專利名稱：起重機及其卷揚液壓控制系統(tǒng)、用于該系統(tǒng)的充液集成閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械技術領域，具體涉及起重機及其卷揚液壓控制系統(tǒng)、用 于該系統(tǒng)的充液集成閥。
背景技術：
對于工程起重機來說，提高空鉤下放速度是保證起升機構工作效率的主要手段。 現(xiàn)有液壓起重機的卷揚系統(tǒng)主要由馬達、減速機、卷筒、離合器和制動器構成，通過機械式 離合器與制動器的配合來完成空鉤下放的操作，當需要下放空鉤時，卷筒與減速機的輸出 動力脫離，吊鉤即可在重力作用下自由落體運動。為了使卷揚系統(tǒng)的空鉤下放操作與各部 件能夠協(xié)調工作，需要在起重機的液壓控制系統(tǒng)中增加快放控制，并采用充液閥元件系統(tǒng) 為快放系統(tǒng)提供工作用壓力油液。請參見圖1，該圖是現(xiàn)有工程起重機液壓控制系統(tǒng)的液壓原理圖。如圖1所示，液壓泵P2輸出的壓力油液通過多路換向閥進入起升回路，液壓泵P3 輸出的壓力油液一路通過多路換向閥進入回轉回路，另一路通過單向閥為起升機構制動回 路的蓄能器充液，以使得蓄能器保持一定的壓力以滿足制動器和離合器的需要，通過操作 制動器操縱閥組實現(xiàn)制動器油缸、離合器油缸等工作。然而，該方案中充液閥單純通過液壓 泵P3提供充液用壓力油液，經常會出現(xiàn)系統(tǒng)故障導致不能充液或者不完全充液。比如，由于閥孔比較深，當回轉充液主閥芯錐面直接與閥體孔密封配合不嚴密時， 就會產生較大的內部泄漏，具體表現(xiàn)為蓄能器不充液。再如，當油溫過高時油液黏度變低， 滑閥間的泄漏增大，導致系統(tǒng)壓力變低，使充液壓力達不到規(guī)定的壓力值時，就會造成蓄能 器不完全充液。此狀態(tài)下，無法提供壓力油源至制動器操縱閥組，進而使得卷揚制動器的外 抱系統(tǒng)不能打開，造成卷揚無動作和沒有快放功能，不能充分發(fā)揮產品的功能優(yōu)點；此外， 卷揚離合器的內抱系統(tǒng)始終處于打開狀態(tài)，容易出現(xiàn)重物下滑和下降失速等現(xiàn)象，存在不 安全的隱患。有鑒于此，亟待針對現(xiàn)有起重機快放系統(tǒng)的充液原理進行優(yōu)化設計，以避免蓄能 器的壓力過低而無法滿足卷揚系統(tǒng)的需要。

實用新型內容針對上述缺陷，本實用新型解決的技術問題在于，提供一種起重機卷揚液壓控制 系統(tǒng)，從而有效避免蓄能器的壓力過低而導致卷揚系統(tǒng)無法正常工作。在此基礎上，本實用 新型還提供一種用于該系統(tǒng)的充液集成閥及采用該系統(tǒng)的起重機。本實用新型提供的起重機卷揚液壓控制系統(tǒng)，包括制動器操縱閥組、蓄能器、第一 溢流閥和第二溢流閥，其中，所述制動器操縱閥組用于控制壓力油液與離合器油缸和制動 器油缸連通；所述蓄能器的油口與所述制動器操縱閥組的進油口連通，所述蓄能器的油口 與回轉泵的出油口連通，回轉泵提供壓力油液至該蓄能器；所述第一溢流閥設置在回轉泵 的出油口與回轉操縱閥的進油腔之間；所述第二溢流閥設置在回油油路與第一溢流閥的彈簧腔之間，且所述第二溢流閥的控制油口與蓄能器的油口連通；所述蓄能器的油口還與變 幅泵的出油口連通。優(yōu)選地，還包括第一單向閥和第二單向閥；其中，所述第一單向閥設置在回轉泵出 油口與蓄能器油口之間的通路上；所述第二單向閥設置在變幅泵出油口與蓄能器油口之間 的通路上。