专利名称：一种油缸平衡阀、臂架油缸控制系统和工程机械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种油缸平衡阀、臂架油缸控制系统和工程机械。
背景技术：
目前，混凝土泵车、挖掘机等建筑工程机械的作业机由臂架等结构组成工作装置。上述臂架在液压油缸的驱动下进行臂架移动、伸缩等作业。当臂架从高处移动到低处时，臂架内有的油腔的势能转化为热能散失，造成能源白白浪费。现有的臂架油缸内的高压油不能重复利用而造成能源浪费的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型旨在提出一种油缸平衡阀、臂架油缸控制系统和工程机械，以解现有臂架油缸高压油不能重复利用而造成能源浪费的问题。一方面，本实用新型提供了一种油缸平衡阀，包括:用于连通油缸第一油腔的回油油路和用于连通油缸第二油腔的再生油路，所述回油油路上还设置有锁止阀和换向阀；其中，所述回油油路连通所述锁止阀的进油口 ；所述锁止阀的出油口连通所述换向阀的进油口 ；所述换向阀的第一出油口连通所述回油油路；所述换向阀的第二出油口连通所述再生油路。进一步地，还包括用于防止所述再生油路回油的单向阀，所述单向阀设置在所述再生油路上。进一步地，所述锁止阀上设置有控制所述锁止阀开启与关闭的电磁控制器。进一步地，所述换向阀为二位三通阀。进一步地，所述再生油路还设置有节流孔。本实用新型还提供一种臂架油缸控制系统，包括臂架油缸和控制器，所述臂架油缸包括第一油腔、第二油腔；所述第一油腔通过第一油缸平衡阀连通所述第二油腔；所述第一油缸平衡阀为上述任一项所述油缸平衡阀；所述控制器用于控制所述第一油缸平衡阀向所述第二油腔再生供油。进一步地，所述第二油腔通过第二油缸平衡阀连通所述第一油腔；所述第二油缸平衡阀为上述任一项所述油缸平衡阀；所述控制器还用于控制所述第二油缸平衡阀向所述第一油腔再生供油。进一步地，还包括设置在所述第一油缸平衡阀上的第一压力检测装置，用于测量所述第一油缸平衡阀上的再生油路的压力；和/或，设置在所述第二油缸平衡阀上的第二压力检测装置，用于测量所述第二油缸平衡阀上的再生油路的压力。本实用新型还提供一种工程机械，包括液压驱动的臂架，所述臂架设置有上述任一项所述的臂架油缸控制系统。进一步地，所述工程机械为泵车。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:本实用新型提供的一种油缸平衡阀，包括:用于连通油缸第一油腔的回油油路和用于连通油缸第二油腔的再生油路，所述回油油路上还设置有锁止阀和换向阀；其中，所述回油油路连通所述锁止阀的进油口 ；所述锁止阀的出油口连通所述换向阀的进油口 ；所述换向阀的第一出油口连通所述回油油路；所述换向阀的第二出油口连通所述再生油路。该油缸平衡阀可以将第一油腔的高压油再生到第二油腔内，结构简单，体积小，便于安装。
图1为本实用新型实施例中实施例一的油路结构示意图；图2为本实用新型实施例中实施例二的油路结构示意图；图3为本实用新型实施例中实施例二实际应用于臂架状态一的结构示意图；图4为本实用新型实施例中实施例二实际应用于臂架状态二的结构示意图；附图标记说明:A、第一油缸平衡阀；B、第二油缸平衡阀；1、第一电磁控制器；2、第二电磁控制器；3、第一控制油路；4、第二控制油路；5、第一二位三通阀；5a、二位三通电磁换向阀；6、第二二位三通阀；7、第一复位弹簧；8、第二复位弹簧；9、第一单向阀；10、第二单向阀；11、第一节流孔；12、第二节流孔；13、第一再生油路；14、第二再生油路；15、第一压力传感器；16、第二压力传感器；17、第一锁止阀；18、第二锁止阀；19、第一油腔；20、第二油腔；21、第一溢流阀；22、第二溢流阀；23、第一臂架；24、第二臂架。