工程機械及其泵送機構、泵送液壓補油系統的製作方法
2023-07-22 10:36:41
專利名稱：工程機械及其泵送機構、泵送液壓補油系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械技術領域，特別涉及一種泵送液壓補油系統。本發明還涉及一種包括所述泵送液壓補油系統的泵送機構和工程機械。
背景技術：
混凝土泵送機構中，具有兩油缸和兩混凝土缸,一油缸和一混凝土缸共用一活塞杆，兩油缸內活塞作行程相反的運動，從而帶動兩混凝土缸內的砼活塞作行程相反的運動，則兩混凝土缸完成混凝土交替吸進和泵出的動作。當然，該種結構形式也可以用於泵送其他介質。為實現兩油缸作行程相反運動，兩油缸的兩無杆腔相連通或兩有杆腔相連通，SP液壓油的流動路徑為自一油缸有杆腔進、另一油缸有杆腔出，兩無杆腔形成連通腔；或自一油缸無杆腔進、另一油缸無杆腔出，兩有杆腔形成連通腔。在壓力油壓強一定的情況下，自·有杆腔進油時，由於活塞杆的存在，活塞受力面積較小(相對於無杆腔)，則所受壓力較小，此時液壓系統的工作模式為低壓模式；相對地，自無杆腔進油時，液壓系統的工作模式為高壓模式。由於液壓系統在工作中存在液壓油洩漏，油缸的行程會因連通腔中的液壓油洩漏而不一致，因此需要進行補油。請參見圖I和圖2，圖I為現有技術中低壓模式補油方案的液壓示意圖；圖2為現有技術中高壓模式補油方案的液壓示意圖。如圖I中，以圖I方位為視角，當連通腔內的液壓油產生洩漏後，第一油缸11的第一活塞111運行至無杆腔下端終點位置(下止點位置)時，第二油缸12的第二活塞121因液壓油的洩漏而無法運行至有杆腔的上端終點位置(上止點位置)。為了解決兩油缸因洩漏而導致的行程不一致問題，現有技術中採用了補油方案。如圖I和圖2所示，在兩油缸的下端的側面分別設置有補油口 al、b2，上端的側面分別設置補油口 bl、a2。油缸的上端和下端補油口處均設有補油油路，補油油路由單向閥和節流孔組成。結合圖I和圖2，第一油缸11下端以及第二油缸12下端均設有單向閥131、第一節流孔151 ;第一油缸11上端以及第二油缸12上端的補油口處均設有單向閥132、第二節流孔152 (為便於理解，圖I和圖2採取省略方式，圖I和圖2合併於一體為現有技術的方案，即任一油缸的上下端均設有補油口和相應的補油油路)。結合圖I和圖2，低壓模式液壓油自第一油缸11的有杆腔進，第二油缸12的有杆腔出，當無杆連通腔內的液壓油過少時，第一油缸11的第一活塞111運行至下端兩補油口 al之間，第一油缸11的有杆腔的壓力油有一部分流經單向閥131、第一節流孔151進入其無杆腔，再自其無杆腔流入第二油缸12無杆腔，達到為連通腔補油的目的；當無杆連通腔內液壓油過多時，連通腔內多餘的液壓油又可以通過第二油缸12上端的單向閥132、第二節流孔152，進入第二油缸12的有杆腔，再回流至油箱，實現換油。第二油缸12的補油方式和第一油缸11的補油方式一致。高壓模式與低壓模式的原理相同，不再贅述。上述補油方式需要在油缸的缸筒上開設補油口，可以參見圖3，圖3為現有技術中油缸的結構示意圖，第一油缸11缸筒的一端在活塞行程處設有補油口 al，另一端在活塞行程處設有補油口 bl。這樣，當活塞通過補油口時，有可能被刮傷，導致活塞使用壽命降低，影響油缸的性能；而且補油口的開設也降低了油缸的強度。有鑑於此，如何改進泵送機構中液壓補油系統，在滿足補油功能的前提下，不影響油缸活塞的使用壽命，是本領域技術人員需要解決的技術問題。
發明內容
