集成閥組、液壓驅動系統及混凝土泵的製作方法

2024-02-05 18:22:15

本發明涉及液壓領域，特別涉及一種集成閥組、液壓驅動系統及混凝土泵。

背景技術：

液壓驅動系統作為工程機械中最重要的工作系統，是工程機械的「心臟」，其功能用途可通過集成閥組實現。現有技術中的集成閥組，僅能控制執行機構的運動狀態，對其靜止狀態不具備保持功能。以控制混凝土泵車的臂架俯仰動作為例，當臂架在集成閥組的控制下，處於某一俯仰角度時，可能由於液壓油洩漏，導致臂架在自身重力的作用下下落，造成誤操作，損壞臂架或其懸吊的載物，甚至造成安全事故。又如，驅動混凝土泵送設備輸送缸的主油缸，在混凝土泵送設備處於待機或停機狀態，輸送管中的混凝土可能反向作用於輸送缸的砼活塞，從而帶動主油缸動作，影響主油缸的換向。

因此，如何提供一種集成閥組，在執行機構靜止時保持其靜止狀態，避免其誤操作是目前亟待解決的一個技術問題。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提出一種集成閥組，包括閥板和設置在所述閥板上的主進油口、先導進油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口、第一主控制閥、副控制閥、第一保持閥、第二保持閥及四個單向閥；

所述第一主控制閥的P口、T口，分別與所述主進油口、所述回油口連通；所述第一主控制閥的A口、B口，分別與所述第一保持閥、所述第二保持閥的A口連通；所述第一保持閥、所述第二保持閥的B口分別與所述第一工作油口、所述第二工作油口連通；

所述四個單向閥的入口，分別與所述主進油口、所述先導進油口、所述第一工作油口和所述第二工作油口連通；所述四個單向閥的出口連通後，與所述副控制閥的P口連通；所述副控制閥的A口，與所述第一保持閥、所述第二保持閥的控制口連通；所述副控制閥的T口，與所述回油口連通。

進一步地，所述集成閥組，還包括第二主控制閥、第三工作油口和第四工作油口；

所述第二主控制閥的P口、T口、A口、B口，分別與所述主進油口、所述回油口、所述第三工作油口和所述第四工作油口連通。

進一步地，所述集成閥組，還包括第三保持閥；所述第三保持閥的A口、B口和控制口，分別與所述第三工作油口、所述第四工作油口和所述副控制閥的A口連通。

進一步地，所述第一主控制閥為三位四通液控閥；所述集成閥組還包括：第一左位換向閥、第一右位換向閥；所述第一左位換向閥和所述第一右位換向閥的P口，均與所述先導進油口連通；所述第一左位換向閥和所述第一右位換向閥的A口，分別與所述第一主控制閥的左液控口、右液控口連通；所述第一左位換向閥和所述第一右位換向閥的T口，與所述回油口連通；

或/和，所述第二主控制閥為三位四通液控閥；所述集成閥組還包括：第二左位換向閥、第二右位換向閥；所述第二左位換向閥和所述第二右位換向閥的P口，均與所述先導進油口連通；所述第二左位換向閥和所述第二右位換向閥的A口，分別與所述第二主控制閥的左液控口、右液控口連通；所述第二左位換向閥和所述第二右位換向閥的T口，與所述回油口連通；

或，所述第一主控制閥或/和所述第二主控制閥為三位四通電控閥。

進一步地，所述集成閥組，還包括溢流閥；所述溢流閥的入口、出口，分別與所述主進油口、所述回油口連通。

進一步地，所述集成閥組，還包括啟動控制閥和第四保持閥；

所述啟動控制閥的P口、A口、T口分別與所述四個單向閥的出口、所述第四保持閥的控制口、所述回油口連通；

所述第四保持閥的A口、B口，分別與所述主進油口、所述回油口連通。

進一步地，所述第一保持閥、所述第二保持閥為二通插裝閥。

進一步地，所述第一主控制閥、所述第二主控制閥，上下並排的設置在所述閥板上；所述副控制閥，設置在所述閥板的四角的任意位置；所述第一保持閥、所述第二保持閥，設置在所述閥板的上方；所述單向閥，設置在所述閥板的中部。

進一步地，本發明還提供一種液壓驅動系統，包括油箱、油泵、第一油缸、第二油缸和上述任意的集成閥組；

所述集成閥組包括所述第一工作油口和所述第二工作油口時，所述第一工作油口、所述第二工作油口分別與所述第一油缸、所述第二油缸的第一腔連通，所述第一油缸的第二腔與所述第二油缸的第二腔連通；

