專利名稱：液比例減壓閥、閥組及吊臂和卷揚(yáng)的液壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種比例減壓閥，具體涉及一種比例減壓閥、具有該減壓 閥的比例減壓閥組以及具有該閥組的吊臂和巻揚(yáng)的液壓控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在伸縮臂式起重機(jī)的吊臂伸縮和吊鉤升降(由起升馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)來實現(xiàn)) 是兩個獨(dú)立的動作，由兩個控制手柄分別控制。當(dāng)?shù)醣蹎为?dú)進(jìn)行伸縮作業(yè) 而巻揚(yáng)沒有運(yùn)動時，由于巻筒放出的鋼絲繩長度固定，所以隨著吊臂的伸 出或縮回，吊鉤和吊臂頭部的距離會相應(yīng)地減小或變大，可能會造成吊鉤 與吊臂頭部相碰或吊鉤落到地面。因此，為了消除這個隱患，操縱控制時
就要同時操作吊臂伸縮手柄和吊鉤升降手柄；或者進(jìn)行吊臂伸縮操作時， 操作者需要實時觀察吊鉤和吊臂頭部的距離，以避免吊鉤與吊臂頭部相碰
或落到地面，存在著操作程序復(fù)雜，效率很低的問題。
有鑒于此，對伸縮臂式起重機(jī)的操縱控制系統(tǒng)提出了 一個更高的要求， 即，單獨(dú)操作控制吊臂伸縮的手柄時，隨著吊臂的伸縮，吊鉤與臂頭的距 離保持不變。也就是說，才喿作吊臂伸縮手柄時同時控制伸縮油缸和起升馬 達(dá)動作，并且控制巻揚(yáng)的速度與吊臂伸縮的速度成一定的比例，吊臂伸出 或收回時，巻揚(yáng)同時按比例進(jìn)行放繩或巻繩動作，確保吊鉤與臂頭之間的 距離保持不變。
在現(xiàn)有液壓控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，只需通過按比例分配的減壓閥來控制 兩個^U于元件(伸縮油缸和起升馬達(dá))的主閥開度l要預(yù)定比例變化，就可 以實現(xiàn)兩個執(zhí)行元件復(fù)合運(yùn)動的設(shè)計要求。現(xiàn)有的能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的比 例減壓間均為電信號控制，工作時，根據(jù)所輸入的按一定比例關(guān)系變化的 電信號，實現(xiàn)輸出壓力隨輸入壓力的變化按一定的比例變化；由于電比例 減壓閥輸出壓力值的變化精度與輸入電信號的精度有直接關(guān)系，當(dāng)輸入電精度
無法控制；另外，若提高輸入電信號的精度，就需要增加控制成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種液比例減壓閥、 具有該液比例減壓閥的比例減壓閥組及采用該比例減壓閥組的吊臂及巻揚(yáng) 可復(fù)合運(yùn)動的起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)。
本發(fā)明提供的液比例減壓閥，包括閥體和設(shè)置在閥體內(nèi)腔中的閥芯， 在壓力油的作用下所述閥芯可在閥體內(nèi)腔中滑動，所述閥芯呈階梯軸狀，
由小徑段和大徑段兩部分構(gòu)成；所述閥芯的小徑段上開有徑向通孔，所述
述閥芯相對應(yīng)地，所述閥體內(nèi)腔具有與閥芯滑動配合的小徑段和大徑段； 沿所述閥芯的滑動方向，所述閥體的側(cè)壁上依次開有第一進(jìn)油口、第二進(jìn) 油口和出油口；其中，經(jīng)所述第一進(jìn)油口進(jìn)入的壓力油作用于所述小徑段
閥芯的端面上；經(jīng)所述第二進(jìn)油口進(jìn)入的壓力油作用于所述小徑l殳與大徑 段之間的環(huán)形臺階面上，且經(jīng)由徑向通孔和軸向通孔形成的油道從所述出 油口流出；所述第一進(jìn)油口的進(jìn)油壓力為恒定值且所述第二進(jìn)油口的進(jìn)油 壓力大于所述恒定值時，與所述第二進(jìn)油口進(jìn)油壓力的變化相對應(yīng)地，所 述出油口的出油壓力按照下述公式呈線性變化 P2 = PA1 S!/S2 + P！ (S2-Si)/S2;
式中，PA1:第一進(jìn)油口進(jìn)油壓力；P1:第二進(jìn)油口進(jìn)油壓力；P2:出 油口出油壓力；S"小徑l殳閥芯的徑向截面面積；S2:大徑^險閥芯的徑向 截面面積。
優(yōu)選地，所述第一進(jìn)油口和第二進(jìn)油口之間的閥體上開有回油口 ； 當(dāng)P2 . S2〉PA1 . Si + P, . (S2-SO時，在出油口壓力油的作用下所述
閥芯滑動，所述回油口通過所述閥芯的軸向通孔和徑向通孔與出油口連通。 本發(fā)明提供的比例減壓岡組，包括一個定值減壓閥和至少 一個如前所
