CN101893007A - 柱塞缸升降液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柱塞缸控制技术，特别是一种柱塞缸升降液压控制系统。它包含柱塞缸、高压油泵、油箱、平衡蓄能罐和液压升降控制阀，所述的液压升降控制阀包含单向阀A、单向阀B和电磁铁，所述单向阀A和单向阀B的止回侧相连接，并与所述柱塞缸进油口和平衡蓄能罐相连接，所述单向阀A的入口与所述高压油泵输出端相连接，所述单向阀B中的阀芯顶在所述电磁铁的顶杆上，所述单向阀B的入口通过管路与所述油箱相通。其目的是为了设计一种能够降低制造成本，减少安装体积，提高控制动作灵敏性的柱塞缸升降液压控制系统。与现有技术相比，具有安装灵活，停电状态操作安全方便，特别适用于安装空间有限的场合，给控制系统制造和维护带来方便等优点。

Description

柱塞缸升降液压控制系统

技术领域

本发明涉及柱塞缸控制技术，特别是一种柱塞缸升降液压控制系统。

背景技术

随着工业化水平的提高柱塞缸广泛地运用到各个领域，如一些下顶上的液压机、液压升降机、工程机械的机械手、抬升装置等，控制其上升和下降的液压系统也丰富多样，但是不管控制系统如何往往需要若干个成熟的液压阀组成。

现有控制柱塞缸升降的典型控制系统如图1所示，其主要由换向阀、保压阀、溢流阀、液控单向阀以及阀体集成块组成。该系统采用常见的液控单向阀及独立的单向阀来实现柱塞缸的升降及保压。因此需要增加液控单向阀的控制油路及开启压力调节油路。而且要使液控单向阀的控制油路与主缸进油油路分开因此又独立增加了电磁换向阀。如此一个液压系统，液压阀较多，安装需要空间大，还需要设计制造专用的阀体集成块，给制造、使用及维护都造成了一定的不便。

发明内容

本发明的目的是设计一种能够降低制造成本，减少安装体积，提高控制动作灵敏性的柱塞缸升降液压控制系统。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术解决方案：一种柱塞缸升降液压控制系统，它包含柱塞缸、高压油泵、油箱和平衡蓄能罐，其特征在于它还设有液压升降控制阀，所述的液压升降控制阀包含单向阀A、单向阀B和电磁铁，所述单向阀A和单向阀B的止回侧相连接，成为液压升降控制阀的出油口C，出油口C与所述柱塞缸进油口和平衡蓄能罐相连接，所述单向阀A的入口为液压升降控制阀的进油口E，进油口E与所述高压油泵输出端相连接，所述单向阀B中的阀芯顶在所述电磁铁的顶杆上，所述单向阀B的入口为液压升降控制阀的回油口D，回油口D通过管路与所述油箱相通。

在所述单向阀B中还设有卸荷装置，所述卸荷装置包含卸荷阀芯和卸荷复位弹簧，所述卸荷阀芯一端穿过所述单向阀B中的法兰后顶在卸荷复位弹簧上，另一端穿过所述单向阀B中的阀芯顶在所述电磁铁的顶杆上。

所述卸荷阀芯与法兰之间设有密封装置，与阀芯卸荷孔相对应的卸荷阀芯处设有锥形密封体，同时，所述卸荷阀芯在阀腔内的左、右受力面积相等。

所述单向阀A的入口还与溢流阀的取压口相连接，溢流阀的泄压孔与液压升降阀回油口D相连接。

所述单向阀A、单向阀B、卸荷装置、电磁铁和溢流阀集于一阀体上。

上升时，高压油泵给进油口E给油，高压油通过溢流阀调节压力后从液压升降控制阀出油口C进入柱塞缸，升压后由两个单向阀A、B保持压力。需要下降时，使电磁铁通电，电磁推力通过顶杆先后顶开卸荷装置和单向阀B。柱塞缸内液压油通过顶开的单向阀B回到油箱，柱塞缸下降。

