专利名称：液比例减压阀、阀组及吊臂和卷扬的液压控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种比例减压阀，具体涉及一种比例减压阀、具有该减压 阀的比例减压阀组以及具有该阀组的吊臂和巻扬的液压控制系统。
背景技术：
现在伸缩臂式起重机的吊臂伸缩和吊钩升降(由起升马达运转来实现) 是两个独立的动作，由两个控制手柄分别控制。当吊臂单独进行伸缩作业 而巻扬没有运动时，由于巻筒放出的钢丝绳长度固定，所以随着吊臂的伸 出或缩回，吊钩和吊臂头部的距离会相应地减小或变大，可能会造成吊钩 与吊臂头部相碰或吊钩落到地面。因此，为了消除这个隐患，操纵控制时
就要同时操作吊臂伸缩手柄和吊钩升降手柄；或者进行吊臂伸缩操作时， 操作者需要实时观察吊钩和吊臂头部的距离，以避免吊钩与吊臂头部相碰
或落到地面，存在着操作程序复杂，效率很低的问题。
有鉴于此，对伸缩臂式起重机的操纵控制系统提出了 一个更高的要求， 即，单独操作控制吊臂伸缩的手柄时，随着吊臂的伸缩，吊钩与臂头的距 离保持不变。也就是说，才喿作吊臂伸缩手柄时同时控制伸缩油缸和起升马 达动作，并且控制巻扬的速度与吊臂伸缩的速度成一定的比例，吊臂伸出 或收回时，巻扬同时按比例进行放绳或巻绳动作，确保吊钩与臂头之间的 距离保持不变。
在现有液压控制系统的基础上，只需通过按比例分配的减压阀来控制 两个^U于元件(伸缩油缸和起升马达)的主阀开度l要预定比例变化，就可 以实现两个执行元件复合运动的设计要求。现有的能够实现上述功能的比 例减压间均为电信号控制，工作时，根据所输入的按一定比例关系变化的 电信号，实现输出压力随输入压力的变化按一定的比例变化；由于电比例 减压阀输出压力值的变化精度与输入电信号的精度有直接关系，当输入电精度
无法控制；另外，若提高输入电信号的精度，就需要增加控制成本。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种液比例减压阀、 具有该液比例减压阀的比例减压阀组及采用该比例减压阀组的吊臂及巻扬 可复合运动的起重机液压控制系统。
本发明提供的液比例减压阀，包括阀体和设置在阀体内腔中的阀芯， 在压力油的作用下所述阀芯可在阀体内腔中滑动，所述阀芯呈阶梯轴状，
由小径段和大径段两部分构成；所述阀芯的小径段上开有径向通孔，所述
述阀芯相对应地，所述阀体内腔具有与阀芯滑动配合的小径段和大径段； 沿所述阀芯的滑动方向，所述阀体的侧壁上依次开有第一进油口、第二进 油口和出油口；其中，经所述第一进油口进入的压力油作用于所述小径段
阀芯的端面上；经所述第二进油口进入的压力油作用于所述小径l殳与大径 段之间的环形台阶面上，且经由径向通孔和轴向通孔形成的油道从所述出 油口流出；所述第一进油口的进油压力为恒定值且所述第二进油口的进油 压力大于所述恒定值时，与所述第二进油口进油压力的变化相对应地，所 述出油口的出油压力按照下述公式呈线性变化 P2 = PA1 S!/S2 + P！ (S2-Si)/S2;
式中，PA1:第一进油口进油压力；P1:第二进油口进油压力；P2:出 油口出油压力；S"小径l殳阀芯的径向截面面积；S2:大径^险阀芯的径向 截面面积。
优选地，所述第一进油口和第二进油口之间的阀体上开有回油口 ； 当P2 . S2〉PA1 . Si + P, . (S2-SO时，在出油口压力油的作用下所述
阀芯滑动，所述回油口通过所述阀芯的轴向通孔和径向通孔与出油口连通。 本发明提供的比例减压岡组，包括一个定值減压阀和至少 一个如前所
述的液比例减压阀；所述定值减压阀的出油口分别与所述至少一个液比例减压阀的第 一进油口连通；且所述阀组具有第 一阀组进油口和至少 一个阀 组出油口 ，所述第 一 阀组进油口与定值减压阀的进油口和所述至少 一个液
