专利名称：一种防管路爆裂的卷扬马达闭式液压系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及液压起重机的安全系统，特别涉及一种防管路爆裂的巻 扬马达闭式液压系统及其控制方法。
背景技术：
目前，在工程起重机领域，起重机巻扬(含提升和变幅)液压系统 通常采用开式回路，在巻扬马达上加装平衡阀可以解决负载平稳下降和防 止管路爆裂的问题。但是，在大吨位起重设备中，如果继续采用开式回路， 则会存在系统效率低、发热严重、油箱体积太大、运行平稳性差等问题。
在大吨位起重设备中采用闭式回路，就能够很好的解决以上问题。 但是，由于闭式系统马达上不能设置平衡阀，故国内外现有的液压起重机 巻扬马达闭式液压系统均没有加装液压防管路爆破装置，若发生管路爆 破，仅能依靠驻车制动器来进行动态制动。而驻车制动器的动态制动效果 很差，而且在动态制动中极易烧毁，因此万一在吊装重物时发生软管爆裂， 很可能会导致重物坠地的安全事故。即便制动器磨擦烧毁后将重物制动住 了，但重物悬停在空中一时很难放下，这也会造成新的问题。
发明内容
本发明的目的是提供-一种防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统及其 控制方法，以提高巻扬马达闭式液压系统的安全性。 本发明的技术实施方案是
一种防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统，其包括巻扬马达及其上 升油路、下降油路、串联设置于巻扬马达上述油路中的闭式泵；连接巻扬 马达的制动器及其相应的制动电磁阀；分别连接于巻扬马达油路、制动电 磁阀的补油油路及补油泵、回油箱以及回油油路；其特征是，还包括一防 管路爆裂装置，该防管路爆裂装置包括二通插装阀、换向阀及相应的压力 传感器；该二通插装阀设置于巻扬马达与闭式泵间的油路中，该二通插装阀的二个端口 B 口、 A 口分别对应巻扬马达与闭式泵间的油路；换向阀 分别通过管路与二通插装阀另一个端口 C 口以及B 口连接，该换向阀还 设G口、 T口， G口接巻扬马达下降油路，T口与回油箱连接；压力传感 器设置于巻扬马达卜降油路中。
进一步，还包括一安全溢流阀，该安全溢流阀分别连接巻扬马达与 闭式泵。
所述的换向阔为液控换向阀、或电磁换向阀。
所述的液控换向阀为2位3通液控阀。
本发明的防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统的控制方法，在由巻 扬马达、闭式泵、连接巻扬马达的制动器及其相应的制动电磁阀、补油泵 以及回油箱形成的一闭式液压油路中设置一防管路爆裂装置，该防管路爆 裂装置包括二通插装阀、换向阀；该二通插装阀设置于巻扬马达与闭式泵 间的油路中，该二通插装阀的二个端口 A 口、 B 口分别对应巻扬马达与 闭式泵间的油路；换向阀分别通过管路与二通插装阀另一个端口 C 口以 及B 口连接，换向阀根据巻扬马达上升口或下降口压力情况，切断或接 通A、 B口通道，即切断或接通与巻扬马达连接的二通插装阀A 口油液， 实现防管路爆裂。
进一步，使巻扬马达下降油路总是保持一个补油压力PB，换向阀的 开启压力P1;当PB〉P1时，换向阀开启，换向阀的阀芯向左移动，连通 二通插装阀的C 口和回油口 T，使二通插装阀的先导控制油路接回油箱， 二通插装阀处于低压开启状态；由于二通插装阀开启，所以无论上升还是 下降油路均不受阻，可以正常工作，不受防管路爆裂阀的影响；同时，制 动器为液压开启的常闭式，补油泵为系统补油，又为制动器启闭提供工作 压力油，当需要巻扬系统工作时，启动闭式泵的同时，使制动电磁阀得电， 接通制动器释放油路，巻扬马达正常工作；巻扬系统不工作时，制动电磁 阀失电，制动器闭合。