優(yōu)選地，還包括減壓閥，設置在變幅泵出油口與第二單向閥之間通路上。本實用新型提供的充液集成閥，閥體內集成有回轉操縱閥、第一溢流閥和第二溢 流閥；閥體外部具有用于與回轉泵的出油口連通的第一進油口、用于與變幅泵的出油口連 通的第二進油口、用于與蓄能器的油口連通的第一出油口和用于回油油路連通的第二出油 口 ；且所述閥體的內部具有連通第一進油口與第一溢流閥的進油口的第一油道、連通第一 油道與第一出油口的第二油道、連通第二進油口與第一出油口的第三油道；且第一溢流閥 的彈簧腔與第二溢流閥的進油口連通，第一溢流閥的出油口與回轉操縱閥的進油腔連通； 第二溢流閥的出油口與第二出油口連通，第二溢流閥的控制油口與第一出油口連通。優(yōu)選地，閥體內還集成有第一單向閥和第二單向閥；其中，所述第一單向閥設置在 第二油道上，以便于第一進油口至第一出油口單向導通；所述第二單向閥設置在第三油道 上，以便于第二進油口至第一出油口單向導通。優(yōu)選地，閥體內還集成有設置在第二進油口與第二單向閥之間的第三油道上的減 壓閥。優(yōu)選地，所述閥體內部具有連通第一溢流閥的彈簧腔和第二溢流閥的進油腔的第 四油道；且所述回轉操縱閥的閥芯外周的閥體上具有連通回轉操縱閥內腔與第一溢流閥的 彈簧腔的第五油道、第六油道和第七油道；三個油道均與閥芯軸線相垂直且沿閥芯的軸向 依次平行設置；所述閥芯上具有徑向通孔，該徑向通孔的橫截面為沿軸向設置的長條狀，所 述閥芯的外周表面具有與該徑向通孔連通的環(huán)形凹槽；所述閥芯處于中位時，該環(huán)形凹槽 與第六油道連通；所述閥芯處于處于左位時，該環(huán)形凹槽與第五油道連通，該徑向通孔與第 五油道和第六油道連通；所述閥芯處于右位時，該環(huán)形凹槽與第七油道連通，該徑向通孔與 第六油道和第七油道連通。優(yōu)選地，所述閥芯具有第一軸肩、第二軸肩和第三軸肩，其中第一軸肩和第三軸肩 相對設置，以便于回轉操縱閥處于左位或者右位時封堵其進油腔與回油腔之間的通路；所 述第一軸肩與第三軸肩的外端部與閥腔內壁之間具有間隙，以便于回轉操縱閥處于左位或 者右位的初始位置時進油腔與回油腔之間連通。本實用新型提供的起重機，包括卷揚系統(tǒng)及如前所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的起重機卷揚液壓控制系統(tǒng)增加了一條充液油 路，即，從變幅泵引入另一個壓力油源。當回轉控制回路的內部泄漏較大而導致充液壓力無 法滿足蓄能器的要求時，將由變幅泵引入的充液油源完成為蓄能器充液，以有效為蓄能器 進行完全充液，這樣，在操作變幅手柄時，變幅泵就可以為蓄能器充液，進而確保卷揚系統(tǒng) 在起升過程中蓄能器的壓力不會低于設定的壓力值。顯然，基于蓄能器內部的油液壓力，卷 揚制動器的外抱系統(tǒng)與離合器的內抱系統(tǒng)能夠正常打開、關閉，從而可有效發(fā)揮產品快速 下放的功能特點。本實用新型的優(yōu)選方案中，在回轉泵出油口與蓄能器油口之間的通路上設置有第一單向閥，在變幅泵出油口與蓄能器油口之間的通路上設置有第二單向閥；如此設計可避 免蓄能器內的壓力油液回流，并將變幅泵和回轉泵引入的充液壓力源進行對比，以確保系 統(tǒng)以較大壓力的油液為蓄能器充液，進一步提高本實用新型的可靠性。本實用新型的另一優(yōu)選方案中，在變幅泵出油口與第二單向閥之間的通路上設置 有減壓閥。減壓閥的調定壓力確定后，使得經變幅泵引入壓力穩(wěn)定的油源，從而確保蓄能器 能夠安全可靠地工作。本實用新型提供的充液集成閥，特別適用于由馬達、減速機、卷筒、離合器和制動 器構成的卷揚系統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)。