比例减压阀的第二进油口分别连通；所述至少一个阀组出油口分别与所述
至少一个液比例减压阀出油口连通。
所述液比例减压阀和所述阀组出油口分别设置为一个。
优选地，还包括至少一个二位三通换向阀，所述阀组还包4舌至少一个
第二阀组进油口 ；每个二位三通换向阀分别与一个阀组出油口 、液比例减 压阀和一个第二阀组进油口对应设置，控制每个阀组出油口与对应的液比
例减压阀的出油口或第二阀组进油口连通；所述二位三通换向阀处于第一 工作位置时，所述阀组出油口与对应的液比例减压阀的出油口连通；所述 二位三通换向阀处于第二工作位置时，所述阀组出油口与对应的第二阀组 进油o连通。
所述液比例减压阀、所述二位三通换向阀、所述阀组出油口和所述第 二阀组进油口分别设置为一个。
本发明提供的吊臂及巻扬可复合运动的起重机液压控制系统，包括伸 缩油缸、起升马达、第一液比例方向控制阀、第二液比例方向控制阀和先 导控制阀，其中，所述第一液比例方向控制阀的阀芯处于第一工作位置时， 所述伸缩油缸的有杆腔与压力油路导通，其阀芯处于第二工作位置时，所 述伸缩油缸的无杆腔与压力油;洛导通；所述第二液比例方向控制阀的阀芯 处于第一工作位置时，所述起升马达的正转进液口与压力油路导通，其阀 芯处于第二工作位置时，所述起升马达的反转进液口与压力油路导通；所
述先导控制岡具有为所述第一、二液比例方向控制阀提供先导压力的四个 先导压力油出口，其中，第一先导压力油出口和第二先导压力油出口分别 用于控制所述第一液比例方向控制阀的两个工作位置，第三先导压力油出 口和第四先导压力油出口分别用于控制第二液比例方向控制阀的两个工作
位置；且所述液比例方向控制阀的开度随着先导压力的变化而变化；还包 括两个如前所述的比例减压阀组，其中，第一比例减压阀组的第一阀组进
8油口与第 一液比例方向控制阀的第 一位置控制口连通；第 一比例减压阀组 的出油口与第二液比例方向控制阀的第一位置控制口连通；第二比例减压 阀组的第一阀组进油口与第一液比例方向控制阀的第二位置控制口连通； 第二比例减压阀组的出油口与第二液比例方向控制阀的第二位置控制口连通。
优选地，所述第一、二比例减压阀组还分别包括二位三通换向阀和第 二阀组进油口，其中，所述第一比例减压阀组的第二阀组进油口与第三先 导压力油口连通；所述第 一 比例减压阀组的二位三通换向阀处于第 一工作 位置时，所述第一比例减压阀组的液比例减压阀的出油口与阀组出油口连 通；所述第一比例减压阀组的二位三通换向阀处于第二工作位置时，所述 第 一 比例减压阀组的第二阀组进油口与阀组出油口连通。
所述第二比例减压阀组的第二阀组进油口与第四先导压力油口连通； 所述第二比例减压阀组的二位三通换向阀处于第一工作位置时，所述第二 比例减压阀组的液比例减压阔的出油口与阀组出油口连通；所述第二比例 减压阀组的二位三通换向阀处于第二工作位置时，所述第二比例减压阀组 的第二阀组进油口与阀组出油口连通。
优选地，还包括第一压力继电器和第二压力继电器，所述第一、二比 例减压阀组的二位三通换向阀为电动控制阀；其中，所述电控二位三通换 向阀为失电状态时处于第一工作位置，所述电控二位三通换向阀为得电状 态时处于第二工作位置；所述第一压力继电器的取油口与第三先导压力油 口连通，并输出电信号至所述第一比例减压阀组的电动二位三通换向阀的 控制信号接收端；所述第二压力继电器的取油口与第四先导压力油口连通， 并输出电信号至所述第二比例減压阀组的电动二位三通换向阀的控制信号 接收端。
与现有电比例减压阀相比，本发明4是供的液比例减压阀是通过液力控 制来实现比例减压，保证输出压力随输入压力的变化而按照预定的比例关 系变化。所述液比例减压阀有两个进油口，其第一进油口的压力油作用于小径端阀芯端面上，其第二进油口的压力油作用于大、小径段接合处的环 形台阶面上且通过阀芯上的径向通孔和轴向通孔作用于大径端阀芯端面 上。液比例减压阀应用回^各的最低工作压力确定后，其第一进油口的进油 压力即为恒定的最低工作压力值，当其第二进油口的输入压力大于该恒定 值时，由于阀芯结构尺寸确定，且第一进油口的进油压力为恒定值，因此， 其输出压力与输入压力之间比例关系可以确定，W,P2 = PA1 .S,/S2 + P, .(S2
