CN110925258A - 一种平衡阀组、变幅油缸及高空作业平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高空作业领域，并且更具体地，涉及一种平衡阀组、变幅油缸及高空作业平台，包括第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述第一油口和第二油口之间形成第一主油路，所述第三油口和第四油口之间形成第二主油路，所述第二主油路中具有两条并联的第一支路和第二支路，所述第一支路中接入有平衡阀，所述第二支路中串联有流量控制组件和流量补偿组件，提升平衡阀组、变幅油缸及高空作业平台在作业时的节能性和安全性。

Description

一种平衡阀组、变幅油缸及高空作业平台

技术领域

本发明涉及高空作业领域，并且更具体地，涉及一种平衡阀组、变幅油缸及高空作业平台。

背景技术

高空作业平台(Aerial work platform)是服务于各个行业高空作业、设备安装、检修等可移动性高空作业的产品，在发达国家已经广泛使用，当然，国内的普及率也越来越高，而且很多新设计的结构层出不穷，而且很多新设计的平台结构性能也越来越好，这是很好的现象，而另一方面，需要改进的地方也还是很多的，其中，使用率较高的曲臂式的高空作业平台，其所采用的升降结构中，各个臂之间的伸展收缩的相关结构对于使用的安全性、设备的稳定性和使用寿命、操作的舒适性、节能性等方面都具有巨大关联性，而这些方面主要跟变幅油缸及其相关结构有关。

如中国专利文件CN201810449467.2公开了一种高空作业平台，包括升降部分和行走部分，行走部分包括底座，升降部分包括依次相连的折叠臂、主臂、小臂和工作斗，折叠臂的一端铰接于转台上，转台通过回转支承连接在底座，主臂的一端铰接于折叠臂的另一端，小臂的一端铰接于主臂的另一端，工作斗连接于小臂的另一端，小臂与主臂连接处设置有小臂头，且小臂头与主臂之间设置有小臂调平油缸，折叠臂呈可伸缩结构或由连杆机构组成，且折叠臂内部设置有用于控制折叠臂伸缩的折叠臂伸缩油缸，折叠臂与转台之间设置有折叠臂变幅油缸；主臂呈可伸缩结构，主臂内部设置有用于控制主臂伸缩的主臂伸缩油缸，主臂与折叠臂之间设置有主臂变幅油缸，小臂与主臂之间设置有小臂变幅油缸。

而现有的变幅油缸，通常都采用单杆双作用活塞式液压缸，变幅油缸伸缩实现方式会采用：无杆腔进油，变幅油缸伸出；有杆腔进油，变幅油缸回缩。具体油路***的工作情况如下：

静止时，变幅油缸无杆腔和有杆腔均不进油，无杆腔和有杆腔的油液被平衡阀封住，无杆腔保持高压，有杆腔保持相对高压，无杆腔油液的压力与有杆腔油液压力以及起升臂的重力达到平衡，油缸既不伸出也不回缩，起升臂保持静止；

向上变幅时，变幅油缸无杆腔进油，有杆腔回油，变幅油缸伸出，起升臂向上变幅；

向下变幅时，有杆腔进油，无杆腔回油，变幅油缸回缩，起升臂向下变幅

上述的这种油路***主动送油的能耗还是比较高的，而且在起升臂下放时，需要使用压力油打开无杆腔平衡阀并推动油缸回缩，能耗会加大很多，无法达到节能目的，另外，变幅油缸与无杆腔相连的平衡阀失效本身存在一定的安全隐患而造成事故。

发明内容

本发明目的就是为了弥补现有技术存在的缺陷，提供一种平衡阀组、变幅油缸及高空作业平台，提升平衡阀组、变幅油缸及高空作业平台在作业时的节能性和安全性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种平衡阀组，包括第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述第一油口和第二油口之间形成第一主油路，所述第三油口和第四油口之间形成第二主油路，所述第二主油路中具有两条并联的第一支路和第二支路，所述第一支路中接入有平衡阀，所述第二支路中串联有流量控制组件和流量补偿组件。

