起重机及其单缸插销式伸缩机构液控系统

摘要

本发明公开了一种单缸插销式伸缩机构液控系统，用于控制伸缩缸的伸出和收回操作，所述液控系统包括第一液压泵，与主压力油路连通；方向控制主阀，设置在所述伸缩缸与主压力油路、回油油路之间，以控制所述伸缩缸的有杆腔和无杆腔的进油；还包括：电控比例阀组，其进油口与先导油路连通，其回油口与回油油路连通，其两个出油口分别作用于所述方向控制主阀的阀芯的两端部，以控制所述方向控制主阀的工作位置和开度。本发明提供的液控系统克服了单缸插销式伸缩机构对起重机控制方式的限制，降低了起重机控制系统的成本，提高了系统的稳定性。本发明还公开了一种应用该单缸插销式伸缩机构液控系统的起重机。

权利要求

1.一种单缸插销式伸缩机构液控系统，用于控制伸缩缸(10)的伸出和收回操作，所述液控系统包括：第一液压泵(101)，与主压力油路连通；

方向控制主阀(102)，设置在所述伸缩缸(10)与主压力油路、回油油路之间，以控制所述伸缩缸(10)的有杆腔和无杆腔的进油；

其特征在于，还包括：

电控比例阀组(104)，其进油口与先导油路连通，其回油口与回油油路连通，其两个出油口分别作用于所述方向控制主阀(102)的阀芯的两端部，通过控制所述进油口与两个所述出油口的通断，以控制所述方向控制主阀(102)的工作位置和开度；

还包括液控先导手柄组(103)，其进油口与先导油路连通，其两个出油口分别连通所述方向控制主阀(102)的阀芯的两端部，通过控制所述进油口与两个所述出油口的通断，以控制所述方向控制主阀(102)的工作位置和开度。

2.根据权利要求1所述的单缸插销式伸缩机构液控系统，其特征在于，所述液控先导手柄组(103)和所述电控比例阀组(104)，依次串联设置于先导油路和所述方向控制主阀(102)之间；

所述液控先导手柄组(103)和所述电控比例阀组(104)之间的油路上还设有压力检测器(110)；

还包括控制器，接收所述压力检测器(110)获取的压力信号，并根据所述压力信号输出控制信号至所述电控比例阀组(104)。

3.根据权利要求2所述的单缸插销式伸缩机构液控系统，其特征在于，所述液控先导手柄组(103)的两个出油口之间设置有梭阀，所述梭阀的出油口连接所述压力检测器(110)。

4.根据权利要求1所述的单缸插销式伸缩机构液控系统，其特征在于，所述液控先导手柄组(103)和所述电控比例阀组(104)，并联设置于先导油路和所述方向控制主阀(102)之间；

还包括两个开关阀，分别设置于所述液控先导手柄组(103)的两个出油口与所述方向控制主阀(102)的阀芯两端部之间的油路上。

5.根据权利要求4所述的单缸插销式伸缩机构液控系统，其特征在于，还包括两个梭阀，所述梭阀的出油口连通所述方向控制主阀(102)的阀芯的一端部，两个进油口分别连通对应的所述液控先导手柄组(103)的出油口、所述电控比例阀组(104)的出油口。

6.根据权利要求1至5任一项所述的单缸插销式伸缩机构液控系统，其特征在于，还包括压力补偿器(106)，设置在主压力油路与所述方向控制主阀(102)的进油口之间的油路上。

7.根据权利要求6所述的单缸插销式伸缩机构液控系统，其特征在于，所述方向控制主阀(102)为三位液控阀，该阀位于左位，其进油口与第二油口和第四油口导通，其第一油口与回油口导通，其第三油口非导通；所述三位液控阀位于中位，其第一油口与回油口导通，其进油口、第二油口、第三油口和第四油口非导通；所述三位液控阀位于右位，其进油口与第一油口和第三油口导通，其第二油口与回油口导通，其第四油口非导通；

所述三位液控阀的进油口与主压力油路连通，回油口与回油油路连通，其第一油口与所述伸缩缸(10)的有杆腔连通，其第二油口与所述伸缩缸(10)的无杆腔连通，其第三油口和第四油口分别与所述压力补偿器(106)连通。

