用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系統的製作方法
2023-06-12 12:25:46
專利名稱：用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系統，當通過更 換作業裝置(例如懸臂、絞盤，等)來執行用於拉起或搬運重型油管的管道 鋪設作業時，該系統能夠防止行進器械的行進速度突然改變。
更具體而言，本發明涉及一種用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系 統，當執行同時驅動行進器械和諸如用於拉起油管的懸臂等作業裝置的組合 操作時，通過強制分配施加到作業裝置或行進器械的流率，該系統能夠防止 行進速度在行進過程中發生突然改變。
背景技術：
一般而言，在將重型油管、水管等鋪設在地面下的情況下，專用鋪管機 被用於將管道搬運到該管道待被鋪設在地面下的地點。在該情況下，鋪管機 能夠執行基本操作(例如，行進、擺動，等)，且作業裝置(例如，懸臂、 前臂、鏟鬥等)被更換為懸臂、絞盤等。
鋪管機可以移動到油管待被鋪設在地面下的地點，或者在使用彈性鋼索 拉起重型油管的情況下執行擺動操作。在鋪管機以高速行進或執行擺動操作 的情況下，或者在行進速度突然增大或減小的情況下，鋪管機可能會發生致 命問題。
一般而言，根據挖掘機的液壓迴路的基本結構，兩個液壓泵之一驅動左、右行進馬達；另一液壓泵驅動諸如懸臂、前臂等作業裝置。在執行行進才喿作 的狀態下驅動作業裝置的情況下，由於供應到相應行進馬達的液壓流體的不 平衡狀態，可能會導致設備發生傾斜。
因此，在行進過程中驅動作業裝置的情況下，直行閥用於防止傾凍牛。也 就是，在行進器械和作業裝置被同時操縱的情況下，通過使直行閥移4立，兩 個液壓泵之一完全負責供應到左行進馬達和右行進馬達的液壓流體，從而能 夠防止設備傾斜。
在作業裝置和行進器械中僅一個在直行閥處於移位模式下被驅動的情 況下(即組合作業模式被解除時)，供應到行進器械的液壓流體量根才居4卡業 裝置的操縱狀態而改變，從而導致行進速度突然改變(即行進速度增大或減 小)。
另一方面，在挖掘機的情況下，即使行進速度在行進過程中突然改變， 例如發生在鋪管機中的安全事故也可因由剛性構件組成的諸如懸臂、前臂等 作業裝置的結構特性而不會發生。
然而，如果在鋪管機拉動油管的情況下，行進速度在行進過程中突然改 變，則油管將在設備的行進方向上因慣性而晃動，並可導致嚴重的安全事故 發生。在該情況下，油管可能會與設備的鄰近該油管的部分碰撞，或者可能 會脫離鋼索而掉落。
發明內容
因此，本發明致力於解決出現在現有技術中的上述問題，同時完整4呆留 現有技術實現的優點。
本發明的各實施例涉及一種用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系 統，當執行同時驅動行進器械和諸如用於拉起油管的懸臂等作業裝置的《且合 操作時，通過強制分配施加到作業裝置或行進器械的流率，該系統能夠防止 行進速度在行進過程中發生突然改變，從而防止受拉物體因慣性而晃動。
本發明的各實施例涉及一種用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系
5統，該系統能夠在執行挖掘作業時通過增大行進速度來提高作業效率，且該 系統能夠防止因慣性而晃動的油管受損，並能夠防止行進速度在執行管道鋪 設作業時突然改變。
按照本發明的 一個方面，提供一種用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分