述的液比例減壓閥；所述定值減壓閥的出油口分別與所述至少一個液比例減壓閥的第 一進(jìn)油口連通；且所述閥組具有第 一閥組進(jìn)油口和至少 一個閥 組出油口 ，所述第 一 閥組進(jìn)油口與定值減壓閥的進(jìn)油口和所述至少 一個液
比例減壓閥的第二進(jìn)油口分別連通；所述至少一個閥組出油口分別與所述
至少一個液比例減壓閥出油口連通。
所述液比例減壓閥和所述閥組出油口分別設(shè)置為一個。
優(yōu)選地，還包括至少一個二位三通換向閥，所述閥組還包4舌至少一個
第二閥組進(jìn)油口 ；每個二位三通換向閥分別與一個閥組出油口 、液比例減 壓閥和一個第二閥組進(jìn)油口對應(yīng)設(shè)置，控制每個閥組出油口與對應(yīng)的液比
例減壓閥的出油口或第二閥組進(jìn)油口連通；所述二位三通換向閥處于第一 工作位置時，所述閥組出油口與對應(yīng)的液比例減壓閥的出油口連通；所述 二位三通換向閥處于第二工作位置時，所述閥組出油口與對應(yīng)的第二閥組 進(jìn)油o連通。
所述液比例減壓閥、所述二位三通換向閥、所述閥組出油口和所述第 二閥組進(jìn)油口分別設(shè)置為一個。
本發(fā)明提供的吊臂及巻揚(yáng)可復(fù)合運(yùn)動的起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，包括伸 縮油缸、起升馬達(dá)、第一液比例方向控制閥、第二液比例方向控制閥和先 導(dǎo)控制閥，其中，所述第一液比例方向控制閥的閥芯處于第一工作位置時， 所述伸縮油缸的有桿腔與壓力油路導(dǎo)通，其閥芯處于第二工作位置時，所 述伸縮油缸的無桿腔與壓力油;洛導(dǎo)通；所述第二液比例方向控制閥的閥芯 處于第一工作位置時，所述起升馬達(dá)的正轉(zhuǎn)進(jìn)液口與壓力油路導(dǎo)通，其閥 芯處于第二工作位置時，所述起升馬達(dá)的反轉(zhuǎn)進(jìn)液口與壓力油路導(dǎo)通；所
述先導(dǎo)控制岡具有為所述第一、二液比例方向控制閥提供先導(dǎo)壓力的四個 先導(dǎo)壓力油出口，其中，第一先導(dǎo)壓力油出口和第二先導(dǎo)壓力油出口分別 用于控制所述第一液比例方向控制閥的兩個工作位置，第三先導(dǎo)壓力油出 口和第四先導(dǎo)壓力油出口分別用于控制第二液比例方向控制閥的兩個工作
位置；且所述液比例方向控制閥的開度隨著先導(dǎo)壓力的變化而變化；還包 括兩個如前所述的比例減壓閥組，其中，第一比例減壓閥組的第一閥組進(jìn)
8油口與第 一液比例方向控制閥的第 一位置控制口連通；第 一比例減壓閥組 的出油口與第二液比例方向控制閥的第一位置控制口連通；第二比例減壓 閥組的第一閥組進(jìn)油口與第一液比例方向控制閥的第二位置控制口連通； 第二比例減壓閥組的出油口與第二液比例方向控制閥的第二位置控制口連通。
優(yōu)選地，所述第一、二比例減壓閥組還分別包括二位三通換向閥和第 二閥組進(jìn)油口，其中，所述第一比例減壓閥組的第二閥組進(jìn)油口與第三先 導(dǎo)壓力油口連通；所述第 一 比例減壓閥組的二位三通換向閥處于第 一工作 位置時，所述第一比例減壓閥組的液比例減壓閥的出油口與閥組出油口連 通；所述第一比例減壓閥組的二位三通換向閥處于第二工作位置時，所述 第 一 比例減壓閥組的第二閥組進(jìn)油口與閥組出油口連通。
所述第二比例減壓閥組的第二閥組進(jìn)油口與第四先導(dǎo)壓力油口連通； 所述第二比例減壓閥組的二位三通換向閥處于第一工作位置時，所述第二 比例減壓閥組的液比例減壓闊的出油口與閥組出油口連通；所述第二比例 減壓閥組的二位三通換向閥處于第二工作位置時，所述第二比例減壓閥組 的第二閥組進(jìn)油口與閥組出油口連通。
優(yōu)選地，還包括第一壓力繼電器和第二壓力繼電器，所述第一、二比 例減壓閥組的二位三通換向閥為電動控制閥；其中，所述電控二位三通換 向閥為失電狀態(tài)時處于第一工作位置，所述電控二位三通換向閥為得電狀 態(tài)時處于第二工作位置；所述第一壓力繼電器的取油口與第三先導(dǎo)壓力油 口連通，并輸出電信號至所述第一比例減壓閥組的電動二位三通換向閥的 控制信號接收端；所述第二壓力繼電器的取油口與第四先導(dǎo)壓力油口連通， 并輸出電信號至所述第二比例減壓閥組的電動二位三通換向閥的控制信號 接收端。
與現(xiàn)有電比例減壓閥相比，本發(fā)明4是供的液比例減壓閥是通過液力控 制來實現(xiàn)比例減壓，保證輸出壓力隨輸入壓力的變化而按照預(yù)定的比例關(guān) 系變化。所述液比例減壓閥有兩個進(jìn)油口，其第一進(jìn)油口的壓力油作用于小徑端閥芯端面上，其第二進(jìn)油口的壓力油作用于大、小徑段接合處的環(huán) 形臺階面上且通過閥芯上的徑向通孔和軸向通孔作用于大徑端閥芯端面 上。液比例減壓閥應(yīng)用回^各的最低工作壓力確定后，其第一進(jìn)油口的進(jìn)油 壓力即為恒定的最低工作壓力值，當(dāng)其第二進(jìn)油口的輸入壓力大于該恒定 值時，由于閥芯結(jié)構(gòu)尺寸確定，且第一進(jìn)油口的進(jìn)油壓力為恒定值，因此， 其輸出壓力與輸入壓力之間比例關(guān)系可以確定，W,P2 = PA1 .S,/S2 + P, .(S2