8.根据权利要求1至5任一项所述的单缸插销式伸缩机构液控系统，其特征在于，先导油路的油源取自主压力油路，且先导油路和主压力油路之间设置有先导减压阀(105)。

9.一种起重机，包括伸缩式吊臂，且所述伸缩式吊臂采用单缸插销式伸缩机构控制各节臂的伸缩，其特征在于，还包括权利要求1至8任一项所述的单缸插销式伸缩机构液控系统。

说明书

起重机及其单缸插销式伸缩机构液控系统

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种起重机及其单缸插销式伸缩机构液控系统。

背景技术

[0002] 目前，对于伸缩臂为五节臂及以下的起重机而言，普遍采用绳排式伸缩机构，采用机械操纵或液控先导操纵系统，可靠性高、成本低；对于伸缩臂为六节臂及以上的起重机而言，绳排式伸缩机构较为复杂，多采用单缸插销式伸缩机构，但单缸插销式伸缩机构的效率低、操作复杂，对于操作人员的经验和熟练程度要求较高。

[0003] 为了提高单缸插销式伸缩机构的可操作性，通常的做法为增加起重臂的自动伸缩功能，为实现该功能必须要采用电比例控制技术，也就导致单缸插销式伸缩机构难以在纯液控先导比例控制的液控系统中应用，因此，现有伸缩臂为六节臂及以上的起重机多采用电比例控制系统，但是该种控制方式的抗干扰能力差，成本高。

[0004] 有鉴于此，亟待针对单缸插销式伸缩机构的液控系统进行改进，以克服上述技术问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种起重机及其单缸插销式伸缩机构液控系统，能够克服单缸插销式伸缩机构对起重机控制方式的限制，降低起重机控制系统的成本，提高系统稳定性。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种单缸插销式伸缩机构液控系统，用于控制伸缩缸的伸出和收回操作，所述液控系统包括：

[0007] 第一液压泵，与主压力油路连通；

[0008] 方向控制主阀，设置在所述伸缩缸与主压力油路、回油油路之间，以控制所述伸缩缸的有杆腔和无杆腔的进油；还包括：

[0009] 电控比例阀组，其进油口与先导油路连通，其回油口与回油油路连通，其两个出油口分别作用于所述方向控制主阀的阀芯的两端部，通过控制所述进油口与两个所述出油口的通断，以控制所述方向控制主阀的工作位置和开度。

[0010] 本发明提供的液控系统，采用方向控制主阀控制单缸插销式伸缩机构的伸缩缸的伸出和收回操作，并在先导油路中设置电控比例阀组，利用电控比例阀组控制前述方向控制主阀的换向操作及开度大小，可实现单缸插销式伸缩机构的自动伸缩控制。与现有技术相比，本发明提供的液控系统克服了单缸插销式伸缩机构对起重机控制方式的限制，可将单缸插销式伸缩机构应用于液控系统中，降低了应用单缸插销式伸缩机构的起重机的控制成本，提高了系统的稳定性。

[0011] 优选地，还包括液控先导手柄组，其进油口与先导油路连通，其两个出油口分别连通所述方向控制主阀的阀芯的两端部，通过控制所述进油口与两个所述出油口的通断，以控制所述方向控制主阀的工作位置和开度。

[0012] 优选地，所述液控先导手柄组和所述电控比例阀组，依次串联设置于先导油路和所述方向控制主阀之间；

[0013] 所述液控先导手柄组和所述电控比例阀组之间的油路上还设有压力检测器；

[0014] 还包括控制器，接收所述压力检测器获取的压力信号，并根据所述压力信号输出控制信号至所述电控比例阀组。

[0015] 优选地，所述液控先导手柄组的两个出油口之间设置有梭阀，所述梭阀的出油口连接所述压力检测器。

[0016] 优选地，所述液控先导手柄组和所述电控比例阀组，并联设置于先导油路和所述方向控制主阀之间；

[0017] 还包括两个开关阀，分别设置于所述液控先导手柄组的两个出油口与所述方向控制主阀的阀芯两端部之间的油路上。

[0018] 优选地，还包括两个梭阀，所述梭阀的出油口连通所述方向控制主阀的阀芯的一端部，两个进油口分别连通对应的所述液控先导手柄组的出油口、所述电控比例阀组的出油口。

