液压塔机及其液压驱动系统的制作方法
【专利摘要】一种液压塔机的液压驱动系统，包括起升机构、变幅机构、回转机构、油泵模块及阀块模块，所述阀块模块包括三个阀块组，所述三个阀块组分别与起升机构、变幅机构及回转机构相连，且各阀块组至少包括两个换向阀，所述油泵模块至少包括两个油泵，所述油泵模块的各油泵均与所述阀块模块的各阀块组相连，且所述油泵模块的各油泵在与所述阀块模块的各阀块组相连时分别与所述各阀块组中的不同的换向阀相连。该液压驱动系统可以通过调整阀块组中换向阀的工位，使得同一油泵可以支持不同执行机构的工作，从而减少了塔机油泵的使用数量，既节省了塔机空间，又节约了成本。
【专利说明】液压塔机及其液压驱动系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别是关于一种液压塔机及其液压驱动系统。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的飞速发展，超高层建筑以及野外作业的项目越来越多，电源的供应逐渐制约着塔式起重机(简称塔机)的发展，尤其是对吨位大、倍率少的动臂式塔机的影响越发明显，因此，不依赖电网的全液压驱动动臂式塔机在某些特殊领域的应用就有着重大意义。
[0003]传统的液压式塔机的驱动系统通常设计为三大执行机构，即起升、变幅以及回转机构，各机构的动作均有各自专门配置的油泵进行驱动，再加上冷却油泵(塔机一般都采用闭式液压系统)，一个分动箱所带的油泵数至少达到了 4-5个，然而，由于动臂式塔机的平衡臂上空间有限，因此油泵及油管等元器件的布置就比较困难，且一旦某一机构的油泵出现故障，则会直接导致该机构无法工作，而维修油泵是一项大工程，会导致塔机长时间不能正常工作，对用户而言是难以接受。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型提供一种含有较少油泵、且其中一个油泵的故障对执行机构的工作影响较小的液压塔机及其液压驱动系统。
[0005]本实用新型提供的液压塔机的液压驱动系统，包括起升机构、变幅机构、回转机构、油泵模块及阀块模块，所述阀块模块包括三个阀块组，所述三个阀块组分别与起升机构、变幅机构及回转机构相连，且各阀块组至少包括两个换向阀，所述油泵模块至少包括两个油泵，所述油泵模块的各油泵均与所述阀块模块的各阀块组相连，且所述油泵模块的各油泵在与所述阀块模块的各阀块组相连时分别与所述各阀块组中的不同的换向阀相连。
[0006]根据本实用新型的一个实施例，与起升机构和变幅机构相连的阀块组还至少包括一个溢流阀，所述溢流阀与同一阀块组内的所述至少两个换向阀均串联。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，与回转机构相连的阀块组还至少包括两个溢流阀，所述两个溢流阀相互并联后与同一阀块组内的所述至少两个换向阀均串联，且所述两个溢流阀与各换向阀串联时其进油口分别与同一换向阀的不同油口相连。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，所述起升机构包括若干个起升马达，当所述起升马达的数量多于一个时，这些起升马达相互并联；所述变幅机构包括若干个变幅马达，当所述变幅马达的数量多于一个时，这些变幅马达相互并联；所述回转机构包括若干个回转马达，当所述回转马达的数量多于一个时，这些回转马达相互并联。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述油泵模块包括第一油泵和第二油泵，所述第一油泵分别与各阀块组中的至少一个换向阀串联，所述第二油泵分别与各阀块组中的另外一个换向阀串联。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述油泵模块包括第一油泵和第二油泵，所述阀块模块包括第一阀块组、第二阀块组及第三阀块组，所述第一阀块组包括第一换向阀及第二换向阀，所述第二阀块组包括第三换向阀及第四换向阀，所述第三阀块组包括第五换向阀及第六换向阀，所述第一换向阀、第三换向阀及第五换向阀分别与所述第一油泵相连，所述第二换向阀、第四换向阀及第六换向阀分别与所述第二油泵相连。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述换向阀为三位四通阀。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述三个阀块组集成在一个集成块中或分别设于相互独立的三个集成块中。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述液压驱动系统还包括冷却油泵，所述冷却油泵与冷却器串联后与液压油箱相连。
