专利名称：一种起重机及其闭式液压系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种闭式液压系统。本发明还涉及一种 包括上述闭式液压系统的起重机。
背景技术：
起重机主要通过卷扬钢丝绳的收放来实现负载的提升和下落，而卷扬钢丝绳的收 放则是由卷扬马达的转动进行控制，卷扬马达由液压泵驱动，卷扬马达以及液压泵等元件 形成控制负载升降的液压系统。
大吨位起重机的升降、回转以及履带式起重机的行走等液压系统通常采用闭式系 统，闭式系统具有可靠地性能。
闭式卷扬液压系统通常由闭式泵、马达等元件组成，闭式泵和马达的进出口一般 通过胶管直接相连，闭式泵卷扬将负载吊起时，闭式泵的一侧出油口与马达的进油口之间 的管路为高压管路，通过马达和闭式泵之间的封闭容腔保持负载的上升的稳定；在负载下 落时，闭式泵的另一侧出油口与马达的进油口之间的管路为低压管路，主要通过控制马达 和闭式泵的排量控制负载的下落速度。
从闭式卷扬液压系统的工作原理可知，若闭式系统的高压管路发生爆裂，则保持 负载的马达和闭式泵之间的封闭容腔将会消失，负载会带动马达反转，即负载会加速下落， 从而导致吊装事故的发生。
目前，主要通过在高压管路中安装防爆阀来防止高压管路爆裂，该防爆阀在高压 管路爆裂时可有效阻止马达反转，从而保证负载不自由下落。防爆阀主要包括液控换向阀 和插装阀，插装阀的两个主油口分别连通液压泵的高压侧出油口和马达的高压侧进油口， 液控换向阀的控制端口连通高压管路，液控换向阀的出油口连通插装阀的控制腔，其主要 工作原理如下起升负载时，高压管路的高压油使液控换向阀换位，此时，插装阀控制腔弹 簧被推开，从而使插装阀导通，高压油进入马达，马达即可进行工作；在进行下落操作时，高 压管路成为马达回油管路，要保证负载能够下落，则高压油路的压力必须保证能够打开液 控换向阀，导通插装阀，否则马达会被防爆阀制动。因此，对于下落工况而言，高压管路必须 有适当的压力才能保证卷扬动作的正常进行，则在高压管路压力不能推开液控换向阀时， 卷扬不能正常进行下落操作。此外，该防爆阀价格较高，增加了生产的成本。
因此，如何提供一种具有操作更加方便且可靠的防爆装置的闭式液压系统是本领 域技术人员需要解决的技术问题。发明内容
本发明的目的为提供一种闭式液压系统，该闭式液压系统中的防爆装置能够在高 压管路发生爆裂时，锁住马达，防止其反转，且结构简单，性能可靠。本发明的另一目的是提 供一种包括上述闭式液压系统的起重机。
为解决上述技术问题，本发明提供一种闭式液压系统，包括马达、驱动所述马达工作的液压泵以及防爆装置，所述防爆装置包括液控单向阀，所述液控单向阀设于所述液压 泵高压侧出油口至所述马达高压侧进油口的通路上；所述防爆装置还包括第一换向阀，所 述第一换向阀设于所述液控单向阀的控制油口与所述马达高压侧进油口的通路上，所述第 一换向阀处于第一工作位置时，所述液控单向阀的控制油口与油箱连通；所述第一换向阀 处于第二工作位置时，所述控制油口与所述马达高压侧进油口连通。
优选地，还包括卷扬制动器，所述液压泵的补油油路与所述卷扬制动器进油口的 通路上设有第二换向阀，所述第二换向阀处于第一工作位置时，所述卷扬制动器的进油口 与所述补油油路连通；所述第二换向阀处于第二工作位置时，所述卷扬制动器的进油口与 所述油箱连通。
优选地，所述第二换向阀与所述补油油路的通路上设有液控换向阀，所述液控换 向阀的控制端与所述液压泵的出油口连通，所述液控换向阀处于第一工作位置时，所述补 油油路与所述第二换向阀连通；所述液控换向阀处于第二工作位置时，所述第二换向阀与 所述油箱连通。
优选地，所述第一换向阀以及所述第二换向阀均为二位三通电磁阀。
优选地，所述液控换向阀为二位三通液控阀。
优选地，所述第二换向阀至所述油箱的通路上设有单向阀。
优选地，所述第一换向阀与所述马达高压侧进油口的通路上设有阻尼口。