[0019] 优选地，还包括压力补偿器，设置在主压力油路与所述方向控制主阀的进油口之间的油路上。

[0020] 优选地，所述方向控制主阀为三位液控阀，该阀位于左位，其进油口与第二油口和第四油口导通，其第一油口与回油口导通，其第三油口非导通；所述三位液控阀位于中位，其第一油口与回油口导通，其进油口、第二油口、第三油口和第四油口非导通；所述三位液控阀位于右位，其进油口与第一油口和第三油口导通，其第二油口与回油口导通，其第四油口非导通；

[0021] 所述三位液控阀的进油口与主压力油路连通，回油口与回油油路连通，其第一油口与所述伸缩缸的有杆腔连通，其第二油口与所述伸缩缸的无杆腔连通，其第三油口和第四油口分别与所述压力补偿器连通。

[0022] 优选地，先导油路的油源取自主压力油路，且先导油路和主压力油路之间设置有先导减压阀。

[0023] 本发明还提供一种起重机，包括伸缩式吊臂，且所述伸缩式吊臂采用单缸插销式伸缩机构控制各节臂的伸缩，还包括如前所述的单缸插销式伸缩机构液控系统。

[0024] 由于前述单缸插销式伸缩机构液控系统具有前述技术效果，所以包括该单缸插销式伸缩机构液控系统的起重机也具有相应的技术效果，这里不再重复赘述。

附图说明

[0025] 图1为本发明所提供起重机的单缸插销式伸缩机构液控系统第一种实施方式的工作原理图；

[0026] 图2为本发明所提供起重机的单缸插销式伸缩机构液控系统第二种实施方式的工作原理图。

[0027] 图1和图2中：

[0028] 伸缩缸10，缸销油缸20，臂销油缸30；

[0029] 第一液压泵101，方向控制主阀102，液控先导手柄组103，手柄103a、103b，电控比例阀组104，电控比例阀104a、104b，先导减压阀105，压力补偿器106；

[0030] 第一梭阀109，压力检测器110；

[0031] 第一开关阀111，第二开关阀112，第二梭阀113，第三梭阀114；

[0032] 第二液压泵201，第一换向阀202，第二换向阀203。

具体实施方式

[0033] 本发明的核心是提供一种起重机及其单缸插销式伸缩机构液控系统，能够克服单缸插销式伸缩机构对起重机控制方式的限制，降低起重机控制系统的成本，提高系统稳定性。

[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0035] 请参考图1，图1为本发明所提供起重机的单缸插销式伸缩机构液控系统第一种实施方式的工作原理图。

[0036] 该实施例中，第一液压泵101的输出油口与主压力油路连通，油箱与回油油路连通；其中，回油油路可分为主回油油路和控制回油油路。实际设计时，油箱可根据实际应用场合设置为一个或多个，以满足管路布局的需要。

[0037] 方向控制主阀102设置在伸缩缸10与主压力油路、主回油油路之间，以控制伸缩缸10的有杆腔和无杆腔的进油；电控比例阀组104的进油口与先导油路连通，其回油口与控制回油油路连通，其两个出油口分别作用于方向控制主阀102的阀芯的两端部，通过控制进油口与两个出油口的通断，以控制方向控制主阀102的工作位置和开度。即，电控比例阀104a的出油口与方向控制主阀102右端的先导控制腔室连通，电控比例阀104b的出油口与方向控制主阀102左端的先导控制腔室连通。

[0038] 该液控系统，采用方向控制主阀102控制伸缩缸10的伸出和收回操作，并在先导油路中设置电控比例阀组104，利用电控比例阀组104控制方向控制主阀102的换向操作及开度大小，实现了单缸插销式伸缩机构的自动伸缩控制。该液控系统克服了单缸插销式伸缩机构对起重机控制方式的限制，可将单缸插销式伸缩机构应用于液控系统中，避免背景技术中纯电控系统的设置，降低了应用单缸插销式伸缩机构的起重机的控制成本，提高了系统的稳定性。