-S,)/S2，減壓后的閥芯處于平衡位置；若第二進(jìn)油口的輸入壓力變化時， 閥芯會發(fā)生相應(yīng)滑動并且閥芯處于新的平衡位置，此時，閥芯上的徑向通 孔與第二進(jìn)油口之間的連通面積已發(fā)生相應(yīng)的變化，出油口的輸出壓力隨 之發(fā)生變化。當(dāng)輸入壓力小于預(yù)定值時，本發(fā)明不起減壓的作用。本發(fā)明 所述液比例減壓閥的出油壓力與進(jìn)油壓力之間的比例關(guān)系與閥芯的結(jié)構(gòu)尺 寸相關(guān)，可確保輸出壓力按一定比例關(guān)系的輸出精度，有效避免了電比例 減壓閥受控制電信號的影響而帶來的輸出壓力值不穩(wěn)定的缺陷；另外，由 于輸出壓力的精度僅受自身結(jié)構(gòu)的限制，無需增加額外的控制成本提高精 度。
定《直減壓閥的出油口與液比例減壓閥的第 一進(jìn)油口連通，為液比例減壓閥 的提供壓力恒定的壓力油液。使用時，根據(jù)其所應(yīng)用回路的最低工作壓力 調(diào)定所述定值減壓閥的輸出壓力，當(dāng)輸入壓力油的油壓大于預(yù)定壓力值時， 所述定值減壓閥可以為所述液比例減壓閥的第 一進(jìn)油口 ^是供恒定的壓力 油，同時，該l敘入壓力油作用于所述液比例減壓閥的第二進(jìn)油口 ，基于所 述液比例減壓閥作用原理，所述比例減壓閥組的出油口壓力隨著輸入壓力 變化而按照一定的比例關(guān)系變化。當(dāng)輸入壓力油的油壓小于預(yù)定壓力值時， 所述閥組不起減壓的作用。本發(fā)明將定值減壓閥和液比例減壓閥集成為一 體，可簡化液壓系統(tǒng)的管路布置，易于裝配和維護(hù)。
本發(fā)明提供的吊臂及巻揚(yáng)可復(fù)合運(yùn)動的起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，采用兩 個如前所述的比例減壓閥組，當(dāng)操縱先導(dǎo)控制閥的第 一先導(dǎo)壓力油口與第一液比例方向控制閥的第 一位置控制口連通時，完成伸縮油缸收回?fù)?作， 第 一先導(dǎo)壓力油經(jīng)過第 一比例減壓閥組后輸出與第 一先導(dǎo)壓力成比例關(guān)系 變化的壓力油，至第二液比例方向控制閥的的第一位置控制口，完成起升 巻揚(yáng)反轉(zhuǎn)操作；當(dāng)操縱先導(dǎo)控制閥的第二先導(dǎo)壓力油口與第 一液比例方向 控制閥的第二位置控制口連通時，完成伸縮油缸伸出纟喿作，第二先導(dǎo)壓力 油經(jīng)過第二比例減壓閥組后輸出與第二先導(dǎo)壓力成比例關(guān)系變化的壓力 油，至第二液比例方向控制閥的第二位置控制口，完成起升巻揚(yáng)正轉(zhuǎn)梯:作； 進(jìn)而能夠可靠地實現(xiàn)吊臂伸出和巻揚(yáng)放繩的復(fù)合運(yùn)動，并且?guī)啌P(yáng)的放繩速 度與吊臂的伸出速度成一定的比例關(guān)系，可確保吊臂伸出時吊鉤與吊臂臂 頭之間的距離大致保持不變。


圖1 a是本發(fā)明所提供的液比例減壓閥的整體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖lb是本發(fā)明所述液比例減壓閥處于減壓工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖1 c是本發(fā)明所述液比例減壓閥的出口壓力過載時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2a是本發(fā)明所提供的比例減壓閥組的液壓原理圖； 圖2b是本發(fā)明所提供的比例減壓閥組的外觀爆炸圖； 圖3是本發(fā)明所提供的吊臂及巻揚(yáng)可復(fù)合運(yùn)動的起重機(jī)液壓控制系統(tǒng) 的液壓原理圖。 圖中
伸縮油缸l、起升馬達(dá)2、液比例控制閥組3、第一液比例方向控制鬧 31、第二液比例方向控制閥32;
先導(dǎo)控制閥4、第一先導(dǎo)壓力油出口41、第二先導(dǎo)壓力油出口42、第 三先導(dǎo)壓力油出口43、第四先導(dǎo)壓力油出口44;
比例減壓閥組5、液比例減壓閥51、閥體511、第一進(jìn)油口A1、第二 進(jìn)油口P1、出油口P2'、閥芯512、環(huán)形面513、徑向通孑Ld、軸向通孑L f、彈性擋圏514、定值減壓閥52、 二位三通換向閥53、第一比例減壓閥 組5'、第二比例減壓閥組5";