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。应当指出，本部分中的对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本实用新型的保护范围有任何限制作用。实施例一:本实用新型提供的油缸平衡阀，可以设置在油缸的两个油腔之间，以实现在高压状态的油缸第一油腔19内的液压油再生到低压状态的油缸的第二油腔20，为第二油腔20工作提供一定的高压液压油，实现能源回收再利用，节约能源。如图1所示，油缸的两个油腔之间设置有第一油腔平衡阀A，包括:用于连通油缸的第一油腔19的第一回油油路和用于连通油缸第二油腔20的第一再生油路13，还包括:第一锁止阀17和第一换向阀；其中，第一回油油路连通到第一锁止阀17的进油口 ；第一锁止阀17的出油口连通第一换向阀的进油口 ；第一换向阀的第一出油口连通所述回油油路；第一换向阀的第二出油口连通所述再生油路，从而第一换向阀形成两个换向油路(第一换向油路和第二换向油路):第一换向阀的第一换向油路为所述第一锁止阀17的出油口与所述第一回油油路连通，第一换向阀的第二换向油路为所述第一锁止阀17的出油口与第一再生油路13连通。[0035]如图1所示，为将处于高压状态的第一油腔19内的液压油再生利用到处于低压状态的第二油腔20，通过控制第一锁止阀17开启，并通过第一换向阀将高压油导向到第一再生油路13上，第一再生油路13将第一油腔19内的高压油导向到第二油腔20内，实现能源再利用。优选的，如图1所示，为防止第一再生油路13回油，在第一再生油路13上设置第一单向阀9。另外，第一锁止阀17上设置有控制第一锁止阀17开启与关闭的第一电磁控制器1，便于外部控制第一锁止阀17。当然，也可以通过设定一定的控制油路来控制第一锁止阀17，控制油路可以根据本技术领域技术人员将本实用新型具体应用到的具体工作油缸情况而定，在此不再赘述。其中，如图1所不，第一换向阀为二位三通电磁换向阀5a,第一锁止阀17上设置有第一电磁控制器I，控制第一电磁控制器I使第一锁止阀17关闭,控制二位三通电磁换向阀5a使第一锁止阀17的出油口与第一回油油路连通，第一油腔19进行正常回油。当然，第一换向阀也可以是非电磁控制阀，可以使用其他控制油路来控制换向。实施例二:该实施例中选择两个油腔之间分别设置用于再生的第一油缸平衡阀和第二油缸平衡阀，其中，第一油缸平衡阀与第二油缸平衡阀结构基本相同。实施例二设置的换向阀为二位三通阀，非电磁控制阀，该换向阀通过控制油路控制换向。如图2所示，第一油腔平衡阀A包括:用于连通第一油腔19的第一回油油路和用于连通第二油腔20的第一再生油路13，还包括:第一锁止阀17和第一换向阀；其中，第一进油油路连通到第一锁止阀17的进油口 ；第一锁止阀17的出油口通过第一回油油路连通第一换向阀的进油口 ；第一换向阀的第一出油口连通所述回油油路；第一换向阀的第二出油口连通所述再生油路，从而第一换向阀形成两个换向油路:第一换向油路为所述第一锁止阀17的出油口与所述第一回油油路连通，第二换向油路为所述第一锁止阀17的出油口与第一再生油路13连通。如图2所示，为防止第一再生油路13回油，在第一再生油路13上设置第一单向阀9。另外，第一锁止阀17上设置有控制第一锁止阀17开启与关闭的第一电磁控制器I，便于外部控制第一锁止阀17。如图2所不,第一换向阀为第一二位三通阀5,该第一二位三通阀5上设置有第一复位弹簧7，通过第一复位弹簧7可以使该第一二位三通阀5处于第二换向油路状态(即第一锁止阀17的出油口与第一再生油路13连通)；然后在该第一二位三通阀5上设置相应的第一控制油路3来控制其处在不同的换向油路状态。