-S,)/S2，减压后的阀芯处于平衡位置；若第二进油口的输入压力变化时， 阀芯会发生相应滑动并且阀芯处于新的平衡位置，此时，阀芯上的径向通 孔与第二进油口之间的连通面积已发生相应的变化，出油口的输出压力随 之发生变化。当输入压力小于预定值时，本发明不起减压的作用。本发明 所述液比例减压阀的出油压力与进油压力之间的比例关系与阀芯的结构尺 寸相关，可确保输出压力按一定比例关系的输出精度，有效避免了电比例 减压阀受控制电信号的影响而带来的输出压力值不稳定的缺陷；另外，由 于输出压力的精度仅受自身结构的限制，无需增加额外的控制成本提高精 度。
定《直减压阀的出油口与液比例减压阀的第 一进油口连通，为液比例减压阀 的提供压力恒定的压力油液。使用时，根据其所应用回路的最低工作压力 调定所述定值减压阀的输出压力，当输入压力油的油压大于预定压力值时， 所述定值减压阀可以为所述液比例减压阀的第 一进油口 ^是供恒定的压力 油，同时，该l叙入压力油作用于所述液比例减压阀的第二进油口 ，基于所 述液比例减压阀作用原理，所述比例减压阀组的出油口压力随着输入压力 变化而按照一定的比例关系变化。当输入压力油的油压小于预定压力值时， 所述阀组不起减压的作用。本发明将定值减压阀和液比例减压阀集成为一 体，可简化液压系统的管路布置，易于装配和维护。
本发明提供的吊臂及巻扬可复合运动的起重机液压控制系统，采用两 个如前所述的比例减压阀组，当操纵先导控制阀的第 一先导压力油口与第一液比例方向控制阀的第 一位置控制口连通时，完成伸缩油缸收回搮:作， 第 一先导压力油经过第 一比例减压阀组后输出与第 一先导压力成比例关系 变化的压力油，至第二液比例方向控制阀的的第一位置控制口，完成起升 巻扬反转操作；当操纵先导控制阀的第二先导压力油口与第 一液比例方向 控制阀的第二位置控制口连通时，完成伸缩油缸伸出纟喿作，第二先导压力 油经过第二比例减压阀组后输出与第二先导压力成比例关系变化的压力 油，至第二液比例方向控制阀的第二位置控制口，完成起升巻扬正转梯:作； 进而能够可靠地实现吊臂伸出和巻扬放绳的复合运动，并且巻扬的放绳速 度与吊臂的伸出速度成一定的比例关系，可确保吊臂伸出时吊钩与吊臂臂 头之间的距离大致保持不变。
图1 a是本发明所提供的液比例减压阀的整体结构剖视图； 图lb是本发明所述液比例减压阀处于减压工作状态时的结构示意图； 图1 c是本发明所述液比例减压阀的出口压力过载时的结构示意图； 图2a是本发明所提供的比例减压阀组的液压原理图； 图2b是本发明所提供的比例减压阀组的外观爆炸图； 图3是本发明所提供的吊臂及巻扬可复合运动的起重机液压控制系统 的液压原理图。 图中
伸缩油缸l、起升马达2、液比例控制阀组3、第一液比例方向控制闹 31、第二液比例方向控制阀32;
先导控制阀4、第一先导压力油出口41、第二先导压力油出口42、第 三先导压力油出口43、第四先导压力油出口44;
比例减压阀组5、液比例减压阀51、阀体511、第一进油口A1、第二 进油口P1、出油口P2'、阀芯512、环形面513、径向通孑Ld、轴向通孑L f、弹性挡圏514、定值减压阀52、 二位三通换向阀53、第一比例减压阀 组5'、第二比例减压阀组5";
ii第一压力继电器6'、第二压力继电器6"。
具体实施例方式
本发明的核心设计在于提供一种液比例减压阀51,通过液力控制实现 输出压力可按一定的比例关系随输入压力的变化而变化。请参见图la,该 图是液比例减压阀的整体结构剖视图。