圖1是現(xiàn)有起重機的卷揚控制系統(tǒng)的液壓原理圖；圖2是實施例中所述卷揚控制系統(tǒng)的液壓原理圖；圖3是實施方式所述充液集成閥的液壓原理圖；圖4是該充液集成閥的一個剖面圖，該剖面圖示出了第一溢流閥和第二溢流閥；圖5是該充液集成閥的另一個剖面圖，該剖面圖示出了回轉操縱閥；圖6所示的回轉操縱閥處于左位；圖7所示的回轉操縱閥處于右位；圖8是實施例中所述起重機的整體結構示意圖。圖 2-圖 8 中離合器缸1、制動器缸2、離合、制動器操作閥3a和3b、液控單向閥3c、單向節(jié)流閥 3d、蓄能器4、多路換向閥5、腳踏閥6、第一溢流閥7、第二溢流閥8、回轉操縱閥9、第一單向 閥10、第二單向閥11、減壓閥12。
具體實施方式基于單獨由回轉泵提供充液壓力油源的現(xiàn)有起重機卷揚液壓控制系統(tǒng)，本實用新 型進行了改進設計，該系統(tǒng)又增加了一條充液油路，即，從變幅泵引入另一個壓力油源。當 由回轉泵引入的的壓力油源無法滿足蓄能器的要求時，將由變幅泵引入的充液油源完成為 蓄能器充液，從而為蓄能器進行完全充液，進而確保卷揚系統(tǒng)在起升過程中蓄能器的壓力 不會低于設定的壓力值。下面結合說明書附圖具體說明本實施方式。參見圖2，該圖是本實施例所述卷揚控制系統(tǒng)的液壓原理圖。如圖2所示，該系統(tǒng)所控制的起升機構由主、副兩套機構組成。主副兩套機構的基 本工作原理與現(xiàn)有技術完全相同，主、副機構分別依靠各自的離合器來實現(xiàn)動力輸入軸與 各自卷筒之間的結合或者分開，離合器受各自的離合器缸1操縱；當油液由離合器缸1排出 時，缸內彈簧自然張開，離合器處于分離狀態(tài)，卷筒與軸分開而處于自由狀態(tài)。制動器的作 用是使得起升機構處于停止狀態(tài)，主、副機構有各自獨立的制動器，當制動器缸中2的油液 被排出，缸中彈簧自然張開，制動器將卷筒卡緊完成制動，當油液進入制動器缸2，缸內彈簧 被壓縮，制動器將卷筒松開，此狀態(tài)下可以實現(xiàn)重物升降或者自由落鉤的操作。由于主、副 起升機構的動作原理完全相同，故只需分析其中一套機構即可。
6[0035]實際操作時，制動器的動作需要與離合器、起升液壓馬達的動作相配合。在液壓 馬達停止時，制動器卡緊卷筒使得重物停止于空中；在液壓馬達轉動時，制動器需要放松卷 筒；此狀態(tài)下，離合器的離、合動作決定重物是重力下降工況或者起升工況，兩者之間的配 合通過多路換向閥5、離合、制動器操作閥3a和3b的聯(lián)動來實現(xiàn)。當多路換向閥5處于①位，起升泵P2輸出的油液經平衡閥中的單向閥進入起升馬 達，使其正向旋轉。與此同時，通過與多路換向閥5進口處并聯(lián)的控制油路，起升泵P2的壓 力油將離合、制動器操作閥3a推至上位，此時若離合、制動器操作閥3b處于下位，則蓄能器 4輸出壓力油液一路經3b中的通道將離合器缸的活塞上推，使得離合器處于結合狀態(tài)；另 一路通過離合、制動器操作閥組3a和3b的另一通道將制動器缸的活塞上壓，使得制動器處 于松開狀態(tài)，卷筒隨液壓馬達一起正向旋轉進行重物起升操作。當多路換向閥5處于②位，與前述重物起升操作相似，使得液壓馬達帶動卷筒實 現(xiàn)下放重物的操作，且在平衡閥的作用下，重物可勻速下降。