本發明的目的為提供一種泵送液壓補油系統，該泵送液壓補油系統中的補油口設於油缸的非活塞行程處，有效實現補油的同時，避免活塞與補油口之間的摩擦，可以提高活塞的使用壽命，且能夠提高油缸的強度。本發明的另一目的為提供一種泵送機構和工程機械。為達到本發明的第一目的，本發明提供一種泵送液壓補油系統，具有兩個能夠在有杆腔連通模式下工作的油缸，兩所述油缸均具有活塞的兩止點位置；還具有至少一個·所述油缸上與有杆腔對應的非活塞行程處設有有杆腔補油口 ；補油換向閥，所述有杆腔補油口通過所述補油換向閥與進油路和回油路實現通斷；所述進油路和所述回油路上均設有節流結構；控制器和與其連接的止點位置檢測元件，所述止點位置檢測元件至少檢測一個油缸的活塞到達一止點位置的信號；所述控制器設定補油時間，並根據止點位置檢測元件的檢測信號，控制所述補油換向閥在至少一活塞運行至止點位置後切換位置，以使所述有杆腔補油口連通進油路和回油路，在補油時間後切換位置以使所述有杆腔補油口與進油路和回油路斷開。優選地，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述泵送液壓補油系統中的壓力，所述控制器根據所述壓力傳感器檢測的壓力信號，設定所述補油時間。優選地，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測所述泵送液壓補油系統中的溫度，所述控制器根據所述溫度傳感器檢測的溫度信號，設定所述補油時間。優選地，每一所述油缸上均設置一個所述止點位置檢測元件，並且一所述油缸的止點位置檢測元件檢測該油缸的活塞到達上止點位置的信號，則另一所述油缸的止點位置檢測元件檢測該油缸的活塞到達下止點位置的信號；或者，每一油缸上均設置有兩個所述止點位置檢測元件，且每一油缸上的兩個所述止點位置檢測元件分別檢測該油缸的活塞到達上止點位置、下止點位置的信號。優選地，兩所述油缸上均設有所述有杆腔補油口，兩所述有杆腔補油口通過所述補油換向閥分別與進油路和回油路連通或斷開。優選地，所述補油換向閥為三位四通換向閥。優選地，所述補油換向閥的四個油口處均設有節流結構。為達到本發明的上述目的，本發明還提供一種泵送液壓補油系統，具有兩個能夠在無杆腔連通模式下工作的油缸，兩所述油缸均具有活塞的兩止點位置；還具有至少一個所述油缸上與無杆腔對應的非活塞行程處設有無杆腔補油口 ；補油換向閥，所述無杆腔補油口通過所述補油換向閥與進油路和回油路實現通斷；所述進油路和所述回油路上均設有節流結構；控制器和與其連接的止點位置檢測元件，所述止點位置檢測元件至少檢測一個油缸的活塞到達一止點位置的信號；所述控制器設定補油時間，並根據止點位置檢測元件的檢測信號，控制對應的所述補油換向閥在至少一活塞運行至止點位置後切換位置，以使所述無杆腔補油口連通進油路和回油路，在補油時間後切換位置以使所述無杆腔補油口與進油路和回油路斷開。優選地，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述泵送液壓補油系統中的壓力，所述控制器根據所述壓力傳感器檢測的壓力信號，設定所述補油時間。優選地，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測所述泵送液壓補油系統中的溫度，所述控制器根據所述溫度傳感器檢測的溫度信號，設定所述補油時間。優選地，每一所述油缸上均設置一個所述止點位置檢測元件，並且一所述油缸的止點位置檢測元件檢測該油缸的活塞到達上止點位置的信號，則另一所述油缸的止點位置檢測元件檢測該油缸的活塞到達下止點位置的信號；或者，每一油缸上均設置有兩個所述止點位置檢測元件，且每一油缸上的兩個所述止點位置檢測元件分別檢測該油缸的活塞到達上止點位置、下止點位置的信號。優選地，兩所述油缸上均設有所述無杆腔補油口，兩所述無杆腔補油口通過所述·補油換向閥分別與進油路和回油路連通或斷開。優選地，所述補油換向閥為三位四通換向閥。優選地，所述補油換向閥的四個油口處均設有節流結構。本發明提供的上述兩種泵送液壓補油系統，通過均設有節流結構的進油路、回油路建立的液壓半橋調節連通腔的壓力，以實現正常換向的同時進行連通腔油液的交換，並自動補償連通腔油量變化所導致的兩油缸行程不一致的問題，即完成連通腔液壓油的補油、洩油以及換油過程。