一种云梯车专用平衡阀组、液压控制系统及其控制方法与流程

本发明属于平衡阀技术领域，具体涉及一种云梯车专用平衡阀组、液压控制系统及其控制方法。

背景技术：

云梯车作为一种特殊的工程车辆，主要用于协助工作人员往高空运输设备或货物，或者用于消防解救高楼层被困人员等场合，其中，云梯的伸缩和小车的升降均是通过液压马达驱动卷筒缠绕钢丝绳来实现的，其一般通过手动换向阀动作。很多情况下，云梯或者小车在下降时，当云梯或者小车已落到底部及钢丝绳不再承受拉力时，由于换向阀此时还处于换向位置，油液持续在供应，马达仍然继续转动，造成卷筒上的钢丝绳松动、缠绕、乱排等问题，严重的甚至会导致钢丝绳卡入云梯导轨，引发机械故障。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种云梯车专用平衡阀组、液压控制系统及其控制方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种云梯车专用平衡阀组，包括阀体(1)，所述阀体(1)集成旁通单向阀(2)、平衡阀(3)和梭阀(4)；所述阀体(1)开设第1油口(v1)、第2油口(v2)、第1负载口(c1)和第2负载口(c2)；

所述第1油口(v1)和所述第2油口(v2)均用于连接到供油换向阀(5)；所述第1负载口(c1)用于连接到液压马达的第1马达油口(d1)；所述第2负载口(c2)用于连接到液压马达的第2马达油口(d2)；

所述第1油口(v1)到所述第1负载口(c1)之间形成第1油路；所述第1油路上，按从第1油口(v1)到第1负载口(c1)的方向，依次设置第1分支口(a1)、第2分支口(a2)和第3分支口(a3)；

所述第2油口(v2)到所述第2负载口(c2)之间形成第2油路；所述第2油路上，按从第2油口(v2)到所述第2负载口(c2)的方向，依次设置第4分支口(b1)、所述平衡阀(3)和第5分支口(b2)；

所述梭阀(4)的第1进油口与所述第1分支口(a1)连通；所述梭阀(4)的第2进油口与所述第4分支口(b1)连通；所述梭阀(4)的出油口(x)用于连接到马达刹车口(6)；

所述旁通单向阀(2)的进油口与所述第3分支口(a3)连通；所述旁通单向阀(2)的出油口与所述第5分支口(b2)连通，所述旁通单向阀(2)从第3分支口(a3)向第5分支口(b2)的方向为导通方向，从第5分支口(b2)向第3分支口(a3)的方向为关闭方向；

所述平衡阀(3)包括并联的先导控制阀(31)和单向阀(32)；所述先导控制阀(31)的先导控制口连通到所述第2分支口(a2)。

本发明还提供一种基于云梯车专用平衡阀组的液压控制系统，包括云梯车专用平衡阀组、供油换向阀(5)、液压马达(7)、卷筒(8)和负载(9)；

所述液压马达(7)的液压驱动端与所述卷筒(8)连接，用于驱动所述卷筒(8)旋转；所述负载(9)的一端通过钢丝绳缠绕于所述卷筒(8)上面；

所述供油换向阀(5)与所述云梯车专用平衡阀组的第1油口(v1)和第2油口(v2)连通；所述供油换向阀(5)具有三个档位，分别为正向档位、反向档位和停止档位；当所述供油换向阀(5)换向到停止档位时，不向所述第1油口(v1)和所述第2油口(v2)供油；当所述供油换向阀(5)换向到正向档位时，所述供油换向阀(5)的液压油输油端(p)与所述第2油口(v2)连通，用于向所述第2油口(v2)输送液压油；经所述第1油口(v1)的回油连通到所述供油换向阀(5)的回油端(t)；当所述供油换向阀(5)换向到反向档位时，所述供油换向阀(5)的液压油输油端(p)与所述第1油口(v1)连通，用于向所述第1油口(v1)输送液压油；经所述第2油口(v2)的回油连通到所述供油换向阀(5)的回油端(t)；

所述云梯车专用平衡阀组的梭阀(4)的出油口(x)连接到马达刹车口(6)；

所述云梯车专用平衡阀组的第1负载口(c1)连接到液压马达(7)的第1马达油口(d1)；第2负载口(c2)连接到液压马达(7)的第2马达油口(d2)；

旁通单向阀(2)的开启压力小于液压马达(7)的空载启动压力。

本发明还提供一种基于云梯车专用平衡阀组的液压控制系统的液压控制方法，包括以下步骤：

步骤1，液压马达(7)驱动卷筒(8)正向旋转，进而带动负载(9)上升的工况，方法为：

步骤1.1，操纵供油换向阀(5)，使供油换向阀(5)换位到正向档位，此时，供油换向阀(5)的液压油输油端(p)与第2油口(v2)连通，向第2油口(v2)输送液压油；

