CN111022406A - 液压锁定结构、液压***和工程机械 - Google Patents

液压锁定结构、液压***和工程机械 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液压锁定结构、液压***和工程机械，涉及工程机械技术领域。该液压锁定结构包括第一单向阀、第二单向阀和介质源，第一单向阀的第一通口用于与外部液压缸的无杆腔连通，第一单向阀的第二通口用于与外部液压缸的液压油源连通。第二单向阀的第一通口用于与外部液压缸的有杆腔连通，第二单向阀的第二通口用于与外部液压缸的液压油源连通。介质源与第一单向阀的以及第二单向阀的导通口连通。本发明缓解了现有技术中工程机械的液压缸的大腔进油时，存在油压较高的情况，使得小腔与油源之间的单向阀的连通口处所受压力大于其出口处所受压力，进而导致小腔与油源之间的单向阀不能被小腔中流出的液压油打开，液压油缸爆缸的技术问题。

Description

液压锁定结构、液压***和工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种液压锁定结构、液压***和工程机械。
背景技术
挖掘机、起重机、抓料机等工程机械通常包括臂架、回转平台和液压***。臂架的其中一端安装在回转平台上，臂架与回转平台之间连接有液压缸。液压缸的小腔和大腔均与液压***连通，液压***用于为臂架的小腔或大腔供油，从而使得液压缸伸缩，进而可以驱动臂架相对于回转平台俯仰运动。
为使臂架运动至某一状态后工程机械停机时，液压缸的小腔和大腔中不再进油和出油，从而防止臂架的姿态发生变化，现有的工程机械的液压***中通常还设置有液压锁定结构，现有的液压锁定结构通常为单向阀组，如图1所示，单向阀组包括两个三通的单向阀1’，每个单向阀1’均包括进口10’、出口11’和连通口12’。小腔2’与大腔3’均通过管道与液压***中的油源4’连通，两个管道上分别安装有一个单向阀1’，且单向阀1’的进口10’和出口11’分别与其所在的管道连通。两个单向阀1’中，每个单向阀1’的进口10’前的管道均与另一个单向阀1’的连通口12’连通。当需要使小腔2’或者大腔3’中进油时，油源4’处的液压油均可以分为两路分别进入到两个管道中，此时其中一路液压油将需进油的腔室与油源4’之间的单向阀1’的进口10’和出口11’连通并流向需进油的腔室中。而另一路液压油会流向另一个单向阀1’的连通口12’，进而将该单向阀1’的出口11’和进口10’连通，此时另一个腔室中的液压油可以穿过该单向阀1’的出口11’和进口10’后流回油源4’中。当需要使小腔2’和大腔3’中不再进油和出油时，即工程机械停机、油源4’停止供油时，两个单向阀1’均会关闭，从而可以防止小腔2’中的液压油和大腔3’中的液压油流出。
当大腔中需要进油而向大腔供送液压油时，大腔与油源之间的单向阀的进口和出口易于被油源处的液压油打开，此时大腔中进油并会推动小腔中的液压油，而小腔中的液压油会对小腔与油源之间的单向阀的连通口处施加一定的压力。但是为了能够向大腔供送液压油，有时油压较高，此时流向小腔与油源之间的单向阀的连通口处的液压油对该连通口施加的压力较大，使得小腔与油源之间的单向阀的连通口处所受压力大于其出口处所受压力，进而导致小腔与油源之间的单向阀不能被小腔中流出的液压油打开，小腔中的液压油不能流出，液压缸爆缸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压***和工程机械，以缓解现有技术中存在的工程机械的液压缸的大腔需要进油而向大腔供送液压油时，存在油压较高的情况，此时流向小腔与油源之间的单向阀的连通口处的液压油对该连通口施加的压力较大，使得小腔与油源之间的单向阀的连通口处所受压力大于其出口处所受压力，进而导致小腔与油源之间的单向阀不能被小腔中流出的液压油打开，小腔中的液压油不能流出，液压油缸爆缸的技术问题。
