具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗

摘要

本发明涉及一种抓卸货物的机械设备，属起重机：用于港口、码头、钢厂、生物质发电（垃圾发电、秸秆发电等）、船舶、储运等行业，具体涉及一种具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗。用于起重机，该抓斗包括抓斗结构件和电动液压装置，所述电动液压装置包括有液压缸、定量液压泵、电动机和控制阀块，所述液压泵依靠与其连接的电动机提供动力，并通过设置于所述控制阀块内的阀件连接、驱动所述液压缸，其特征在于：所述阀件包括有两个卸荷溢流阀CT7、CT8，所述卸荷溢流阀CT7、CT8通过两个电磁换向阀CT9、CT10分别接入到一逻辑阀的控制油路。本发明的优点是：具有闭合压力、开启压力分别可调，油泵有最高压力保护。

权利要求

1.一种具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗，用于起重机，该抓斗包括抓斗结构件和电动液压装置，所述电动液压装置包括有液压缸、定量液压泵、电动机和控制阀块，所述液压泵依靠与其连接的电动机提供动力，并通过设置于所述控制阀块内的阀件连接、驱动所述液压缸，其特征在于：所述阀件包括有两个卸荷溢流阀CT7、CT8，所述卸荷溢流阀CT7、CT8通过两个电磁换向阀CT9、CT10分别接入到一逻辑阀的控制油路，所述控制阀块内设置有先导溢流阀来控制所述逻辑阀，以限定所述液压泵的最高压力，所述阀件还包括两个主电磁阀、两个单向阀及两个平衡阀，所述逻辑阀及两个主电磁阀的进油口与所述定量液压泵连通，所述主电磁阀出油口分别与一单向阀进油口、一平衡阀控制口连通，所述单向阀的出油口分别连通有液压缸及一平衡阀进油口，所述平衡阀出油口分别连通有所述逻辑阀出油口和一回油滤油器，所述逻辑阀控制口分别连通有卸荷溢流阀进油口CT7和电磁换向阀CT9的进油口，电磁换向阀CT9出油口分别连通电磁换向阀CT10进油口、卸荷溢流阀CT7出油口及卸荷溢流阀CT8进油口，电磁换向阀CT10出油口与卸荷溢流阀CT8出油口连通，所述卸荷溢流阀CT7、CT8的控制口连通有液压缸。

2.根据权利要求1所述的一种具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗，其特征在于所述阀件包括一先导溢流阀，所述先导溢流阀进油口连通有所述逻辑阀的出油口，其出油口连通有两个平衡阀的出油口。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗，其特征在于所述至少一个电磁换向阀可以采用梭阀替代。

4.根据权利要求1或2所述的一种具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗，其特征在于所述至少一个平衡阀可以采用液控单向阀替代。

5.根据权利要求1或2所述的一种具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗，其特征在于所述阀件通过螺纹密封插装于所述控制阀件上。

说明书

具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗

技术领域

[0001] 本发明涉及一种抓卸货物的机械设备，属起重机：用于港口、码头、钢厂、生物质发电（垃圾发电、秸杆发电等）、船舶、储运等行业，具体涉及一种具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗。

背景技术

[0002] 电动液压抓斗是一种自带动力装置的抓斗，吊挂在起重机上，用以抓取散状物料。目前国内现有的电动液压抓斗，大部分是依靠电动机正反转的方式来控制抓斗的开启与闭合。但近几年，引进了国外半自动或全自动的起重机，用于抓取垃圾及其他生物质物料的场所，其使用的大都是电磁阀控制方式的电动液压抓斗。电磁阀控制的液压抓斗，具有控制性能好，电机不容易过热及机械损坏的优点，目前国内正在逐渐推广。

[0003] 国产用于半自动或全自动起重机上的与进口抓斗同等水平的新型电磁阀控制液压抓斗正处在研制阶段，尚无定型产品推向市场。

[0004] 进口半自动起重机使用的原装进口电磁阀控制的液压抓斗，其液压系统的控制方式有三种结构形式：一种是通用板式电液方向阀控制的结构，如国外MRS公司的液压抓斗（其系统控制原理见图1）。另一种是电磁先导阀与插装阀混合式的结构，如PEINER公司变量泵LS控制的液压抓斗（其系统控制原理见图2）。第三种是KONE公司的纯电磁插装阀结构的液压抓斗（其控制阀块原理见图3）。