ii第一壓力繼電器6'、第二壓力繼電器6"。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心設(shè)計在于提供一種液比例減壓閥51,通過液力控制實現(xiàn) 輸出壓力可按一定的比例關(guān)系隨輸入壓力的變化而變化。請參見圖la,該 圖是液比例減壓閥的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
如圖la所示，該閥主要由兩部分組成閥體511和設(shè)置在閥體511內(nèi) 的閥芯512,在壓力油的作用下所述閥芯512可以在閥體511內(nèi)腔中滑動。 其中，閥芯512呈階梯軸狀，閥芯小徑段和閥芯大徑段兩部分的接合處形 成環(huán)形面513;所述閥芯512小徑—敬上開有徑向通孔d,所述閥芯512大徑 l史的閥芯外端面上開有與所述徑向通孔d連通的軸向通孔f;并且與所述 閥芯512相對應(yīng)地，所述閥體內(nèi)腔具有與閥芯的小徑段和大徑段分別滑動 配合的小徑段和大徑段；沿所述閥芯512的滑動方向，所述閥體的側(cè)壁上 依次開有第一進(jìn)油口A1、第二進(jìn)油口 Pl和出油口 P2';其中，經(jīng)所述第 一進(jìn)油口 Al進(jìn)入的壓力油作用于所述小徑段閥芯的端面上，所述閥芯的 小徑端可以為圖中所示的階梯狀，以提高小徑段閥芯外側(cè)的壓力油儲液量， 提高閥芯動作的靈壽丈度。
經(jīng)所述第二進(jìn)油口 Pl進(jìn)入的壓力油作用于所述小徑段與大徑段之間 的環(huán)形臺階面513上，且經(jīng)由徑向通孔d和軸向通孔f形成的油道從所述 出油口 P2' 5克出；
所述第一進(jìn)油口 Al的進(jìn)油壓力為恒定值PAi且所述第二進(jìn)油口 Pl的
進(jìn)油壓力Pt大于所述恒定值時，與所述第二進(jìn)油口 Pl的進(jìn)油壓力Pi變化 相對應(yīng)地，所述出油口P2'的出油壓力P^要照下述公式呈線性變化 P2 = PA1 S爲(wèi)+ Pi . (S2-S0/S2;
式中，PA1:第一進(jìn)油口進(jìn)油壓力；P!:第二進(jìn)油口進(jìn)油壓力；P2:出 油口出油壓力；小徑l殳閥芯的徑向截面面積；S2:大徑段閥芯的徑向 截面面牙只。
下面具體說明所述液比例減壓閥的工作原理。第一進(jìn)油口 Al的進(jìn)油壓力作用在所述閥芯512的左端面積S!上，其 右側(cè)極限位置為閥芯512右端的彈性擋圈514處；第二進(jìn)油口 Pl的進(jìn)油 壓力作用于環(huán)形面513上，且通過閥體e腔、徑向通孔d和軸向通孔f接 通到達(dá)出油口 P2' , P2'腔的壓力作用在閥芯512的大徑,殳外端面(即閥 芯斗全測面)上，壓力油流向為PI —e —d —f—P2'?？梢岳斫獾氖?，當(dāng)所 述第一進(jìn)油口 Al的進(jìn)油壓力小于預(yù)設(shè)恒定值、所述第二進(jìn)油口 Pl的進(jìn)油 壓力也小于預(yù)設(shè)恒定值時，所述閥芯3不發(fā)生位移，出油口P2'的壓力等 于第二進(jìn)油口 Pl的壓力，所述液比例減壓閥不起減壓的作用。
隨著第二進(jìn)油口 Pl壓力的增加，所述閥芯512所處的平衡位置發(fā)生 變化，閥芯512在出油口P2'的壓力作用下向左滑動，并根據(jù)公式？2 = PA1 S!/S2 + Pi . (S2-S0 /S2建立新的平衡位置，即如圖lb所示位置，此 時所述閥芯512的徑向通孔與所述閥體511的e腔之間的連通面積變小， 所述液比例減壓岡起減壓的作用。
進(jìn)一步地，所述第一進(jìn)油口 Al和第二進(jìn)油口 Pl之間的閥體上開有回 油口T;當(dāng)P2 S2〉PA1 S一P! . (S2-S0時，在出油口P2'壓力油的作 用下所述閥芯512滑動，所述回油口 T通過所述閥芯的軸向通孔514和徑 向通孔515與出油口 P2'連通，在出油口 P2'的壓力過載時，所述閥芯 512進(jìn)一步向左滑動，如圖lc所示，出油口 P2'過載壓力油4妄通回油口 T, /人而j呆i正系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。
需要說明的，所述第一進(jìn)油口 Al恒定進(jìn)油壓力值以及調(diào)整閥芯512 的小徑段和大徑段的截面面積比S!/S2，均可以按照實際工況確定，佳_得岡 后壓力與閥前壓力之間按照預(yù)期的比例關(guān)系呈線性變化。
請參見圖2a和圖2b，圖2a是本發(fā)明所提供的比例減壓閥組的液壓原 理圖，圖2b是本發(fā)明所述比例減壓閥組的外觀爆炸圖。
如圖2a所示，所述比例減壓閥組5包括液比例減壓閥51和定^f直減壓 閥52,其中，所述液比例減壓閥51的組成和連4妄關(guān)系如前所述，在此不 予贅述；所述定值減壓閥52與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)定值減壓閥的原理和結(jié)構(gòu)相同，故在此不予贅述。