用于巻扬马达闭式液压系统的防管路爆裂装置，其包括，阀体，其 内开设一贯穿阀体的第一通道、与第一通道相交的第二、第三通道、以及 一连通阀体的第二、第三通道的第四通道；其中，第一通道的一端口 A 口接巻扬马达闭式液压系统闭式泵的上升油路；第二通道设有阀体的B口； 二通插装阀，设置于阀体第一通道的另一端内，其包括一阀套、位于 阀套外侧端的挡板、 一端带腔体的阀芯、 一端位于阀芯内另一端抵靠挡板 的弹簧；其中，阀套侧面开有对应阀体第二通道的通孔；挡板开有通孔--二通插装阀C 口；阀芯对应阀体内第一通道；通过阀芯运动可以导通或 封闭第一、第二通道的连通；防爆阔盖板，设置于阀体第一通道的端口， 其内设一腔体以及与腔体连通的端口 T 口、 A'口、 G口、 P口、 E口及连 接通道；其中，T 口应连接回油油路使油回油箱，G口连接补油油路，A' 口通过连接通道连接阀体第一通道内二通插装阀C 口，P 口连通阀体的B 口； B 口巻扬马达上升油路侧的上升口；换向阀，通过E口设置于防爆阀 盖板的腔体内；安全溢流阀，设置于阀体内的第四通道一端；测压接头， 设置于阀体内的第四通道另 一 端。
又，所述的阀体内第三通道中部接设一与外界连通的测压接头。 所述的换向阀为液控换向阀或电磁换向阀。 另外，本发明所述的液控换向阀为2位3通液控阔。 本发明在巻扬马达闭式液压系统设置防管路爆裂装置，防管路爆裂 阀的B 口直接安装在液压马达的上升口；防管路爆裂阀的G 口接系统的 补油油路；防管路爆裂阀的T 口接系统的回油油路。防管路爆裂阀主阀 芯采用二通插装阀，通过闭式系统补油油路的压力控制液控换向阀的开 启，回路中设置有安全溢流阀，防止巻扬马达上升口压力过高，保护巻扬 马达。
当管路发生爆裂时，液控换向阀的G口失压，液控换向阀的阀芯向 下移动，使液压换向阀的A'口与P 口连通，由于A'口与二通插装阀的C 口连通，P口与B口连通，所以使二通插装阀的C 口和B 口连通。由于 二通插装阀的C 口和B 口连通，使二通插装阀的阀芯在两端面积差产生 的液压力和弹簧力的共同作用下向右移动，使A、 B口关闭，封闭与巻扬 马达连接的二通插装阀B 口油液，使重物无法下坠。
本发明的有益效果
本发明的巻扬马达闭式液压系统响应速度快，与其他常规的液压系 统相比，提供了多一道的安全保障，能更加有效的防止由于管路爆裂而引 发的安全事故的发生；本发明中的防管路爆裂阀响应速度快、动作灵敏、通流能力强、耐 高压并且外形简洁、紧凑。
图1为本发明防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统第一实施例的示
意图2为本发明防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统第二实施例的示 意图3为本发明防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统第三实施例的示 意图4为本发明防管路爆裂装置的结构示意图。
具体实施例方式
参见图l，本发明的带防管路爆裂装置的巻扬马达闭式液压系统，其 包括巻扬马达1及其上升油路101、下降油路102、串联设置于巻扬马达 1上述油路中的闭式泵2;连接巻扬马达1的制动器3及其相应的制动电 磁阀31;分别连接于巻扬马达1油路、制动电磁阀31的补油油路及补油 泵4、回油箱5以及回油油路； 一防管路爆裂装置7，该防管路爆裂装置 7包括二通插装阀8、换向阀…液控换向阀9;该二通插装阀8设置于巻 扬马达1与闭式泵2间的油路中，该二通插装阀8的二个端口 B 口、 A 口分别对应巻扬马达1与闭式泵2间的油路；液控换向阀9分别通过管路 与二通插装阀8的另二个端口 B 口、 C 口连接，该液控换向阔9还设G 口、 T 口，液控换向阀9的G 口接巻扬马达1下降油路102， T 口与回油 箱5连接；安全溢流阀10、 14，分别设置于巻扬马达1与闭式泵2间油 路以及补油泵4的回油油路。压力传感器13设置于巻扬马达1下降油路 102中。