步骤1.2，液压油经第2油口(v2)后流到第4分支口(b1)，在第4分支口(b1)分为两路液压油：

第一路液压油通过梭阀(4)的第2进油口进入到梭阀(4)的内部，并从右向左推动梭阀(4)的阀芯，将梭阀(4)的阀芯推到左位，关闭梭阀(4)的第1进油口，阻碍第1分支口(a1)向梭阀(4)的第1进油口供油，同时打开梭阀(4)的出油口(x)，因此，第一路液压油从梭阀(4)的出油口(x)流出，通过马达刹车口(6)流入到马达刹车腔，进而打开马达刹车；

同时，对于第二路液压油，由于第2油口(v2)与供油换向阀(5)的液压油输油端(p)连通，第1油口(v1)与供油换向阀(5)的回油端(t)连通，因此，第2油口(v2)到第2负载口(c2)之间的第2油路的油压，高于第1油口(v1)到第1负载口(c1)之间的第1油路的油压，因此，平衡阀(3)的先导控制口为低压端，先导控制阀(31)关闭，第二路液压油通过平衡阀(3)的单向阀(32)，流到第5分支口(b2)，由于旁通单向阀(2)从第5分支口(b2)到第1油口(v1)的方向为关闭状态，因此，第二路液压油通过第5分支口(b2)后，直接从第2负载口(c2)流出，再通过第2马达油口(d2)流入到液压马达腔，进而驱动液压马达(7)正向旋转；液压马达(7)正向旋转，从而带动卷筒(8)正向旋转，进而带动负载(9)上升；

液压马达回油从第1马达油口(d1)流出，从第1负载口(c1)流入到第3分支口(a3)；在第3分支口(a3)，由于第3分支口(a3)的回油压力，远低于第5分支口(b2)的供油压力，因此，旁通单向阀(2)为关闭状态；

经第3分支口(a3)后，液压马达回油流到第2分支口(a2)，由于第2分支口(a2)为低压端，因此，先导控制阀(31)为关闭状态；

经第2分支口(a2)后，液压马达回油流到第1分支口(a1)，由于第1分支口(a1)为低压端，压力远小于第4分支口(b1)压力，因此，梭阀(4)的第1进油口关闭，阻碍液压马达回油流入梭阀(4)；

最终，液压马达回油经过第1分支口(a1)后，从第1油口(v1)流出，再流入到供油换向阀(5)的回油端(t)，由此形成液压油循环回路；

步骤2，液压马达(7)带动负载(9)上升到指定高度，并使负载(9)保持在指定高度的工况，方法为：

步骤2.1，当负载(9)上升到指定高度时，操纵供油换向阀(5)，使供油换向阀(5)换位到停止档位；此时，供油换向阀(5)停止向云梯车专用平衡阀组供油，即：第1油口(v1)和第2油口(v2)均不能被输入液压油；

步骤2.2，平衡阀(3)的单向阀(32)关闭，由于没有液压油通过梭阀(4)的出油口(x)而连接到马达刹车口(6)，因此，关闭液压马达刹车，即：液压马达为刹车状态；

同时，由于没有液压油流入液压马达(7)的第1马达油口(d1)和第2马达油口(d2)，因此，液压马达(7)停止转动；

因此，当供油换向阀(5)换位到停止档位时，同时使液压马达(7)停止转动以及使液压马达刹车，负载(9)由平衡阀(3)保持在指定位置；

步骤3，液压马达(7)驱动卷筒(8)反向旋转，并在负载(9)的作用下，使负载(9)绕卷筒(8)下降过程中的工况，即：负载(9)为下降过程中，并没有与地面支撑物接触时的工况，方法为：

步骤3.1，操纵供油换向阀(5)，使供油换向阀(5)换位到反向档位，此时，供油换向阀(5)的液压油输油端(p)与第1油口(v1)连通，向第1油口(v1)输送液压油；

步骤3.2，液压油经第1油口(v1)后流到第1分支口(a1)，在第1分支口(a1)分为两路液压油：

第一路液压油通过梭阀(4)的第1进油口进入到梭阀(4)的内部，并从左向右推动梭阀(4)的阀芯，将梭阀(4)的阀芯推到右位，关闭梭阀(4)的第2进油口，阻碍第4分支口(b1)向梭阀(4)的第2进油口供油，同时打开梭阀(4)的出油口(x)，因此，第一路液压油从梭阀(4)的出油口(x)流出，通过马达刹车口(6)流入到马达刹车腔，进而打开马达刹车；