所述定Y直減壓閥52的出油口 Al與所述液比例減壓閥51的第一進(jìn)油 口 Al連通；所述閥組5具有第一閥組進(jìn)油口 Pl和閥組出油口 P2,其中， 所述第一閥組進(jìn)油口 PI與定值減壓閥的進(jìn)油口 PI和所述液比例減壓閥51 的第二進(jìn)油口 PI分別連通；所述閥組出油口 P2與所述液比例減壓閥51 的出油口 P2'連通。
下面具體i兌明所述比例減壓岡組的工作原理。
壓力油經(jīng)閥組5的第一閥組進(jìn)油口 PI進(jìn)入閥組后分為兩路，其中一 ^各油經(jīng)所述定值減壓閥52到達(dá)所述液比例減壓閥的第一進(jìn)油口 Al,通過 所述定值減壓閥52確保所述液比例減壓閥第一進(jìn)油口 Al的壓力為恒定 值；其中另一^各油經(jīng)所述液比例減壓閥51的第二進(jìn)油口 PI進(jìn)入液比例減 壓閥51 ，經(jīng)減壓后，所述比例減壓閥組5的闊組出油口 P2的壓力隨著進(jìn) 油壓力PI的變化而按一定的比例關(guān)系變化，具體比例關(guān)系的推導(dǎo)如前所 述。
請參見圖2b,該圖是所述比例減壓閥組的外觀爆炸圖。如圖2b所示， 所述液比例減壓閥51和定值減壓閥52集成為一個閥組，集成后閥組更加 有利于液壓系統(tǒng)的組裝，降^[氐系統(tǒng)維護(hù)成本。
進(jìn)一步地，結(jié)合圖2a和圖2b所示，所述比例減壓閥組5還包括二位 三通換向閥53,所述閥組5還包括第二閥組進(jìn)油口 P2";所述二位三通 換向閥53用于控制閥組出油口 P2與液比例減壓闊51的出油口 P2'或第 二閥組進(jìn)油口 P2"連通；當(dāng)所述二位三通換向閥53處于第一工作位置時， 所述閥組出油口 P2與液比例減壓閥51的出油口 P2'連通；所述二^立三通 換向閥53處于第二工作位置時，所述閥組出油口 P2與第二閥組進(jìn)油口連 通P2"。如此設(shè)計的目的，可以提高所述比例減壓閥組5的適用性，根據(jù) 實際液壓控制系統(tǒng)的需要，通過所述二位三通換向閥53的控制作用，閥組 5能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性地輸出第二閥組進(jìn)油口 P2"方向的壓力油或者第一閥組 進(jìn)油口 Pl方向的液比例減壓閥51出油口 P2'的壓力油。實際上，所述液比例減壓閥51、所述二位三通換向閥53、所述閥組出
油口 P2和所述第二閥組進(jìn)油口 P2"均可以設(shè)置為多個(圖中未示出)，且 分別對應(yīng)設(shè)置。這樣，所述比例減壓閥組就可以有多個減壓輸出油^各，也 就是說，對于一個輸入壓力的變化可以得到多個呈比例關(guān)系減壓變化的輸 出壓力，當(dāng)然，若每個液比例減壓閥的閥芯的小徑段和大徑段的橫截面面 積比不同，所述多個輸出壓力與輸入壓力之間的比例關(guān)系也不同。
請參見圖3,該圖是本發(fā)明所提供的吊臂及巻揚(yáng)可復(fù)合運(yùn)動的起重機(jī) 液壓控制系統(tǒng)的液壓原理圖。
如圖3所示，伸縮油缸1為起重機(jī)伸縮臂的伸出、收回操作提供動力， 當(dāng)伸縮油缸l的無或有桿腔與壓力油路導(dǎo)通時，伸縮臂完成伸出或收回動 作。起升馬達(dá)2為吊鉤牽引鋼絲繩的放繩或收繩操作提供動力，當(dāng)起升馬 達(dá)2的正轉(zhuǎn)進(jìn)油口或反轉(zhuǎn)進(jìn)油口與壓力油路導(dǎo)通時，巻揚(yáng)隨之正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn) 實現(xiàn)放繩或收繩操作，進(jìn)而實現(xiàn)吊鉤的上升或下降動作。
液比例控制閥組3包括第一液比例方向控制閥31和第二液比例方向 控制閥32，分別用于控制伸縮油缸和起升馬達(dá)控制回路中壓力油的方向和 流量。圖中所示，所述第一液比例方向控制閥31和第二液比例方向控制閥 32均為三位四通液控閥，三個閥位分別為第一工作位置、中位和第二工作 位置。其中，所述第一液比例方向控制閥31的閥芯處于第一工作位置時， 所述伸縮油缸1的有桿腔與壓力油路導(dǎo)通，其閥芯處于第二工作位置時， 所述伸縮油缸1的無桿腔與壓力油5^導(dǎo)通；所述第二液比例方向控制閥32 的閥芯處于第一工作位置時，所述起升馬達(dá)2的正轉(zhuǎn)進(jìn)液口與壓力油路導(dǎo) 通，其閥芯處于第二工作位置時，所述起升馬達(dá)2的反轉(zhuǎn)進(jìn)液口與壓力油 路導(dǎo)通；需要說明的是，所述第一液比例方向控制閥31和第二液比例方向 控制閥32的中位機(jī)能與現(xiàn)有吊臂和巻揚(yáng)的液壓控制系統(tǒng)相同，故在此不予 贅述。