配系統，該系統包括可變排量的第一和第二液壓泵、以及先導泵，其均與 發動機相連；左行進馬達和懸臂液壓缸，其均與所述第一液壓泵相連；淨皮安 裝在所述第一液壓泵的中心旁通通路中的控制閥，被移位以控制供應到所述 左行進馬達和所述懸臂液壓缸的液壓流體的流向和流量；右行進馬達、擺動 馬達和絞盤馬達，其均與所述第二液壓泵相連；被安裝在所述第二液壓泵的 中心旁通通路中的控制閥，被移位以控制供應到所述右行進馬達、所述擺動 馬達和所述絞盤馬達的流向和流量；直行閥，其被安裝在所述第一液壓泵的 所述中心旁通通路的上遊側，並且當用於同時驅動所述懸臂液壓缸、所述擺 動馬達、所述絞盤馬達和所述左、右行進馬達的作業模式被選擇時，該直行 閥響應外部施加的信號壓力而移位，以分別將由所述第 一液壓泵供給的液壓 流體分配並供應到針對所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達和所述絞盤馬達的控 制閥，以及將由所述第二液壓泵供給的液壓流體分配並供應到針對所述左、 右行進馬達的控制閥；卸載閥，該卸載閥響應用於使所述直行閥移位的信號 壓力而打開，以防止所述第一和第二液壓泵的所述中心旁通通路中發生過 載；以及選擇閥，當所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達、所述絞盤馬達和所述 左、右行進馬達中的任意一個在所述直行閥處於移位模式下被驅動時，該選 擇閥解除相應卸載閥的卸載功能。
根據本發明一優選實施例的液壓流分配系統可進一步包括電^茲岡，當 用於同時驅動所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達、所述絞盤馬達和所述左、右 4亍進馬達的作業才莫式^皮選擇時，該電》茲閥響應外部輸入的電信號而移位，以 將來自所述先導泵的先導信號壓力分別施加到所述直行閥和所述選擇閥。
根據本發明一優選實施例的液壓流分配系統可進一步包括先導控制 閥，其將所述先導信號壓力輸出到所述控制閥，以驅動所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達和所述絞盤馬達；以及行進踏板，其將所述先導信號壓力輸出到 所述針對行進器械的控制閥，以驅動所述左、右行進馬達。
根據本發明一優選實施例的液壓流分配系統可進一步包括針對作業裝 置的梭動閥，該梭動閥根據所述先導控制閥的操縱，將所述懸臂液壓缸、所 述擺動馬達和所述絞盤馬達的操縱信號輸出到所述選擇閥；以及針對所述行 進器械的梭動閥，該梭動閥根據所述行進踏板的操縱，將所述行進器械的操 縱信號輸出到所述選擇閥。
在所述直行閥處於移位模式時，所述卸載閥可通過用於使所述直行閥移 位的先導信號壓力作用而打開，且所述第一和第二液壓泵的斜盤的傾角被改 變為所述傾角的最小狀態。
根據本發明一優選實施例的液壓流分配系統可進一步包括第一^^動 閥，其根據在施加到所述選擇閥的先導信號壓力與作用在所述第二液壓泵的
中心旁通通路的下遊側的壓力之間選擇的壓力，控制所述第二液壓泵的斜盤 的傾角；以及第二梭動閥，其根據在施加到所述選擇閥的先導信號壓力與作 用在所述第一液壓泵的中心旁通通路的下遊側的壓力之間選擇的壓力，控制 所述第一液壓泵的斜盤的傾角。
通過上述結構，根據本發明各實施例的用於挖掘和管道鋪設作業的液壓 流分配系統具有如下優點。
當執行同時驅動行進器械和作業裝置的組合操作時，通過防止行進速度 在行進過程中突然改變，能夠防止受拉物體因慣性而晃動，從而能夠提高操 作者在行進操縱中的便捷性。
此外，當執行挖掘作業時，作業效率能夠通過增大行進速度而提高，並 且當執行管道鋪設作業時，通過防止行進速度突然改變，能夠防止油管因慣 性而晃動導致的受損以及安全事故的發生。
根據以下結合附圖的詳細描述，本發明的上述和其他目的、特徵及優點將更為明顯。
圖1是根據本發明實施例的用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系 統的液壓回i 各圖。
圖2是應用根據本發明實施例的用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分 配系統的鋪管機的透視圖。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖描述本發明的優選實施例。說明書中限定的事項， 例如詳細的結構和元件，僅為提供用於幫助本領域普通技術人員全面理解本 發明的具體細節，因此本發明並不限於此。