無論多路換向閥5處于①位或者②位，若離合、制動器操作閥3b至上位，則蓄能器 4輸出的油液通過3b將液控單向閥3c反向開啟，使得離合器缸1的油液由閥3b排向油箱， 離合器處于分離狀態(tài)；制動器缸2中的油液由單向節(jié)流閥3d和閥3b排向油箱，制動器處于 卡緊狀態(tài)。此時，操作者配合踏動腳踏閥6即可完成自由落鉤操作。需要說明的是，自由落 鉤操作的工作原理與現(xiàn)有技術相同，故本文中不再贅述。上述分析可知，蓄能器4的充液壓力不低于設定的壓力值是確保卷筒的起升、下 降及自由落鉤操作安全、可靠性的關鍵。如圖2所示，本實施例所述起重機卷揚液壓控制系統(tǒng)，包括制動器操縱閥組3、蓄 能器4、第一溢流閥7和第二溢流閥8。如前所述，制動器操縱閥組3用于控制壓力油液與離 合器油缸1和制動器油缸2連通。蓄能器4的油口與制動器操縱閥組3的進油口 P連通?；剞D泵的出油口 P3與蓄能器4的油口連通，提供壓力油液至蓄能器4 ；第一溢流 閥7設置在回轉泵的出油口 P3與回轉操縱閥9的進油口之間；第二溢流閥8設置在回油 油路T與第一溢流閥7的彈簧腔之間，且第二溢流閥8的控制油口 K3與蓄能器4的油口連 通；變幅泵的出油口 P1與蓄能器4的油口連通，提供壓力油液至蓄能器4。為避免蓄能器4內的壓力油液回流，在回轉泵出油口 P3與蓄能器4油口之間的通 路上設置有第一單向閥10，在變幅泵出油口 P1與蓄能器4之間的通路上設置有第二單向閥 11。變幅泵和回轉泵引入的充液壓力源進行對比，從而確保系統(tǒng)以較大壓力的油液為蓄能 器4充液。另外，為進一步提高從變幅泵引入壓力穩(wěn)定的充液油源，在變幅泵出油口 P1與第 二單向閥11之間的通路上設置有減壓閥12，從而確保蓄能器4能夠安全可靠地工作。在前述卷揚液壓控制系統(tǒng)的基礎上，本實施方式還提供一種用于該控制系統(tǒng)的充 液集成閥。請參見圖3，該圖是本實施方式所述充液集成閥的液壓原理圖。如圖3所示，充液集成閥20的閥體內集成有回轉操縱閥9、第一溢流閥7和第二溢 流閥8。具體結構請一并參見圖4和圖5，其中，圖4是該充液集成閥的一個剖面圖，該剖面 圖示出了第一溢流閥7和第二溢流閥8，圖5是該充液集成閥的另一個剖面圖，該剖面圖示 出了回轉操縱閥9。圖4與圖5所示的剖面相互平行。閥體外部具有用于與回轉泵的出油口連通的第一進油口 P3'、用于與變幅泵的出油口連通的第二進油口 P1 ‘、用于與蓄能器的油口連通的第一出油口 M4和用于回油油路 連通的第二出油口 T。閥體內部具有連通第一進油口 P3'與第一溢流閥7的進油口的第一油道21、連通 第一油道21與第一出油口 M4的第二油道22、連通第二進油口 P1'與第一出油口 M4的第 三油道(圖中未示出)；且第一溢流閥7的彈簧腔與第二溢流閥8的進油口連通，第一溢流 閥7的出油口 71與回轉操縱閥9的進油腔23連通；第二溢流閥8的出油口 81與第二出油 口 T連通，第二溢流閥8的控制油口 82與第一出油口 M4連通。需要說明的是，第一單向閥第1和第二單向閥12可以集成在閥體內部(圖中未 示出)，也可以置于閥體外部。若兩個單向閥集成在閥體內，則第一單向閥設置在第二油道 上，以便于第一進油口至第一出油口單向導通；第二單向閥設置在第三油道上，以便于第二 進油口至第一出油口單向導通。同樣，減壓閥可以置于閥體外部，也可以在閥體內集成有設置在第二進油口與第 二單向閥之間的第三油道上的減壓閥(圖中未示出)。