如图la所示，该阀主要由两部分组成阀体511和设置在阀体511内 的阀芯512,在压力油的作用下所述阀芯512可以在阀体511内腔中滑动。 其中，阀芯512呈阶梯轴状，阀芯小径段和阀芯大径段两部分的接合处形 成环形面513;所述阀芯512小径—敬上开有径向通孔d,所述阀芯512大径 l史的阀芯外端面上开有与所述径向通孔d连通的轴向通孔f;并且与所述 阀芯512相对应地，所述阀体内腔具有与阀芯的小径段和大径段分别滑动 配合的小径段和大径段；沿所述阀芯512的滑动方向，所述阀体的侧壁上 依次开有第一进油口A1、第二进油口 Pl和出油口 P2';其中，经所述第 一进油口 Al进入的压力油作用于所述小径段阀芯的端面上，所述阀芯的 小径端可以为图中所示的阶梯状，以提高小径段阀芯外侧的压力油储液量， 提高阀芯动作的灵壽丈度。
经所述第二进油口 Pl进入的压力油作用于所述小径段与大径段之间 的环形台阶面513上，且经由径向通孔d和轴向通孔f形成的油道从所述 出油口 P2' 5克出；
所述第一进油口 Al的进油压力为恒定值PAi且所述第二进油口 Pl的
进油压力Pt大于所述恒定值时，与所述第二进油口 Pl的进油压力Pi变化 相对应地，所述出油口P2'的出油压力P^要照下述公式呈线性变化 P2 = PA1 S爲+ Pi . (S2-S0/S2;
式中，PA1:第一进油口进油压力；P!:第二进油口进油压力；P2:出 油口出油压力；小径l殳阀芯的径向截面面积；S2:大径段阀芯的径向 截面面牙只。
下面具体说明所述液比例减压阀的工作原理。第一进油口 Al的进油压力作用在所述阀芯512的左端面积S!上，其 右侧极限位置为阀芯512右端的弹性挡圈514处；第二进油口 Pl的进油 压力作用于环形面513上，且通过阀体e腔、径向通孔d和轴向通孔f接 通到达出油口 P2' , P2'腔的压力作用在阀芯512的大径,殳外端面(即阀 芯斗全测面)上，压力油流向为PI —e —d —f—P2'。可以理解的是，当所 述第一进油口 Al的进油压力小于预设恒定值、所述第二进油口 Pl的进油 压力也小于预设恒定值时，所述阀芯3不发生位移，出油口P2'的压力等 于第二进油口 Pl的压力，所述液比例减压阀不起减压的作用。
随着第二进油口 Pl压力的增加，所述阀芯512所处的平衡位置发生 变化，阀芯512在出油口P2'的压力作用下向左滑动，并根据公式？2 = PA1 S!/S2 + Pi . (S2-S0 /S2建立新的平衡位置，即如图lb所示位置，此 时所述阀芯512的径向通孔与所述阀体511的e腔之间的连通面积变小， 所述液比例减压岡起减压的作用。
进一步地，所述第一进油口 Al和第二进油口 Pl之间的阀体上开有回 油口T;当P2 S2〉PA1 S一P! . (S2-S0时，在出油口P2'压力油的作 用下所述阀芯512滑动，所述回油口 T通过所述阀芯的轴向通孔514和径 向通孔515与出油口 P2'连通，在出油口 P2'的压力过载时，所述阀芯 512进一步向左滑动，如图lc所示，出油口 P2'过载压力油4妄通回油口 T, /人而j呆i正系统压力稳定。
需要说明的，所述第一进油口 Al恒定进油压力值以及调整阀芯512 的小径段和大径段的截面面积比S!/S2，均可以按照实际工况确定，佳_得岡 后压力与阀前压力之间按照预期的比例关系呈线性变化。
请参见图2a和图2b，图2a是本发明所提供的比例减压阀组的液压原 理图，图2b是本发明所述比例减压阀组的外观爆炸图。
如图2a所示，所述比例减压阀组5包括液比例减压阀51和定^f直减压 阀52,其中，所述液比例减压阀51的组成和连4妄关系如前所述，在此不 予赘述；所述定值减压阀52与现有的标准定值减压阀的原理和结构相同，故在此不予赘述。