本发明所提供闭式液压系统的防爆装置包括设于所述液压泵高压侧出油口至所 述马达高压侧进油口的通路上的液控单向阀，还包括设于所述液控单向阀的控制油口与所 述马达高压侧进油口的通路上的第一换向阀，当高压侧管路爆裂时，使第一换向阀处于第 一工作位置，则液控单向阀的控制油口与马达的高压侧进油口断开，液控单向阀先导控制 腔内的液压油回流至油箱，先导活塞复位至原始状态，液控单向阀仅能实现单向流动，液压 油无法反向流动，马达内的液压油无法流出，从而锁住马达，有效地防止马达反转。该闭式 液压系统中的防爆装置采用液控单向阀以及第一换向阀，即可在高压侧管路爆裂时，有效 地锁住马达，防止马达反转，性能可靠且结构简单；此外，在下落操作时，使第一换向阀处于 第二工作位置，则液控单向阀的控制油口通过第一换向阀与马达高压侧进油口连通，始终 具有足够的压力打开液控单向阀，实现卷扬的下落动作，工作状态较为稳定。
为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种起重机，包括起升卷扬、卷扬马达以 及驱动所述卷扬马达的闭式液压系统，所述闭式液压系统为上述任一项所述的闭式液压系 统。由于上述闭式液压系统具有上述技术效果，具有该闭式液压系统的起重机也应具有相 同的技术效果。
图1为本发明所提供闭式液压系统一种具体实施方式
的液压系统原理图2为本发明所提供闭式液压系统一种具体实施方式
中防爆装置的液压系统原 理图。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种闭式液压系统，该闭式液压系统的防爆装置能够在高压管路发生爆裂时，锁住马达，防止其反转，且结构简单，性能可靠。本发明的另一核心是提供 一种包括上述闭式液压系统的起重机。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实 施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供闭式液压系统一种具体实施方式
液压系统原理 图；图2为本发明所提供闭式液压系统一种具体实施方式
中防爆装置的液压系统原理图。
闭式液压系统包括马达B、驱动马达B工作的液压泵A以及防爆装置。液压泵A驱 动马达B转动以带动卷扬转动，从而收放钢丝绳，实现负载的提升和下落；防爆装置在高压 管路发生爆裂时，起到锁死马达B的作用，防止马达B反转。
该实施方式中的防爆装置包括液控单向阀1，液控单向阀1设于液压泵A的高压侧 出油口至马达B的高压侧进油口的通路上，即设于高压侧管路Al中，液控单向阀1的先导 控制腔无液压油进入时，液控单向阀1未打开，液压油仅能从液压泵A的高压侧出油口流至 马达B的高压侧进油口，而不能反向流动，此时，高压侧的液压油驱动马达B旋转，则马达B 在液压油的作用下驱动卷扬作业，带动负载上升，实现卷扬的提升操作。
防爆装置还包括第一换向阀Yl，第一换向阀Yl设于液控单向阀1的控制油口与马 达B高压侧进油口的通路上，第一换向阀Yl至少具有两个工作位置，第一换向阀Yl处于第 一工作位置时，液控单向阀1的控制油口与油箱连通，可以在防爆装置中设置泄漏油口 L， 则液控单向阀1的控制油口可以通过泄漏油口 L回流至油箱；第一换向阀Yl处于第二工 作位置时，液控单向阀1的控制油口与马达B高压侧进油口连通。如图1所示，当卷扬进行 下落操作时，液压油自液压泵A的低压侧出油口进入马达B的低压侧进油口，驱动马达B旋 转，则液压油从马达B的低压侧进油口转入高压侧进油口，并流至液控单向阀1，同时，一部 分液压油还会流至第一换向阀Y1，使第一换向阀Yl处于第二工作位置，则液压油与液控单 向阀1的控制油口连通，液压油可以进入液控单向阀1的先导控制腔，液压油推开液控单向 阀1的先导活塞，从而打开液控单向阀1，此时，液压油可以顺利地实现反向流动，即液压油 可以自马达B的高压侧进油口流至液压泵A，则实现了卷扬的下落操作。
第一换向阀Yl可以是二位三通电磁阀，如图1所示为第一换向阀Yl的失电状态， 即第一换向阀Yi处于第一工作位置，液控单向阀1的控制油口通过第一换向阀Yi的左位 通路经泄漏油口 L与油箱连通；下落操作时，使第一换向阀Yl处于得电状态，则第一换向阀 Yl处于第二工作位置，第一换向阀Yl的控制油口通过第一换向阀Yl的右位通路与马达B 的高压侧进油口连通。第一换向阀Yl采用二位三通电磁阀便于电气系统控制，实现自动化 操作。
当高压侧管路Al爆裂时，使第一换向阀Yl处于第一工作位置，当第一换向阀Yl 为二位三通电磁阀时，使其断电，则液控单向阀1的控制油口与马达B的高压侧进油口断 开，液控单向阀1先导控制腔内的液压油回流至油箱，先导活塞复位至原始状态，液控单向 阀1仅能实现单向流动，液压油无法反向流动，马达B内的液压油无法流出，从而锁住马达 B，有效地防止马达B反转。