如圖1和圖2所示，根據本發明一實施例的用於挖掘和管道鋪設作業的 液壓流分配系統包括可變排量的第一和第二液壓泵52、 53、以及先導泵 54，其均與發動機51相連；左行進馬達55和懸臂液壓缸56,其均與第一 液壓泵52相連；被安裝在第一液壓泵52的中心旁通通路77中的控制閥57 和58,被移位以控制供應到左行進馬達55和懸臂液壓缸56的液壓流體的 流向和流量；右行進馬達59、擺動馬達60和絞盤馬達61，其均與第二液壓 泵53相連；被安裝在第二液壓泵53的中心旁通通路62中的控制閥63、 64、 65,被移位以控制供應到右行進馬達59、擺動馬達60和絞盤馬達61的流 向和流量；直行閥66,其4皮安裝在第一液壓泵52的中心旁通通路77的上 遊側，並且當用於同時驅動懸臂液壓缸56、擺動馬達60、絞盤馬達61和左、 右行進馬達55、 59的作業模式被選擇時，該直行岡響應來自先導泵54的先 導信號壓力而移位，以分別將由第一液壓泵52供給的液壓流體分配並供應 到針對懸臂液壓缸的控制閥58和針對擺動馬達和絞盤馬達的控制閥64和 65，以及將由第二液壓泵53供給的液壓流體分配並供應到針對左、右行進 馬達的控制閥57和63;卸載閥68，其響應用於使直4亍閥66移位的信號壓 力而打開，以使與根據直行閥66的移位而出現在第一和第二液壓泵52和 53的閉合中心旁通通路77和62中的過載對應的液壓流體返回到液壓箱67;以及選擇閥69，當懸臂液壓缸56、擺動馬達60、絞盤馬達61和左、右行 進馬達55、 59中的任何一個在直行閥66處於移位模式下被驅動時，該選擇 閥解除相應卸載閥的卸載功能。
根據本發明一優選實施例的液壓流分配系統進一步包括電磁閥70, 當用於同時驅動懸臂液壓缸56、擺動馬達60、絞盤馬達61和左、右4亍進馬 達55、 59的作業才莫式4皮選擇時，該電石茲閥響應外部輸入的電4言號而移位， 以分別將來自先導泵54的先導信號壓力施加到直行岡66和選擇閥69。
根據本發明一優選實施例的液壓流分配系統進一步包括先導控制閥 (RCV) 71,其將先導信號壓力輸出到控制閥58、 64、 65，以驅動懸臂液 壓釭56、擺動馬達60和絞盤馬達61;以及行進踏—反72，其將先導^f言號壓 力輸出到針對行進器械的控制閥57和63，以驅動左、右行進馬達55、 59。
根據本發明一優選實施例的液壓流分配系統進一步包括4f"對作業裝置 的梭動閥73，該梭動閥73根據先導控制閥71的操縱，將懸臂液壓缸56、 擺動馬達60和絞盤馬達61的操縱信號輸出到選擇閥69;以及針對行進器 械的梭動閥74，該梭動閥74根據行進踏板72的操縱，將行進器械的操縱 信號輸出到選擇閥69。
在直行閥66處於移位模式下，卸載閥68通過用於使直行閥66移位的 先導信號壓力Pil和Pi2作用而打開，第一和第二液壓泵52和53的4鬥盤52a 和53a的傾角被改變為這些傾角的最小狀態。
根據本發明 一優選實施例的液壓流分配系統進一步包括第 一梭動閥 78,其根據在施加到選擇閥69的先導信號壓力Pi2與作用在第二液壓泵53 的中心旁通通i 各62下遊側的壓力之間選擇的壓力，控制第二液壓泵53的凍牛 盤53a的傾角；以及第二^^炎動閥79,其根據在施加到選擇閥69的先導信號 壓力Pil與作用在第一液壓泵52的中心旁通通路77下遊側的壓力之間選擇 的壓力，控制第一液壓泵52的斜盤52a的傾角。
如圖2所示，應用根據本發明實施例的用於挖掘和管道鋪設作業的液壓 流分配系統的鋪管機包括下驅動結構80;上框架83，其被安裝為在下驅
9動結構80上旋轉，並提供有安裝於該上框架上的駕駛室81和發動機室82; 懸臂85,其具有可旋轉地固定到上框架83上並通過驅動懸臂液壓缸84而 旋轉的下端部；吊鉤88,其通過支撐在固定到懸臂85上部的滑輪86上的 鋼索87而升/降；以及絞盤89,其根據絞盤馬達(未示出)的驅動方向通過 巻繞在該絞盤上的鋼索87使吊鉤88升/降。
下文中，將參照附圖詳細描述根據本發明 一 實施例的用於挖掘和管道鋪 設作業的液壓流分配系統的搡作。
如圖1和圖2所示，如果用於供應先導信號壓力的控制閥58和65通過 先導控制閥71的操縱而移位，則懸臂液壓缸56和絞盤馬達61將被驅動， 以拉起油管A，然後，如果用於供應先導信號壓力的控制閥57和63通過行 進踏板72的操縱而移位，則左行進馬達55和右行進馬達59將^t驅動，以 使油管A移動到該油管待被鋪設在地面下的地點。
