CN1846068A - 用于工业机械的液压控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于诸如前伸式堆叠机的工业机械的液压控制装置，能够通过简单的液压设备构造有效地控制压力油的高流量，包括由前伸式堆叠机的发动机(3)驱动的第一和第二可变容量液压泵(20，23)；将所述液压泵连接到与液压泵对应的摆缸(8)和伸缩缸(9)上的两条管路上的主液压回路(21，24)；以及设在基于两条管路的主液压回路中的升降控制阀(22)以及伸缩控制阀(25)，用于控制供给到摆缸(8)和伸缩缸(9)的压力油的流量和方向。合并块(34)设在位于控制阀(22，25)的上游的主液压回路上，合并块(34)构成根据摆缸(8)和伸缩缸(9)的操作状态合并两条管路上的主液压回路(21，24)的压力油的合并回路。

Description

用于工业机械的液压控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于工业机械的液压控制装置，以及涉及一种优选地用于具有多个主液压驱动工作机的、诸如前伸式堆叠机的重型货物装载机。
背景技术
具有从伸缩臂的前端悬置的撒布机的前伸式堆叠机具有两个主液压驱动工作机，即，用于伸展和收缩伸缩臂的伸缩缸，以及用于升起和降下伸缩臂的摆缸。液压回路因此同样包括两条管路，即，用于伸展和收缩的管路，和用于升起和降下的管路，并且根据工作速度需要高流量的压力油。这造成了在撒布机(在前伸式堆叠机的卸载条件下)或者类似装置的垂直上升操作中，需要能够向每条管路供给高流量的压力油的固定泵的问题。
特别地，专利文件1披露了一种提供用于将来自工作机(比如液压挖掘机)的液压驱动装置中的两个液压泵的压力油合并的合并阀的技术。
也就是说，如图4所示，设置有：发动机100；由发动机100驱动的其中每个均为可变容量型的第一液压泵101以及第二液压泵102；一组连接到第一液压泵101的中心旁路型的第一方向控制阀103；一组连接到第二液压泵102并且包括合并方向控制阀104的第二方向控制阀；合并阀106，其经由中心旁路通路105连接到所述一组第一方向控制阀103的最下游的方向控制阀，用于将第一液压泵101的压力油与第二液压泵102的压力油合并，以使合并后的压力油供给到所述一组第二方向控制阀的合并方向控制阀104；用于连通合并阀106和合并方向控制阀104的端口的合并回路107；以及由合并方向控制阀104控制的合并致动器108。
根据上述的构造，当合并致动器108被驱动时，合并方向控制阀104通过导向压力被切换到图4中的右手位置，并且合并阀106逆着弹力被切换到关闭位置。结果，中心旁路通路105和油箱一侧之间的液压回路被切断。因此，在与第二液压泵102的压力油合并后，第一液压泵101的压力油经由中心旁路通路105以及合并回路107被供给到合并定向控制泵104的供给端口。作为来自第一液压泵101以及第二液压泵102的压力油之间合并的产物的压力油，从合并方向控制阀104被供给到合并致动器108。合并致动器108因而被致动，用以驱动液压挖掘机(未示出)的破碎器(作为附件)，执行对石块的破碎作业等。
专利文件1：日本专利申请公开No.2001-295803(图5)
发明内容
本发明所解决的技术问题。
然而，对于专利文件1的液压驱动装置，当进行破碎器、臂以及悬臂(未示出)的组合操作时，包括在所述一组第一方向控制阀103中的有关方向控制阀也被切换，例如，第一液压泵的压力油被供给到有关的方向控制阀103，并且中心旁路通路105通过位于液压回路上的有关方向控制阀103被切断。这样，第一液压泵101的压力油未被供给到合并回路107。换言之，第一液压泵101的压力油没有与第二液压泵102的压力油合并并且被供给到合并致动器108。
在上述组合操作的情况下，专利文件1披露如下：在实际操作中，不存在有关方向控制阀103完全关闭中心旁路通路105的情形。因此，第一液压泵101的压力油的一部分倾向于供给到合并回路107。结果，合并致动器108倾向于被第一液压泵101压力油的一部分以及第二液压泵102的压力油驱动。