所述定Y直减压阀52的出油口 Al与所述液比例减压阀51的第一进油 口 Al连通；所述阀组5具有第一阀组进油口 Pl和阀组出油口 P2,其中， 所述第一阀组进油口 PI与定值减压阀的进油口 PI和所述液比例减压阀51 的第二进油口 PI分别连通；所述阀组出油口 P2与所述液比例减压阀51 的出油口 P2'连通。
下面具体i兌明所述比例减压岡组的工作原理。
压力油经阀组5的第一阀组进油口 PI进入阀组后分为两路，其中一 ^各油经所述定值减压阀52到达所述液比例减压阀的第一进油口 Al,通过 所述定值减压阀52确保所述液比例减压阀第一进油口 Al的压力为恒定 值；其中另一^各油经所述液比例减压阀51的第二进油口 PI进入液比例减 压阀51 ，经减压后，所述比例减压阀组5的阔组出油口 P2的压力随着进 油压力PI的变化而按一定的比例关系变化，具体比例关系的推导如前所 述。
请参见图2b,该图是所述比例减压阀组的外观爆炸图。如图2b所示， 所述液比例减压阀51和定值减压阀52集成为一个阀组，集成后阀组更加 有利于液压系统的组装，降^[氐系统维护成本。
进一步地，结合图2a和图2b所示，所述比例减压阀组5还包括二位 三通换向阀53,所述阀组5还包括第二阀组进油口 P2";所述二位三通 换向阀53用于控制阀组出油口 P2与液比例减压阔51的出油口 P2'或第 二阀组进油口 P2"连通；当所述二位三通换向阀53处于第一工作位置时， 所述阀组出油口 P2与液比例减压阀51的出油口 P2'连通；所述二^立三通 换向阀53处于第二工作位置时，所述阀组出油口 P2与第二阀组进油口连 通P2"。如此设计的目的，可以提高所述比例减压阀组5的适用性，根据 实际液压控制系统的需要，通过所述二位三通换向阀53的控制作用，阀组 5能够实现选择性地输出第二阀组进油口 P2"方向的压力油或者第一阀组 进油口 Pl方向的液比例减压阀51出油口 P2'的压力油。实际上，所述液比例减压阀51、所述二位三通换向阀53、所述阀组出
油口 P2和所述第二阀组进油口 P2"均可以设置为多个(图中未示出)，且 分别对应设置。这样，所述比例减压阀组就可以有多个减压输出油^各，也 就是说，对于一个输入压力的变化可以得到多个呈比例关系减压变化的输 出压力，当然，若每个液比例减压阀的阀芯的小径段和大径段的横截面面 积比不同，所述多个输出压力与输入压力之间的比例关系也不同。
请参见图3,该图是本发明所提供的吊臂及巻扬可复合运动的起重机 液压控制系统的液压原理图。
如图3所示，伸缩油缸1为起重机伸缩臂的伸出、收回操作提供动力， 当伸缩油缸l的无或有杆腔与压力油路导通时，伸缩臂完成伸出或收回动 作。起升马达2为吊钩牵引钢丝绳的放绳或收绳操作提供动力，当起升马 达2的正转进油口或反转进油口与压力油路导通时，巻扬随之正转或反转 实现放绳或收绳操作，进而实现吊钩的上升或下降动作。
液比例控制阀组3包括第一液比例方向控制阀31和第二液比例方向 控制阀32，分别用于控制伸缩油缸和起升马达控制回路中压力油的方向和 流量。图中所示，所述第一液比例方向控制阀31和第二液比例方向控制阀 32均为三位四通液控阀，三个阀位分别为第一工作位置、中位和第二工作 位置。其中，所述第一液比例方向控制阀31的阀芯处于第一工作位置时， 所述伸缩油缸1的有杆腔与压力油路导通，其阀芯处于第二工作位置时， 所述伸缩油缸1的无杆腔与压力油5^导通；所述第二液比例方向控制阀32 的阀芯处于第一工作位置时，所述起升马达2的正转进液口与压力油路导 通，其阀芯处于第二工作位置时，所述起升马达2的反转进液口与压力油 路导通；需要说明的是，所述第一液比例方向控制阀31和第二液比例方向 控制阀32的中位机能与现有吊臂和巻扬的液压控制系统相同，故在此不予 赘述。
所述先导控制阀4具有为所述第一、二液比例方向控制阀纟是供先导压 力的四个先导压力油出口，其中，第一先导压力油出口 41和第二先导压力