其中，第一控制油路为，第二油腔20的第二回油油路与所述第一二位三通阀5的控制口连通，在第二回油油路油压大于预定值后，能够通过第一二位三通阀5的控制口控制第一复位弹簧7工作，使第一二位三通阀处于第一换向油路状态(即第一锁止阀17的出油口与所述第一回油油路连通)。优选的，第一油腔平衡阀A还包括设置在所述第一再生油路13上的第一压力检测装置，用于测量所述第一再生油路13的压力。通过测量第一再生油路13的压力(第一再生油路通过第二油腔的进油管路与第二油腔连通，所以，第一再生油路的油压与第二油腔20的进油油路油压相等)，并结合第一油腔19和第二油腔20的工作信号来控制第一锁止阀17的开启与关闭。进一步优选的，第一压力传感器15为第一压力继电器；在第一再生油路还设置有第一节流孔11，防止再生液压油的油压变化幅度过大。在第一回油油路上还设置有第一溢流阀21。第二油腔平衡阀B的结构与第一油腔平衡阀A的结构基本相相同，如图2所示，第二油腔平衡阀B包括:用于连通第二油腔20的第二回油油路和用于连通第一油腔19的第二再生油路14，还包括:第二锁止阀18和第二换向阀；其中，第二回油油路连通到第二锁止阀18的进油口 ；第二锁止阀18的出油口连通道第二换向阀的进油口 ；第二换向阀的第一出油口连通所述回油油路；第二换向阀的第二出油口连通所述再生油路，从而第二换向阀形成两个换向油路:第一换向油路为所述第二锁止阀18的出油口与所述第二回油油路连通，第二换向油路为所述第二锁止阀18的出油口与第二再生油路14连通。如图2所示，为防止第二再生油路14回油，在第二再生油路14上设置第二单向阀10。另外，第二锁止阀18上设置有控制第二锁止阀18开启与关闭的第二电磁控制器2，便于外部控制第二锁止阀18。如图2所示，第二换向阀为第二二位三通阀6，该第二二位三通阀6上设置有第二复位弹簧8，通过第二复位弹簧8可以使该第二二位三通阀6处于第二换向油路状态(即第二锁止阀18的出油口与第二再生油路14连通)；然后在该第二二位三通阀6上设置相应的第二控制油路4来控制其处在不同的换向油路状态。其中，第二控制油路为，第一油腔19的第一回油油路与第二二位三通阀6的控制口连通，在第一回油油路油压大于预定值后，能够通过第二二位三通阀6的控制口控制第二复位弹簧8工作，使第二二位三通阀6处于第一换向油路状态(即第二锁止阀18的出油口与所述第二回油油路连通)。根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供一种臂架油缸控制系统，包括臂架油缸和控制器，如图2所示，所述臂架油缸包括第一油腔19和第二油腔20 ;所述第一油腔19通过上述第一油缸平衡阀A连通所述第二油腔20。第二油腔20通过上述的第二油缸平衡阀B连通所述第一油腔19。控制器用于控制所述第一油缸平衡阀A向所述第二油腔20再生供油。控制器还用于控制所述第二油缸平衡阀B向所述第一油腔19再生供油。进一步优选地，该系统还包括，设置在所述第一油缸平衡阀上A的第一压力检测装置，用于测量所述第一油缸平衡阀A上的再生油路的压力；如图2所示，该第一油腔平衡阀A还包括设置在所述第一再生油路13上的第一压力检测装置，用于测量所述第一再生油路13的压力。通过测量第一再生油路13的压力并将信号传输给第一控制器，第一控制器根据第一再生油路13的压力等信号来控制第一换向阀处于第一换向油路还是第二换向油路以及第一锁止阀17的开启与关闭。而且，如图2所示，第一压力传感器15为第一压力继电器，压力继电器设置在第一再生油路13与第二油腔20连通的油路上，优选，设置在第一单向阀9的下游位置，即第一单向阀9与第二油腔20之间；在第一再生油路13还设置有第一节流孔11，防止再生液压油的油压变化幅度过大。