在此基礎之上，該發明將補油口設於油缸上的非活塞行程處，則活塞在運行過程中，不會與補油口產生刮擦，活塞的運行更為順暢，相較於現有技術，磨損得以有效降低，使用壽命得以延長。此外，本發明在補油過程中，只需要檢測任意一個油缸的活塞到達一止點位置的信號，控制較為簡單。為達到本發明的另一目的，本發明還提供一種泵送機構和工程機械，泵送機構具有泵送液壓系統和由所述泵送液壓系統驅動的泵送缸，所述泵送液壓系統中設有如上述任一方案所述的泵送液壓補油系統，所述工程機械具有該泵送機構。由於上述泵送液壓補油系統具有上述技術效果，具有該泵送液壓補油系統的泵送機構和工程機械也具有相同的技術效果。
圖I為現有技術中低壓模式補油方案的液壓示意圖；圖2為現有技術中高壓模式補油方案的液壓示意圖；圖3為現有技術中油缸的結構示意圖；圖4為本發明所提供一種無杆腔連通模式下的泵送液壓補油系統的結構示意圖；圖5為本發明所提供另一種無杆腔連通模式下的泵送液壓補油系統的結構示意圖；圖6為本發明所提供一種有杆腔連通模式下的泵送液壓補油系統的結構示意圖。圖7為液壓半橋原理圖；圖8為本發明所述提供又一種無杆腔連通模式下的泵送液壓補油系統；
圖9為本發明所述提供再一種無杆腔連通模式下的泵送液壓補油系統。
具體實施例方式本發明的核心為提供一種泵送液壓補油系統，該泵送液壓補油系統中的補油口設於油缸的非活塞行程處，有效實現補油的同時，避免活塞與補油口的摩擦，可以提高活塞的使用壽命，且能夠提高油缸的強度。本發明的另一核心為提供一種泵送機構。為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖4至圖6，圖4為本發明所提供一種無杆腔連通模式泵送液壓補油系統的結構示意圖；圖5為本發明所提供另一種無杆腔連通模式泵送液壓補油系統的結構示意圖；圖6為本發明所提供一種有杆腔連通模式泵送液壓補油系統的結構示意圖。需要說明的是，圖4和圖6將液壓系統拆分表述無杆腔連通模式和有杆腔連通模式，主要為便於直觀地理解，二者結合為既適用於無杆腔連通模式工作，也適用於有杆腔連通模式工作的泵送液壓補油系統。
·
與現有技術相同，該具體實施方式
中的泵送液壓補油系統，具有兩油缸，即圖4中所示的第一油缸21和第二油缸22，分別具有第一活塞211和第二活塞221，且兩油缸均具有活塞的兩止點位置，即活塞運行至油缸兩端的終點位置，兩止點位置之間的距離決定了活塞的行程，為便於描述，以圖4的方位為視角進行說明，第一油缸21和第二油缸22均具有上止點位置和下止點位置。圖4顯示的為無杆腔連通模式，有杆腔進油、回油，兩油缸的無杆腔連通形成連通腔；圖6顯示的為有杆腔連通模式，無杆腔進油、回油，兩有杆腔連通形成連通腔。本實施例中，無杆腔連通模式下的液壓補油系統具有兩個補油口，分別為第一無杆腔補油口 213、第二無杆腔補油口 223，有杆腔連通模式下的液壓補油系統也具有兩個補油口，分別為第一有杆腔補油口 214和第二有杆腔補油口 224(圖4中僅示出第一無杆腔補油口 213和第二無杆腔補油口 223，對應兩油缸在無杆腔連通模式下的連通腔，即無杆腔補油口 ；圖6示出了第一有杆腔補油口 214和第二有杆腔補油口 224，對應兩油缸在有杆腔連通模式下的連通腔，即有杆腔補油口)。液壓系統處於無杆腔連通模式時(有杆腔進油或回油)，第一無杆腔補油口 213和第二無杆腔補油口 223工作，液壓系統處於有杆腔連通模式時(無杆腔進油或回油)，第一有杆腔補油口 214和第二有杆腔補油口 224工作；第一無杆腔補油口 213和第一有杆腔補油口 214分別設於第一油缸21上與無杆腔、有杆腔對應的非活塞行程處，第二無杆腔補油口 223和第二有杆腔補油口 224分別設於第二油缸22上與無杆腔、有杆腔對應的非活塞行程處。