[0014]本实用新型提供的液压塔机，包括上述的液压驱动系统。
[0015]本实用新型与现有技术相比的优点在于:
[0016]本实用新型通过在油泵模块和三大执行机构之间设置与三大执行机构相对应的三个阀块组，而可以通过调整阀块组中换向阀的工位，使得同一油泵可以支持不同执行机构的工作，从而减少了塔机油泵的使用数量，既节省了塔机空间，又节约了成本；
[0017]另外，本实用新型针对各执行机构还至少设置有由两个油泵驱动的两条各自独立的油路，而使得在其中一个油泵出现故障而导致该条油路不通时，另外一条油路还可以正常工作，从而保证了塔机工作的连续性，降低了塔机施工误工的影响。
[0018]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1所示为本实用新型一个实施例的液压塔机的液压驱动系统的结构示意图。
[0020]图2为图1中集成阀块的放大示意图。
[0021]图3为图1中起升马达的放大示意图。
[0022]图4为图1中变幅马达的放大示意图。
[0023]图5为图1中回转马达的放大示意图。
[0024]图6为图1中第一油泵的放大示意图。
[0025]图7为图1中第二油泵的放大示意图。
[0026]图8为图1中冷却油泵的放大示意图。
[0027]【具体实施方式】
[0028]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体本实施例、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0029]图1所示为本实用新型一个实施例的液压塔机的液压驱动系统的结构示意图。图2至图8为图1中各部分的放大示意图。如图1至图8所示，本实用新型液压塔机的液压驱动系统包括冷却器10、冷却油泵20、油泵模块30、阀块模块40、起升机构50、变幅机构60及回转机构70。
[0030]其中，冷却器10和冷却油泵20串联后与液压油箱80相连。[0031]油泵模块30包括相互独立的第一油泵31和第二油泵32，第一油泵31和第二油泵32的泄油口均与液压油箱80相连，工作油口均与阀块模块40相连。在本实施例中，油泵模块30包括两个油泵，可以理解的，在本实用新型的其它实施例中，油泵模块30也可以包括两个以上的油泵，例如三个油泵或四个油泵，当油泵模块30包括两个以上的油泵时，可以先将其中的某些油泵串联后再与阀块模块40相连，例如，当油泵模块30包括三个油泵时，可以先将其中的两个油泵串联后接入阀块模块40;当油泵模块30包括四个油泵时，可以先将这些油泵两两串联后接入阀块模块40。
[0032]阀块模块40包括三个阀块组，分别为第一阀块组41、第二阀块组42及第三阀块组43。这三个阀块组分别与起升机构50、变幅机构60和回转机构70相连。在结构上，这三个阀块组41、42、43可以集成于一个集成块上，也可以各自独立形成三个各自独立的集成块；在本实施例中，三个阀块组41、42、43集成于同一个集成块上。这三个阀块组41、42、43各自包括两个相互独立的换向阀，这些换向阀分别为第一至第六换向阀41 a、4 Ib、42a、42b、43a、43b，另外，与起升机构50和变幅机构60相对应的第一阀块组41和第二阀块组42还各自包括一个溢流阀，与回转机构70相对应的第三阀块组43还包括两个溢流阀，这些溢流阀分别为第一至第四溢流阀41c、42c、43c、43d。
[0033]具体而言，第一阀块组41包括第一换向阀41a、第二换向阀41b及第一溢流阀41c ;第二阀块组42包括第三换向阀42a、第四换向阀42b及第二溢流阀42c ;第三阀块组43包括第五换向阀43a、第六换向阀43b及第三溢流阀43c和第四溢流阀43d。这些阀件中，换向阀均为三位四通换向阀，例如三位四通电磁阀或三位四通液动阀；溢流阀可以是直动型溢流阀或先导式溢流阀。
