液压系统及塔机的制作方法

本发明涉及液压驱动系统，具体地，涉及一种液压系统及塔机。

背景技术：

在大型工程的施工过程中，大型“建筑起重机”(即塔机)日显重要。目前，国内大型塔机的“顶升系统”大多是“多油缸顶升系统”(4缸或6缸)，即该系统由一台“泵站”和多只“顶升油缸”组成。

其中，在收、放扁担梁的过程中，油缸的同步精度完全取决于“调速阀”的精度，可靠性不强；且调试过程中，需要调节8个“调速阀”进行相互匹配，操作繁琐费时。

在塔机液压顶升系统中，液压油缸的安装性主要靠平衡阀(或液压锁)实现，但在多油缸顶升系统的实际操作中，平衡阀并不能解决以下问题：

1、当塔机在顶升或下降过程中工地突然停电时，需在停电状态下将塔机降到原安装位，以防止塔机长时间处于“悬挂”状态；

2、当一个油缸上的平衡阀因出现内泄速度比其他平衡阀的內泄速度明显偏大时，需要其他油缸同步下降；

3、当一个油缸上的平衡阀因某些原因突然损坏时，需要有防止油缸突然下坠的功能，其他油缸能自动同步下降，同时希望其他油缸内的液压油能流回油箱，而不是从损坏的平衡阀处漏到地面污染环境。

4、顶升油缸存在空载运行的情况，即活塞杆在没有负载的情况下完成伸缩作业，每两个(或更多个)活塞杆的端部连接件(扁担梁)应同步地伸缩(升降)。

5、根据塔机设计规范，在负载情况下，下降速度不能高于上升速度，然而，因负载下降时，油缸“有杆腔”进油，油泵排量不作限制时下降要比上升快得多，因此需要在有杆腔油路中设置“调速阀”限制下降时的流量。而空载时(即升降扁担梁时，扁担梁很轻，相当于空载)，则要求速度要快，不应对流量进行限制，调速阀的存在令该系统无法实现此功能，此时调速阀对流量的限制既降低了效率，又浪费了功率、能源。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多个液压缸能够同步升降的液压系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种液压系统，包括：多个液压缸；液压介质供应机构，该液压介质供应机构通过液压管路连接于多个所述液压缸的有杆腔和无杆腔；其中，所述液压介质供应机构连接于每个所述液压缸的无杆腔支路上均设有高压平衡阀，并且每个所述高压平衡阀的控制端连接于对应的所述液压缸的有杆腔，所述高压平衡阀与所述液压缸之间的无杆腔支路上连接有平衡支路，多个所述平衡支路彼此连通。

优选地，每个所述平衡支路上设有节流阀。

优选地，所述节流阀为节流塞。

优选地，所述平衡支路共同连接于设有手动换向阀的泄压管路，从而能够选择性排出液压介质。

优选地，所述液压缸的无杆腔中设有防爆阀，该防爆阀能够在超过预定压差的情况下实现所述液压缸自锁，以阻止所述液压缸的活塞杆继续移动。

优选地，所述液压介质供应机构连接于多个所述液压缸的有杆腔的液压管路包括彼此并联的负载管路和空载管路，所述负载管路和所述空载管路通过液控换向阀连接于所述液压介质供应机构，以选择性地通过所述负载管路和所述空载管路的其中之一连通于多个所述液压缸，至少其中两个所述液压缸的活塞杆通过连接件连接为一组，从而每组所述液压缸的所述活塞杆同步地伸缩，每组液压缸的每个所述空载管路包括分别连接于每个液压缸的有杆腔的空载支路，每组所述液压缸的所述空载支路之间通过同步阀连通。

优选地，所述平衡支路连接有压力控制阀，该压力控制阀能够感应所述无杆腔中的压力，以控制阀芯的切换。

优选地，所述负载管路包括多个连接于每个液压缸的有杆腔的负载支路，每个负载支路设有液控单向阀，所述压力控制阀连接并控制所述液控单向阀。

优选地，所述负载管路中设有控制液压介质流速的调速阀。

优选地，所述液压缸的活塞杆沿重力方向向上支撑负载并驱动负载升降。

另外，本发明还提供了一种塔机，其中，该塔机包括根据以上方案所述的液压系统。

通过上述技术方案，通过多个平衡支路连通设有高压平衡阀的多个无杆腔支路，可以在其中一个高压平衡阀泄油过快或过慢时平衡多个无杆腔支路中的压力，使得多个液压缸的活塞杆可以同步地伸缩，提高液压缸对负载支撑的稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的液压系统的原理图；