本发明提供的液压锁定结构包括第一单向阀、第二单向阀和介质源；第一单向阀和第二单向阀均包括第一通口、第二通口和导通口；
第一单向阀的第一通口用于与外部液压缸的无杆腔通过管道连通，第一单向阀的第二通口用于与外部液压缸的液压油源通过管道连通；第二单向阀的第一通口用于与外部液压缸的有杆腔通过管道连通，第二单向阀的第二通口用于与外部液压缸的液压油源通过管道连通；
介质源与第一单向阀的导通口通过管道连通，并与第二单向阀的导通口通过管道连通，且介质源处的介质压力小于第一单向阀的第一通口处的介质压力，以及小于第二单向阀的第二通口处的介质压力。
进一步的，液压锁定结构还包括第一阀门，第一阀门安装在介质源与第一单向阀的导通口之间的管道上，第一阀门用于在介质源向第一单向阀供送介质时打开。
进一步的，第一阀门为梭阀，第一阀门包括第一通口、第二通口和第三通口；
第一阀门的第一通口与介质源连通，第一阀门的第二通口与第一单向阀的导通口连通，第一阀门的第三通口与第二单向阀的第二通口连通。
进一步的，液压锁定结构还包括第二阀门，第二阀门安装在介质源与第二单向阀的导通口之间的管道上，第二阀门用于在介质源向第二单向阀供送介质时打开。
进一步的，第二阀门为梭阀，第二阀门包括第一通口、第二通口和第三通口；
第二阀门的第一通口与介质源连通，第二阀门的第二通口与第二单向阀的导通口连通，第二阀门的第三通口与第一单向阀的第二通口连通。
本发明提供的液压***包括液压缸、液压油源和上述技术方案中任一项所述的液压锁定结构，液压锁定结构连通在液压缸和液压油源之间。
本发明提供的工程机械包括上述液压***。
进一步的，工程机械还包括液压伺服***，液压锁定结构中的介质源为液压伺服***中的油源。
本发明提供的液压锁定结构、液压***和工程机械能产生如下有益效果：
本发明提供的液压锁定结构包括第一单向阀、第二单向阀和介质源，第一单向阀和第二单向阀均包括第一通口、第二通口和导通口。当需要向外部液压缸的有杆腔或者无杆腔供送液压油时，在打开外部液压缸的液压油源之前即打开介质源，使得介质源先向第一单向阀的导通口和第二单向阀的导通口供送液压油。由于此时外部液压缸的液压油源还未向外部液压缸的有杆腔或者无杆腔供送液压油，因而此时流向第一单向阀和第二单向阀的液压油仅为介质源供送的液压油。又由于介质源处供送的介质的压力小于第一单向阀的第一通口处的介质压力，以及小于第二单向阀的第二通口处的介质压力，因而利用介质源向第一单向阀的导通口和第二单向阀的导通口供送液压油可以使得第一单向阀的第一通口和第二通口连通，以及使得第二单向阀的第一通口和第二通口连通。此时第一单向阀和第二单向阀被打开，继而可以打开外部液压缸的液压油源，使得外部液压缸的液压油源向外部液压缸的有杆腔或者无杆腔供送液压油，由于第一单向阀和第二单向阀已经被打开，此时有杆腔和无杆腔中需要供送液压油的腔室中可以进油，而另一个腔室中的液压油可以流出。即使外部液压缸的液压油源供送液压油时存在油压较高的情况，然而由于第一单向阀和第二单向阀均已被打开，因而也不会存在有杆腔或者无杆腔中的液压油不能流出的情况，外部液压缸不会爆缸。
与现有技术相比，本发明提供的液压锁定结构利用介质源先于外部液压缸的液压油源向第一单向阀的导通口和第二单向阀的导通口供送液压油，可以使得第一单向阀的第一通口和第二通口连通，以及使得第二单向阀的第一通口和第二通口连通，进而使得第一单向阀和第二单向阀在向外部液压缸供送液压油之前被打开。在向外部液压缸供送液压油时，由于第一单向阀和第二单向阀已经被打开，因而不会存在有杆腔或者无杆腔中的液压油不能流出的情况，外部液压缸不会爆缸。