具體地，閥體內部具有連通第一溢流閥7的彈簧腔和第二溢流閥8的進油腔83的 第四油道24;回轉操縱閥的閥芯91外周的閥體上具有連通回轉操縱閥內腔與第一溢流閥7 的彈簧腔的第五油道25、第六油道26和第七油道27 ；三個油道均與閥芯軸線相垂直且沿閥 芯的軸向依次平行設置，其中，第五油道25和第七油道27位于軸心線的一側(圖5所示)， 第六油道位于軸心線的另一側(圖5中未示出)。閥芯91上具有徑向通孔92，該徑向通孔 92的橫截面為沿軸向設置的長條狀，閥芯91的外周表面具有與該徑向通孔92連通的環(huán)形 凹槽93。閥芯91具有第一軸肩94、第二軸肩95和第三軸肩96，其中第一軸肩94和第三軸 肩96相對設置，以便于回轉操縱閥處于左位(如圖5所示)或者右位(如圖6所示)時封 堵其進油腔23與回油腔28之間的通路；第一軸肩94與第三軸肩96的外端部與閥腔內壁 之間具有間隙，該間隙可以通過軸肩端部變徑來實現(xiàn)，以便于回轉操縱閥處于左位或者右 位的初始位置時保證進油腔23與回油腔28之間連通。如圖5所示，閥芯91處于中位時，該環(huán)形凹槽93與第六油道26連通，此時，蓄能器 4為充液狀態(tài)；如圖6所示，閥芯92處于處于左位時，該環(huán)形凹槽93與第五油道25連通， 該徑向通孔92與第五油道25和第六油道26連通；如圖7所示，閥芯91處于右位時，該環(huán) 形凹槽93與第七油道27連通，該徑向通孔92與第六油道和26第七油道連27通。顯然， 回轉操縱閥9由中位至左位或者右位時，第一溢流閥7錐閥芯右側的壓力迅速降低，并由于 阻尼的作用產生了一定壓差，此時，錐閥芯被向右推動，進而壓力油液就通過錐閥芯進入回 轉閥進油腔23。此時，蓄能器4為非充液狀態(tài)。特別說明的是，閥塊內部構造不同通過流量的液壓支路，因此，可顯著減少管路聯(lián) 接和接頭，降低系統(tǒng)的復雜性，從而降低制造成本；此外，由于該充液集成閽的連接點較少， 采用該閥的卷揚液壓控制系統(tǒng)具有泄漏少、結構緊湊的特點。請參見圖8，該圖是本實施例所述起重機的整體結構示意圖。本實施例所述起重機 包括卷揚系統(tǒng)及如前所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)。其中，底盤、轉臺、吊臂裝置、動力系統(tǒng)及電 氣系統(tǒng)等主要功能部件與現(xiàn)有技術完全相同，本領域的普通技術人員基于現(xiàn)有技術完全可 以實現(xiàn)，故本文中不再贅述。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技
8術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求起重機卷揚液壓控制系統(tǒng)，包括制動器操縱閥組，用于控制壓力油液與離合器油缸和制動器油缸連通；蓄能器，其油口與所述制動器操縱閥組的進油口連通，所述蓄能器的油口與回轉泵的出油口連通，回轉泵提供壓力油液至該蓄能器；第一溢流閥，設置在回轉泵的出油口與回轉操縱閥的進油腔之間；和第二溢流閥，設置在回油油路與第一溢流閥的彈簧腔之間，且所述第二溢流閥的控制油口與蓄能器的油口連通；其特征在于，所述蓄能器的油口還與變幅泵的出油口連通。
2.根據權利要求1所述的起重機卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 第一單向閥，設置在回轉泵出油口與蓄能器油口之間的通路上；和第二單向閥，設置在變幅泵出油口與蓄能器油口之間的通路上。
3.根據權利要求2所述的起重機卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括減壓閥，設置 在變幅泵出油口與第二單向閥之間通路上。