具體而言，如果通過操縱作業模式選擇開關(未示出)而選擇管道鋪設 模式，則電信號將被供應到電磁閥70，且閥芯將沿如圖所示的向下方向移 位。因此，由先導泵54洩放並傳送通過電磁閥70的先導信號壓力被施加到 直行閥66，以使閥芯沿如圖所示的向右方向移位。
因此，由第 一液壓泵52排放的液壓流體的 一部分依次通過中心旁通通 路77、直行閥66和流動通路Ll供應到控制閥64和65，從而驅動擺動馬達 60和絞盤馬達61。同時，由第一液壓泵52供給的液壓流體的一部分通過中 心旁通通路77和流動通路L2供應到控制閥58，從而驅動懸臂液壓缸56。
相反，由第二液壓泵53排方丈的液壓流體的一部分通過中心旁通通3各62 供應到控制閥63,從而驅動右行進馬達59。同時，由第二液壓泵53供給的 液壓流體的一部分依次通過中心旁通通路62、流動通路L3和直行閥66供 應到控制閥57,,人而驅動左行進馬達55。
也就是，當在油管A被拉起的狀態下行進時，直行閥66通過根據作業 模式選擇開關的操縱施加的先導信號壓力而移位。因此，由第一液壓泵52 排放的液壓流體被分配並供應到懸臂液壓缸56、擺動馬達60和絞盤馬達61,由第二液壓泵53排放的液壓流體淨皮分配並供應到左、右行進馬達55、 59。
當在油管A被拉起之後行進時，由第一和第二液壓泵52和53排放的 液壓流體被獨立供應到左、右行進馬達55、 59、懸臂液壓缸56、擺動馬達 60和絞盤馬達61，以驅動它們。因此，在同時驅動懸臂液壓缸56、擺動馬 達60、絞盤馬達61以及左、右行進馬達55、 59的情況下，能夠防止由懸 臂液壓缸56、擺動馬達60、絞盤馬達61和左、右行進馬達55、 59之間的 負載壓差導致的行進速度的突然改變。
也就是，當在油管A被拉起之後行進時，能夠通過減少行進速度的突 然改變來防止油管A因慣性而晃動。
另一方面，由於根據直行閥66的移位而產生在笫一和第二液壓泵52和 53的閉合中心旁通通路62和77中的高壓，發生過載。在這種情況下，通 過由用於使直行閥66移位的先導信號壓力Pil和Pi2打開卸載閥68，與中 心旁通通^各62和77上的過載壓力對應的液壓流體^皮返回到液壓箱67,從 而防止過載發生。
在這種情況下，通過用於使直行閥66移位的先導信號壓力，第一和第 二液壓泵52和53的4鬥盤52a和53a的傾角^皮改變為這些傾角的最小狀態， 從而最小化排放流率。
另一方面，現在將描述在直行閥66被移位的狀態下行進器械或作業裝 置的獨立操縱。
在操縱先導控制閥71的情況下，選擇閥69的閥芯(在圖中被示出位於 右側)通過用於操縱作業裝置的先導信號壓力沿如圖所示的向左方向移位， 所述先導信號壓力傳送通過針對作業裝置的梭動閥73。
由於此，在由先導泵54洩放的用於使直行閥66移位的先導信號壓力中， 供應到卸載閥68的先導信號壓力Pil和Pi2浮皮中斷，乂人而相應卸載閥68的 卸載功能也祐:停止。
因此，操作壓力形成在第一液壓泵52的中心旁通通路77或第二液壓泵 53的中心旁通通路62中，以操作行進器械或作業裝置。在這種情況下，直ff閥66通過電；茲閥70施加的先導信號壓力作用而保 持在移位模式下，從而，當在油管A被拉起之後行進時，行進器械的行進 速度能夠保持恆定，而與作業裝置的操縱無關。
如上所述，根據本發明各實施例的用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分 配系統，當挖掘機在使用諸如懸臂等作業裝置拉起重型油管的狀態下行進 時，供應到作業裝置側的液壓流體對行進器械的供應被中斷。因此，能夠防 止行進速度發生突然改變，從而能夠防止受拉物體因慣性而晃動。
儘管出於例示目的描述了本發明的優選實施例，但本領域技術人員應該 理解的是，在不背離所附權利要求公開的本發明的範圍和精神的情況下，可 以進行各種修改、增加和替換。
權利要求