然而，对于上述组合操作，用于有关方向控制阀103的中心旁路通路105不可避免地被变窄，这样，从第一液压泵101供给的压力油的流量受到自身的限制。这造成了合并致动器108对压力油的高流量(换言之，高速动作)的需要不能得到完全满足的缺陷。
因此本发明的目的在于提供一种用于工业机械的液压控制装置，该液压控制装置能够通过液压设备的简单构造有效地控制压力油的高流量。
用于解决技术问题的措施。
为了达到上述目的，根据本发明的用于工业机械的液压控制装置为如下用于工业机械的液压控制装置，包括：
由动力装置驱动的多个可变容量液压泵，
将液压泵与多个液压驱动工作机相连的多条管路上的主液压回路，及
设在所述多条管路上的主液压回路中的控制阀，用于控制供给到液压驱动工作机的压力油的流量和方向，其特征在于：
合并块设置在位于控制阀下游的主液压回路上，所述合并块构成用于根据液压驱动工作机的操作状态合并多条管路上的主液压回路的压力油的合并回路。
优选地，差动回路块被设置在控制阀和与所述控制阀对应的液压驱动工作机之间的主液压(缸驱动)回路上，因此在压力油合并期间使压力油回流，所述差动回路块使来自液压驱动工作机的排放(活塞杆侧)端口的压力油回流到液压驱动工作机的供给(缸盖侧)端口。
优选地，对液压泵的旋转斜盘倾角的控制是负载响应的，并且液压泵和与所述液压泵对应的控制阀通过负载压力(负载传感压力)回路连接在一起。
鉴于***效率的原因，优选地，液压驱动工作机为用于前伸式堆叠机的伸缩臂的摆缸及伸缩缸，并且多条管路上的主液压回路的压力油以及负载压力回路的负载压力在两个缸的合并操作期间通过合并块被同时合并。
本发明的效果
根据具有上述特征的本发明，在液压驱动工作机处于比该液压驱动工作机处于加载状态的负载压力低的负载压力的卸载状态下的组合操作或类似操作期间，多条管路上的主液压回路的压力油被合并，并且多个液压泵如同单个泵一样被使用。通过这样做，可以有效控制压力油的高流量，用以得到无载高速动作。另外，本发明仅仅涉及其中合并块被设置在位于控制阀上游的主液压回路中的构造。因此，所需的功能能够通过使用简单的液压设备构造来实现。
附图说明
图1为示出用于工业机械的液压控制装置的实施例的前伸式堆叠机的液压回路的示意图。
图2(a)到2(c)为示出不同操作状态的液压回路示意图。
图3为前伸式堆叠机的侧视图。
图4为示出传统例子的液压回路示意图。
附图标记说明：
1  前轮                        23  第二液压泵
2  后轮                        24  主液压回路
3  发动机                      25  伸缩控制阀
4  机架                        26a、26b  伺服阀
5  塔架                        27a、27b  压力补偿阀
6  伸缩臂                      28a、28b  压力控制阀
7  撒布机                      29  油箱
8  摆缸                        30、31  负载压力回路
9  伸缩缸                      32、33  止回阀
10 轨道                        34  合并块
11 驾驶室                      35、36  合并/独立电磁选择阀
20 第一液压泵                  37、38  差动回路块
21 主液压回路                  39a、39b  电磁选择阀
22 升降控制阀                  40a、40b  电磁选择阀
具体实施方式
根据本发明的用于工业机械的液压控制装置将参考附图通过实施例予以详细描述。
实施例
图1为示出用于工业机械的液压控制装置的实施例的前伸式堆叠机(reachstacker)的液压回路的示意图。图2(a)到2(c)为示出不同操作状态的液压回路示意图。图3为前伸式堆叠机的侧视图。
如图3所示，前伸式堆叠机包括伸缩臂6，伸缩臂6通过塔架5支撑在机架4上以便可升起和可降下，机架4具有一对前轮1和一对后轮2并且能够通过发动机(动力装置)3的运转而行驶。能够保持长形容器或类似物的撒布机7悬置在伸缩臂6的内悬臂6a的前端。