[0034]在上述换向阀中，第一换向阀41a、第三换向阀42a及第五换向阀43a的四个油口中有两个油口分别通过管路与第一油泵31的两个工作油口相连，而另外两个油口则通过管路分别与起升机构50、变幅机构60或回转机构70相连；第二换向阀4lb、第四换向阀42b及第六换向阀43b的四个油口中有两个油口分别通过管路与第二油泵32的两个油口相连，而另外两个油口则通过管路分别与起升机构50、变幅机构60或回转机构70相连。
[0035]在上述溢流阀中，第一溢流阀41c与第一阀块组41的换向阀(即第一换向阀41a和第二换向阀41b)串联，且与第一阀块组41的换向阀和起升机构50之间的管路并联，具体而言，第一溢流阀41c的进油口同时与第一换向阀41a和第二换向阀41b的一个油口相连，第一溢流阀41c的出油口与液压油箱80相连；第二溢流阀42c与第二阀块组42的换向阀(即第三换向阀42a和第四换向阀42b)串联，且与第二阀块组42的换向阀和变幅机构60之间的管路并联，具体而言，第二溢流阀42c的进油口同时与第三换向阀42a和第四换向阀42b的一个油口相连，第二溢流阀42c的出油口与液压油箱80相连；第三溢流阀43c和第四溢流阀43d相互并联后与第三阀块组43的换向阀(即第五换向阀43a和第六换向阀43b)串联，且与第三阀块组43的换向阀和回转机构70之间的管路并联，具体而言，第三溢流阀43c和第四溢流阀43d的进油口分别与第五换向阀43a或第六换向阀43b的不同油口相连，第三溢流阀43c和第四溢流阀43d的出油口均与液压油箱80相连。
[0036]在本实施例中，第一阀块组41和第二阀块组42各自包括两个换向阀和一个溢流阀，第三阀块组43包括两个换向阀和两个溢流阀，可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，第一阀块组41和第二阀块组42也可以各自包括两个以上的换向阀和一个以上的溢流阀，第三阀块组43也可以包括两个以上的换向阀和两个以上的溢流阀。
[0037]起升机构50包括四个起升马达51，这四个起升马达51相互并联，且各起升马达51的工作油口分别与第一阀块组41中换向阀(即第一换向阀41a和第二换向阀41b)的两个工作油口相连，各起升马达51的泄油口均通过管路与液压油箱80相连。可以理解的，本实用新型中起升机构50所包含的起升马达51的数量并不限于此，其可以根据实际设计的塔机机型确定。
[0038]变幅机构60包括两个变幅马达61，这两个变幅马达61相互并联，且各变幅马达61的工作油口分别与第二阀块组42中换向阀(即第三换向阀42a和第四换向阀42b)的两个工作油口相连，各变幅马达61的泄油口均通过管路与液压油箱80相连。可以理解的，本实用新型中变幅机构60所包含的变幅马达61的数量并不限于此，其可以根据实际设计的塔机机型确定。
[0039]回转机构70包括一个回转马达71，该回转马达71的工作油口分别与第三阀块组43中换向阀(即第五换向阀43a和第六换向阀43b)的两个工作油口相连，该回转马达71的泄油口通过管路与液压油箱80相连。可以理解的，本实用新型中回转机构70所包含的回转马达71的数量并不限于此，其可以根据实际设计的塔机机型确定。当回转机构70所包含的回转马达71的数量大于或等于两个时，这些回转马达71相互并联。
[0040]综上所述，本实用新型液压塔机的的液压驱动系统通过在油泵模块的第一、第二油泵和三大执行机构之间设置与三大执行机构相对应的第一、第二、第三阀块组，而可以通过调整阀块组中换向阀的工位，构成六条互不影响的油路，保障了塔机各个执行机构的正常工作。
[0041]下面具体阐述本实用新型中液压驱动系统的工作原理:
[0042]当三大机构单独作动时:
[0043]若需要进行起升动作:第一油泵31驱动液压油通过第一换向阀41a的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，经过第一溢流阀41c到达起升马达51，使起升马达51正转或反转,从而实现塔机的起升动作,第一溢流阀41c需设定为起升机构50允许的最大吊载的溢流压力，保证起升不会超载；又或者是第二油泵32驱动液压油通过第二换向阀41b的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，经过第一溢流阀41c到达起升马达51，使起升马达51正转或反转，从而实现塔机的起升动作；再或者第一油泵31和第二油泵32同时驱动液压油分别通过第一换向阀41a和第二换向阀41b的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，再经过第一溢流阀41c 一起到达起升马达51，使起升马达51正转或反转，从而实现塔机的起升动作(采用几个油泵驱动可根据实际设计需要进行控制设置)。