图2是图1所示液压系统在负载上升状态下的流路状态；

图3是图1所示液压系统在负载下降状态下的流路状态；

图4是图1所示液压系统在空载时活塞伸出的流路状态；

图5是图1所示液压系统在空载时活塞收回的流路状态；

图6是本发明的液压缸与连接件的连接示意图。

附图标记说明

1 液压缸 2 手动换向阀

3 同步阀 4 液控换向阀

5 低压平衡阀 6 换向阀

7 回油过滤器 8 电机

9 油箱 10 吸油过滤器

11 油泵 12 压力表

13 调速阀 14 液控单向阀

15 压力控制阀 16 防爆阀

17 高压平衡阀 18 节流阀

19 连接件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

以下，将液压油作为液压介质进行说明，但这不应该理解为是对本发明的范围限定。

本发明提供了一种液压系统，包括：

多个液压缸1；液压介质供应机构，该液压介质供应机构通过液压管路连接于多个所述液压缸1的有杆腔和无杆腔；其中，所述液压介质供应机构连接于每个所述液压缸1的无杆腔支路上均设有高压平衡阀17，并且每个所述高压平衡阀17的控制端连接于对应的所述液压缸1的有杆腔，所述高压平衡阀17与所述液压缸1之间的无杆腔支路上连接有平衡支路，多个所述平衡支路彼此连通。

如图1所示，所述液压介质供应机构包括油箱9、吸油过滤器10、油泵11、压力表12、电机8、回油过滤器7以及换向阀6(具有溢流作用)，具体连接关系如图中所示，所述液压介质供应机构为本领域常用的装置，在此不做特别限定。

多个液压缸1彼此并联，连接每个液压缸1的无杆腔支路上均设有高压平衡阀17，并且多个无杆腔支路通过多个平衡支路连通，在无杆腔管路回油时，当其中一个高压平衡阀17因系统清洁度原因出现内泄速度比其他的高压平衡阀17明显偏大时，平衡支路可以平衡多个无杆腔支路的压力，使得多个液压缸1的活塞杆可以同步地下降，在多个活塞杆支撑于同一负载时可以使得多个支撑点同步地下降，提高稳定性。

进一步地，每个所述平衡支路上设有节流阀18。平衡支路主要对多个无杆腔支路的起到平衡压力的作用，而不是大量的输送液压介质(液压油)，因此，设置可以起到节流作用的节流阀18。优选地，节流阀18可以为节流塞。

另外，所述平衡支路共同连接于设有手动换向阀2的泄压管路，从而能够选择性排出液压介质。在液压缸1的活塞杆支撑有负载的情况下，当所述供油系统由于突然断电等原因停止供油时，高压平衡阀17断开以锁定液压缸1的活塞杆。此时，可以手动打开泄压管路的手动换向阀2，从而可以将无杆腔中的液压油经由无杆腔支路、平衡支路、泄压管路排出，节流阀18的存在可以很好地限制泄油的速度，泄压管路可以连接于所述液压介质供应机构以回收排出的液压油。

进一步地，所述液压缸1的无杆腔中设有防爆阀16，该防爆阀16能够在超过预定压差的情况下实现油缸1自锁的功能。在液压缸1的活塞杆支撑有负载的情况下，如果其中一个高压平衡阀17的自锁功能失效，例如出现较大的泄漏或阀体断裂等，此时损坏的高压平衡阀17处可视为开路，对应的液压缸1支撑作用失效(在没有防爆阀16的情况下)，负载对于其他液压缸1的作用突然地增加并以极大压力推动活塞杆向无杆腔移动，此时防爆阀16启动以锁定每个液压缸1的活塞杆的位置，其中所述预定压差即为至少其中一个高压平衡阀17失效时其他液压缸1中有杆腔与无杆腔的压差，这可以根据具体情况测量并设定。

具体地，所述防爆阀16具有阀腔以及连接于阀腔的两个端口，所述阀腔中设有可移动的盘件，该盘件能够在超过预定压差的情况下移动并封堵作为出口的所述端口。在防爆阀16中盘件两侧的压差没有超过所述预定压差的情况下，盘件可以保证在两个端口之间，两个端口可以彼此连通以允许液压油通过该防爆阀16；而当盘件两侧的压差超过所述预定压差时，所述盘件在压力作用下向其中一个端口移动并封堵该端口，从而断开管路连接，实现锁定作用。

进一步地，所述盘件上形成有节流孔，该节流孔能够连通两个所述端口。所述节流孔其尺寸较小，在所述盘件将其中一个端口锁定后，所述节流孔可以允许液压油少量的通过，即在防爆阀16锁定后可以允许少量的液压油通过，此时，可以开启手动换向阀2，多个液压缸1的无杆腔中的液压油可以经由所述泄压管路缓慢地排出，液压缸1的活塞杆可以缓慢地缩回，使得负载缓慢地下降。