本发明提供的液压***包括液压缸、液压油源和上述液压锁定结构，液压锁定结构连通在液压缸和液压油源之间。本发明提供的液压***包括上述液压锁定结构，因而本发明提供的液压***与上述液压锁定结构具有相同的有益效果。
本发明提供的工程机械包括上述液压***，因而本发明提供的工程机械与上述液压***具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为现有技术中的液压***的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的液压锁定结构的结构示意图。
图标：1’-单向阀；10’-进口；11’-出口；12’-连通口；2’-小腔；3’-大腔；4’-油源；1-第一单向阀；11-第一单向阀的第一通口；12-第一单向阀的第二通口；13-第一单向阀的导通口；2-第二单向阀；21-第二单向阀的第一通口；22-第二单向阀的第二通口；23-第二单向阀的导通口；3-介质源；4-外部液压缸；41-无杆腔；42-有杆腔；43-液压油源；5-第一阀门；51-第一阀门的第一通口；52-第一阀门的第二通口；53-第一阀门的第三通口；6-第二阀门；61-第二阀门的第一通口；62-第二阀门的第二通口；63-第二阀门的第三通口。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图2所示，本实施例提供的液压锁定结构包括第一单向阀1、第二单向阀2和介质源3。第一单向阀1和第二单向阀2均包括第一通口、第二通口和导通口。第一单向阀的第一通口11用于与外部液压缸4的无杆腔41通过管道连通，第一单向阀的第二通口12用于与外部液压缸4的液压油源43通过管道连通。第二单向阀的第一通口21用于与外部液压缸4的有杆腔42通过管道连通，第二单向阀的第二通口22用于与外部液压缸4的液压油源43通过管道连通。
介质源3与第一单向阀的导通口13通过管道连通，并与第二单向阀的导通口23通过管道连通，且介质源3处的介质压力小于第一单向阀的第一通口11处的介质压力，以及小于第二单向阀的第二通口22处的介质压力。
其中，外部液压缸4可以为挖掘机、起重机、抓料机等工程机械上的用于带动工程机械的臂架移动的臂架油缸。外部液压缸4中的无杆腔41即为大腔，外部液压缸4中的有杆腔42即为小腔。
当需要向外部液压缸4的有杆腔42或者无杆腔41供送液压油时，在打开外部液压缸4的液压油源43之前即打开介质源3，使得介质源3先向第一单向阀的导通口13和第二单向阀的导通口23供送液压油。由于此时外部液压缸4的液压油源43还未向外部液压缸4的有杆腔42或者无杆腔41供送液压油，因而此时流向第一单向阀1和第二单向阀2的液压油仅为介质源3供送的液压油。又由于介质源3处供送的介质的压力小于第一单向阀的第一通口11处的介质压力，以及小于第二单向阀的第二通口22处的介质压力，因而利用介质源3向第一单向阀的导通口13和第二单向阀的导通口23供送液压油可以使得第一单向阀的第一通口11和第一单向阀的第二通口12连通，以及使得第二单向阀的第一通口21和第二单向阀的第二通口22连通。
第一单向阀的第一通口11和第一单向阀的第二通口12连通后，第一单向阀1被打开，第二单向阀的第一通口21和第二单向阀的第二通口22连通后，第二单向阀2被打开。继而可以打开外部液压缸4的液压油源43，使得外部液压缸4的液压油源43向外部液压缸4的有杆腔42或者无杆腔41供送液压油，由于第一单向阀1和第二单向阀2已经被打开，此时有杆腔42和无杆腔41中需要供送液压油的腔室中可以进油，而另一个腔室中的液压油可以流出。即使外部液压缸4的液压油源43供送液压油时存在油压较高的情况，然而由于第一单向阀1和第二单向阀2均已被打开，因而也不会存在有杆腔42或者无杆腔41中的液压油不能流出的情况，外部液压缸4不会爆缸。