另外，在第一回油油路上还设置有第一溢流阀21。进一步优选地，该系统还包括，设置在所述第二油缸平衡阀B上的第二压力检测装置，用于测量所述第二油缸平衡阀上的再生油路的压力。如图2所示，第二油腔平衡阀B还包括设置在所述第二再生油路14上的第二压力检测装置，用于测量所述第二再生油路14的压力。通过测量第二再生油路14的压力(第二再生油路通过第一油腔的进油管路与第一油腔连通，所以，第二再生油路的油压与第一油腔19的进油油路油压相等)，并结合第二油腔20和第一油腔19的工作信号来控制第二锁止阀18的开启与关闭。如图2所示，第二压力传感器16为第二压力继电器在第二再生油路还设置有第二节流孔12，防止再生有利油压变化幅度过大。另外，在第二回油油路上还设置有第二溢流阀22。具体为:如图2所示，以图2中第一平衡阀A为例，具有再生功能平衡阀通过第一二位三通阀5、第一单向阀9、第一节流孔11、第一再生油路13、第一压力传感器15和增加第一电磁控制器I的第一锁止阀17实现再生功能。如图3和图4所示，臂架油缸安装在第一臂架23与第二臂架24之间，其第一油腔19端靠近第一臂架23，其第二油腔20端靠近第二臂架24，如图3所示。当第二臂架24进行如图3所示的收拢操作时，臂架油缸的第二油腔20压力尚未建立起来，而臂架油缸第一油腔19压力因受到臂架自重的影响处于高压状态。此时臂架油缸第一油腔19的液压油通过再生，流入第二油腔20，实现节能。工作原理如下:工作原理:当第二臂架24处于图3位置并突然开始收拢时，泵车遥控器手柄的第二臂架24动作操作电信号(第二臂架24收拢操作信号)和臂架油缸第二油腔20的第二油缸平衡阀B的第一压力传感器15的电信号(第二油缸平衡阀B低压)输入到第一控制器。控制器通过判断条件“第二臂架24进行收拢操作”和“臂架油缸第二油腔20平衡阀的第一压力传感器15输出低压信号(例如第一压力传感器15检测到的第二油腔20进油口的压力小于3MPa) ”同时满足时，开启臂架油缸从第一油腔19到第二油腔20的再生功能。第一控制器发出电信号到第一油腔19的第一油缸平衡阀A中的第一锁止阀17的第一电磁控制器I使第一锁止阀17完全开启。此时，由于第一二位三通阀5的第一复位弹簧7的作用，使第一二位三通阀5处于再生功能位置(即第一二位三通阀5的右位，第一油缸平衡阀的第二换向油路)。臂架油缸第一油腔19的液压油经过第一锁止阀17、第一二位三通阀5、第一单向阀9、第一节流孔11、第一再生油路13和第二油腔20的第二油缸平衡阀B的进油口进入到臂架油缸第二油腔20，实现再生功能。其中第一节流孔11可以起到防止臂架油缸再生时，臂架快速下掉引起安全事故的作用。随着第二臂架24的逐渐收拢，臂架油缸的第二油腔20压力逐渐建立起来。当第二油腔20压力稳定的达到某个设定值时(例如3MPa)，位于第二油腔20第二油缸平衡阀B进油口的第一压力传感器15输出高压信号到控制器。第一控制器对再生功能的判断条件(即“第二臂架24进行收拢操作”和“臂架油缸第二油腔20的第二油缸平衡阀B的第一压力传感器15输出低压信号(例如第一压力传感器15检测到的第二油缸平衡阀B进油口的压力小于3MPa) ”同时满足)不成立，关闭臂架油缸从第一油腔19到第二油腔20的再生功能。第一控制器发出电信号到第一电磁控制器I使第一锁止阀17恢复到关闭状态。同时，第二油腔20第二油缸平衡阀B进油口的高压油通过第一二位三通阀5的第一控制油路3作用到二位三通阀5，使第一二位三通阀5切换到正常回油位置(即第一二位三通阀5的左位，第一油缸平衡阀的第一换向油路)，停止臂架油缸从第一油腔19到第二油腔20的再生功能。其中第一单向阀9可以起到防止第二油缸平衡阀B进油口的高压油回流到第一二位三通阀5的功能。