15油出口 42分别用于控制所述第一液比例方向控制闹31的两个工作位置， 第三先导压力油出口 43和第四先导压力油出口 44分别用于控制第二液比 例方向控制阀32的两个工作位置；所述第一、二液比例方向控制阀的开度 随着先导压力的变化而变化，即先导压力越大，液比例方向控制阀的开度 越大；同样，需要说明的是，对于所述先导控制阀4不再作进一步的具体
图中所示，该控制系统还包括两个如前所述的比例减压阀组第一比 例减压阀组5'和第二比例减压阀组5"。其中，第一比例减压阀组5'的 第一阀组进油口 Pl与第一液比例方向控制阀31的第一位置控制口连通； 第一比例减压阀组的出油口 P2与第二液比例方向控制阀32的第一^i置控 制口连通；当操纵先导控制阀4的第一先导压力油口 41与第一液比例方向 控制阀31的第一位置控制口连通(伸缩油缸收回)时，第一先导压力油经 过第一比例减压阀组5'后输出与第一先导压力成比例关系变化的压力 油，至第二液比例方向控制阀32的的第一位置控制口 (起升巻扬反转)， 可实现吊臂收回和巻扬收绳的复合运动，并且巻扬的收绳速度与吊臂的收 回速度成一定的比例关系，进而可确保吊臂收回时吊钩与吊臂臂头之间的 距离大致保持不变。其中，第二比例减压阀组5"的第一阀组进油口P1与 第一液比例方向控制阀31的第二位置控制口连通；第二比例减压阀组5" 的出油口 P2与第二液比例方向控制阀32的第二位置控制口连通；当操纵 先导控制阀4的第二先导压力油口 42与第一液比例方向控制阀31的第二 位置控制口连通(伸缩油缸伸出)时，第二先导压力油经过第二比例减压 阀组5"后输出与第二先导压力成比例关系变化的压力油，至第二液比例 方向控制岡32的第二位置控制口 (起升巻扬正转)，可实现吊臂伸出和巻 扬放绳的复合运动，并且巻扬的放绳速度与吊臂的伸出速度成一定的比例 关系，进而可确保吊臂伸出时吊钩与吊臂臂头之间的距离大致保持不变。
进一步地，如图3所示，所述第一、二比例减压阀组还分别包括二位 三通换向阀和第二阀组进油口 。其中，所述第一比例减压阀组5'的第二阀组进油口与第三先导压力
油口 43连通，所述第一比例减压阀组5'的二位三通换向阀处于第一工作 位置时，所述第一比例减压阀组5'的液比例减压阀的出油口经所述第一 比例减压阀组5'的二位三通换向阀和阀组出油口与所述第二液比例方向 控制阀32的第一位置控制口连通；所述第一比例减压阀组5'的二位三通 换向阀处于第二工作位置时，所述第三先导压力油口 43经所述第一比例减 压阀组5'的第二阀组进油口、 二位三通换向阀和阀组出油口与所述第二 液比例方向控制阀32的第一位置控制口连通。
其中，所述第二比例减压阀组5"的第二阀组进油口与第四先导压力 油口44连通；所述第二比例减压阀组5"的二位三通换向阀处于第一工作 位置时，所述第二比例减压阀组5"的液比例减压阀的出油口经所述第二 比例减压阀组5"的二位三通换向阀和阀组出油口与所述第二液比例方向 控制阀32的第二位置控制口连通；所述第二比例减压阀组5"的二位三通 换向阀处于第二工作位置时，所述第四先导压力油口 44经所述第二比例减 压阀组5"的第二阀组进油口、 二位三通换向阀和阀组出油口与所述第二 液比例方向控制阀32的第二位置控制口连通。
进一步地，所述第一、二比例减压阀组中的二位三通换向阀为电动控 制阀，所述电控二位三通换向阀为失电状态时处于第一工作位置，所述电 控二位三通换向阀为得电状态时处于第二工作位置。所述第一压力继电器 的取油口与第三先导压力油口 43连通，并输出电信号至所述第一比例 减压阀组5'的电动二位三通换向阀的控制信号接收端，该二位三通换向 阀处于第一工作位置，即第二阀组进油口与阀组出油口导通(巻扬收绳)， 实现吊钩单独起升梯:作；所述第二压力继电器6"的取油口与第四先导压 力油口44连通，并输出电信号至所述第二比例减压阀组5"的电动二位三 通换向阀的控制信号接收端，此时，该二位三通换向阀处于第一工作位置， 即第二阀组进油口与阀组出油口导通(巻扬放绳)，实现吊钩单独下P争操作。