参见图2，本发明的带防管路爆裂装置的巻扬马达闭式液压系统的第 二实施例，在本实施例中，换向阀采用电磁换向阀9'，其与设置于巻扬 马达1下降油路102中的压力传感器13配合，其余部件与第一实施例相 同。根据巻扬马达1上升口或下降口压力情况，切断或接通A、 B 口通道，
7即切断或接通与巻扬马达连接的二通插装阀A 口油液，实现防管路爆裂。 参见图3，本发明的带防管路爆裂装置的巻扬马达闭式液压系统的第
三实施例，在本实施例中，防管路爆裂装置7中二通插装阀8的二个端口 A 口、 B [U分别对应巻扬马达1与闭式泵2的油路；其余部件与第一实施
例相同。
参见图4，本发明用于巻扬马达闭式液压系统的防管路爆裂装置7， 其包括，阀体70，其内开设一贯穿阀体70的第一通道71、与第一通道 71相交的第二通道72、第三通道73、以及一连通阀体70的第二、第三 通道72、 73的第四通道74;其中，第一通道71的一端口 A 口接巻扬马 达闭式液压系统闭式泵2的上升油路；二通插装阀8，设置于阀体第一通 道71的另一端内，其中包括一阀套81、位于阀套外侧端的挡板84、 一端 带腔体的阀芯82、 一端位于阀芯82内另一端抵靠挡板84的弹簧83;其 .中，阀套81侧面开有对应阀体70的第二通道72的通孔811;挡板84开 有通孔841—二通插装阀C 口，阀芯82对应阀体70内第一通道71;通过 阀芯82运动可以导通或封闭第一、第二通道71、 72的连通；防爆阀盖板 75，设置于阀体第一通道71的端口，其内设一腔体751以及与腔体连通 的端口---T 口、 G 口、 E 口、连接通道752及与阀体B 口连接的通道753; 其中，T 口对应连接回油油路及回油箱，G 口连接补油油路，连接通道 752连接阀体第一通道内二通插装阀8阀体81底部的C 口；第二通道72 设有一B口，其对应巻扬马达1上升油路；液控换向阀9，通过E口设置 于防爆阀盖板75的腔体751内；安全溢流阀10，设置于阀体70内的第 四通道74—端；测压接头ll、 12，设置于阀体内的第四通道74另一端 以及阀体内第三通道73中部，与外界连通。
本发明的带防管路爆裂装置的巻扬马达闭式液压系统的控制方法， 使巻扬马达1下降油路总是保持一个补油压力PB，液控换向阀9的开启 压力P1;当PB〉P1时，液控换向阀开启，液控换向阀9的阀芯向左移动， 连通二通插装阀8的C 口和回油口 T，使二通插装阀8的先导控制油路接 回油箱，二通插装阀8处于低压开启状态；由于二通插装阀8开启，所以 无论上升还是下降油路均不受阻，可以正常工作，不受防管路爆裂阔的影 响；同时，制动器3为液压开启的常闭式，补油泵4为系统补油，又为制动器启闭提供先导油源，当需要巻扬系统工作时，启动闭式泵的同时，使 制动电磁阀31得电，接通制动器3释放油路，巻扬马达l正常工作；巻 扬系统不工作时，制动电磁阀31失电，制动器3闭合。
1、 当系统正常工作时，根据闭式回路的特点，下降油路总是保持一
个2.8MPa的补油压力PB，而液控换向阀9的开启压力Pl约为1.5MPa， 此时PB〉P1;由于PB〉P1，液控换向阀9开启，液控换向阀9的阀芯向 左移动，连通了二通插装阀8的C 口和回油口 T，所以这时二通插装阀8 的先导控制油路接回油箱，二通插装阀8处于低压开启状态；由于二通插 装阀8开启，所以巻扬马达1无论上升还是下降油路均不受阻，可以正常 工作，不受防管路爆裂阀的影响。此防爆阀为该系统中最有效的，也是最 重要的第一道安全保障。
同时，巻扬系统的制动器3也为系统提供了又一道保障，制动器3 为液压开启的常闭式，补油泵4既为系统补油，又为制动器启闭提供先导 油源，当需要巻扬系统工作时，先导操作系统(电气的或液压的)在启动 主泵的同时，使制动电磁阀31得电，接通制动器3释放油路，马达可正 常工作。巻扬系统不工作时，制动电磁阀31失电，制动器3闭合。由于 该防管路爆裂阀采用适宜高压大流量、高响应速度的两通插装阀，因此可 在爆管时迅速切断上升口油路，有效避免制动器进入动态制动的状态，保 护制动器3。