与现有技术相比，本实施例提供的液压锁定结构利用介质源3先于外部液压缸4的液压油源43向第一单向阀的导通口13和第二单向阀的导通口23供送液压油，可以使得第一单向阀的第一通口11和第一单向阀的第二通口12连通，以及使得第二单向阀的第一通口21和第二单向阀的第二通口22连通，进而使得第一单向阀1和第二单向阀2在向外部液压缸4供送液压油之前被打开。在向外部液压缸4供送液压油时，由于第一单向阀1和第二单向阀2已经被打开，因而不会存在有杆腔42或者无杆腔41中的液压油不能流出的情况，外部液压缸4不会爆缸。
可以看出，本实施例提供的液压锁定结构缓解了现有技术中存在的工程机械的液压缸的大腔需要进油而向大腔供送液压油时，存在油压较高的情况，此时流向小腔与油源之间的单向阀的连通口处的液压油对该连通口施加的压力较大，使得小腔与油源之间的单向阀的连通口处所受压力大于其出口处所受压力，进而导致小腔与油源之间的单向阀不能被小腔中流出的液压油打开，小腔中的液压油不能流出，液压油缸爆缸的技术问题。
在本实施例中，介质源3用于向第一单向阀的导通口13和第二单向阀的导通口23供送介质，以将第一单向阀的第一通口11和第一单向阀的第二通口12连通，以及将第二单向阀的第一通口21和第二单向阀的第二通口22连通。
由于介质源3处的介质压力小于第一单向阀的第一通口11处的介质压力，以及小于第二单向阀的第二通口22处的介质压力，而外部液压缸4所在的工程机械中的液压伺服***中的油源的压力通常较小，因而本实施例优选介质源3为外部液压缸4所在的工程机械的液压伺服***中的油源。
当外部液压缸4所在的工程机械发动机点火后，液压伺服***开始工作，介质源3即可向第一单向阀的导通口13和第二单向阀的导通口23供送液压油，进而使得第一单向阀1和第二单向阀2被打开。第一单向阀1和第二单向阀2被打开后，可以利用上述工程机械上的操作手柄，控制外部液压缸4的液压油源43向外部液压缸4的有杆腔42或者无杆腔41供送液压油，进而可以控制外部液压缸4的伸缩过程。
当外部液压缸4所在的工程机械发动机熄火后，液压伺服***停止工作，介质源3和外部液压缸4的液压油源43均会停止供送液压油的过程，此时第一单向阀1和第二单向阀2均会关闭，外部液压缸4的有杆腔42和无杆腔41中的液压油均会被锁定，外部液压缸4可以保持姿态不变。
通过发动机的点火和熄火可以控制本实施例提供的液压锁定结构的工作过程，不需另外增设介质源3，可以自动控制第一单向阀1和第二单向阀2及时打开和关闭。
如图1所示，本实施例提供的液压锁定结构还包括第一阀门5，第一阀门5安装在介质源3与第一单向阀的导通口13之间的管道上，第一阀门5用于在介质源3向第一单向阀1供送介质时打开。
第一阀门5可以在介质源3向第一单向阀1供送介质时自动打开，不会影响介质源3向第一单向阀的导通口13供送介质的过程。
进一步的，第一阀门5为梭阀，第一阀门5包括第一通口、第二通口和第三通口。第一阀门的第一通口51与介质源3连通，第一阀门的第二通口52与第一单向阀的导通口13连通，第一阀门的第三通口53与第二单向阀的第二通口22连通。
当介质源3向第一单向阀1供送介质时，介质可以推动第一阀门5中的活塞，使得第一阀门的第一通口51和第一阀门的第二通口52连通，同时使得第一阀门的第二通口52和第一阀门的第三通口53之间被封闭。此时介质源3向第一单向阀1供送的介质可以穿过第一阀门的第一通口51和第一阀门的第二通口52后，流向第一单向阀的导通口13，进而可以连通第一单向阀的第一通口11和第一单向阀的第二通口12，打开第一单向阀1。
如图2所示，本实施例提供的液压锁定结构还包括第二阀门6，第二阀门6安装在介质源3与第二单向阀的导通口23之间的管道上，第二阀门6用于在介质源3向第二单向阀2供送介质时打开。