[0044]若需要进行变幅动作:第一油泵31驱动液压油通过第三换向阀42a的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，经过第二溢流阀42c到达变幅马达61，使变幅马达61正转或反转，从而实现塔机的变幅动作，第二溢流阀42c需设定为变幅机构60允许的最大吊载的溢流压力，保证变幅不会超载；又或者是第二油泵32驱动液压油通过第四换向阀42b的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，经过第二溢流阀42c到达变幅马达61，使变幅马达61正转或反转，从而实现塔机的变幅动作；再或者是第一油泵31和第二油泵32同时驱动液压油分别通过第三换向阀42a和第四换向阀42b的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，经过第二溢流阀42c —起到达变幅马达61，使变幅马达61正转或反转，从而实现塔机的变幅动作(采用几个油泵驱动可根据实际设计需要进行控制设置)。
[0045]若需要进行回转动作:第一油泵31驱动液压油通过第五换向阀43a的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，经过第三溢流阀43c或第四溢流阀43d到达回转马达71，使回转马达71正转或反转，从而实现塔机的回转动作，第三溢流阀43c或第四溢流阀43d需设定为回转机构70允许的最大回转阻力矩的溢流压力，以保证回转安全；又或者是第二油泵32驱动液压油通过第六换向阀43b的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，经过第三溢流阀43c或第四溢流阀43d到达回转马达71，使回转马达71正转或反转，从而实现塔机的回转动作；再或者是第一油泵31和第二油泵32同时驱动液压油分别通过第五换向阀43a和第六换向阀43b的右位或左位(此时阀块模块40上的其他换向阀处于中位)，经过第三溢流阀43c或第四溢流阀43d —起到达回转马达71，使回转马达71正转或反转，从而实现塔机的回转动作(采用几个油泵驱动可根据实际设计需要进行控制设置)。
[0046]以上单机构动作时，第一油泵31和第二油泵32能单独或者同时给三大机构的马达供油，当三大机构有两两个机构的联动的动作时:
[0047]若需要进行起升机构50和变幅机构60的联动:第一油泵31驱动液压油通过第一换向阀41a的右位或左位(此时阀块模块40上除第四换向阀42b以外的其他换向阀均处于中位)，经过第一溢流阀41c到达起升马达51,使起升马达51正转或反转,从而实现塔机的起升动作；同时，第二油泵32驱动液压油通过第四换向阀42b的右位或左位(此时阀块模块40上除第一换向阀41a以外的其他换向阀均处于中位)，经过第二溢流阀42c到达变幅马达61，使变幅马达61正转或反转，从而实现塔机的变幅动作，从而实现两个机构的联动(采用哪个油泵驱动哪个机构可任意互换)。
[0048]若需要进行起升机构50和回转机构70的联动:第一油泵31驱动液压油通过第一换向阀41a的右位或左位(此时阀块模块40上除第六换向阀43b以外的其他换向阀均处于中位)，经过第一溢流阀41c到达起升马达51,使起升马达51正转或反转,从而实现塔机的起升动作；同时，第二油泵32驱动液压油通过第六换向阀43b的右位或左位(此时阀块模块40上除第一换向阀41a以外的其他换向阀均处于中位)，经过第三溢流阀43c或第四溢流阀43d到达回转马达71，使回转马达71正转或反转，从而实现塔机的回转动作，实现两个机构的联动(采用哪个油泵驱动哪个机构可任意互换)。
[0049]若需要进行变幅和回转机构70的联动:第一油泵31驱动液压油通过第三换向阀42a的右位或左位(此时阀块模块40上除第六换向阀43b以外的其他换向阀均处于中位)，经过第二溢流阀42c到达变幅马达61，使变幅马达61正转或反转，从而实现塔机的变幅动作；同时，第二油泵32驱动液压油通过第六换向阀43b的右位或左位(此时阀块模块40上除第三换向阀42a以外的其他换向阀均处于中位)，经过第三溢流阀43c或第四溢流阀43d到达回转马达71，使回转马达71正转或反转，从而实现塔机的回转动作，实现两个机构的联动(采用哪个油泵驱动哪个机构可任意互换)。