所述先導(dǎo)控制閥4具有為所述第一、二液比例方向控制閥纟是供先導(dǎo)壓 力的四個先導(dǎo)壓力油出口，其中，第一先導(dǎo)壓力油出口 41和第二先導(dǎo)壓力
15油出口 42分別用于控制所述第一液比例方向控制鬧31的兩個工作位置， 第三先導(dǎo)壓力油出口 43和第四先導(dǎo)壓力油出口 44分別用于控制第二液比 例方向控制閥32的兩個工作位置；所述第一、二液比例方向控制閥的開度 隨著先導(dǎo)壓力的變化而變化，即先導(dǎo)壓力越大，液比例方向控制閥的開度 越大；同樣，需要說明的是，對于所述先導(dǎo)控制閥4不再作進(jìn)一步的具體
圖中所示，該控制系統(tǒng)還包括兩個如前所述的比例減壓閥組第一比 例減壓閥組5'和第二比例減壓閥組5"。其中，第一比例減壓閥組5'的 第一閥組進(jìn)油口 Pl與第一液比例方向控制閥31的第一位置控制口連通； 第一比例減壓閥組的出油口 P2與第二液比例方向控制閥32的第一^i置控 制口連通；當(dāng)操縱先導(dǎo)控制閥4的第一先導(dǎo)壓力油口 41與第一液比例方向 控制閥31的第一位置控制口連通(伸縮油缸收回)時，第一先導(dǎo)壓力油經(jīng) 過第一比例減壓閥組5'后輸出與第一先導(dǎo)壓力成比例關(guān)系變化的壓力 油，至第二液比例方向控制閥32的的第一位置控制口 (起升巻揚(yáng)反轉(zhuǎn))， 可實現(xiàn)吊臂收回和巻揚(yáng)收繩的復(fù)合運(yùn)動，并且?guī)啌P(yáng)的收繩速度與吊臂的收 回速度成一定的比例關(guān)系，進(jìn)而可確保吊臂收回時吊鉤與吊臂臂頭之間的 距離大致保持不變。其中，第二比例減壓閥組5"的第一閥組進(jìn)油口P1與 第一液比例方向控制閥31的第二位置控制口連通；第二比例減壓閥組5" 的出油口 P2與第二液比例方向控制閥32的第二位置控制口連通；當(dāng)操縱 先導(dǎo)控制閥4的第二先導(dǎo)壓力油口 42與第一液比例方向控制閥31的第二 位置控制口連通(伸縮油缸伸出)時，第二先導(dǎo)壓力油經(jīng)過第二比例減壓 閥組5"后輸出與第二先導(dǎo)壓力成比例關(guān)系變化的壓力油，至第二液比例 方向控制岡32的第二位置控制口 (起升巻揚(yáng)正轉(zhuǎn))，可實現(xiàn)吊臂伸出和巻 揚(yáng)放繩的復(fù)合運(yùn)動，并且?guī)啌P(yáng)的放繩速度與吊臂的伸出速度成一定的比例 關(guān)系，進(jìn)而可確保吊臂伸出時吊鉤與吊臂臂頭之間的距離大致保持不變。
進(jìn)一步地，如圖3所示，所述第一、二比例減壓閥組還分別包括二位 三通換向閥和第二閥組進(jìn)油口 。其中，所述第一比例減壓閥組5'的第二閥組進(jìn)油口與第三先導(dǎo)壓力
油口 43連通，所述第一比例減壓閥組5'的二位三通換向閥處于第一工作 位置時，所述第一比例減壓閥組5'的液比例減壓閥的出油口經(jīng)所述第一 比例減壓閥組5'的二位三通換向閥和閥組出油口與所述第二液比例方向 控制閥32的第一位置控制口連通；所述第一比例減壓閥組5'的二位三通 換向閥處于第二工作位置時，所述第三先導(dǎo)壓力油口 43經(jīng)所述第一比例減 壓閥組5'的第二閥組進(jìn)油口、 二位三通換向閥和閥組出油口與所述第二 液比例方向控制閥32的第一位置控制口連通。
其中，所述第二比例減壓閥組5"的第二閥組進(jìn)油口與第四先導(dǎo)壓力 油口44連通；所述第二比例減壓閥組5"的二位三通換向閥處于第一工作 位置時，所述第二比例減壓閥組5"的液比例減壓閥的出油口經(jīng)所述第二 比例減壓閥組5"的二位三通換向閥和閥組出油口與所述第二液比例方向 控制閥32的第二位置控制口連通；所述第二比例減壓閥組5"的二位三通 換向閥處于第二工作位置時，所述第四先導(dǎo)壓力油口 44經(jīng)所述第二比例減 壓閥組5"的第二閥組進(jìn)油口、 二位三通換向閥和閥組出油口與所述第二 液比例方向控制閥32的第二位置控制口連通。
進(jìn)一步地，所述第一、二比例減壓閥組中的二位三通換向閥為電動控 制閥，所述電控二位三通換向閥為失電狀態(tài)時處于第一工作位置，所述電 控二位三通換向閥為得電狀態(tài)時處于第二工作位置。所述第一壓力繼電器 的取油口與第三先導(dǎo)壓力油口 43連通，并輸出電信號至所述第一比例 減壓閥組5'的電動二位三通換向閥的控制信號接收端，該二位三通換向 閥處于第一工作位置，即第二閥組進(jìn)油口與閥組出油口導(dǎo)通(巻揚(yáng)收繩)， 實現(xiàn)吊鉤單獨(dú)起升梯:作；所述第二壓力繼電器6"的取油口與第四先導(dǎo)壓 力油口44連通，并輸出電信號至所述第二比例減壓閥組5"的電動二位三 通換向閥的控制信號接收端，此時，該二位三通換向閥處于第一工作位置， 即第二閥組進(jìn)油口與閥組出油口導(dǎo)通(巻揚(yáng)放繩)，實現(xiàn)吊鉤單獨(dú)下P爭操作。
