一种液压油缸的大流量换向阀油路系统的制作方法

本申请属于液压设备技术领域，特别涉及一种液压油缸的大流量换向阀油路系统。

背景技术：

在油田使用的带压作业设备上，主要执行元件是使用液压油缸将管柱提升或下压入井口，作业效率的高低取决于油缸的运行速度，作业能力的大小取决于液压油缸的缸径和杠杆尺寸，目前国内采用的油缸缸径一般在130-180mm之间，油缸的杆径一般在90-120mm之间，这种设备有使用两缸或四缸并联工作两种形式。油缸的大腔进油时，一般是管柱上升状态，油缸的小腔进油时，一般是管柱下压状态。油缸的上升速度一般在0.25-0.55m/s之间，油缸的下降速度一般在0.5-1.0m/s之间，油缸的大小腔截面积之比一般在1.7-2.0之间。要完成这种性能要求的液压系统，通过换向阀的液压油的流量非常大，目前这种设备使用的油泵流量一般在700-1200l/min之间，特别是当油缸小腔进油时，大腔的回油流量会到1190-2400l/min。，性能成熟换向阀允许通过1200l/min流量的阀已经很少了，到满足通过流量在2000l/min的成熟元件就更少之又少。

在带压作业设备上，举升油缸要求能够实现上升、下降、停止、差动这几个功能，在液压系统的阀控油缸实现这几个功能，是非常常见的系统，这个系统的特点是油缸运行速度高，大直径的液缸要实现高速度，必须要输入大流量才能实现，目前板式换向阀32通径最大允许流量约1100l/min，25通径最大允许流量约450l/min，32通径板式阀用量比较少，使用25通径的两个换向阀并联能够实现入口流量为800l/min的系统要求，但不能满足油缸大腔进油、小腔回油时约1300l/min的流量要求。现有技术也曾经使用50通径的逻辑阀组合来控制举升液压缸的升降，出现在油缸大腔进油，小腔回油时，回油压力损失约4mpa，并且对整个油路系统冲击较大。

因此，提供一种新的大流量换向阀油路系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术不能保证油缸平衡阀组顺利回油的缺陷，提供一种液压油缸的大流量换向阀油路系统。

本发明提供了一种液压油缸的大流量换向阀油路系统，包括液压油缸1、液压油箱10、换向阀组15和油缸平衡阀组，所述油缸平衡阀组包括大腔平衡阀组2和小腔平衡阀组3，所述大腔平衡阀组2通过大腔连接油管4与所述液压油缸1的大腔连接，所述小腔平衡阀组3通过小腔连接油管5与所述液压油缸1的小腔连接，所述换向阀组15通过大腔换向油管7与所述大腔平衡阀组2连通，所述换向阀组15通过小腔换向油管8与所述小腔平衡阀组3连通，所述换向阀组15通过管道连接有泵源14和液压油箱10，所述大腔平衡阀组2通过大腔回油管9与所述液压油箱10连通。

进一步的方案为，所述油路系统还设置有差动阀组6，所述差动阀组6与所述大腔平衡阀组2和小腔平衡阀组3连通。

进一步的方案为，所述差动阀组6通过线路连接有差动控制阀11。

进一步的方案为，所述油路系统还设置有溢流阀13和主阀先导阀12，所述溢流阀13用于保护油路系统，所述主阀先导阀12用于切换所述油缸平衡阀组。

进一步的方案为，所述换向阀组15为并联的2个三位四通电磁换向阀。

进一步的方案为，所述大腔平衡阀组2为并联的3个液控单向阀，所述小腔平衡阀组3为并联的2个液控单向阀。

进一步的方案为，所述大腔平衡阀组2的其中一个液控单向阀与所述大腔回油管9连通至液压油箱10。

进一步的方案为，所述大腔连接油管4、小腔连接油管5、大腔换向油管7、小腔换向油管8、油缸平衡阀组和换向阀组均设置有测压口16。

进一步的方案为，所述液压油缸1的油缸杆径为110-125mm，油缸缸径为160-180mm。

进一步的方案为，所述三位四通电磁换向阀的通径为25mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明设置有主阀先导阀，可依靠先导阀的小流量推动换向阀组实现换向，可有效避免主阀流量过大而对整个系统产生大的冲击，溢流阀的设置可保证整个系统安全的运行，可控制整个系统最大的压力阈值，当油路系统内的压力高于阈值时，可从溢流阀排出。

(2)本发明将大腔平衡阀组的其中一个液控单向阀与大腔回油管连通至液压油箱，在大腔回油过程中，可使部分液压油在回油时直接从大腔平衡阀组进入液压油箱，减小了换向阀组的回油压力，保证两个并联的通径25的换向阀就可以满足大腔回油的压力要求。