作为对本发明的优选，所述流量控制组件至少包括比例电磁阀。

作为对本发明的优选，所述比例电磁阀为二位二通电磁阀。

作为对本发明的优选，所述流量补偿组件至少包括压力补偿阀。

作为对本发明的优选，所述压力补偿阀的压力检测点在所述流量控制组件的两端出口处。

作为对本发明的优选，所述平衡阀包括并联的第一单向阀和第一溢流阀，所述第一溢流阀的控制油口连通至所述第一主油路。

作为对本发明的优选，所述第一支路和第二支路的其中一个连通节点、第四油口与所述第一主油路之间连接有油路转换组件。

作为对本发明的优选，所述第一主油路上并联有连个导通方向相反的第二单向阀和第三单向阀。

一种变幅油缸，包括有杆腔和无杆腔，还包括上述任一的一种平衡阀组，所述第一油口连通至有杆腔，所述第三油口连通至无杆腔。

一种高空作业平台，包括起升臂，还包括与起升臂连接的上述的一种变幅油缸。

本发明的有益效果在于：

1、通过平衡阀配合流量控制组件和流量补偿组件的设计，使得油路***的可控性更高，并能够使得起升臂升降过程中油缸与地面角度始终为正，取消油缸有杆腔平衡阀芯，降低成本；

2、利用重力下放，电机不需要工作，实现节能；

3、节流限速，压力补偿，速度稳定且可控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将本对发明描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1的油缸静止时的平衡阀组的油路运行示意图；

图2为实施例1的向上变幅时的油路运行示意图；

图3为实施例1的向下变幅时的油路运行示意图；

图4为图3中结构运行时当伸缩臂伸出较多时油缸回缩过程的示意图；

图5为图3中结构运行时当伸缩臂回缩较多时油缸回缩过程的示意图；

图6为实施例3的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例1，如图1-5所示，一种平衡阀组，其可以更好地应用于高空作业平台上的变幅油缸中，变幅油缸通常可以采用单杆双作用活塞式液压缸，本实施例平衡阀组的油路***优选也是具有四个油口，包括第一油口A1、第二油口A、第三油口B1和第四油口MB，第一油口A1用于连通至油缸的有杆腔，第二油口A用于连通至油箱，第三油口B1，第三油口B1用于连通至油缸的无杆腔，第四油口MB也是用于连通至油箱。所述第一油口A1和第二油口A之间形成第一主油路1供液压油在这两个油口之间来回输送，所述第三油口B1和第四油口MB之间形成第二主油路2供液压油在这两个油口之间来回输送，上述这两条油路主体都是主要通过通过串联、并联的油管支路任一搭配形成，然后就是在管路中接上各种阀门、带有节流孔的节流板等油路组件以形成完整的油路。第一主油路1可以完成油缸的有杆腔与油箱之间的液压油流通作业，第二主油路2可以完成无杆腔与油箱之间的液压油流通作业，其中，在第二主油路2中设置具有两条并联的第一支路21和第二支路22，这两条支路都能通向第三油口B1，当然，这两条支路具有并联后的两个连通节点，分别标记为节点J1和节点J2，其中，节点J1优选就直接接通至第三油口B1，可以不用配置阀门等控油组件，也即节点J1可以只通过油管连接到第三油口B1或者直接将节点J1作为第三油口B1，节点J2是要连通到第三油口B1的。进一步，所述第一支路21中接入有平衡阀3，该平衡阀供液压油从节点J2流到节点J1，也即是用来起升臂向上时，供无杆腔进油，另外平衡阀也是为了更好地平衡第一主油路1的油压，例如当第一主油路1油压出现异常压力升高或者也要冲油压力升高时候，平衡阀可以让第二主油路2中的液压油可以从无杆腔流出到节点J2，让油路保持稳定的状态。

另外，很重要的一点设计在于，所述第二支路22中串联有流量控制组件和流量补偿组件。从节点J1至节点J2的流通方向优选依次串联有流量控制组件和流量补偿组件，也即在起升臂下降的向下变幅过程中，无杆腔的油会先经过流量控制组件，再经过流量补偿组件，流量控制组件能够给定流量开度，但作业平台在收拢过程中，伸缩臂长度变化，重心、无杆腔的液压压力都会有差异，流量补偿组件可以更加内部压力的变化进行不同的补偿，以保证稳定的向下变幅动作，具体下面再阐述。

更为具体的，所述流量控制组件至少包括比例电磁阀4。可以单独采用一个比例电磁阀4串接在第二支路22中。该比例电磁阀4可以采用二位二通电磁阀。比例电磁阀4得电进行放油的方向是从节点J1至节点J2的流通方向，也即其是在油缸下幅过程中，无杆腔的油流出，从比例电磁阀4流出，也即是能在油缸下幅时得电导通。

而所述流量补偿组件至少包括压力补偿阀5。压力补偿阀5也单独就采用一个串接在第二支路22中。压力补偿阀5也可以采用电磁式的，但是其应该设置在流量控制组件的下幅时的出油侧，也就是可以设置在比例电磁阀4的出油侧，即处于比例电磁阀4和节点J2之间，这种优选就是下幅的时候无杆腔的液压油先从比例电磁阀4流出，再从压力补偿阀5流出去并流出节点J2，比例电磁阀4和压力补偿阀5一般都是在油缸下幅过程中得电导通下油即可，油缸上幅或者静止时是不用打开导通的。