綜上，本發(fā)明先導(dǎo)控制閥通過先導(dǎo)油路控制液比例方向控制閥閥芯的運(yùn)動，控制壓力的大小與閥芯開口的大小成比例；采用兩個比例減壓閥組
保證閥后壓力和閥前壓力保持一定比例，也就是保證控制第一液比例方向 控制的壓力和第二液比例方向控制閥的壓力保持一定的比例，即通過液壓
油流量來控制伸縮油缸或巻揚(yáng)馬達(dá)的速度成比例；實現(xiàn)伸縮油缸帶動吊臂 與伸縮巻揚(yáng)馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)實現(xiàn)吊鉤升降的復(fù)合運(yùn)動。
特別說明的是，本發(fā)明所述控制系統(tǒng)不局限于應(yīng)用于起重機(jī)吊臂伸縮 油缸和起升巻揚(yáng)馬達(dá)，實際上，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員基于本發(fā)明的工作 原理完全可以應(yīng)用于其它工作場合，實現(xiàn)兩個液壓執(zhí)行元件的復(fù)合動作；
只要符合本發(fā)明的工作原理均在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn) 和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、液比例減壓閥，包括閥體和設(shè)置在閥體內(nèi)腔中的閥芯，在壓力油的作用下所述閥芯可在閥體內(nèi)腔中滑動，其特征在于，所述閥芯呈階梯軸狀，由小徑段和大徑段兩部分構(gòu)成；所述閥芯的小徑段上開有徑向通孔，所述閥芯大徑段的閥芯外端面上開有與所述徑向通孔連通的軸向通孔；且與所述閥芯相對應(yīng)地，所述閥體內(nèi)腔具有與閥芯滑動配合的小徑段和大徑段；沿所述閥芯的滑動方向，所述閥體的側(cè)壁上依次開有第一進(jìn)油口、第二進(jìn)油口和出油口；其中，經(jīng)所述第一進(jìn)油口進(jìn)入的壓力油作用于所述小徑段閥芯的端面上；經(jīng)所述第二進(jìn)油口進(jìn)入的壓力油作用于所述小徑段與大徑段之間的環(huán)形臺階面上，且經(jīng)由徑向通孔和軸向通孔形成的油道從所述出油口流出；所述第一進(jìn)油口的進(jìn)油壓力為恒定值且所述第二進(jìn)油口的進(jìn)油壓力大于所述恒定值時，與所述第二進(jìn)油口進(jìn)油壓力的變化相對應(yīng)地，所述出油口的出油壓力按照下述公式呈線性變化P2＝PA1·S1/S2+P1·(S2-S1)/S2；式中，PA1第一進(jìn)油口進(jìn)油壓力；P1第二進(jìn)油口進(jìn)油壓力；P2出油口出油壓力；S1小徑段閥芯的徑向截面面積；S2大徑段閥芯的徑向截面面積。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液比例減壓閥，其特征在于，所述第一進(jìn)油 口和第二進(jìn)油口之間的閥體上開有回油口 ；當(dāng)P2 . S2>PA1 . Si + P! . (S2-SO時，在出油口壓力油的作用下所述閥 芯滑動，所述回油口通過所述閥芯的軸向通孔和徑向通孔與出油口連通。
3、 比例減壓閥組，其特征在于，包括 至少一個如^^又利要求i或2所述的液比例減壓閥；和一個定值減壓閥，其出油口分別與所述至少一個液比例減壓閥的第 一進(jìn) 油口連通；且所述閥組具有第一閥組進(jìn)油口 ，與定值減壓閥的進(jìn)油口和所述至少一個液比例減壓閥 的第二進(jìn)油口分別連通；和至少一個閥組出油口 ，分別與所述至少一個液比例減壓閥出油口連通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的比例減壓閥組，其特征在于，所述液比例減 壓閥和所述閥組出油口分別設(shè)置為 一個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的比例減壓閥組，其特征在于，還包括至少一 個二位三通換向閥，所述閥組還包括至少一個第二閥組進(jìn)油口 ；每個二位三 通換向閥分別與 一個閥組出油口 、液比例減壓閥和一個第二閥組進(jìn)油口對應(yīng) 設(shè)置，控制每個閥組出油口與對應(yīng)的液比例減壓閥的出油口或第二閥組進(jìn)油 口連通；所述二位三通換向閥處于第一工作位置時，所述閥組出油口與對應(yīng) 的液比例減壓閥的出油口連通；所述二位三通換向閥處于第二工作位置時， 所述閥組出油口與對應(yīng)的第二閥組進(jìn)油口連通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的比例減壓閥組，其特征在于，所述液比例減 壓閥、所述二位三通換向閥、所述閥組出油口和所述第二閥組進(jìn)油口分別設(shè) 置為一個。