4.充液集成閥，閥體內集成有回轉操縱閥、第一溢流閥和第二溢流閥；其特征在于，閥 體外部具有第一進油口，用于與回轉泵的出油口連通；第二進油口，用于與變幅泵的出油口連通；第一出油口，用于與蓄能器的油口連通；和第二出油口，用于回油油路連通；且所述閥體的內部具有第一油道，連通第一進油口與第一溢流閥的進油口 ；第二油道，連通第一油道與第一出油口 ；第三油道，連通第二進油口與第一出油口 ；且第一溢流閥的彈簧腔與第二溢流閥的進油口連通，第一溢流閥的出油口與回轉操縱閥 的進油腔連通；第二溢流閥的出油口與第二出油口連通，第二溢流閥的控制油口與第一出 油□連通。
5.根據權利要求4所述的充液集成閥，其特征在于，閥體內還集成有 第一單向閥，設置在第二油道上，以便于第一進油口至第一出油口單向導通；和 第二單向閥，設置在第三油道上，以便于第二進油口至第一出油口單向導通。
6.根據權利要求5所述的充液集成閥，其特征在于，閥體內還集成有 減壓閥，設置在第二進油口與第二單向閥之間的第三油道上。
7.根據權利要求6所述的充液集成閥，其特征在于，所述閥體內部具有連通第一溢流閥的彈簧腔和第二溢流閥的進油腔的第四油道；且 所述回轉操縱閥的閥芯外周的閥體上具有連通回轉操縱閥內腔與第一溢流閥的彈簧 腔的第五油道、第六油道和第七油道；三個油道均與閥芯軸線相垂直且沿閥芯的軸向依次 平行設置；所述閥芯上具有徑向通孔，該徑向通孔的橫截面為沿軸向設置的長條狀，所述閥 芯的外周表面具有與該徑向通孔連通的環(huán)形凹槽；所述閥芯處于中位時，該環(huán)形凹槽與第 六油道連通；所述閥芯處于處于左位時，該環(huán)形凹槽與第五油道連通，該徑向通孔與第五油 道和第六油道連通；所述閥芯處于右位時，該環(huán)形凹槽與第七油道連通，該徑向通孔與第六 油道和第七油道連通。
8.根據權利要求7所述的充液集成閥，其特征在于，所述閥芯具有第一軸肩、第二軸肩和第三軸肩，其中第一軸肩和第三軸肩相對設置，以便于回轉操縱閥處于左位或者右位時 封堵其進油腔與回油腔之間的通路；所述第一軸肩與第三軸肩的外端部與閥腔內壁之間具 有間隙，以便于回轉操縱閥處于左位或者右位的初始位置時進油腔與回油腔之間連通。
9.起重機，包括卷揚系統(tǒng)及卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述卷揚液壓控制系統(tǒng)如 權利要求1至3中任一項所述。
專利摘要本實用新型公開一種起重機卷揚液壓控制系統(tǒng)，包括制動器操縱閥組、蓄能器、第一溢流閥和第二溢流閥，其中，制動器操縱閥組用于控制壓力油液與離合器油缸和制動器油缸連通；蓄能器的油口與所述制動器操縱閥組的進油口連通，蓄能器的油口與回轉泵的出油口連通，回轉泵提供壓力油液至該蓄能器；第一溢流閥設置在回轉泵的出油口與回轉操縱閥的進油腔之間；第二溢流閥設置在回油油路與第一溢流閥的彈簧腔之間，且第二溢流閥的控制油口與蓄能器的油口連通；蓄能器的油口還與變幅泵的出油口連通。當回轉控制回路的充液壓力無法滿足蓄能器的要求時，將由變幅泵引入的充液油源完成為蓄能器充液。在此基礎上，本實用新型還提供一種用于該系統(tǒng)的充液集成閥及采用該系統(tǒng)的起重機。
文檔編號F15B13/02GK201580934SQ20092015614
公開日2010年9月15日 申請日期2009年6月15日 優(yōu)先權日2009年6月15日
發(fā)明者劉邦才, 徐尚國 申請人:徐州重型機械有限公司