由于几个单向阀以及溢流阀共用一个阀体，制造成本大大降低，同时省去换向阀、液控单向阀等部件，与原来系统相比体积可减少2/3以上，此外，直接用电磁铁直接顶开单向阀的模式省去了换向和建立压力的过程，使控制动作更加灵敏，且采用一体化设计不需要单独的油路块，给制造和维护都带来很大的方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为现有控制柱塞缸升降的典型控制系统。

图2是本实施例柱塞缸升降液压控制系统图。

图3是本实施例中液压升降控制阀的结构示意图。

具体实施方式

如图2、图3所示，本实施例包含柱塞缸13，高压油泵14、油箱15、平衡蓄能罐16和液压升降控制阀，所述的液压升降控制阀包含单向阀A、单向阀B、卸荷装置、电磁铁11、溢流阀12和阀体7，所述单向阀A、单向阀B、卸荷装置、电磁铁11和溢流阀12集于阀体7上。

所述单向阀A和单向阀B的止回侧相连接，成为液压升降控制阀的出油口C，出油口C与所述柱塞缸13进油口和平衡蓄能罐16相连接，所述单向阀A的入口为液压升降控制阀的进油口E，进油口E与所述高压油泵14输出端相连接，所述单向阀B的入口为液压升降控制阀的回油口D，所述单向阀A的入口还与溢流阀12的取压口相连接，溢流阀12的泄压孔与液压升降控制阀回油口D相连接，回油口D通过管路与所述油箱15相通。

所述卸荷装置设在所述单向阀B上，它包含卸荷阀芯5和卸荷复位弹簧2，所述卸荷阀芯5一端穿过所述单向阀B中的法兰4后顶在卸荷复位弹簧2上，另一端穿过所述单向阀B中的阀芯6顶在所述电磁铁11的顶杆10上，所述卸荷阀芯5与法兰4之间设有密封装置3，与阀芯卸荷孔9相对应的卸荷阀芯处设有锥形密封体8，同时，所述卸荷阀芯5在阀腔内的左、右受力面积相等，使卸荷阀芯5在阀腔内受高压液压油的左、右作用力刚好抵消。因此，在电磁铁处于自然状态下，卸荷阀芯5在卸荷复位弹簧2预紧力的作用下，锥形密封体8将阀芯卸荷孔9密封。同时，电磁铁11只要克服卸荷复位弹簧2的预紧力就能打开卸荷装置，与控制阀本身的流量无关，使本实施例的控制阀能适用于大流量场合。

本实施例中控制阀的进油口E、回油口D、出油口C的位置可以在阀体7上按实际需要加工，可以位于阀体各侧。如进油口E可如图3所示设在阀体前侧，也可在按需要将进油口开在下侧或上方。只要进油口在一侧单向阀的入口侧，就不影响该控制阀功能的实现。其他出油口、回油口亦然，并不受本结构示意图进、出油口位置的限制。

当高压油泵14给进油口E给油时，高压油在流入单向阀A入口的同时亦流入溢流阀12的取压口，当压力超过溢流阀12设定值时，溢流阀12被顶开，液压油从溢流阀12的泄压孔回油箱，压力降低后溢流阀复位，从而实现对油路压力的调节。高压油经过溢流阀12压力调节后，作用在单向阀A上，在压力的作用下，单向阀A被打开，高压油从液压升降阀出油口C单向流入柱塞缸13和平衡蓄能罐16，柱塞缸13上升，同时高压油通过阀体7中的通孔1流动到单向阀B的止回侧。升压后压力由两个单向阀A、B参与保压，保压性能良好，可实现零泄漏。同时，平衡蓄能罐16实施对柱塞缸升降回路的补油功能，防止因柱塞缸泄漏而下降，保持在上止点位置。

下降时，电磁铁11通电，电磁推力只要克服卸荷复位弹簧2的预紧力就能顶开卸荷阀芯5，卸荷通道被打开，柱塞缸内的液压油通过卸荷通道卸荷。柱塞缸内的液压油卸荷后，单向阀B止回侧不再受高压油的作用，在电磁推力的进一步作用下单向阀B中的阀芯5被进一步顶开，柱塞缸内的液压油通过打开的单向阀B回到油箱，从而使柱塞缸下降。