[0039] 为实现单缸插销式伸缩机构的手动控制，该液控系统还包括液控先导手柄组103，其进油口与先导油路连通，其两个出油口分别连通方向控制主阀102的阀芯的两端部，通过控制进油口与两个出油口的通断，以控制方向控制主阀102的工作位置和开度。

[0040] 该实施方式中，液控先导手柄组103和电控比例阀组104，依次串联后设置于先导油路和方向控制主阀102之间。

[0041] 即，如图1所示，液控先导手柄组103的两个进油口均与先导油路连通，手柄103a的出油口与电控比例阀104a的进油口连通，手柄103b的出油口与电控比例阀104b的进油口连通。

[0042] 液控先导手柄组103和电控比例阀组104之间的油路上还设有压力检测器110；该液控系统还包括控制器，用于接收压力检测器110获取的压力信号，并根据该压力信号输出控制信号至电控比例阀组104。

[0043] 具体操作时，若需手动操作，可通过控制器控制使电控比例阀104a和104b均得电，其阀口全开，如此，方向控制主阀102的工作位置和开度仅由液控先导手柄组103控制。具体地，开启手柄103a，关闭手柄103b，则手柄103a的出油口输出先导控制油液至方向控制主阀102右端的先导控制腔室，使方向控制主阀102位于右位工作状态，同时，通过控制手柄103a的倾角大小，控制进入方向控制主阀102右端的先导控制腔室的进油量；反之，开启手柄
103b，关闭手柄103a，则手柄103b的出油口输出先导控制油液至方向控制主阀102左端的先导控制腔室。由于方向控制主阀102的先导控制腔室的进油量大小，对应方向控制主阀102的开度，从而实现了方向控制主阀102对伸缩缸10进出油量的控制。

[0044] 具体操作时，若需自动控制，则通过液控先导手柄组103和电控比例阀组104共同作用，控制方向控制主阀102的工作位置和开度。具体地，开启手柄103a，关闭手柄103b，通过压力检测器110对先导压力检测，并将压力信号传递至控制器，当先导压力达到设定值，控制器发出控制信号至电控比例阀组104，使电控比例阀104a得电，电控比例阀104b失电，则电控比例阀104a的出油口输出先导控制油液至方向控制主阀102右端的先导控制腔室，使方向控制主阀102位于右位工作状态，同时，通过控制电控比例阀104a的电流，控制进入方向控制主阀102右端的先导控制腔室的进油量；反之，开启手柄103b，关闭手柄103a，控制器根据压力检测器110传递的压力信号，控制使电控比例阀104b得电，电控比例阀104a失电，则电控比例阀104b的出油口输出先导控制油液至方向控制主阀102左端的先导控制腔室。

[0045] 该实施方式中，单缸插销式伸缩机构自动伸缩时，液控先导手柄组103也参与先导油路的控制，可以提高操作人员的主观能动性，增强操作实感。

[0046] 如图1所示，具体的方案中，可设置第一梭阀109，其两个进油口分别连通手柄103a的出油口和手柄103b的出油口，其出油口连通压力检测器110。如此设置，可以简化管路布置。

[0047] 更具体地，压力检测器110可以为压力继电器，也可以为压力传感器。

[0048] 上述给出了液控先导手柄组103和电控比例阀组104串联的设置方式，实际设置时，也可采用将液控先导手柄组103和电控比例阀组104并联的设置方式。具体如图2所示，图2为本发明所提供起重机的单缸插销式伸缩机构液控系统第二种实施方式的工作原理图。

[0049] 为实现液控手柄先导油路的通断，所述液控系统还包括两个开关阀，分别设置于液控先导手柄组103的两个出油口与方向控制主阀102的阀芯两端部之间的油路上。即，如图2所示，第一开关阀111设置在手柄103a的出油口与方向控制主阀102的阀芯右端之间，第二开关阀112设置在手柄103b的出油口与方向控制主阀102的阀芯左端之间。