同时，第二路液压油流到第2分支口(a2)，第2分支口(a2)为高压侧，因此，打开先导控制阀(31)，使先导控制阀(31)根据负载(9)施加的压力，建立相平衡的背压；

步骤3.3，第2分支口(a2)流出的液压油流动到第3分支口(a3)，由于在负载(9)下落过程中，先导控制阀(31)根据负载(9)施加的压力，建立相平衡的背压，为保证负载(9)匀速平衡下降，由此会使第5分支口(b2)的压力高于第3分支口(a3)的压力，因此，旁通单向阀(2)为关闭状态；也就是说，在负载(9)下落过程中，负载(9)会向卷筒(8)施加拖动力，该拖动力通过先导控制阀(31)建立的背压维持平横，进而控制负载(9)平稳下落；

步骤3.4，第3分支口(a3)流出的液压油，通过第1马达油口(d1)流入到液压马达腔，进而驱动液压马达(7)反向旋转；液压马达(7)反向旋转，并在负载(9)的重力作用下，使负载(9)均匀下降；

液压马达回油从第2马达油口(d2)流出，从第2负载口(c2)流入到第5分支口(b2)，再通过先导控制阀(31)后流到第4分支口(b1)，最后从第2油口(v2)流出，再流入到供油换向阀(5)的回油端(t)，由此形成液压油循环回路；

步骤4，液压马达(7)使卷筒(8)为释放状态，进而使负载(9)下降，一旦负载下落到位并落地时，工况为：

当负载下落到位并落地时，此时由于卷筒(8)不再受负载(9)的拖动，相应的，卷筒(8)对液压马达(7)的拖动力也消失，因此，先导控制阀(31)根据负载(9)而建立的相平衡的背压消失，由此立即导致第5分支口(b2)的压力迅速下降，使第5分支口(b2)的压力远低于第3分支口(a3)的压力，因此，迅速使旁通单向阀(2)导通，又由于旁通单向阀(2)的开启压力小于液压马达(7)的空载启动压力，因此，流到第3分支口(a3)的液压油完全通过旁通单向阀(2)而流到第5分支口(b2)，再通过先导控制阀(31)后流回到供油换向阀(5)的回油端(t)，由此形成液压油循环回路；

也就是说，旁通单向阀(2)导通后，旁通单向阀(2)将液压马达(7)旁路，到达第3分支口(a3)的液压油不再流入到液压马达(7)的液压腔内，从而使液压马达(7)立即停止转动，进而实现负载下落到位并落地时，液压马达(7)立即停止转动的效果，进而使卷筒(8)立即停止转动，防止钢丝绳松动。

本发明提供的一种云梯车专用平衡阀组、液压控制系统及其控制方法具有以下优点：

本发明提供的一种云梯车专用平衡阀组、液压控制系统及其控制方法，可实现负载到位或者落地后，卷扬液压马达回路被特殊设计的旁通单向阀及时旁通并停止转动，从而避免与液压马达相连的卷筒空转引起钢丝绳松动、缠绕等问题，保证卷筒使用的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的云梯车专用平衡阀组的原理结构示意图；

图2为本发明提供的液压控制系统的原理结构示意图；

图3为本发明提供的云梯车专用平衡阀组的一种角度下的立体图；

图4为本发明提供的云梯车专用平衡阀组的一种角度下的立体图；

图5为本发明提供的云梯车专用平衡阀组的一种角度下的立体图；

图6为本发明提供的云梯车专用平衡阀组的一种角度下的剖面图；

图7为本发明提供的云梯车专用平衡阀组的一种角度下的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种云梯车专用平衡阀组、液压控制系统及其控制方法，可实现负载到位或者落地后，卷扬液压马达回路被特殊设计的旁通单向阀及时旁通并停止转动，从而避免与液压马达相连的卷筒空转引起钢丝绳松动、缠绕等问题，保证卷筒使用的安全性和可靠性。

参考图1、图3、图4、图5、图6和图7，本发明提供的云梯车专用平衡阀组，包括阀体1，阀体1集成旁通单向阀2、平衡阀3和梭阀4；阀体1开设第1油口v1、第2油口v2、第1负载口c1和第2负载口c2；