而所述压力补偿阀5的压力检测点优选是在所述流量控制组件的两端出口处，分别为P1和P2，P1在流量控制组件靠节点J1一侧的端口处，具体实例就是在比例电磁阀4的进油侧，P2在流量控制组件靠压力补偿阀5一侧的端口处，具体实例就是在比例电磁阀4的出油侧。

所述平衡阀3包括并联的第一单向阀31和第一溢流阀32，所述第一溢流阀32的控制油口连通至所述第一主油路1。第一单向阀31是在节点J2至节点J1方向导通的，也即是在油缸上幅过程中进油至无杆腔的，而第一溢流阀32的导通方向是节点J1至节点J2方向导通，也即是无杆腔的流出时使用，但其应不是主要为了下幅使用的，也即下幅过程中，他也不开启的，通常他是不导通的，前述也有提到，当第一主油路1油压出现异常压力升高或者也要冲油压力升高时候，平衡阀可以让第二主油路2中的液压油可以从无杆腔流出到节点J2，这时就是通过第一溢流阀32来进行的，所以，进一步，第一溢流阀32的控制油孔连通至第一主油路1，直接通过油管连通至第一油口A1即可，可以设置有一条油路作为控制支路S1的方式来连通，控制支路S1与第一主油路1的连通节点作为控制节点K，这样就能在出现上述状态时，控制第一溢流阀32对无杆腔泄油，平时，是不会开启的，为了更好地控制，可以在控制支路S1上配置第一节流孔W，通过设置节流板即可。

进一步优化，所述第一支路21和第二支路22的其中一个连通节点、第四油口MB与所述第一主油路1之间连接有油路转换组件SV1。油路转换组件SV1可以采用一个两位三通电磁阀，且是一个换向阀，导通的油路方向是可以切换的，本实施例中设计成，油缸静止和上幅过程中，导通线路是连通第四油口MB和节点J2且上幅时用于进油至无杆腔；油缸下幅过程中，导通线路是从节点J2流向第一主油路1，这里可以在所述第一主油路1和油路转换组件SV1的一个进出口之间连接一条支路作为回流支路S2且该进出口就是跟节点J2接通住，所述回流支路S2与第一主油路1之间形成一个回流节点G，。此阀用在该***中的作用是消除起升臂下放时，有杆腔存在吸空的可能，尽可能减少油液中的气泡产生，原理如下：起升臂下放时，若没有此阀或此阀不得电，由于采用重力下放，有杆腔是不通压力油的，有杆腔油路会产生负压，有杆腔油路会存在吸空可能，而通过此阀得电，也即下幅过程得电换向切换阀门路线，可以将无杆腔的液压油引到有杆腔，避免有杆腔产生负压，消除吸空可能，而多余的油液则通过后述提到的作为背压阀的单向阀流回油箱。

则更进一步地设计，所述第一主油路1上并联有连个导通方向相反的第二单向阀CV1和第三单向阀CV2，并处于回流节点G和第二油口A之间。这两个单向阀是为了增加从无杆腔引入到有杆腔油液的回油背压。因为若没有此两个单向阀，从无杆腔回油引来的液压油大部分会流回油箱，而无法保证引流的有效性。CV1的阀门导通方向是从第二油口A至回流节点G方向，而CV2则是从回流节点G方向至第二油口A方向。优化地的单向阀压力方案：CV1的开启压力可以是4Psi，而CV2开启压力可以是60Psi。这样CV2能够保证引流的液压油能够充满有杆腔，而多余的油液在压力达到60Psi后回流回油箱。而CV1则是为了保证若有杆腔需要冲油时能够顺利冲油，或者CV1与油缸之间若产生负压时，也能够倒吸，不至于负压过低。进一步优选，控制节点K可以设置在回流节点G和第一油口A1之间。

起升臂下放解释：也即油缸下幅过程中，比例电磁阀4得电，起升臂及其连带结构的重力迫使油缸回缩，起升臂下放，下放速度除与节流孔有关外，速度也由比例电磁阀给定的电流大小控制，根据具体重量进行设置。

而伸缩臂伸出不同长度时，平台下放速度稳定可控的实现：比例电磁阀电流给定后，比例电磁阀的开度固定；但当伸缩臂伸出不同长度，P1和P2位置两者的压力差值会出现增大或减小情况，因为重心发生偏移，对油缸的压力是会产生变化的，如：