2、 在系统工作时，无论上升还是下降，若上升管路发生爆裂，马达 失速，下降油路的压力PB迅速下降，当下降油路压力PB低于液控换向 阀9的开启压力P1 (设为1.5MPa)，艮卩PB〈P1时，液控换向阀9复位； 由于上升管路爆裂所以二通插装阀8的A 口压力为零，此时二通插装阀8 在弹簧力K的作用下迅速向左移，与此同时由于液控换向阀9复位，二 通插装阀8的先导控制油路建立起压力，由于二通插装阀8的两侧压力相 等，而二通插装阀8的弹簧腔面积A2大于二通插装阀8的环形面积Al， 由F二P+A可知，二通插装阀8'的右恻所受的力&大于左侧所受的力&， 所以二通插装阀8在巧,和&的共同作用下迅速关闭；二通插装阀8关闭， 切断巻扬马达1上升口油路，有效防止重物突然下坠，避免发生安全事故。此为系统的的第一道安全保障，同时制动器3还将作为系统的第二道安全 保障。当下降油路的压力PB失压后，则补油压力(先导压力)也将通过
补油单向阀6卸压，则制动器3油路失压，制动器3闭合。
3、 在系统工作时，无论上升还是下降， 一旦下降管路发生爆裂，下 降油路的压力PB为零，低于液控换向阀9的开启压力Pl，即PB〈P1， 液控换向阀9复位；由于下降管路爆裂导致液控换向阀复位，二通插装阀 8关闭(二通插装阀4的关闭过程同②)。由于二通插装阀8关闭，同时 闭式泵的A 口与二通插装阀8的A 口之间管路正常，故不存在重物发生 下坠的危险。同样，当下降油路的压力PB失压后，补油压力(先导压力) 也将通过补油单向阀6卸压，则制动器油路失压，制动器闭合。
4、 如果负载较大， 一旦管路发生爆裂，二通插装阀8迅速关闭，在 巻扬马达1的上升口和二通插装阀8的B 口之间，油液会产生较大的液 压冲击，该冲击可能对马达造成损坏，因此在二通插装阀8的旁边并联了 安全溢流阀10，该阀的设定压力为35MPa， 一旦压力高于35MPa时，安 全溢流阀10开启，油液通过安全溢流阀10溢流，有效地保护巻扬马达1。
综上所述，本发明应用于工程起重机领域的起重机巻扬(含提升和 变幅)闭式液压系统，采用一防管路爆裂装置，效率高、反应灵敏。-- -旦 管路发生爆裂，能提供两道安全保障第一道安全保障为，管路爆裂后防 管路爆裂装置能迅速关闭，有效防止重物由管路爆裂而引发的突然下坠， 并能防止马达上升口压力过高，保护液压马达；第二道安全保障为，管路 爆裂后制动器释放油路失压，制动器闭合，更加有效防止重物由管路爆裂 而引发的突然下坠。由于防管路爆裂装置迅速关闭，切断上升口油路，能 有效避免制动器进入动态制动的状态，保护制动器，使其不受损伤。
权利要求
1.一种防管路爆裂的卷扬马达闭式液压系统，其包括卷扬马达及其上升油路、下降油路、串联设置于卷扬马达上述油路中的闭式泵；连接卷扬马达的制动器及其相应的制动电磁阀；分别连接于卷扬马达油路、制动电磁阀的补油油路及补油泵、回油箱以及回油油路；其特征是，还包括一防管路爆裂装置，该防管路爆裂装置包括二通插装阀、换向阀及相应的压力传感器；该二通插装阀设置于卷扬马达与闭式泵间的油路中，该二通插装阀的二个端口B口、A口分别对应卷扬马达与闭式泵间的油路；换向阀分别通过管路与二通插装阀另一个端口C口以及B口连接，该换向阀还设G口、T口，G口接卷扬马达下降油路，T口与回油箱连接；压力传感器设置于卷扬马达下降油路甲。
2. 如权利要求〗所述的防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统，其特征是， 还包括一安全溢流阀，该安全溢流阀分别连接巻扬马达与闭式泵。
3. 如权利要求1所述的防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统，其特征是， 所述的换向阀为液控换向阀、或电磁换向阀。
4. 如权利要求3所述的防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统，其特征是， 所述的液控换向阀为2位3通液控阀。