此處所述的非活塞行程處，指的是油缸上不與活塞周面接觸的位置，比如，上止點位置與上端蓋之間的缸筒部分、下止點位置與下端蓋之間的缸筒部分，或油缸的端蓋部分。由上述內容可知，第一無杆腔補油口 213、第二無杆腔補油口 223分別為第一油缸21和第二油缸22的無杆腔補油口，第一有杆腔補油口 214和第二有杆腔補油口 224分別為第一油缸21和第二油缸22的有杆腔補油口，該實施方式中各油缸的有杆腔補油口和無杆腔補油口均為一個，實際上，也可以多於一個，當然，根據實際需要，按照該實施方式設置已經可以滿足要求。如圖4和圖5所示，無杆腔連通模式下，第一油缸21和第二油缸22的有杆腔通過第一主換向閥231連通油泵和油箱。該泵送液壓補油系統中設置了第一補油換向閥241、第一無杆腔補油口 213和第二無杆腔補油口 223，第一無杆腔補油口 213和第二無杆腔補油口223通過第一補油換向閥241連通或斷開進油路或回油路。如圖6所示，有杆腔連通模式下，第一油缸21和第二油缸22的有杆腔通過第二主換向閥232連通油泵和油箱。該泵送液壓補油系統設置第二補油換向閥242，第一有杆腔補油口 214、第二有杆腔補油口 224和第二補油換向閥242的連接方式，與第一無杆腔補油口 213、第二無杆腔補油口 223、第一補油換向閥241的連接方式相同。第一補油換向閥241與進油路、回油路的通路上均設有節流結構，節流結構可為節流孔，如圖4中所示的第一節流孔Φ ρ 和第二節流孔C>Dtl。請結合圖7理解，圖7為液壓半橋原理圖。節流孔Φ ρ和節流孔ODt分別位於進油路和回油路上，Pr表示進油路和回油路之間的連通處的壓力，Px為進油路壓力，節流孔的設置使該結構形成了液壓半橋，使得Pr滿足下述公式
權利要求
1.一種泵送液壓補油系統，具有兩個能夠在有杆腔連通模式下工作的油缸，兩所述油缸均具有活塞的兩止點位置；其特徵在於，還具有 至少一個所述油缸上與有杆腔對應的非活塞行程處設有有杆腔補油口； 補油換向閥，所述有杆腔補油口通過所述補油換向閥與進油路和回油路實現通斷；所述進油路和所述回油路上均設有節流結構； 控制器和與其連接的止點位置檢測元件，所述止點位置檢測元件至少檢測一個油缸的活塞到達一止點位置的信號；所述控制器設定補油時間，並根據止點位置檢測元件的檢測信號，控制所述補油換向閥在至少一活塞運行至止點位置後切換位置，以使所述有杆腔補油口連通進油路和回油路，在補油時間後切換位置以使所述有杆腔補油口與進油路和回油路斷開。
2.根據權利要求I所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，還包括壓力傳感器，所述壓 力傳感器檢測所述泵送液壓補油系統中的壓力，所述控制器根據所述壓力傳感器檢測的壓力信號，設定所述補油時間。
3.根據權利要求I所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測所述泵送液壓補油系統中的溫度，所述控制器根據所述溫度傳感器檢測的溫度信號，設定所述補油時間。
4.根據權利要求I所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，每一所述油缸上均設置一個所述止點位置檢測元件，並且一所述油缸的止點位置檢測元件檢測該油缸的活塞到達上止點位置的信號，則另一所述油缸的止點位置檢測元件檢測該油缸的活塞到達下止點位置的信號；或者，每一油缸上均設置有兩個所述止點位置檢測元件，且每一油缸上的兩個所述止點位置檢測元件分別檢測該油缸的活塞到達上止點位置、下止點位置的信號。
5.根據權利要求I至4中任一所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，兩所述油缸上均設有所述有杆腔補油口，兩所述有杆腔補油口通過所述補油換向閥分別與進油路和回油路連通或斷開。