综上，本发明先导控制阀通过先导油路控制液比例方向控制阀阀芯的运动，控制压力的大小与阀芯开口的大小成比例；采用两个比例减压阀组
保证阀后压力和阀前压力保持一定比例，也就是保证控制第一液比例方向 控制的压力和第二液比例方向控制阀的压力保持一定的比例，即通过液压
油流量来控制伸缩油缸或巻扬马达的速度成比例；实现伸缩油缸带动吊臂 与伸缩巻扬马达的运转实现吊钩升降的复合运动。
特别说明的是，本发明所述控制系统不局限于应用于起重机吊臂伸缩 油缸和起升巻扬马达，实际上，本领域的普通技术人员基于本发明的工作 原理完全可以应用于其它工作场合，实现两个液压执行元件的复合动作；
只要符合本发明的工作原理均在本专利的保护范围内。
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为本发明的保护范围。
权利要求
1、液比例减压阀，包括阀体和设置在阀体内腔中的阀芯，在压力油的作用下所述阀芯可在阀体内腔中滑动，其特征在于，所述阀芯呈阶梯轴状，由小径段和大径段两部分构成；所述阀芯的小径段上开有径向通孔，所述阀芯大径段的阀芯外端面上开有与所述径向通孔连通的轴向通孔；且与所述阀芯相对应地，所述阀体内腔具有与阀芯滑动配合的小径段和大径段；沿所述阀芯的滑动方向，所述阀体的侧壁上依次开有第一进油口、第二进油口和出油口；其中，经所述第一进油口进入的压力油作用于所述小径段阀芯的端面上；经所述第二进油口进入的压力油作用于所述小径段与大径段之间的环形台阶面上，且经由径向通孔和轴向通孔形成的油道从所述出油口流出；所述第一进油口的进油压力为恒定值且所述第二进油口的进油压力大于所述恒定值时，与所述第二进油口进油压力的变化相对应地，所述出油口的出油压力按照下述公式呈线性变化P2＝PA1·S1/S2+P1·(S2-S1)/S2；式中，PA1第一进油口进油压力；P1第二进油口进油压力；P2出油口出油压力；S1小径段阀芯的径向截面面积；S2大径段阀芯的径向截面面积。
2、 根据权利要求1所述的液比例减压阀，其特征在于，所述第一进油 口和第二进油口之间的阀体上开有回油口 ；当P2 . S2>PA1 . Si + P! . (S2-SO时，在出油口压力油的作用下所述阀 芯滑动，所述回油口通过所述阀芯的轴向通孔和径向通孔与出油口连通。
3、 比例减压阀组，其特征在于，包括 至少一个如^^又利要求i或2所述的液比例减压阀；和一个定值减压阀，其出油口分别与所述至少一个液比例减压阀的第 一进 油口连通；且所述阀组具有第一阀组进油口 ，与定值减压阀的进油口和所述至少一个液比例减压阀 的第二进油口分别连通；和至少一个阀组出油口 ，分别与所述至少一个液比例减压阀出油口连通。
4、 根据权利要求3所述的比例减压阀组，其特征在于，所述液比例减 压阀和所述阀组出油口分别设置为 一个。
5、 根据权利要求3所述的比例减压阀组，其特征在于，还包括至少一 个二位三通换向阀，所述阀组还包括至少一个第二阀组进油口 ；每个二位三 通换向阀分别与 一个阀组出油口 、液比例减压阀和一个第二阀组进油口对应 设置，控制每个阀组出油口与对应的液比例减压阀的出油口或第二阀组进油 口连通；所述二位三通换向阀处于第一工作位置时，所述阀组出油口与对应 的液比例减压阀的出油口连通；所述二位三通换向阀处于第二工作位置时， 所述阀组出油口与对应的第二阀组进油口连通。
6、 根据权利要求5所述的比例减压阀组，其特征在于，所述液比例减 压阀、所述二位三通换向阀、所述阀组出油口和所述第二阀组进油口分别设 置为一个。