第二阀门6可以在介质源3向第二单向阀2供送介质时自动打开，不会影响介质源3向第二单向阀的导通口23供送介质的过程。
进一步的，第二阀门6为梭阀，第二阀门6包括第一通口、第二通口和第三通口。第二阀门的第一通口61与介质源3连通，第二阀门的第二通口62与第二单向阀的导通口23连通，第二阀门的第三通口63与第一单向阀的第二通口12连通。
当介质源3向第二单向阀2供送介质时，介质可以推动第二阀门6中的活塞，使得第二阀门的第一通口61和第二阀门的第二通口62连通，同时使得第二阀门的第二通口62和第二阀门的第三通口63之间被封闭。此时介质源3向第二单向阀2供送的介质可以穿过第二阀门的第一通口61和第二阀门的第二通口62后，流向第二单向阀的导通口23，进而可以连通第二单向阀的第一通口21和第二单向阀的第二通口22，打开第二单向阀2。
在使用该液压锁定结构时，还存在一种特殊的情况：当外部液压缸4的负载压力过大，即与外部液压缸4连接的工程机械的臂架超载时，上述工程机械的发动机点火后，介质源3供送的介质压力过小，不足以打开第一单向阀1和第二单向阀2。此时可以控制工程机械中的操作手柄，使得外部液压油缸的液压油源43向外部液压缸4的有杆腔42或者无杆腔41供送液压油，在此过程中，液压油会经过第一单向阀1和第二单向阀2，进而可以将第一单向阀1和第二单向阀2打开。
如图2所示，控制工程机械中的操作手柄向外部液压缸4的无杆腔41供送液压油时，液压油会分为两路，其中一路流向第一单向阀的第二通口12，并可以将第一单向阀的第二通口12和第一通口连通，进而打开第一单向阀1。而另一路液压油会流向为梭阀的第一阀门5，并推动第一阀门5中的活塞朝向第一阀门的第一通口51移动。移动后的活塞会将第一阀门的第一通口51和第一阀门的第二通口52封闭起来，并将第一阀门的第二通口52和第一阀门的第三通口53连通，该路液压油可以穿过第一阀门的第三通口53和第一阀门的第二通口52后流向第二单向阀的导通口23，继而将第二单向阀的第二通口22和第一通口第二单向阀2的连通，打开第二单向阀2。
如图2所示，控制工程机械中的操作手柄向外部液压缸4的有杆腔42供送液压油时，液压油会分为两路，其中一路流向第二单向阀的第二通口22，并可以将第二单向阀的第二通口22和第一通口连通，进而打开第二单向阀2。而另一路液压油会流向为梭阀的第二阀门6，并推动第二阀门6中的活塞朝向第二阀门的第一通口61移动。移动后的活塞会将第二阀门的第一通口61和第二阀门的第二通口62封闭起来，并将第二阀门的第二通口62和第二阀门的第三通口63连通，该路液压油可以穿过第二阀门的第三通口63和第二阀门的第二通口62后流向第一单向阀的导通口13，继而将第一单向阀的第二通口12和第一单向阀的第一通口11连通，打开第一单向阀1。
第一阀门5和第二阀门6为梭阀时，为该液压锁定结构打开第一单向阀1和第二单向阀2提供了两种方式，一种是利用介质源3打开第一单向阀1和第二单向阀2，可以防止外部液压缸4爆缸。另一种与现有的打开第一单向阀1和第二单向阀2的方式相同，均是利用外部液压缸4的液压油源43打开第一单向阀1和第二单向阀2。
实施例二：
本实施例提供的液压***包括液压缸、液压油源和实施例一中的液压锁定结构，液压锁定结构连通在液压缸和液压油源之间。
由于本实施例提供的液压***包括实施例一中的液压锁定结构，因而本实施例提供的液压***与实施例一中的液压锁定结构能够解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
实施例三：
本实施例提供的工程机械包括实施例二中的液压***，因而本实施例提供的工程机械与实施例二中的液压***能够解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