对于通径较小、小流量柱塞缸的液压升降，本实施例可直接采用控制开启控制阀中的卸荷装置，实现系统的卸荷和单向液压油回流的功能。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、控制性能更加出色。之前的控制系统需要用电信号控制换向阀换向，进而进一步在液控单向阀控制侧建立压力后，单向阀才能打开。而本发明采用电磁铁直接顶开单向阀的模式省去了换向和建立压力的过程，使控制动作更加灵敏。

2、特别适用于安装空间有限的场合。由于安装体积少，安装空间省，特别适用于安装空间有限的场合，如：位置比较低的升降台，汽车等工程机械翻斗缸的控制，以及风力发电机组中主轴刹车的控制。

3、停电状态操作安全方便。传统控制系统(如图1)在停电状态下必须配置手动泵以及配合手动泵工作的两个单向阀和溢流阀，给液控单向阀控制侧给油建立压力后顶开液控单向阀才能实现卸压。本发明在停电状态下只要手动顶开电磁铁即可实现泄压操作，保证了在紧急状态下的操作安全，更加适合于风力发电主轴制动系统等对意外情况要求较高的场合。

4、进一步简化电气控制系统的设计。本发明减少了系统控制用的电磁铁数量，只需控制电机的启动与一个电磁铁的通断就能控制整个系统的运行，进一步简化电气控制系统的设计。

5、维修更加方便。本发明一旦出现控制不灵敏，检查电磁铁即可；保压性能不好，只要检查两个单向阀阀芯即可。与原来系统出问题后需要对一个个阀体进行排查相比，更能节约维修时间。

6、安装形式更加灵活。由于本发明没有一定的油路块，所以进油口与回油口及柱塞缸进油口位置相对较灵活，可以根据实际要求加工各油口位置进行管路配接，安装更加灵活方便。

Claims (5)

1.一种柱塞缸升降液压控制系统，它包含柱塞缸(13)，高压油泵(14)、油箱(15)和平衡蓄能罐(16)，其特征在于它还设有液压升降控制阀，所述的液压升降控制阀包含单向阀A、单向阀B和电磁铁(11)，所述单向阀A和单向阀B的止回侧相连接，成为液压升降控制阀的出油口C，出油口C与所述柱塞缸(13)进油口和平衡蓄能罐(16)相连接，所述单向阀A的入口为液压升降控制阀的进油口E，进油口E与所述高压油泵(14)输出端相连接，所述单向阀B中的阀芯(6)顶在所述电磁铁(11)的顶杆(10)上，所述单向阀B的入口为液压升降控制阀的回油口D，回油口D通过管路与所述油箱(15)相通。

2.根据权利要求1所述的柱塞缸升降液压控制系统，其特征在于在所述单向阀B中还设有卸荷装置，所述卸荷装置包含卸荷阀芯(5)和卸荷复位弹簧(2)，所述卸荷阀芯(5)一端穿过所述单向阀B中的法兰(4)后顶在卸荷复位弹簧(2)上，另一端穿过所述单向阀B中的阀芯(6)顶在所述电磁铁的顶杆(10)上。

3.根据权利要求2所述的柱塞缸升降液压控制系统，其特征在于所述卸荷阀芯(5)与法兰(4)之间设有密封装置(3)，与阀芯卸荷孔(9)相对应的卸荷阀芯处设有锥形密封体(8)，同时，所述卸荷阀芯(5)在阀腔内的左、右受力面积相等。

4.根据权利要求3所述的柱塞缸液压升降专用控制阀，其特征在于所述单向阀A的入口还与溢流阀(12)的取压口相连接，溢流阀泄压孔与回油口D相连接。

5.根据权利要求4所述的柱塞缸液压升降专用控制阀，其特征在于所述单向阀A、单向阀B、卸荷装置、电磁铁(11)和溢流阀(12)集于一阀体(7)上。

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