7、 吊臂及巻扬可复合运动的起重机液压控制系统，包括 伸缩油釭；起升马达；第一液比例方向控制阀，其阀芯处于第一工作位置时，所述伸缩油缸的 有杆腔与压力油路导通；其阀芯处于第二工作位置时，所述伸缩油缸的无杆 腔与压力油路导通；第二液比例方向控制阀，其阀芯处于第一工作位置时，所述起升马达的 正转进液口与压力油路导通；其阀芯处于第二工作位置时，所述起升马达的 反转进液口与压力油路导通；和先导控制阀，具有为所述第一、二液比例方向控制阀提供先导压力的四 个先导压力油出口，其中，第一先导压力油出口和第二先导压力油出口分别 用于控制所述第一液比例方向控制阀的两个工作位置；第三先导压力油出口和第四先导压力油出口分别用于控制第二液比例方向控制阀的两个工作位置；且所述液比例方向控制阀的开度随着先导压力的变化而变化；其特征在 于，还包括两个如权利要求3所述的比例减压阀组，其中第 一 比例减压阀组的第 一 阀组进油口与第 一 液比例方向控制阀的第一 位置控制口连通；第一比例减压阀组的出油口与第二液比例方向控制阀的第 一位置控制口连通；第二比例减压阔组的第 一 阀组进油口与第 一 液比例方向控制间的第二 位置控制口连通；第二比例减压阀组的出油口与第二液比例方向控制阀的第 二位置控制口连通。
8、 根据权利要求7所述的吊臂及巻扬可复合运动的起重机液压控制系 统，其特征在于，所述第一、二比例减压阀组还分别包括二位三通换向阀和 第二阀组进油口，其中所述第一比例减压阀组的第二阀组进油口与第三先导压力油口连通；所 述第一比例减压阀组的二位三通换向阀处于第一工作位置时，所述第一比例 减压阀组的液比例减压阀的出油口与阀组出油口连通；所述第一比例减压阀 组的二位三通换向阀处于第二工作位置时，所述第一比例减压阀组的第二阀 组进油口与阀组出油口连通。所述第二比例减压阀组的第二阀组进油口与第四先导压力油口连通；所 述第二比例减压阀组的二位三通换向阀处于第一工作位置时，所述第二比例 减压阀组的液比例减压阀的出油口与阀组出油口连通；所述第二比例减压阀 组的二位三通换向阀处于第二工作位置时，所述第二比例减压阀组的第二阀 纟且进油口与阀《且出油口连通。
9、 根据权利要求8所述的吊臂及巻扬可复合运动的起重机液压控制系 统，其特征在于，还包括第一压力继电器和第二压力继电器，所述第一、二 比例减压阀组的二位三通换向阀为电动控制阀，其中，所述电控二位三通换向阀为失电状态时处于第一工作位置，所述电控二位三通换向阀为得电状态时处于第二工作位置；所述第一压力继电器的^i油口与第三先导压力油口连通，并输出电信号 至所述第一比例减压阀组的电动二位三通换向阀的控制信号接收端；所述第 二压力继电器的取油口与第四先导压力油口连通，并输出电信号至所述第二 比例减压阀组的电动二位三通换向阀的控制信号接收端。
全文摘要
本发明公开一种比例减压阀、比例减压阀组以及吊臂和卷扬操作控制系统。本发明所述液比例减压阀的阀芯呈阶梯轴状，由小径段和大径段两部分构成；阀芯的小径段上开有径向通孔，阀芯大径段的阀芯外端面上开有与径向通孔连通的轴向通孔；且其阀体内腔具有与阀芯滑动配合的小径段和大径段；阀体的侧壁上依次开有第一进油口、第二进油口和出油口；经所述第一进油口进入的压力油作用于所述小径段阀芯的端面上；经所述第二进油口进入的压力油作用于所述小径段与大径段之间的环形台阶面上，且经由径向通孔和轴向通孔形成的油道从所述出油口流出；所述第一进油口压力为恒定值且所述第二进油口压力大于所述恒定值时，所述出油口压力随第二进油口压力变化而按一定的比例变化。
文档编号B66C23/00GK101676589SQ20081021153
公开日2010年3月24日 申请日期2008年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者刘邦才, 单增海, 王守伟 申请人:徐州重型机械有限公司