此外，本实施例提供的工程机械还包括液压伺服***，液压锁定结构中的介质源为液压伺服***中的油源。
当外部液压缸所在的工程机械发动机点火后，液压伺服***开始工作，介质源即可向第一单向阀的导通口和第二单向阀的导通口供送液压油，进而使得第一单向阀和第二单向阀被打开。当外部液压缸所在的工程机械发动机熄火后，液压伺服***停止工作，介质源和外部液压缸的液压油源均会停止供送液压油的过程，此时第一单向阀和第二单向阀均会关闭，外部液压缸的有杆腔和无杆腔中的液压油均会被锁定，外部液压缸可以保持姿态不变。
通过发动机的点火和熄火可以控制液压锁定结构的工作过程，不需另外增设介质源，可以自动控制第一单向阀和第二单向阀及时打开和关闭。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种液压锁定结构，其特征在于，所述液压锁定结构包括第一单向阀(1)、第二单向阀(2)和介质源(3)；所述第一单向阀(1)和所述第二单向阀(2)均包括第一通口、第二通口和导通口；
所述第一单向阀的第一通口(11)用于与外部液压缸(4)的无杆腔(41)通过管道连通，所述第一单向阀的第二通口(12)用于与外部液压缸(4)的液压油源(43)通过管道连通；所述第二单向阀的第一通口(21)用于与外部液压缸(4)的有杆腔(42)通过管道连通，所述第二单向阀的第二通口(22)用于与外部液压缸(4)的液压油源(43)通过管道连通；
所述介质源(3)与所述第一单向阀的导通口(13)通过管道连通，并与所述第二单向阀的导通口(23)通过管道连通，且所述介质源(3)处的介质压力小于所述第一单向阀的第一通口(11)处的介质压力，以及小于所述第二单向阀的第二通口(22)处的介质压力。
2.根据权利要求1所述的液压锁定结构，其特征在于，所述液压锁定结构还包括第一阀门(5)，所述第一阀门(5)安装在所述介质源(3)与所述第一单向阀的导通口(13)之间的管道上，所述第一阀门(5)用于在所述介质源(3)向所述第一单向阀(1)供送介质时打开。
3.根据权利要求2所述的液压锁定结构，其特征在于，所述第一阀门(5)为梭阀，所述第一阀门(5)包括第一通口、第二通口和第三通口；
所述第一阀门的第一通口(51)与所述介质源(3)连通，所述第一阀门的第二通口(52)与所述第一单向阀的导通口(13)连通，所述第一阀门的第三通口(53)与所述第二单向阀的第二通口(22)连通。
4.根据权利要求2所述的液压锁定结构，其特征在于，所述液压锁定结构还包括第二阀门(6)，所述第二阀门(6)安装在所述介质源(3)与所述第二单向阀的导通口(23)之间的管道上，所述第二阀门(6)用于在所述介质源(3)向所述第二单向阀(2)供送介质时打开。
5.根据权利要求4所述的液压锁定结构，其特征在于，所述第二阀门(6)为梭阀，所述第二阀门(6)包括第一通口、第二通口和第三通口；
所述第二阀门的第一通口(61)与所述介质源(3)连通，所述第二阀门的第二通口(62)与所述第二单向阀的导通口(23)连通，所述第二阀门的第三通口(63)与所述第一单向阀的第二通口(12)连通。
6.一种液压***，其特征在于，所述液压***包括液压缸、液压油源和权利要求1-5任一项所述的液压锁定结构，所述液压锁定结构连通在所述液压缸和所述液压油源之间。
7.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括权利要求6中的液压***。
8.根据权利要求7所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械还包括液压伺服***，所述液压锁定结构中的介质源为所述液压伺服***中的油源。
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