[0005] 出于节能和减少抓斗液压系统发热的目的，无论采用何种控制方式，在抓斗爪瓣完全闭合或开启后都采用了卸荷保压的控制技术。图1和图3使用的是定量泵，依靠卸荷阀将泵的出口压力降低，通过单向阀保持油缸的压力不变的方式实现自动节能控制的。图2使用的是变量泵，是依靠LS压力控制，变量泵对油缸的供油流量降到零来实现的。

[0006] 图1中的换向阀使用的是板式结构22通径的电液换向阀4WEH22，阀的中位具有卸荷功能。在先导电磁阀换向后，电液换向阀的主阀芯必须要有一定的先导油压力来推动。为此，这种阀的进油口P内必需内置一个预压阀，产生不小于4.5bar的压差，来提供主阀的操作压力。这一压差在液压泵PUMP输出的91.4 lpm流量下，产生0.69KW的发热功率，也是造成系统发热的原因之一。由于液压系统其他方面的原因，实际上在卸荷时的发热功率还远大于此值。另外，该控制系统的液压抓斗，只有一个受A口控制的带卸荷功能的压力阀，抓斗的闭合压力与开启压力不能分别可调，油缸的受力不合理，再有油泵最高压力缺少安全保护等都是不足之处。

[0007] 图2是一种LS控制方式的变量泵系统，实现了保压时变量泵PUMP对液压缸CL供油流量为零的控制目标，但存在着LS控制系统本身需要一定的控制油流来维持变量泵变量PUMP的功能。按照PARKER公司PV63变量泵LS控制方式提供的技术资料，230bar工作压力时的控制油流量与变量泵内泄漏量的总流量约在6lpm，此时系统的发热功率约为2.3KW。该系统的工作压力分别由DV1与DV2调节，可以实现抓斗的闭合压力与开启压力分别可调。控制阀块中，WV1与WV2为板式安装的先导电磁阀，其余均为分立元件的插装阀。

[0008] 图3采用的是电磁插装阀结构的控制系统，其系统发热量少，元件便于更换且维修成本低，是其显著的优点。但其也存在着与图1相似的只有一个先导卸荷溢流阀13，两位两通电磁阀14是在抓斗处于待机状态时的先导阀，将泵的压力卸载。阀13、14与逻辑阀15组成了定量油泵的卸荷阀。由于只有一个卸荷阀，抓斗的闭合压力与开启压力不能分别可调，油缸的受力不合理。如果先导卸荷溢流阀13失效，则油泵和液压系统的最高压力缺少安全保护。

发明内容

[0009] 本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种具有闭合压力、开启压力分别可调，油泵有最高压力保护等液压控制功能齐全的具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗。

[0010] 本发明目的实现由以下技术方案完成：

[0011] 一种具有电磁插装阀控制结构的电动液压抓斗，用于起重机，该抓斗包括抓斗结构件和电动液压装置，所述电动液压装置包括有液压缸、定量液压泵、电动机和控制阀块，所述液压泵依靠与其连接的电动机提供动力，并通过设置于所述控制阀块内的阀件连接、驱动所述液压缸，其特征在于：所述阀件包括有两个卸荷溢流阀CT7、CT8，所述卸荷溢流阀CT7、CT8通过两个电磁换向阀CT9、CT10分别接入到一逻辑阀的控制油路。

[0012] 所述控制阀块内设置有先导溢流阀来控制所述逻辑阀，以限定所述液压泵的最高压力。

[0013] 所述阀件还包括两个主电磁阀、两个单向阀及两个平衡阀，所述逻辑阀及两个主电磁阀的进油口与所述定量液压泵连通，所述主电磁阀出油口分别与一单向阀进油口、一平衡阀控制口连通，所述单向阀的出油口分别连通有液压缸及一平衡阀进油口，所述平衡阀出油口分别连通有所述逻辑阀出油口和一回油滤油器，所述逻辑阀控制口分别连通有卸荷溢流阀进油口CT7和电磁换向阀CT9的进油口，电磁换向阀CT9出油口分别连通电磁换向阀CT10进油口、卸荷溢流阀CT7出油口及卸荷溢流阀CT8进油口，电磁换向阀CT10出油口与卸荷溢流阀CT8出油口连通，所述卸荷溢流阀CT7、CT8的控制口连通有液压缸。