6.根據權利要求5所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，所述補油換向閥為三位四通換向閥。
7.根據權利要求6所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，所述補油換向閥的四個油口處均設有節流結構。
8.—種泵送液壓補油系統，具有兩個能夠在無杆腔連通模式下工作的油缸，兩所述油缸均具有活塞的兩止點位置；其特徵在於，還具有 至少一個所述油缸上與無杆腔對應的非活塞行程處設有無杆腔補油口 ； 補油換向閥，所述無杆腔補油口通過所述補油換向閥與進油路和回油路實現通斷；所述進油路和所述回油路上均設有節流結構； 控制器和與其連接的止點位置檢測元件，所述止點位置檢測元件至少檢測一個油缸的活塞到達一止點位置的信號；所述控制器設定補油時間，並根據止點位置檢測元件的檢測信號，控制對應的所述補油換向閥在至少一活塞運行至止點位置後切換位置，以使所述無杆腔補油口連通進油路和回油路，在補油時間後切換位置以使所述無杆腔補油口與進油路和回油路斷開。
9.根據權利要求8所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述泵送液壓補油系統中的壓力，所述控制器根據所述壓力傳感器檢測的壓力信號，設定所述補油時間。
10.根據權利要求8所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測所述泵送液壓補油系統中的溫度，所述控制器根據所述溫度傳感器檢測的溫度信號，設定所述補油時間。
11.根據權利要求8所述的泵送液壓補油系 統，其特徵在於，每一所述油缸上均設置一個所述止點位置檢測元件，並且一所述油缸的止點位置檢測元件檢測該油缸的活塞到達上止點位置的信號，則另一所述油缸的止點位置檢測元件檢測該油缸的活塞到達下止點位置的信號；或者，每一油缸上均設置有兩個所述止點位置檢測元件，且每一油缸上的兩個所述止點位置檢測元件分別檢測該油缸的活塞到達上止點位置、下止點位置的信號。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，兩所述油缸上均設有所述無杆腔補油口，兩所述無杆腔補油口通過所述補油換向閥分別與進油路和回油路連通或斷開。
13.根據權利要求12所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，所述補油換向閥為三位四通換向閥。
14.根據權利要求13所述的泵送液壓補油系統，其特徵在於，所述補油換向閥的四個油口處均設有節流結構。
15.一種泵送機構，具有泵送液壓系統和由所述泵送液壓系統驅動的泵送缸，其特徵在於，所述泵送液壓系統中設有如權利要求I至14中任一項所述的泵送液壓補油系統。
16.一種工程機械，其特徵在於，具有如權利要求15所述的泵送機構。
全文摘要
本發明公開了一種泵送液壓補油系統，具有有杆腔補油口，設於油缸上的非活塞行程處；補油換向閥，補油口均通過補油換向閥與進油路或回油路實現通斷；補油換向閥與進油路、回油路的通路上均設有節流結構；控制器和與其連接的止點位置檢測元件，控制器設定補油時間，根據止點位置檢測信息，控制補油換向閥在至少一活塞運行至止點位置後切換至連通位置，在補油時間後切換至斷開位置。該泵送液壓補油系統，通過設置節流結構建立液壓半橋調節連通腔的壓力，完成連通腔液壓油的補油、洩油以及換油；且補油口設於非活塞行程處，則活塞在運行過程中，不會與補油口產生刮擦，磨損得以有效降低，使用壽命得以延長。本發明還公開一種工程機械及泵送機構。
文檔編號F15B15/28GK102734263SQ20121024391
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年2月17日
發明者劉永東, 易小剛, 賀電 申請人:三一重工股份有限公司