、14控制油缸、141活塞、142活塞杆、143活塞杆、D1节流阻尼孔、D2节流阻尼孔。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种液压阀及具有该液压阀的卷扬马达控制系统、起重机，该液压阀可有效消减压力换向冲击，提高换向的平稳性。

不失一般性，本文以液压阀在卷扬马达控制系统中的应用为例介绍技术方案。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本实用新型中一种实施例中卷扬马达控制系统中液压阀的结构示意图。

本实用新型提供了一种液压阀，包括设有压力油口G、回油油口和工作油口的阀体11，阀体11的内腔设置有可相对阀体11滑动的阀芯12，通过控制阀芯12工作位置的滑动切换，以建立压力油口G和回油油口分别与工作油口的导通，压力油口G和回油油口分别与系统压力油路和回油油路连通。

阀体11内部包括分别设置于阀芯12两端部的弹簧腔和连通压力油口G的液压控制腔，以及阀体11的内周壁与阀芯12分别围成回油油腔、压力油腔，当阀芯12处于中位时，与工作油口相对的阀芯12段上设置有分流通道，在压力油口G与工作油口导通的换向初始段，压力油腔通过分流通道导通回油油腔，在阀芯12换向后续段，压力油腔通与回油油腔非导通。

需要说明的是，本文中所述的中位为压力油口G、回油油口与工作油口三者均处于非导通状态。

本实用新型中当阀芯12动作，压力油口G与工作油口导通的换向初期时，工作油口可以通过分流通道导通回油油口，有效消减压力换向冲击，提高换向的平稳性，并且当在阀芯12换向后续段，压力油腔通与回油油腔非导通。

需要说明的是，本文中将阀芯的换向过程分为两个阶段换向初始段和换向后续段，所述的换向初始段是指阀芯初始位置到移动至某一预定位置点的过程，换向后续段是指阀芯从上述预定位置点继续运动至换向结束位置的过程。

在一种优选的实施方式中，弹簧腔连通回油油口，且在弹簧腔和所述回油油口的连通管道上设置有节流阻尼孔，该节流阻尼孔可以为薄壁阻尼孔。与现有技术中，通过阀芯12和阀体11之间的粘滞阻尼作用相比，本实施方式中在弹簧腔和回油油口之间设置节流阻尼孔，受油温的影响比较小，当系统油温升高时，节流阻尼孔仍可可靠工作，维持系统工作的可靠性。

在一种具体的实施方式中，阀芯12上设有环形沟槽，环形沟槽的内表面、阀杆围成回油油腔的外表面均开设有开口，分流通道为连通两开口的油道；与现有技术相比，仅通过阀杆的结构调整，即可有效消减压力冲击。因此，在不增加制造成本的情况下，具有结构设计合理、可靠的特点。

在一种优选的实施方式中，位于环形沟槽的内表面上的开口开设于环形沟槽的槽底，所述分流通道包括两个径向段和轴向段，两所述径向段的一端通过所述轴向段连通，两所述径向段的另一端分别与两所述开口连通。

上述各实施例中，压力油口G和液压控制腔的油路上还可以设置有节流阻尼孔，可进一步增加换向平稳性。

在一种优选的实施方式中，上述各实施例中液压阀的回油油口、工作油口、分流通道的数量可以均为两个，压力油口G的数量为一个，如图2所示，两回油油口分居于压力油口G的左右两侧；为了表述技术方案的简洁，本文将两回油油口定义为第一回油油口T1和第二回油油口T2；工作油口包括第一工作油口M1和第二工作油口M2，分别用于连通控制油缸的两工作腔。

分流通道包括第一分流通道12b和第二分流通道12a，第一分流通道12b设于对应第一工作油口M1的阀芯12段上，用于导通第一工作油口M1和第一回油油口T1；第二分流通道12a设于对应第二工作油口M2的阀芯12段上，用于导通第二工作油口M2和第二回油油口T2；

当阀芯12处于左位时，压力油口G与第一工作油口M1导通、第二工作油口M2与第二回油油口T2导通，该状态卷扬马达的流量最大；当阀芯12处于右位时，压力油口G与第二工作油口M2导通、第一工作油口M1与第一回油油口T1导通，该状态卷扬马达的流量最小。