5. 如权利要求1所述的防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统的控制方 法，在由巻扬马达、闭式泵、连接巻扬马达的制动器及其相应的制动 电磁阀、补油泵以及回油箱形成的一闭式液压油路中设置一防管路爆 裂装置，该防管路爆裂装置包括二通插装阀、换向阀；该二通插装阀 设置于巻扬马达与闭式泵间的油路中，该二通插装阀的二个端口 A 口、 B 口分别对应巻扬马达与闭式泵间的油路；换向阀分别通过管路与二 通插装阀另一个端口 C 口以及B 口连接，换向阀根据巻扬马达上升口 或下降口压力情况，切断或接通A、 B 口通道，即切断或接通与巻扬 马达连接的二通插装阀A口油液，实现防管路爆裂。
6. 如权利要求5所述的防管路爆裂的巻扬马达闭式液压系统的控制方 法，其特征是，使巻扬马达下降油路总是保持一个补油压力PB，换向 阀的开启压力Pl;当PB>P1时，换向阀开启，换向阀的阀芯向左移 动，连通二通插装阀的C 口和回油口 T，使二通插装阀的先导控制油路接回油箱，二通插装阀处于低压开启状态；由于二通插装阀开启， 所以无论上升还是下降油路均不受阻，可以正常工作，不受防管路爆 裂阀的影响；同时，制动器为液压开启的常闭式，补油泵为系统补油， 又为制动器启闭提供工作压力油，当需要巻扬系统工作时，启动闭式 泵的同时，使制动电磁阀得电，接通制动器释放油路，巻扬马达正常 工作；巻扬系统不工作时，制动电磁阀失电，制动器闭合。
7. 用于巻扬马达闭式液压系统的防管路爆裂装置，其特征是，包括，阀体，其内开设一贯穿阀体的第一通道、与第一通道相交的第二、 第三通道、以及一连通阀体的第二、第三通道的第四通道；其中，第 一通道的一端口 A 口接巻扬马达闭式液压系统闭式泵的上升油路；第 二通道设有阀体的B 口；二通插装阀，设置于阀体第一通道的另一端内，其包括一阀套、 位于阀套外侧端的挡板、 一端带腔体的阀芯、 一端位于阀芯内另一端 抵靠挡板的弹簧；其中，阀套侧面开有对应阀体第二通道的通孔；挡 板开有通孔--二通插装阀C 口；阀芯对应阀体内第一通道；通过阀芯 运动可以导通或封闭第一、第二通道的连通；防爆阀盖板，设置于阀体第一通道的端口，其内设一腔体以及与 腔体连通的端口 T口、 A'口、 G口、 P口、 E 口及连接通道；其中，T 口应连接回油油路使油回油箱，G 口连接补油油路，A'口通过连接通 道连接阀体第一通道内二通插装阀C 口， P口连通阀体的B口； B口 巻扬马达上升油路侧的上升口 ；换向阀，通过E 口设置于防爆阀盖板的腔体内；安全溢流阀，设置于阀体内的第四通道一端；测压接头，设置于阀体内的第四通道另一端。
8. 如权利要求7所述的用于巻扬马达闭式液压系统的防管路爆裂装置， 其特征是，所述的阀体内第三通道中部接设一与外界连通的测压接头。
9. 如权利要求7所述的用于巻扬马达闭式液压系统的防管路爆裂装置， 其特征是，所述的换向阀为液控换向阀或电磁换向阀。
10. 如权利要求9所述的用于巻扬马达闭式液压系统的防管路爆裂装置， 其特征是，所述的液控换向阀为2位3通液控阀。
全文摘要
一种防管路爆裂的卷扬马达闭式液压系统，其包括卷扬马达及其上升油路、下降油路、串联设置于卷扬马达上述油路中的闭式泵；连接卷扬马达的制动器及制动电磁阀；连接卷扬马达油路、制动电磁阀的补油油路及补油泵、回油箱及回油油路；一防管路爆裂装置，其包括二通插装阀、换向阀；二通插装阀设于卷扬马达与闭式泵间的油路中，二通插装阀的二个端口B口、A口分别对应卷扬马达与闭式泵间的油路；换向阀分别通过管路与二通插装阀的B口和C口连接，该换向阀的G口接卷扬马达下降油路，T口与回油箱连接。本发明通过闭式系统补油油路的压力控制液控换向阀的开启，回路中设置有安全溢流阀，防止卷扬马达上升口压力过高，保护卷扬马达。
文档编号B66D1/54GK101537984SQ20091004972
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者彭继文 申请人:上海三一科技有限公司