7、 吊臂及巻揚(yáng)可復(fù)合運(yùn)動的起重機(jī)液壓控制系統(tǒng)，包括 伸縮油釭；起升馬達(dá)；第一液比例方向控制閥，其閥芯處于第一工作位置時，所述伸縮油缸的 有桿腔與壓力油路導(dǎo)通；其閥芯處于第二工作位置時，所述伸縮油缸的無桿 腔與壓力油路導(dǎo)通；第二液比例方向控制閥，其閥芯處于第一工作位置時，所述起升馬達(dá)的 正轉(zhuǎn)進(jìn)液口與壓力油路導(dǎo)通；其閥芯處于第二工作位置時，所述起升馬達(dá)的 反轉(zhuǎn)進(jìn)液口與壓力油路導(dǎo)通；和先導(dǎo)控制閥，具有為所述第一、二液比例方向控制閥提供先導(dǎo)壓力的四 個先導(dǎo)壓力油出口，其中，第一先導(dǎo)壓力油出口和第二先導(dǎo)壓力油出口分別 用于控制所述第一液比例方向控制閥的兩個工作位置；第三先導(dǎo)壓力油出口和第四先導(dǎo)壓力油出口分別用于控制第二液比例方向控制閥的兩個工作位置；且所述液比例方向控制閥的開度隨著先導(dǎo)壓力的變化而變化；其特征在 于，還包括兩個如權(quán)利要求3所述的比例減壓閥組，其中第 一 比例減壓閥組的第 一 閥組進(jìn)油口與第 一 液比例方向控制閥的第一 位置控制口連通；第一比例減壓閥組的出油口與第二液比例方向控制閥的第 一位置控制口連通；第二比例減壓闊組的第 一 閥組進(jìn)油口與第 一 液比例方向控制間的第二 位置控制口連通；第二比例減壓閥組的出油口與第二液比例方向控制閥的第 二位置控制口連通。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的吊臂及巻揚(yáng)可復(fù)合運(yùn)動的起重機(jī)液壓控制系 統(tǒng)，其特征在于，所述第一、二比例減壓閥組還分別包括二位三通換向閥和 第二閥組進(jìn)油口，其中所述第一比例減壓閥組的第二閥組進(jìn)油口與第三先導(dǎo)壓力油口連通；所 述第一比例減壓閥組的二位三通換向閥處于第一工作位置時，所述第一比例 減壓閥組的液比例減壓閥的出油口與閥組出油口連通；所述第一比例減壓閥 組的二位三通換向閥處于第二工作位置時，所述第一比例減壓閥組的第二閥 組進(jìn)油口與閥組出油口連通。所述第二比例減壓閥組的第二閥組進(jìn)油口與第四先導(dǎo)壓力油口連通；所 述第二比例減壓閥組的二位三通換向閥處于第一工作位置時，所述第二比例 減壓閥組的液比例減壓閥的出油口與閥組出油口連通；所述第二比例減壓閥 組的二位三通換向閥處于第二工作位置時，所述第二比例減壓閥組的第二閥 纟且進(jìn)油口與閥《且出油口連通。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的吊臂及巻揚(yáng)可復(fù)合運(yùn)動的起重機(jī)液壓控制系 統(tǒng)，其特征在于，還包括第一壓力繼電器和第二壓力繼電器，所述第一、二 比例減壓閥組的二位三通換向閥為電動控制閥，其中，所述電控二位三通換向閥為失電狀態(tài)時處于第一工作位置，所述電控二位三通換向閥為得電狀態(tài)時處于第二工作位置；所述第一壓力繼電器的^i油口與第三先導(dǎo)壓力油口連通，并輸出電信號 至所述第一比例減壓閥組的電動二位三通換向閥的控制信號接收端；所述第 二壓力繼電器的取油口與第四先導(dǎo)壓力油口連通，并輸出電信號至所述第二 比例減壓閥組的電動二位三通換向閥的控制信號接收端。
全文摘要
本發(fā)明公開一種比例減壓閥、比例減壓閥組以及吊臂和卷揚(yáng)操作控制系統(tǒng)。本發(fā)明所述液比例減壓閥的閥芯呈階梯軸狀，由小徑段和大徑段兩部分構(gòu)成；閥芯的小徑段上開有徑向通孔，閥芯大徑段的閥芯外端面上開有與徑向通孔連通的軸向通孔；且其閥體內(nèi)腔具有與閥芯滑動配合的小徑段和大徑段；閥體的側(cè)壁上依次開有第一進(jìn)油口、第二進(jìn)油口和出油口；經(jīng)所述第一進(jìn)油口進(jìn)入的壓力油作用于所述小徑段閥芯的端面上；經(jīng)所述第二進(jìn)油口進(jìn)入的壓力油作用于所述小徑段與大徑段之間的環(huán)形臺階面上，且經(jīng)由徑向通孔和軸向通孔形成的油道從所述出油口流出；所述第一進(jìn)油口壓力為恒定值且所述第二進(jìn)油口壓力大于所述恒定值時，所述出油口壓力隨第二進(jìn)油口壓力變化而按一定的比例變化。
文檔編號B66C23/00GK101676589SQ20081021153
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者劉邦才, 單增海, 王守偉 申請人:徐州重型機(jī)械有限公司