[0050]通过上述工作过程的叙述可以知道，为三大机构提供动力的两个油泵既可分别单独给所有马达供油，又可同时给所有马达供油，确保了某一油泵出现故障时另一油泵还能使塔机正常工作。
[0051]根据上述设计和连接方式，若设计的油泵数量为两个，当其中一个油泵出现故障时，另一个油泵只能保证塔机能够进行单个机构的正常动作，而无法进行两个机构的联动。若设计的油泵数量为两个以上时，按本方案即可保证塔机能够进行单个机构的正常动作，又能进行两个机构的联动。
[0052]综上所述，本实用新型与现有技术相比的优点在于:
[0053]本实用新型通过在油泵模块和三大执行机构之间设置与三大执行机构相对应的三个阀块组，而可以通过调整阀块组中换向阀的工位，使得同一油泵可以支持不同执行机构的工作，从而减少了塔机油泵的使用数量，既节省了塔机空间，又节约了成本；
[0054]另外，本实用新型针对各执行机构还至少设置有由两个油泵驱动的两条各自独立的油路，而使得在其中一个油泵出现故障而导致该条油路不通时，另外一条油路还可以正常工作，从而保证了塔机工作的连续性，降低了塔机施工误工的影响。
[0055]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种液压塔机的液压驱动系统，包括起升机构、变幅机构、回转机构及油泵模块，其特征在于:所述液压驱动系统还包括阀块模块，所述阀块模块包括三个阀块组，所述三个阀块组分别与起升机构、变幅机构及回转机构相连，且各阀块组至少包括两个换向阀，所述油泵模块至少包括两个油泵，所述油泵模块的各油泵均与所述阀块模块的各阀块组相连，且所述油泵模块的各油泵在与所述阀块模块的各阀块组相连时分别与所述各阀块组中的不同的换向阀相连。
2.如权利要求1所述的液压塔机的液压驱动系统，其特征在于:与起升机构和变幅机构相连的阀块组还至少包括一个溢流阀，所述溢流阀与同一阀块组内的所述至少两个换向阀均串联。
3.如权利要求1所述的液压塔机的液压驱动系统，其特征在于:与回转机构相连的阀块组还至少包括两个溢流阀，所述两个溢流阀相互并联后与同一阀块组内的所述至少两个换向阀均串联，且所述两个溢流阀与各换向阀串联时其进油口分别与同一换向阀的不同油口相连。
4.如权利要求1所述的液压塔机的液压驱动系统，其特征在于:所述起升机构包括若干个起升马达，当所述起升马达的数量多于一个时，这些起升马达相互并联；所述变幅机构包括若干个变幅马达，当所述变幅马达的数量多于一个时，这些变幅马达相互并联；所述回转机构包括若干个回转马达，当所述回转马达的数量多于一个时，这些回转马达相互并联。
5.如权利要求1所述的液压塔机的液压驱动系统，其特征在于，所述油泵模块包括第一油泵和第二油泵，所述第一油泵分别与各阀块组中的至少一个换向阀串联，所述第二油泵分别与各阀块组中的另外一个换向阀串联。
6.如权利要求1所述的液压塔机的液压驱动系统，其特征在于，所述油泵模块包括第一油泵和第二油泵，所述阀块模块包括第一阀块组、第二阀块组及第三阀块组，所述第一阀块组包括第一换向阀及第二换向阀，所述第二阀块组包括第三换向阀及第四换向阀，所述第三阀块组包括第五换向阀及第六换向阀，所述第一换向阀、第三换向阀及第五换向阀分别与所述第一油泵相连，所述第二换向阀、第四换向阀及第六换向阀分别与所述第二油泵相连。
7.如权利要求1所述的液压塔机的液压驱动系统，其特征在于，所述换向阀为三位四通阀。
8.如权利要求1所述的液压塔机的液压驱动系统，其特征在于，所述三个阀块组集成在一个集成块中或分别设于相互独立的三个集成块中。
9.如权利要求1所述的液压塔机的液压驱动系统，其特征在于，所述液压驱动系统还包括冷却油泵，所述冷却油泵与冷却器串联后与液压油箱相连。
10.一种液压塔机，其特征在于，所述液压塔机包括如权利要求1-9中任一项所述的液压驱动系统。
【文档编号】F15B11/17GK203756622SQ201420158076
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】符亮, 钱垂军 申请人:中联重科股份有限公司