伸缩臂6通过两个摆缸(液压驱动工作机)8的动作作升起和降下运动，所述摆缸8在机架4和外悬臂之间成对设置，并且所述伸缩臂6还通过单个伸缩缸9(液压驱动工作机)的动作作伸展和收缩运动，所述单个伸缩缸9设置在内悬臂6a和外悬臂6b之间。驾驶室11设置在机架4上，以便驾驶室11通过一对(即左和右)轨道10沿纵向方向可滑动。
如图1所示，两个摆缸8(为了方便起见图中仅示出它们中的一个)通过主液压(缸驱动)回路21连接到由发动机3驱动的可变容量型的第一液压泵20。当来自第一液压泵20的压力油通过设在主液压回路21中的升降控制阀(装置)22被供给和排放时，这些摆缸8作伸展和收缩运动。单个伸缩缸9通过主液压(缸驱动)回路24连接到同样由发动机3驱动的可变容量型的第二液压泵23上。当来自第二液压泵23的压力油通过设在主液压回路24中的升降控制阀(装置)25被供给和排放时，单个伸缩缸9作伸展和收缩运动。
升降控制阀(装置)22包括：用于控制供给到摆缸8的压力油的流量和方向的伺服阀26a；设在伺服阀26a前面的通路中的压力补偿阀27a，用于在变化的压力(负载)下保持恒定的流量；以及设在通向油箱29的通路中的压力控制阀28a。伸缩控制阀(装置)25包括：用于控制供给到伸缩缸9的压力油的流量和方向的伺服阀26b；设在伺服阀26b前面的通路中的压力补偿阀27b，用于在变化的压力(负载)下保持恒定的流量；以及设在通向油箱29的通路中的压力控制阀28b。
对第一液压泵20和第二液压泵23的旋转斜盘倾角的控制为负荷响应的。液压泵20、23和分别与液压泵20、23对应的伺服阀26a、26b通过负载压力回路30、31连接在一起。在图1中，附图标记32、33表示止回阀。
在主液压回路21、24以及位于控制阀22、25上游的负载压力回路30、31中，设置有构成合并回路的合并块34，所述合并回路根据摆缸8以及伸缩缸9的操作状态合并两条管路上的主液压回路21、24的压力油以及两条管路上的负载压力回路30、31的负载压力。也就是，在合并/独立电磁选择阀36设置在连接两条管路上的负载压力回路30、31的通路上，同时合并/独立电磁选择阀35设置在连接两条管路上的主液压回路21、24的通路上。
在控制阀22、25与摆缸8和摆缸9之间的主液压回路21、24上，设置有差动回路块37、38，用于在摆缸8和伸缩缸9的伸展期间使来自排放(活塞杆侧)端口的压力油在这些缸伸展期间回流到供给(缸盖侧)端口。也就是，能够在预定伸展期间打开的电磁选择阀39a、39b设置在连接主液压回路21、24的缸盖侧通路21a、24a与活塞杆侧通路21b、24b的旁路通路上。再者，能够在预定伸展期间关闭的电磁选择阀40a、40b设置在相对于旁路通路的分支点位于控制阀22、25一侧的活塞杆侧通路21b、24b上。
伺服阀26a、26，合并/独立电磁选择阀35、36，以及电磁选择阀39a、39b、40a、40b通过工作机控制器(ECU)(未示出)进行驱动和控制。
工作机控制器接收来自由驾驶室11内的操作人员操作的操纵杆(未示出)和并入摆缸8和伸缩管9中的油压传感器的入口信号。响应于入口信号，比如在前伸式堆叠机的卸载状态(当撒布机7未保持长形容器或类似物时)下摆缸8和伸缩缸9的组合操作期间，工作机控制器控制合并块34，以便同时合并两条管路上的主液压回路21、24的压力油以及两条管路上的负载压力回路30、31的负载压力，并且控制差动回路37和38，以便在需要高流量压力油的摆缸或伸缩缸9的伸展期间使活塞杆侧的压力油回流到缸盖侧。因此使得能够获得前伸式堆叠机的无载高速动。
另一方面，工作机控制器控制合并块34，以在前伸式堆叠机的加载状态下摆缸8和伸缩缸9的组合操作期间(当撒布机7保持长形容器或类似物时)，保持作为单独的两条管路的主液压回路21、24的压力油以及负载压力回路30、31的负载压力，而不合并这些压力油以及这些负载压力，因此在加载状态下获得前伸堆叠机的负载响应动作成为可能。
下面基于图2(a)至2(c)提供具体的说明。在不考虑前伸式堆叠机的加载状态时摆缸8的收缩(单独操作)期间，如图2(a)所示，升降控制阀22的伺服阀26a被切换到图中的右手位置，并且合并块34的合并/独立电磁选择阀35、36均关闭。在差动回路块37中，在电磁选择阀40a打开时，电磁选择阀39a被关闭。