需要说明的是“第二油腔20压力稳定的达到某个设定值”的判断条件是第二油腔20第二油缸平衡阀B进油口的压力持续一段时间(例如3秒)高于设定值(例如 3MPa)ο[0057]根据以上工作原理，同样可以实现以下功能。当第二臂架24进行如图4所示的伸展操作时，臂架油缸的第一油腔19压力尚未建立起来，而臂架油缸第二油腔20压力因受到臂架自重的影响处于高压状态。此时臂架油缸第二油腔20的液压油通过再生，流入第一油腔19,实现节能。该具有再生功能的泵车臂架油缸平衡阀可应用于泵车上的任何臂架油缸。根据本实用新型的再一方面，本实用新型还提供一种工程机械，包括液压驱动的臂架，所述臂架设置有上述臂架油缸。该工程机械为泵车。由于上述的臂架油缸具有上述技术效果，因此，设有该臂架油缸的工程机械也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种油缸平衡阀，包括:用于连通油缸第一油腔(19)的回油油路和用于连通油缸第二油腔(20)的再生油路，其特征在于: 所述回油油路上还设置有锁止阀和换向阀；其中， 所述回油油路连通所述锁止阀的进油口； 所述锁止阀的出油口连通所述换向阀的进油口； 所述换向阀的第一出油口连通所述回油油路；所述换向阀的第二出油口连通所述再生油路。
2.如权利要求1所述的油缸平衡阀，其特征在于:还包括用于防止所述再生油路回油的单向阀，所述单向阀设置在所述再生油路上。
3.如权利要求1所述的油缸平衡阀，其特征在于:所述锁止阀上设置有控制所述锁止阀开启与关闭的电磁控制器。
4.如权利要求1-3任一项所述的油缸平衡阀，其特征在于:所述换向阀为二位三通阀。
5.如权利要求4所述的油缸平衡阀，其特征在于:所述再生油路还设置有节流孔。
6.一种臂架油缸控制系统，其特征在于，包括臂架油缸和控制器，所述臂架油缸包括第一油腔(19)和第二油腔(20);所述第一油腔(19)通过第一油缸平衡阀连通所述第二油腔(20)； 所述第一油缸平衡阀为上述权利要求1-5任一项所述油缸平衡阀； 所述控制器用于控制所述第一油缸平衡阀向所述第二油腔再生供油。
7.如权利要求6所述的臂架油缸控制系统，其特征在于:所述第二油腔(20)通过第二油缸平衡阀连通所述第一油腔(19)； 所述第二油缸平衡阀为上述权利要求1-5任一项所述油缸平衡阀； 所述控制器还用于控制所述第二油缸平衡阀向所述第一油腔再生供油。
8.如权利要求7所述的臂架油缸控制系统，其特征在于:还包括设置在所述第一油缸平衡阀上的第一压力检测装置，用于测量所述第一油缸平衡阀上的再生油路的压力；和/或， 设置在所述第二油缸平衡阀上的第二压力检测装置，用于测量所述第二油缸平衡阀上的再生油路的压力。
9.一种工程机械，包括液压驱动的臂架，其特征在于，所述臂架设置有上述权利要求6-8任一项所述的臂架油缸控制系统。
10.如权利要求9所述的工程机械，其特征在于:所述工程机械为泵车。
专利摘要本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种油缸平衡阀、臂架油缸控制系统和工程机械，其中，一种油缸平衡阀，包括用于连通油缸第一油腔的回油油路和用于连通油缸第二油腔的再生油路，所述回油油路上还设置有锁止阀和换向阀；其中，所述回油油路连通所述锁止阀的进油口；所述锁止阀的出油口连通所述换向阀的进油口；所述换向阀的第一出油口连通所述回油油路；所述换向阀的第二出油口连通所述再生油路。该油缸平衡阀结构简单，体积小，便于安装。
文档编号F15B15/26GK203067394SQ20122070236
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者肖飞, 黄勃, 史媛媛 申请人:三一汽车制造有限公司