[0050] 常态下，第一开关阀111和第二开关阀112处于导通状态；具体的方案中，第一开关阀111和第二开关阀112均为电控二位二通阀，以提高系统的可操作性。

[0051] 进一步地，为简化管路结构设计，该实施方式提供的液控系统还包括两个梭阀，通过梭阀进行先导控制油路的选择。如图2所示，第二梭阀113的两个进油口分别连通手柄103a的出油口和电控比例阀104a的出油口，其出油口连通方向控制主阀102的阀芯右端；第三梭阀114的两个进油口分别连通手柄103b的出油口和电控比例阀104b的出油口，其出油口连通方向控制主阀102的阀芯左端。

[0052] 手动操作时，控制电控比例阀104a、第一开关阀111均不得电，或电控比例阀104b、第二开关阀112均不得电，即可实现液控先导手柄组103的先导操作。

[0053] 自动控制时，控制电控比例阀104a、第一开关阀111均得电，或电控比例阀104b、第二开关阀112均得电，即可屏蔽液控先导手柄组103，实现电控比例阀组104的先导操作。

[0054] 该实施方式与前述第一种实施方式相比，自动操作时，不需要液控先导手柄组103参与。

[0055] 在前述各实施方式的基础上，所述液控系统还可设置压力补偿器106，位于主压力油路与方向控制主阀102的进油口之间。如此，可以保证方向控制主阀102的前后压差不变。具体地，压力补偿器106可以为减压阀，当然也可设为其他具有压力补偿作用的阀件。

[0056] 具体的方案中，方向控制主阀102可以设置为具有负载压力反馈端口的三位液控阀，如图1和图2中所示。

[0057] 在系统中，该三位液控阀的进油口与主压力油路连通，其回油口与主回油油路连通，其第一油口与伸缩缸10的有杆腔连通，其第二油口与伸缩缸10的无杆腔连通，其第三油口和第四油口分别与压力补偿器106连通。

[0058] 如此，当三位液控阀位于左位，其进油口与第二油口和第四油口导通，其第一油口与回油口导通，其第三油口非导通；此状态下，主压力油路的油液进入伸缩缸10的无杆腔，伸缩缸10的有杆腔回油至主回油油路，与此同时，该路负载压力油液经第四油口引回至压力补偿器106。

[0059] 当三位液控阀位于中位，其第一油口与回油口导通，其进油口、第二油口、第三油口和第四油口非导通；此状态下，伸缩缸10有杆腔的油液与主回油油路连通，以确保非工作状态下臂架的稳定性。

[0060] 当三位液控阀位于右位，其进油口与第一油口和第三油口导通，其第二油口与回油口导通，其第四油口非导通；此状态下，主压力油路的油液进入伸缩缸10的有杆腔，伸缩缸10的无杆腔回油至主回油油路，与此同时，该路负载压力油液经第三油口引回至压力补偿器106。

[0061] 如上设计，可以根据系统的负载压力，输出系统所需的压力和流量，提高液控系统的效率。

[0062] 需要说明的是，方向控制主阀102的回油口可以设置为一个，也可以基于阀体结构设置为两个，如图1和图2中所示。应当理解，回油口的数量限定不应当影响本申请请求保护的范围。

[0063] 如图1和图2中所示，先导油路的油源均取自主压力油路，在主压力油路和先导油路之间还设置有先导减压阀105，以使得主压力油路适应先导控制油路的工作压力。

[0064] 当然，在实际设置时，先导油路的油源也可取自其他单独油源，同样可以实现相同效果。

[0065] 如图1和图2中所示，该液控系统还包括第二液压泵201，为单缸插销式伸缩机构的缸销油缸20和臂销油缸30供油，具体地，通过第一换向阀202的工作位置切换实现缸销油缸20或臂销油缸30的供油或回油，通过第二换向阀203的工作位置切换实现缸销油缸20、臂销油缸30控制油路的切换。

[0066] 本发明还提供一种起重机，包括伸缩式吊臂，且所述伸缩式吊臂采用单缸插销式伸缩机构控制各节臂的伸缩，还包括如前所述的单缸插销式伸缩机构液控系统。

[0067] 由于前述单缸插销式伸缩机构液控系统具有前述技术效果，所以包括该单缸插销式伸缩机构液控系统的起重机也具有相应的技术效果，这里不再重复赘述。

[0068] 以上对本发明所提供的一种起重机及其单缸插销式伸缩机构液控系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明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发明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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。