(3)本发明设置有差动控制阀和差动阀组，将差动阀组与大腔平衡阀组和小腔平衡阀组，可使油缸小腔的液压油回流到大腔，在不增加液压泵流量的前提下实现快速运动。

(4)本发明大腔连接油管、小腔连接油管、大腔换向油管、小腔换向油管、油缸平衡阀组和换向阀组均设置有测压口，可实时监测油路系统的油管压力，避免因油压过大而造成油路系统瘫痪。

附图说明

以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：

图1：本发明连接结构示意图；

图中：1液压油缸，2大腔平衡阀组，3小腔平衡阀组，4大腔连接油管，5小腔连接油管，6差动阀组，7大腔换向油管，8小腔换向油管，9大腔回油管，10液压油箱，11差动控制阀，12主阀先导阀，13溢流阀，14泵源，15换向阀组，16测压口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供了一种液压油缸的大流量换向阀油路系统，包括液压油缸1、液压油箱10、换向阀组15和油缸平衡阀组，其中，油缸杆径为110mm，油缸缸径为160mm，所述油缸平衡阀组包括大腔平衡阀组2和小腔平衡阀组3，所述大腔平衡阀组2通过大腔连接油管4与所述液压油缸1的大腔连接，所述小腔平衡阀组3通过小腔连接油管5与所述液压油缸1的小腔连接，所述换向阀组15通过大腔换向油管7与所述大腔平衡阀组2连通，所述换向阀组15通过小腔换向油管8与所述小腔平衡阀组3连通，所述换向阀组15通过管道连接有泵源14和液压油箱10，所述大腔平衡阀组2通过大腔回油管9与所述液压油箱10连通，所述油路系统还设置有差动阀组6，所述差动阀组6与所述大腔平衡阀组2和小腔平衡阀组3连通，所述差动阀组6通过线路连接有差动控制阀11，所述油路系统还设置有溢流阀13和主阀先导阀12，所述溢流阀13用于保护油路系统，所述主阀先导阀12用于切换所述油缸平衡阀组，所述换向阀组15为并联的2个通径为25mm的三位四通电磁换向阀。

可选的，所述大腔平衡阀组2为并联的3个液控单向阀，所述小腔平衡阀组3为并联的2个液控单向阀，所述大腔平衡阀组2的其中一个液控单向阀与所述大腔回油管9连通至液压油箱10。在大腔回油过程中，可使部分液压油在回油时直接从大腔平衡阀组进入液压油箱，减小了换向阀组的回油压力，保证两个并联的通径25的换向阀就可以满足大腔回油的压力要求。

可选的，所述大腔连接油管4、小腔连接油管5、大腔换向油管7、小腔换向油管8、油缸平衡阀组和换向阀组均设置有测压口16，可实时监测油路系统的油管压力，避免因油压过大而造成油路系统瘫痪。

本发明的使用过程为：泵源14将液压油泵入换向阀组15和主阀先导阀12，中途会经过溢流阀13，溢流阀13会将油路系统的油压控制在阈值内，本实施中阈值为21mpa，依靠先导阀的小流量推动换向阀组实现换向，可有效避免主阀流量过大而对整个系统产生大的冲击。大腔平衡阀组2将通过换向阀组15的液压油压入液压油缸1的大腔(无杆腔)，液压油缸的小腔(有杆腔)的液压油通过小腔平衡阀组3进入换向阀组15，最终流入液压油箱10，完成液压杆的上升状态。当液压杆需要下降时，小腔平衡阀组3将通过换向阀组15的液压油压入液压油缸1的小腔(有杆腔)，液压油缸的大腔(无杆腔)的液压油通过小腔平衡阀组3进入换向阀组15，最终流入液压油箱10，需要强调的是，在大腔(无杆腔)的液压油回油过程中，本发明设置有大腔回油管，将大腔平衡阀组2的其中一个液控单向阀与液压油箱10连通，在大腔回油时，其中一个液控单向阀回油直接引至液压油箱10，减少了通过换向阀组15的回油流量，使得在油缸动作的各个状态，均能满足通过换向阀组的流量在阀允许通过的最大参数之内。需要实现差动状态上升时，可使油缸小腔的液压油回流到大腔，在不增加液压泵流量的前提下实现快速运动。

本发明在使用通径25mm的两个换向阀并联能够实现入口流量为800l/min的系统要求，由于小腔回油的流量在600-700l/min，可以满足小腔的回油压力，但是大腔的回油压力(流量)在1300-1400l/min，远远超过800l/min的系统要求，因此，将大腔其中一个液控单向阀与液压油箱连通，在大腔回油时，经过换向阀组的油压仍然为800l/min以内，满足的系统要求。用最简单经济的方法解决大流量阀控油缸回路的选型难题，节约成本，为关键技术的国产化提供了新的方法。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。