第1油口v1和第2油口v2均用于连接到供油换向阀5；第1负载口c1用于连接到液压马达的第1马达油口d1；第2负载口c2用于连接到液压马达的第2马达油口d2；

第1油口v1到第1负载口c1之间形成第1油路；第1油路上，按从第1油口v1到第1负载口c1的方向，依次设置第1分支口a1、第2分支口a2和第3分支口a3；

第2油口v2到第2负载口c2之间形成第2油路；第2油路上，按从第2油口v2到第2负载口c2的方向，依次设置第4分支口b1、平衡阀3和第5分支口b2；

梭阀4的第1进油口与第1分支口a1连通；梭阀4的第2进油口与第4分支口b1连通；梭阀4的出油口x用于连接到马达刹车口6；

旁通单向阀2的进油口与第3分支口a3连通；旁通单向阀2的出油口与第5分支口b2连通，旁通单向阀2从第3分支口a3向第5分支口b2的方向为导通方向，从第5分支口b2向第3分支口a3的方向为关闭方向；

平衡阀3包括并联的先导控制阀31和单向阀32；先导控制阀31的先导控制口连通到第2分支口a2。

应用图1提出的云梯车专用平衡阀组，参考图2，本发明还提供一种基于云梯车专用平衡阀组的液压控制系统，包括云梯车专用平衡阀组、供油换向阀5、液压马达7、卷筒8和负载9；

液压马达7的液压驱动端与卷筒8连接，用于驱动卷筒8旋转；负载9的一端通过钢丝绳缠绕于卷筒8上面；

供油换向阀5与云梯车专用平衡阀组的第1油口v1和第2油口v2连通；供油换向阀5具有三个档位，分别为正向档位、反向档位和停止档位；当供油换向阀5换向到停止档位时，不向第1油口v1和第2油口v2供油；当供油换向阀5换向到正向档位时，供油换向阀5的液压油输油端p与第2油口v2连通，用于向第2油口v2输送液压油；经第1油口v1的回油连通到供油换向阀5的回油端t；当供油换向阀5换向到反向档位时，供油换向阀5的液压油输油端p与第1油口v1连通，用于向第1油口v1输送液压油；经第2油口v2的回油连通到供油换向阀5的回油端t；

云梯车专用平衡阀组的梭阀4的出油口x连接到马达刹车口6；

云梯车专用平衡阀组的第1负载口c1连接到液压马达7的第1马达油口d1；第2负载口c2连接到液压马达7的第2马达油口d2；

旁通单向阀2的开启压力小于液压马达7的空载启动压力。

本发明提供的基于云梯车专用平衡阀组的液压控制系统的液压控制方法，包括以下步骤：

步骤1，液压马达7驱动卷筒8正向旋转，进而带动负载9上升的工况，方法为：

步骤1.1，操纵供油换向阀5，使供油换向阀5换位到正向档位，此时，供油换向阀5的液压油输油端p与第2油口v2连通，向第2油口v2输送液压油；

步骤1.2，液压油经第2油口v2后流到第4分支口b1，在第4分支口b1分为两路液压油：

第一路液压油通过梭阀4的第2进油口进入到梭阀4的内部，并从右向左推动梭阀4的阀芯，将梭阀4的阀芯推到左位，关闭梭阀4的第1进油口，阻碍第1分支口a1向梭阀4的第1进油口供油，同时打开梭阀4的出油口x，因此，第一路液压油从梭阀4的出油口x流出，通过马达刹车口6流入到马达刹车腔，进而打开马达刹车；

同时，对于第二路液压油，由于第2油口v2与供油换向阀5的液压油输油端p连通，第1油口v1与供油换向阀5的回油端t连通，因此，第2油口v2到第2负载口c2之间的第2油路的油压，高于第1油口v1到第1负载口c1之间的第1油路的油压，因此，平衡阀3的先导控制口为低压端，先导控制阀31关闭，第二路液压油通过平衡阀3的单向阀32，流到第5分支口b2，由于旁通单向阀2从第5分支口b2到第1油口v1的方向为关闭状态，因此，第二路液压油通过第5分支口b2后，直接从第2负载口c2流出，再通过第2马达油口d2流入到液压马达腔，进而驱动液压马达7正向旋转；液压马达7正向旋转，从而带动卷筒8正向旋转，进而带动负载9上升；

液压马达回油从第1马达油口d1流出，从第1负载口c1流入到第3分支口a3；在第3分支口a3，由于第3分支口a3的回油压力，远低于第5分支口b2的供油压力，因此，旁通单向阀2为关闭状态；

经第3分支口a3后，液压马达回油流到第2分支口a2，由于第2分支口a2为低压端，因此，先导控制阀31为关闭状态；

经第2分支口a2后，液压马达回油流到第1分支口a1，由于第1分支口a1为低压端，压力远小于第4分支口b1压力，因此，梭阀4的第1进油口关闭，阻碍液压马达回油流入梭阀4；