[0014] 所述阀件包括一先导溢流阀，所述先导溢流阀进油口连通有所述逻辑阀的出油口，其出油口连通有两个平衡阀的出油口。

[0015] 所述至少一个电磁换向阀可以采用梭阀替代。

[0016] 所述至少一个平衡阀可以采用液控单向阀替代。

[0017] 所述阀件通过螺纹密封插装于所述控制阀件上。

[0018] 本发明的优点是：抓斗的开启、闭合到位时，使用了各自独立的两个卸荷溢流先导阀，可以分别控制抓斗闭合与开启的压力，同时自动实现卸荷功能。当上述卸荷溢流阀出现失效时，由一个单独的先导溢流阀限定了液压泵的最高压力，对液压系统和油泵起到了安全保护的作用。当抓斗不工作时，通过电磁阀的控制，液压系统自动卸荷，减少了发热。控制阀块还可以安装液压油缸最高工作压力的平衡阀，对油缸及相关机械零件进行安全保护。合理选用各种插装阀后，液压系统的发热量降到了最低的水平，提高了液压系统的寿命与可靠性。

附图说明

[0019] 图1 MRS板式电磁阀控制的液压抓斗系统；

[0020] 图2 PEINER混合结构的电磁阀控制的液压抓斗系统；

[0021] 图3 KONE插装阀结构电磁阀控制液压抓斗的阀块；

[0022] 图4 本发明一种实施例的液压抓斗系统；

[0023] 图5 本发明一种简化变更后实施例的液压抓斗系统；

[0024] 图6 本发明一种实施例控制阀块的结构外形。

具体实施方式

[0025] 以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

[0026] 如图1—6所示，标号分别表示：电液换向阀4WEH22、先导电磁阀WV1、WV2，插装阀DV1、DV2、DV3、SV1、SV2、RV1、RV2，先导卸荷溢流阀13、两位两通电磁阀14、逻辑阀15、电动机M、定量液压泵PUMP、液压缸CL、逻辑阀CT0，先导溢流阀CT00，先导卸荷溢流阀CT7、CT8，主电磁阀CT1、CT2，先导电磁阀CT9、CT10，单向阀CT3、CT4，平衡阀CT5、CT6，液控单向阀CT51、CT61、油泵出油管P，油缸无杆腔油管A，油缸有杆腔油管B，回油管T、控制油泄漏管Y，回油滤油器F、节流孔t1、t2，测压点：MP、MA、MB。

[0027] 参见图4，以下将详细描述本实施例中控制阀块结构及其工作原理。

[0028] 当接通电源，电动机M按规定方向转动时，定量液压泵PUMP通过泵的出油管P向控制阀体内供油。如果此时各电磁阀均不通电，则如图4所示的状态，抓斗处于待机状态。由于逻辑阀CT0的控制油口先后通过CT9、CT10与控制油泄漏管Y相通，阀CT0的控制油流没有压力，直接回到油箱。在此控制油流的作用下，当逻辑阀CT0主阀芯两则的压差达到设定值（一般低于2bar）,逻辑阀开通，泵的流量以数bar的压力，通过油管T和回油滤油器F回到油箱，起到待机时低压卸荷的作用。