当伸缩臂伸出了一定长度，臂的长度增加，P1-P2差值增大，推动压力补偿阀阀芯向右发生微小位置移动，开度减小，油缸回缩速度减小，平台下放速度基本稳定，因为伸的长了以后，重心通过杠杆作用的方式施加的力发生变化，如果无杆腔出油太快就会产生危险，而压力补偿阀就能有效通过检测到压力来控制。而当伸缩臂回缩了一定长度，臂的长度减小，P1-P2差值减小，压力补偿阀阀芯向左发生微小位置移动，开度增大，油缸回缩速度增大，平台下放速度基本稳定。而P1检测点和节点J1之间的油路上优选配置第二节流孔N。

另外，在第一主油路1上：第一油口A1和控制节点K之间连通一个油口A2, 控制节点K和回流节点G之间连通一个油口MA；在第二主油路2上：节点J1连通一个油口B2, 节点J2连通一个油口B,本段中的四个油口平时不使用可以封住，他们可以作为备用油口或者有意外情况或者测试等使用。

下面针对油缸的具体状态做一个简单说明：

1．静止时，各个阀门基本都保持稳定状态，作为油路转换组件SV1的两位三通电磁阀的阀门连通路线可以保持在第四油口MB和节点J2之间；

2．上幅时，液压油从油箱经第四油口MB流至节点J2，然后经过第一单向阀31流入第三油口B1后进入无杆腔以抬升起升臂，有杆腔的液压油通过第一主流路并经第二油口A流向油箱；

3.下幅时，比例电磁阀4和压力补偿阀5得电开始工作并根据前述的控制能力有效对无杆腔的液压油进行泄油，此时，两位三通电磁阀也应得电使得阀门连通路线保持在节点J2至第一主油路1以将第二主油路上的液压油回流去第一主油路，通过回流节点G流向有杆腔，还会有部分经第三单向阀CV2和第二油口A流向油箱，具体出油量的确定由比例电磁阀4和压力补偿阀5根据前述提到的情况决定，确保下幅时平台的稳定下放。

实施例2，一种变幅油缸，包括有杆腔和无杆腔，还包括实施例1中的一种平衡阀组，所述第一油口A1连通至有杆腔，所述第三油口B1连通至无杆腔。可参照实施例1中附图。

实施例3，如图6所示，一种高空作业平台，包括起升臂1f，还包括与起升臂连接的实施例2中的一种变幅油缸3f。起升臂1f通常都是连接有伸缩臂2f，而伸缩臂2f还会在连接另外位置的变幅油缸。

应当理解的是，上述变幅油缸不仅限于上述具体结构的高空作业平台，还可用于具有其他结构形式的升降部分的高空作业平台，将前述变幅油缸设置在高空作业平台的升降部分上用于驱动升降部分进行升降。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种平衡阀组，其特征在于，包括第一油口（A1）、第二油口（A）、第三油口（B1）和第四油口（MB），所述第一油口（A1）和第二油口（A）之间形成第一主油路（1），所述第三油口（B1）和第四油口（MB）之间形成第二主油路（2），所述第二主油路（2）中具有两条并联的第一支路（21）和第二支路（22），所述第一支路（21）中接入有平衡阀（3），所述第二支路（22）中串联有流量控制组件和流量补偿组件。

2.根据权利要求1所述的一种平衡阀组，其特征在于，所述流量控制组件至少包括比例电磁阀（4）。

3.根据权利要求2所述的一种平衡阀组，其特征在于，所述比例电磁阀（4）为二位二通电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种平衡阀组，其特征在于，所述流量补偿组件至少包括压力补偿阀（5）。

5.根据权利要求4所述的一种平衡阀组，其特征在于，所述压力补偿阀（5）的压力检测点在所述流量控制组件的两端出口处。

6.根据权利要求1所述的一种平衡阀组，其特征在于，所述平衡阀（3）包括并联的第一单向阀（31）和第一溢流阀（32），所述第一溢流阀（32）的控制油口连通至所述第一主油路（1）。

7.根据权利要求1所述的一种平衡阀组，其特征在于，所述第一支路（21）和第二支路（22）的其中一个连通节点、第四油口（MB）与所述第一主油路（1）之间连接有油路转换组件（SV1）。

8.根据权利要求1所述的一种平衡阀组，其特征在于，所述第一主油路（1）上并联有连个导通方向相反的第二单向阀（CW1）和第三单向阀（CW2）。

9.一种变幅油缸，包括有杆腔和无杆腔，其特征在于，还包括权利要求1-8任一所述的一种平衡阀组，所述第一油口（A1）连通至有杆腔，所述第三油口（B1）连通至无杆腔。

10.一种高空作业平台，包括起升臂，其特征在于，还包括与起升臂连接的权利要求9所述的一种变幅油缸。

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