最终，液压马达回油经过第1分支口a1后，从第1油口v1流出，再流入到供油换向阀5的回油端t，由此形成液压油循环回路；

步骤2，液压马达7带动负载9上升到指定高度，并使负载9保持在指定高度的工况，方法为：

步骤2.1，当负载9上升到指定高度时，操纵供油换向阀5，使供油换向阀5换位到停止档位；此时，供油换向阀5停止向云梯车专用平衡阀组供油，即：第1油口v1和第2油口v2均不能被输入液压油；

步骤2.2，平衡阀3的单向阀32关闭，由于没有液压油通过梭阀4的出油口x而连接到马达刹车口6，因此，关闭液压马达刹车，即：液压马达为刹车状态；

同时，由于没有液压油流入液压马达7的第1马达油口d1和第2马达油口d2，因此，液压马达7停止转动；

因此，当供油换向阀5换位到停止档位时，同时使液压马达7停止转动以及使液压马达刹车，负载9由平衡阀3保持在指定位置；

步骤3，液压马达7驱动卷筒8反向旋转，并在负载9的作用下，使负载9绕卷筒8下降过程中的工况，即：负载9为下降过程中，并没有与地面支撑物接触时的工况，方法为：

步骤3.1，操纵供油换向阀5，使供油换向阀5换位到反向档位，此时，供油换向阀5的液压油输油端p与第1油口v1连通，向第1油口v1输送液压油；

步骤3.2，液压油经第1油口v1后流到第1分支口a1，在第1分支口a1分为两路液压油：

第一路液压油通过梭阀4的第1进油口进入到梭阀4的内部，并从左向右推动梭阀4的阀芯，将梭阀4的阀芯推到右位，关闭梭阀4的第2进油口，阻碍第4分支口b1向梭阀4的第2进油口供油，同时打开梭阀4的出油口x，因此，第一路液压油从梭阀4的出油口x流出，通过马达刹车口6流入到马达刹车腔，进而打开马达刹车；

同时，第二路液压油流到第2分支口a2，第2分支口a2为高压侧，因此，打开先导控制阀31，使先导控制阀31根据负载9施加的压力，建立相平衡的背压；

步骤3.3，第2分支口a2流出的液压油流动到第3分支口a3，由于在负载9下落过程中，先导控制阀31根据负载9施加的压力，建立相平衡的背压，为保证负载9匀速平衡下降，由此会使第5分支口b2的压力高于第3分支口a3的压力，因此，旁通单向阀2为关闭状态；也就是说，在负载9下落过程中，负载9会向卷筒8施加拖动力，该拖动力通过先导控制阀31建立的背压维持平横，进而控制负载9平稳下落；

步骤3.4，第3分支口a3流出的液压油，通过第1马达油口d1流入到液压马达腔，进而驱动液压马达7反向旋转；液压马达7反向旋转，并在负载9的重力作用下，使负载9均匀下降；

液压马达回油从第2马达油口d2流出，从第2负载口c2流入到第5分支口b2，再通过先导控制阀31后流到第4分支口b1，最后从第2油口v2流出，再流入到供油换向阀5的回油端t，由此形成液压油循环回路；

步骤4，液压马达7使卷筒8为释放状态，进而使负载9下降，一旦负载下落到位并落地时，工况为：

当负载下落到位并落地时，此时由于卷筒8不再受负载9的拖动，相应的，卷筒8对液压马达7的拖动力也消失，因此，先导控制阀31根据负载9而建立的相平衡的背压消失，由此立即导致第5分支口b2的压力迅速下降，使第5分支口b2的压力远低于第3分支口a3的压力，因此，迅速使旁通单向阀2导通，又由于旁通单向阀2的开启压力小于液压马达7的空载启动压力，因此，流到第3分支口a3的液压油完全通过旁通单向阀2而流到第5分支口b2，再通过先导控制阀31后流回到供油换向阀5的回油端t，由此形成液压油循环回路；

也就是说，旁通单向阀2导通后，旁通单向阀2将液压马达7旁路，到达第3分支口a3的液压油不再流入到液压马达7的液压腔内，从而使液压马达7立即停止转动，进而实现负载下落到位并落地时，液压马达7立即停止转动的效果，进而使卷筒8立即停止转动，防止钢丝绳松动。

综上所述，本发明提供一种云梯车专用平衡阀组、液压控制系统及其控制方法，可实现负载到位或者落地后，卷扬液压马达回路被特殊设计的旁通单向阀及时旁通并停止转动，从而避免与液压马达相连的卷筒空转引起钢丝绳松动、缠绕等问题，保证卷筒使用的安全性和可靠性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。