该闭式液压系统中的防爆装置采用液控单向阀1以及第一换向阀Y1，即可在高压 侧管路Al爆裂时，有效地锁住马达B，防止马达B反转，性能可靠且结构简单；此外，液控单 向阀1的控制油口通过第一换向阀Yl与马达B高压侧进油口连通，在下落操作时，始终具有足够的压力打开液控单向阀1，工作状态较为稳定。
闭式液压系统可以包括卷扬制动器C，对卷扬起到锁死的作用，防爆装置还可以包 括第二换向阀Y2，可以将第二换向阀Y2设置于液压泵A的补油油路与卷扬制动器C进油 口的通路上，第二换向阀Y2至少具有两个工作位置，第二换向阀Y2处于第一工作位置时， 卷扬制动器C的进油口与补油油路连通；第二换向阀Y2处于第二工作位置时，卷扬制动器 C的进油口与油箱连通。
在卷扬进行提升操作时，使第二换向阀Y2处于第一工作位置，液压油从补油油路 进入卷扬制动器C的进油口，推开卷扬制动器C，对卷扬实现解锁，从而使卷扬在液压油的 作用下进行吊重作业；在卷扬进行下落操作时，同样使第二换向阀Y2处于第一工作位置， 对卷扬实现解锁，从而使卷扬在液压油的作用下进行下落操作。处于非作业状态时，使第二 换向阀Y2处于第二工作位置，卷扬制动器C的进油口与补油油路断开，而与油箱连通，同样 可以通过防爆装置内的泄漏油口 L与油箱连通，则卷扬制动器C控制腔内的液压油会回流 至油箱，卷扬制动器C关闭，锁住卷扬。因此，该系统利用补油油路的液压油即可在作业时 自动实现卷扬制动器C的开启和关闭，无需在卷扬制动器C的外部增设控制阀，简化了管路 的布置，并且降低了系统设计的成本。
第二换向阀Y2可以是二位三通电磁阀，如图1所示的第二换向阀Y2处于失电状 态，即处于第二工作位置，卷扬制动器C内的液压油经过第二换向阀Y2的左位与泄漏油口 L连通，进而回流至油箱，卷扬制动器C关闭；工作时，使第二换向阀Y2得电，补油油路的液 压油可以自第二换向阀Y2的右位进入卷扬制动器C的进油口，打开卷扬制动器C。第二换 向阀Y2采用二位三通电磁阀便于电气系统控制，实现自动化操作。
进一步地，防爆装置可以包括液控换向阀TO，液控换向阀TO可以设置在第二换向 阀Y2与补油油路的通路上，液控换向阀TO的控制端与液压泵A的高压侧出油口连通，液控 换向阀Y3处于第一工作位置时，补油油路与第二换向阀Y2连通；液控换向阀TO处于第二 工作位置时，第二换向阀Y2与油箱连通。如图1所示，液控换向阀TO可以是二位三通液控 阀，无论卷扬进行提升还是下落操作，高压侧管路的液压油均会进入液控换向阀Y3的控制 端，推开液控换向阀Y3的控制阀，使其处于第一工作位置，即处于图1中所示的左位通路， 补油油路的液压油自液控换向阀Y3进入第二换向阀Y2的进油口，同时使第二换向阀Y2处 于第一工作位置，则液压油可以进入卷扬制动器C的进油口，开启卷扬制动器C ；处于非工 作状态时，无液压油进入液控换向阀Y3的控制端，则液控换向阀TO复位处于第二工作位 置，即处于图1中所示的右位通路，第二换向阀Y2处于第二工作位置，如图1中所示的左 位，则卷扬制动器C的进油口通过第二换向阀Y2与油箱连通，同样可以经过泄漏油口 L与 油箱连通，卷扬制动器C控制腔内的液压油回流至油箱，则卷扬制动器C关闭。
当高压侧管路Al出现爆裂现象时，高压侧管路Al的压力会急剧下落至零，与液控 换向阀Y3控制端连接的油路的压力降为零，即推开液控换向阀TO控制阀的压力降至零，则 液控换向阀Y3在弹簧的作用下将会复位，即液控换向阀TO处于第二工作位置，处于图1所 示的右位通路，此时，第二换向阀Y2仍处于第一工作位置，当第二换向阀Y2为二位三通电 磁阀的情况下，高压侧管路Al突然爆裂，第二换向阀Y2尚未来得及断电，即第二换向阀Y2 仍处于右位通路，则卷扬制动器C里面的液压油会经过第二换向阀Y2的右位以及液控换向 阀Y3的右位回流至油箱，卷扬制动器C关闭，则卷扬制动器C就会立即锁死卷扬，防止马达B反转。
实际上液控换向阀TO的设置对卷扬起到进一步的保护作用，即使在液控单向阀1 出现问题时，也会通过机械的方式锁死卷扬，即液控换向阀Y3与液控单向阀1均对马达B 起到保护的作用，因此，该防爆装置具有双层保护功能。
第二换向阀Y2处于第二工作位置时，第二换向阀Y2至油箱的通路上设有单向阀 2，即液压油仅能自第二换向阀Y2流至油箱。在回油路上设置的单向阀2可以作背压阀使 用，使回油产生背压。