该实施方式中采用全桥液压回路对卷扬马达的液压缸进行控制，系统流量增益明显增加，与现有技术相比，响应速度是先前的两倍，跟踪压力波的能力也相应增加，控制稳定性明显增加，适用于马达高速运动的场合。

此外，本实用新型还提供了一种卷扬马达控制系统，包括卷扬马达、控制卷扬马达流量的控制油缸以及控制控制油缸动作的液压阀，液压阀为上述任一项的液压阀。

具体地，上述卷扬马达控制系统中的控制油缸可以为双活塞油缸，包括缸体、置于缸体内的活塞以及连接活塞141两侧的活塞杆，如图2中所示的第一活塞杆142和第二活塞杆143；这样控制油缸的活塞141向左位移动和向右位移动的排量大致相同，即活塞运动速度可大致相同。

另外，本实用新型还提供了一种起重机，包括卷扬装置以及卷扬马达控制系统；卷扬马达控制系统为上述任一实施例所述的卷扬马达控制系统。

因起重机和卷扬马达控制系统具有上述液压阀，故本实用新型所提供的起重机和卷扬马达也具有液压阀的上述技术效果。

以上对本实用新型所提供的一种液压阀及具有该液压阀的卷扬马达控制系统、起重机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种液压阀，包括设有压力油口、回油油口和工作油口的阀体，所述阀体的内腔设置有可相对所述阀体滑动的阀芯，所述阀体内部包括分别设置于所述阀芯两端部的弹簧腔和连通所述压力油口的液压控制腔，其特征在于，当所述阀芯处于中位时，与所述工作油口相对的所述阀芯段上设置有分流通道，在所述压力油口与所述工作油口导通的换向初始段，所述工作油口通过所述分流通道导通所述回油油口，在所述阀芯换向后续段，所述工作油口与所述回油油口非导通。

2.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述弹簧腔连通所述回油油口，且在所述弹簧腔和所述回油油口的连通管道上设置有节流阻尼孔。

3.如权利要求2所述的液压阀，其特征在于，所述阀体的内周壁与所述阀芯分别围成回油油腔、压力油腔，所述回油油口设于所述回油油腔的腔体壁，所述压力油口设于所述压力油腔的腔体壁；所述阀芯上设有环形沟槽，所述环形沟槽的内表面、围成所述回油油腔的所述阀杆外表面均开设有开口，所述分流通道为连通两所述开口的油道。

4.如权利要求3所述的液压阀，其特征在于，位于所述环形沟槽的内表面上的开口开设于所述环形沟槽的槽底，所述分流通道包括两个径向段和轴向段，两所述径向段的一端通过所述轴向段连通，两所述径向段的另一端分别与两所述开口连通。

5.如权利要求2所述的液压阀，其特征在于，所述压力油口和所述液压控制腔的油路上设置有节流阻尼孔。

6.如权利要求1至5任一项所述的液压阀，其特征在于，所述回油油口、所述工作油口、所述分流通道的数量均为两个，所述压力油口的数量为一个；

所述回油油口包括第一回油油口和第二回油油口；

所述工作油口包括第一工作油口和第二工作油口，分别用于连通控制油缸的两工作腔；

所述分流通道包括第一分流通道和第二分流通道，所述第一分流通道设于对应所述第一工作油口的阀芯段上，用于导通所述第一工作油口和所述第一回油油口；所述第二分流通道设于对应所述第二工作油口的阀芯段上，用于导通所述第二工作油口和所述第二回油油口；

当所述阀芯处于左位时，所述压力油口与所述第一工作油口导通、所述第二工作油口与所述第二回油油口导通；当所述阀芯处于右位时，所述压力油口与所述第二工作油口导通、所述第一工作油口与所述第一回油油口导通。

7.一种卷扬马达控制系统，包括卷扬马达、控制所述卷扬马达流量的控制油缸以及控制所述控制油缸动作的液压阀，其特征在于，所述液压阀为权利要求1至6任一项所述的液压阀。

8.如权利要求7所述的卷扬马达控制系统，其特征在于，所述控制油缸为双活塞油缸，包括缸体、置于所述缸体内的活塞以及连接所述活塞两侧的活塞杆。

9.一种起重机，包括卷扬装置以及卷扬马达控制系统；其特征在于，所述卷扬马达控制系统为权利要求7-8任一项所述的卷扬马达控制系统。