1、一種用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系統，包括可變排量的第一和第二液壓泵、以及先導泵，其均與發動機相連；左行進馬達和懸臂液壓缸，其均與所述第一液壓泵相連；被安裝在所述第一液壓泵的中心旁通通路中的控制閥，被移位以控制供應到所述左行進馬達和所述懸臂液壓缸的液壓流體的流向和流量；右行進馬達、擺動馬達和絞盤馬達，其均與所述第二液壓泵相連；被安裝在所述第二液壓泵的中心旁通通路中的控制閥，被移位以控制供應到所述右行進馬達、所述擺動馬達和所述絞盤馬達的液壓流體的流向和流量；直行閥，其被安裝在所述第一液壓泵的所述中心旁通通路的上遊側，並且當用於同時驅動所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達、所述絞盤馬達和所述左、右行進馬達的作業模式被選擇時，該直行閥響應外部施加的信號壓力而移位，以分別將由所述第一液壓泵供給的液壓流體分配並供應到針對所述懸臂液壓缸的所述控制閥和針對所述擺動馬達和所述絞盤馬達的所述控制閥，以及將由所述第二液壓泵供給的液壓流體分配並供給到針對所述左、右行進馬達的所述控制閥；卸載閥，其響應用於使所述直行閥移位的信號壓力而打開，以防止在所述第一和第二液壓泵的所述中心旁通通路中發生過載；以及選擇閥，當所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達、所述絞盤馬達和所述左、右行進馬達中的任意一個在所述直行閥處於移位模式下被驅動時，該選擇閥解除所述相應卸載閥的卸載功能。
2、 如權利要求1所述的液壓流分配系統，進一步包括電磁閥，當用 於同時驅動所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達、所述絞盤馬達和所述左、右行 進馬達的作業模式被選擇時，該電磁閥響應外部輸入的電信號而移位，以將 來自所述先導泵的先導信號壓力分別施加到所述直行閥和所述選擇閥。
3、 如權利要求2所述的液壓流分配系統，進一步包括 先導控制閥，其將所述先導信號壓力輸出到所述控制閥，以驅動所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達和所述絞盤馬達；和行進踏板，其將所述先導信號壓力輸出到針對行進器械的所述控制閥， 以驅動所述左、右行進馬達。
4、 如權利要求3所述的液壓流分配系統，進一步包括 針對作業裝置的梭動閥，該梭動閥根據所述先導控制閥的操縱，將所述懸臂液壓缸、所述擺動馬達和所述絞盤馬達的操縱信號輸出到所述選擇閥； 以及針對所述行進器械的梭動閥，該梭動閥根據行進踏板的操縱，將所述行 進器械的操縱信號輸出到所述選擇閥。
5、 如權利要求1或2所述的液壓流分配系統，其中，在所述直行閥處 於移位模式時，所述卸載閥通過用於使所述直行閥移位的先導信號壓力作用 而打開，且所述第一和第二液壓泵的斜盤的傾角被改變為該傾角的最小狀 態。
6、 如權利要求4所述的液壓流分配系統，進一步包括 第一梭動岡，其根據在施加到所述選擇閥的先導信號壓力與作用在所述第二液壓泵的所述中心旁通通路下遊側的壓力之間選擇的壓力，控制所迷第 二液壓泵的所述斜盤的傾角；以及第二梭動閥，其根據在施加到所述選擇閥的先導信號壓力與作用在所述 第 一液壓泵的所述中心旁通通路下遊側的壓力之間選擇的壓力，控制所述第 一液壓泵的所述4牛盤的傾角。
全文摘要
提供一種用於挖掘和管道鋪設作業的液壓流分配系統，當執行組合操作時，其能夠防止行進速度在行進過程中突然改變。該系統包括直行閥，當同時驅動懸臂液壓缸、擺動馬達、絞盤馬達和左、右行進馬達的作業模式被選擇時，其響應外部信號壓力而移位，以分配和供應第一液壓泵的液壓流體來控制針對懸臂液壓缸、擺動馬達和絞盤馬達的控制閥，並分配和供應第二液壓泵的液壓流體來控制針對左、右行進馬達的控制閥；卸載閥，其響應使直行閥移位的信號壓力而打開以防止在第一和第二液壓泵的中心旁通通路中過載；及選擇閥，當懸臂液壓缸、擺動馬達、絞盤馬達和左、右行進馬達中任意一個在直行閥處於移位模式下被驅動時，其解除卸載閥的卸載。
文檔編號F15B15/18GK101644288SQ20091016538
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月7日 優先權日2008年8月8日
發明者崔漢鈺, 李京燮 申請人:沃爾沃建造設備控股(瑞典)有限公司