还可以在第一换向阀Yl与马达B高压侧进油口的通路上设置阻尼口 3。阻尼口 3 能够起到隔压限流的作用，从而使马达B与液控单向阀1的通路以及马达B与第一换向阀 Yl的通路更加稳定。
除了上述闭式液压系统，本发明还提供一种起重机，包括起升卷扬、卷扬马达以及 驱动卷扬马达的闭式液压系统，闭式液压系统为上述任一项所述的闭式液压系统。由于上 述的闭式液压系统具有上述的技术效果，具有该闭式液压系统的起重机也应具有相应的技 术效果，其余具体的实施方式与上述实施例类似，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的一种起重机及其闭式系统进行了详细介绍。本文中应用了 具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本 发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权 利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种闭式液压系统，包括马达(B)、驱动所述马达(B)工作的液压泵(A)以及防爆装 置，其特征在于，所述防爆装置包括液控单向阀(1)，所述液控单向阀(1)设于所述液压泵(A)高压侧出 油口至所述马达(B)高压侧进油口的通路上；所述防爆装置还包括第一换向阀(Yl)，所述第一换向阀(Yl)设于所述液控单向阀(1) 的控制油口与所述马达(B)高压侧进油口的通路上，所述第一换向阀(Yl)处于第一工作位 置时，所述液控单向阀(1)的控制油口与油箱连通；所述第一换向阀(Yl)处于第二工作位 置时，所述控制油口与所述马达(B)高压侧进油口连通。
2.根据权利要求1所述的闭式液压系统，其特征在于，还包括卷扬制动器(C)，所述液 压泵(A)的补油油路与所述卷扬制动器(C)进油口的通路上设有第二换向阀(Y2)，所述第 二换向阀m处于第一工作位置时，所述卷扬制动器(C)的进油口与所述补油油路连通； 所述第二换向阀m处于第二工作位置时，所述卷扬制动器(C)的进油口与所述油箱连通。
3.根据权利要求2所述的闭式液压系统，其特征在于，所述第二换向阀(Y2)与所述补 油油路的通路上设有液控换向阀(Y3)，所述液控换向阀(Y； )的控制端与所述液压泵(A)的 出油口连通，所述液控换向阀(Y； )处于第一工作位置时，所述补油油路与所述第二换向阀 (Υ2)连通；所述液控换向阀(Υ;Β)处于第二工作位置时，所述第二换向阀m与所述油箱 连通。
4.根据权利要求3所述的闭式液压系统，其特征在于，所述第一换向阀(Yl)以及所述 第二换向阀(Y2)均为二位三通电磁阀。
5.根据权利要求4所述的闭式液压系统，其特征在于，所述液控换向阀(Y3)为二位三 通液控阀。
6.据权利要求5述的闭式液压系统，其特征在于，所述第二换向阀(Y2)至所述油箱的 通路上设有单向阀O)。
7.根据权利要求1至6任一项所述的闭式液压系统，其特征在于，所述第一换向阀 (Yl)与所述马达(B)高压侧进油口的通路上设有阻尼口(3)。
8.—种起重机，包括起升卷扬、卷扬马达以及驱动所述卷扬马达的闭式液压系统，其特 征在于，所述闭式液压系统为权利要求1至7任一项所述的闭式液压系统。
全文摘要
本发明公开了一种闭式液压系统，包括马达、驱动所述马达工作的液压泵以及防爆装置，所述防爆装置包括设于所述液压泵高压侧出油口至所述马达高压侧进油口的通路上的液控单向阀，还包括设于所述液控单向阀的控制油口与所述马达高压侧进油口的通路上的第一换向阀，所述第一换向阀处于第一工作位置时，所述液控单向阀的控制油口与油箱连通；处于第二工作位置时，所述控制油口与所述马达高压侧进油口连通。该液压系统中防爆装置采用液控单向阀和第一换向阀，即可在高压管路爆裂时锁住马达；且下落操作时，始终具有足够的压力打开液控单向阀，工作状态较为稳定。本发明还提供一种包括上述闭式液压系统的起重机。
文档编号B66D1/54GK102030267SQ20111000931
公开日2011年4月27日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者刘邦才, 胡小冬, 陈向东 申请人:徐州重型机械有限公司