[0029] 在电气控制中，电磁阀CT1和CT9是同时接通与断电的，通电时，抓斗闭合。电磁阀CT2和CT10也是同时接通与断电的，通电时，抓斗开启。

[0030] 当电磁阀CT1与CT9通电时，操作抓斗闭合。由于CT9的换向，逻辑阀CT0的控制油流通向Y管的油路被切断。CT0主阀芯关闭，泵出口压力上升，P管的液压油经电磁阀CT1、单向阀CT3通过油管A流向油缸CL的无杆腔。此时P管的压力通过CT1与CT3之间控制油道，到达平衡阀CT6（或液控单向阀CT61）的控制口，使CT6（或CT61）打开，此时液压缸CL有杆腔的油由油管B可以通过阀CT6（或CT61）流向回油管T，再经过回油滤油器F回到油箱内。实现了液压缸CL活塞杆的外伸，带动了爪瓣运动，使抓斗闭合。由于CT9通电后换向，切断了逻辑阀CT0控制油流直接通过Y管回油箱的通道，抓斗闭合时液压泵的最高输出压力必须由先导卸荷溢流阀CT7来确定。当泵的出口管P中的压力达到阀CT7设定的最高闭合压力时，CT7溢流，逻辑阀CT0的控制油流经CT7和CT10流向油管Y回到油箱，CT0便产生溢流。当油管A达到设定压力时，在A管控制压力的作用下，先导卸荷阀CT7打开卸荷，CT0通过同样的控制油流途径，使P管的液压油通过CT0经过T管直接流向油箱，液压泵卸荷。此时油管P的压力同样很低，减少了液压系统的发热。

[0031] 同理，当电磁阀CT2与CT10通电时，操作抓斗开启。由于CT10的换向，逻辑阀CT0的控制油流通向Y管的油路被切断。CT0主阀芯关闭，泵出口压力上升，P管的液压油经电磁阀CT2、单向阀CT4通过油管B流向油缸CL的有杆腔。此时P管的压力通过CT2与CT4之间控制油道，到达平衡阀CT5（或液控单向阀CT51）的控制口，使CT5（或CT51）打开，此时液压缸CL无杆腔的油由油管A可以通过阀CT5（或CT51）流向回油管T，再经过回油滤油器F回到油箱内。实现了液压缸CL活塞杆的缩回，带动了爪瓣运动，使抓斗开启。由于CT10通电后换向，切断了逻辑阀CT0控制油流直接通过Y管回油箱的通道，抓斗开启时液压泵的最高输出压力必须由先导卸荷溢流阀CT8来确定。当泵的出口管P中的压力达到阀CT8设定的最高开启压力时，CT8开通溢流，逻辑阀CT0的控制油流经CT9和CT8流向油管Y回到油箱，CT0便产生溢流。当油管B达到设定压力时，在B管控制压力的作用下，先导卸荷阀CT8打开卸荷，CT0通过同样的控制油流途径，使P管的液压油通过CT0经过T管直接流向油箱，液压泵卸荷。

[0032] 由于先导卸荷溢流阀CT7、CT8的特性，当油管CL的油管内的压力降低了CT7或CT8设定压力的15%左右（由阀的技术参数中的压差率决定的）时，先导卸荷溢流阀CT7或CT8自动关闭，液压泵再次对油管A或B供油，实现了液压系统自动充压保压的功能。

[0033] 本发明的控制阀块中的两个先导卸荷阀CT7、CT8是通过电磁换向阀CT9、CT10的控制，分别接入到逻辑阀CT0的控制油路中，达到了分别调节与控制液压系统在两个工况下的卸荷压力的作用，同时克服了原有国外样机一个卸荷阀在两种工况切换时出现的互相干涉的现象。

[0034] 本发明的控制阀中的t1、t2两个内置式节流孔，用以防止液压油缸在抓斗爪瓣重量等外力的作用下，控制系统发生颤动而设的。其孔径由工厂设定。防止了图1中的MK20、图3中阀43等节流阀因用户调节不当而产生液压系统过热的现象。

[0035] 测压点：MP、MA、MB用于对液压系统进行监控与故障诊断用，分别测量油泵PUMP的出口压力、油缸两个油腔的工作压力用。

[0036] 以上结合图4，描述了本发明功能最完整的，也是较优的一个实施方式。但是也可以根据使用情况，在减少其中的个别阀件的情况下，删减部分控制功能，以降低系统的成本，参见图5，图中去掉了先导溢流阀CT00，该阀块所具有的限定液压泵最高压力的功能也无法实现。

[0037] 同时对于某些阀件的功能进行替换，如：平衡阀简化压力功能后可采用液控单向阀替代。上述实施例中两个平衡阀可以替换为一个平衡阀一个液控单向阀、或两个液控单向阀（同样参见图5）。

[0038] 本发明的控制阀块，可以完全采用螺纹插装阀装在阀体上，通过阀体内相应的油道，形成一个完整的控制系统。参见图6，图中所示的控制阀块即是其中一种控制阀块的一个外形图。