结果，第一液压泵20的压力油流过主液压回路21，并且通过伺服阀26a以预定的流量供给到摆缸8的活塞杆侧，而不与第二液压泵23的压力油合并。在这种情况下，第一液压泵20的排放量响应负载压力回路30的负载压力而变化而进行有效的控制。差动回路块37不发挥作用。
在前伸式堆叠机的加载状态下摆缸8的伸展(独立操作)期间，如图2(b)所示，升起和降下伺服阀22的伺服阀26a被切换到图中的左手位置，并且合并块34的合并/独立电磁选择阀35、36均被关闭。在差动回路块37中，在电磁选择阀40a打开时，电磁选择阀39a被关闭。
结果，第一液压泵20的压力油流过主液压回路21，并且通过伺服阀26a以预定的流量供给到摆缸8的缸盖侧，而不与第二液压泵23的压力油合并。在这种情况下，第一液压泵20的排放量响应负载压力回路30的负载压力而变化而进行有效的控制。差动回路块37不发挥作用。
接下来，在处于比前伸式堆叠机加载状态下的负载压力低的负载压力的卸载状态下的摆缸8的伸展期间(即，当伸缩臂6垂直上升时摆缸8与伸缩缸9相结合的组合操作期间)，如图2(c)所示，升降控制阀22的伺服阀26a被切换到图中的左手位置，并且合并块34的合并/独立电磁选择阀35、36均关闭。在差动回路块37中，在电磁选择阀40a关闭时，电磁选择阀39a被关闭。
结果，第二液压泵23的压力油通过合并/独立电磁选择阀35与第一液压泵20的压力油合并，并且所需要的高流量的压力油通过伺服阀26a被供给到摆缸8的缸盖侧。即，在伸缩臂6垂直上升的初始阶段，摆缸8上的负载高于伸缩缸9上的负载，因而需要高流量的压力油。这种对充足流量的需求可以通过使第一液压泵20和第二液压泵23如同单个泵一样发挥作用被提供。
在上述动作期间，差动块37同样通过电磁选择阀39a起到将摆缸8的活塞杆侧的压力油回流到摆缸8的缸盖侧的作用，且不将其回流到油箱。因此，增加了供给到摆缸8的缸盖侧的压力油的流量，因而获得了均匀的更高速的动作。在这种情况下，同样的负载压力通过合并/独立电磁选择阀36施加到第一液压泵20和第二液压泵23上，并且排放的量变得可以根据这一负载压力变化。因而，实现了高效的控制。
对于伸缩缸9的动作的说明被省略，因为与摆缸8的那些动作同样的动作可以对伸缩缸9进行是不证自明的。在上述的实施例中，差动回路块37、38可以被省略，并且第一和第二液压泵20和23不必呈现通过负载压力回路30、31直接响应于负载压力。
工业应用性
根据本发明的用于工业机械的液压控制装置不仅能够应用于诸如前伸式堆叠机的重型货物装载机，而且能够应用于诸如起重机的工业(搬运)机械。

Claims (4)

1、一种用于工业机械的液压控制装置，包括：
由动力装置驱动的多个可变容量液压泵；
将所述液压泵连接到多个液压驱动工作机的多条管路上的主液压回路；以及
置于所述多条管路上的主液压回路中的控制阀，用于控制供给到所述液压驱动工作机的压力油的流量和方向，其特征在于：
合并块设置在位于所述控制阀下游的所述主液压回路上，所述合并块构成合并回路，所述合并回路用于根据所述液压驱动工作机的操作状态合并所述多条管路上的主液压回路的压力油。
2、如权利要求1所述的用于工业机械的液压控制装置，其特征在于：
差动回路块设置在所述控制阀和与所述控制阀对应的所述液压驱动工作机之间的所述主液压回路上，由此在所述压力油的合并期间使所述压力油回流，其中所述差动回路块将来自所述液压驱动工作机的排放端口的压力油回流到所述液压驱动工作机的供给端口。
3、如权利要求1或2所述的用于工业机械的液压控制装置，其特征在于：
对所述液压泵的旋转斜盘倾角的控制是负载响应的，并且所述液压泵和与所述液压泵对应的所述控制阀通过负载压力回路连接在一起。
4、如权利要求1、2或3所述的用于工业机械的液压控制装置，其特征在于：
所述液压驱动工作机是用于前伸式堆叠机的伸缩臂的摆缸和伸缩缸，并且多条管路上的所述主液压回路的压力油，以及负载压力回路的负载压力在所述缸的组合操作期间通过所述合并块被同时合并。
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