如图6所示，两个液压缸1的活塞杆通过连接件19连接，连接件19可以为横梁，从而液压缸1的活塞杆可以同步地伸缩，并且，液压缸1存在空载的情况，此时，活塞杆仅支撑连接件19可基本视为空载。

另外，所述供油系统连接于多个所述液压缸1的有杆腔的液压管路包括彼此并联的负载管路和空载管路，所述负载管路和所述空载管路通过换向阀4连接于所述液压介质供应机构，以选择性地通过所述负载管路和所述空载管路的其中之一连通于多个所述液压缸1，至少其中两个所述液压缸1的活塞杆通过连接件连接为一组，从而每组所述液压缸1的所述活塞杆同步地伸缩，每组液压缸1的每个所述空载管路包括分别连接于每个液压缸1的有杆腔的空载支路，每组所述液压缸1的所述空载支路之间通过同步阀3连通。

其中，每组液压缸1可以分别支撑于负载的不同位置，连接件19可以为刚性的横梁，使得每组液压缸1的活塞杆同步伸缩。所述负载管路和所述空载管路均为连接于有杆腔的油路，并且分别用于负载状态和空载状态下的液压输送。特别地，在空载状态下，活塞杆对于油压更为敏感，不同液压缸1中的压差存在很小的不同也会导致活塞杆伸缩的不同步，因此，连接于同一组的每个液压缸1的空载支路之间通过同步阀3连通，平衡空载支路间的压力，从而可以保证同一组的液压缸1的活塞杆可以同步伸缩。

进一步地，所述平衡支路连接有压力控制阀15，该压力控制阀能够感应所述无杆腔中的压力，以控制阀芯的切换。该压力控制阀15能够感应所述无杆腔中的压力，以控制换向阀4选择性地连通所述负载管路或所述空载管路。液压缸1在负载和空载状态下无杆腔中的压力存在很大的差别，因此，可以通过压力控制阀15根据无杆腔中的压力变化选择地开启负载管路或所述空载管路，例如，无杆腔中的压力相对地较大时，可以开启负载管路，而无杆腔中的压力相对地较小时，可以开启空载管路。

另外，所述负载管路包括多个连接于每个液压缸1的有杆腔的负载支路，每个负载支路设有液控单向阀14，所述压力控制阀16连接并控制所述液控单向阀14的连通和断开。在此，压力控制阀16可以根据有杆腔的压力变化控制负载管路和空载管路的打开，并且在负载管路打开时可以控制液控单向阀14。

进一步地，所述负载管路中设有控制液压介质流速的调速阀13。调速阀13可设置在负载管路的主管路上。在负载状态下，当负载下降时，有杆腔中进油，负载的下降速度要明显地大于上升速度，因此需要对负载的下降速度进行限制，提高安全性，因此在负载管路中设置调速阀13，限制负载管路中的液压油流速。相应地，空载管路中并没有设置用于限制流速的部件，可以明显地提高液压油的流速，避免浪费功率输出。

特别地，所述液压缸1的活塞杆沿重力方向向上支撑负载并驱动负载升降，即液压缸1用于顶升和下降负载。

如图2所示，在液压缸1的活塞杆顶升负载时，“负载顶升”时，“压力控制阀15”与“液控单向阀14”感受油压打开，“液控换向阀4”换向，液压油经高压平衡阀17后流经液压缸1的无杆腔后，依次流经液控单向阀14、调速阀13、液控换向阀4、低压平衡阀5、换向阀6、回油过滤器7、油箱9。

如图3所示，在液压缸1的活塞杆下降负载时，压力控制阀15与液控单向阀14感受油压打开，液控换向阀4换向，液压油经低压平衡阀5、液控换向阀4、调速阀13、液控单向阀14、液压缸有杆腔、液压缸无杆腔、高压平衡阀17、换向阀6、回油过滤器10、油箱9。通过调速阀13调节液压缸的下降速度，实现负载时下降速度不高于上升速度的功能。

如图4所示，液压缸1空载顶升时，由于空载压力小，压力控制阀15与液控单向阀14均未打开，液控换向阀4未换向，液压油经低压平衡阀5、液控换向阀4、同步阀3、液压缸1有杆腔、液压缸1无杆腔、高压平衡阀17、换向阀6、回油过滤器7、油箱9。

如图5所示，液压缸1空载下降时，其液压介质流动方向与图4所示相反，在此不再详细说明。

另外，本发明还提供了一种塔机，其中，该塔机包括以上方案所述的液压系统。在安装或拆卸塔机的塔身时，所述液压系统的多个液压缸1可以用于顶起或下降作为塔身组成单元的套架，实现塔身的逐节安装或拆卸。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。