所述集成閥組包括所述第一工作油口、所述第二工作油口、所述第三工作油口和所述第四工作油口時，所述第一工作油口、所述第二工作油口分別與所述第一油缸、所述第二油缸的第一腔連通；所述第三工作油口、所述第四工作油口分別與所述第一油缸、所述第二油缸的第二腔連通；在第一工位下，所述第一油缸的第一腔與所述第二油缸的第一腔連通，在第二工位下，所述第一油缸的第一腔與所述第二油缸的第一腔斷開。

另外，本發明還提供了一種混凝土泵，包括水箱、料鬥及兩個輸送缸，所述水箱、料鬥分別設置於所述兩個輸送缸的兩端，還包括如上所述的液壓驅動系統，所述液壓驅動系統的第一油缸、第二油缸的活塞杆穿過所述水箱並分別與所述兩個輸送缸的砼活塞相連。

本發明提供的集成閥組、液壓驅動系統及混凝土泵在工作中，一方面，能通過第一主控制閥的工位切換，控制第一工作油口、第二工作油口所連通的執行機構相應動作；另一方面，能通過副控制閥的工位切換和四個單向閥組成的兩個梭閥，選擇主進油口、先導進油口、第一工作油口和第二工作油口的最大油壓，流入第一保持閥和第二保持閥的控制口，以鎖死第一保持閥和第二保持閥的A口和B口，使其液壓油壓差穩定，防止停機後因液壓油洩漏，導致執行機構在外部負載的作用下誤操作。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明集成閥組的一個實施例的結構示意圖；

圖2為本發明集成閥組的另一個實施例的結構示意圖；

圖3-8為本發明集成閥組的一個實施例的主、右、左、仰、俯、後視圖；

圖9為本發明集成閥組的一個實施例的油路流向圖；

圖10為本發明液壓驅動系統的一個實施例的供油裝置的結構示意圖；

圖11為本發明液壓驅動系統的一個實施例與執行機構的連通關係的示意圖；

圖12為本發明液壓驅動系統的另一個實施例與執行機構的連通關係的示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。另外，本說明書中閥的P口為進油口；A口、B口為進出油口(即工作油口)，在閥的一種狀態下可能進油，另一種狀態下可能出油，對同時具備A口、B口的閥，A口、B口可以互換；T口為回油口。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

如圖1所示，顯示了本發明提供的一種集成閥組，包括閥板100和設置在閥板100上的主進油口P1、先導進油口P2、回油口(如圖1所示的主回油口T1、先導回油口T2)、第一工作油口A1、第二工作油口B1、第一主控制閥111、副控制閥121、第一保持閥131、第二保持閥132及四個單向閥140。具體的，第一主控制閥111的P口、T口，分別與主進油口P1、主回油口T1連通。第一主控制閥111的A口、B口，分別與第一保持閥131、第二保持閥132的A口連通。第一保持閥131、第二保持閥132的B口，分別與第一工作油口A1、第二工作油口B1連通。四個單向閥140的入口，分別與主進油口P1、先導進油口P2、第一工作油口A1和第二工作油口B1連通。四個單向閥140的出口連通後，與副控制閥121的P口連通。副控制閥121的A口，與第一保持閥131、第二保持閥132的控制口X連通。副控制閥121的T口，與先導回油口T2連通。

在該實施例中，給出了集成閥組的一個具體實施例。工作中，一方面，第一主控制閥111的工位切換，可控制第一工作油口A1、第二工作油口B1所連通的執行機構相應動作；另一方面，副控制閥121的工位切換，可通過四個單向閥140組成的兩個梭閥，選擇主進油口P1、先導進油口P2、第一工作油口A1和第二工作油口B1的最大油壓，流入第一保持閥131和第二保持閥132的控制口，以鎖死第一保持閥131和第二保持閥132的A口和B口，使其液壓油壓差穩定，防止停機後因液壓油洩漏，導致執行機構在外部負載的作用下誤操作。

優選的，以第一工作油口A1、第二工作油口B1，外接調節臂架俯仰的液壓油缸為例，第一主控制閥111，即可通過工位切換，控制液壓油由A1口流向B1口，或由B1口流向A1口，以控制臂架俯或仰；並通過控制副控制閥121的A口進油或A口回油，以控制第一保持閥131、第二保持閥132是否鎖死，避免液壓油回流，使臂架停留在某一俯仰角度，避免其在重力的作用下掉落。

更為優選的，第一主控制閥111，可選但不僅限於三位四通閥。更為優選的，第一主控制閥111，可選但不僅限於三位四通電控閥或三位四通液控閥。更為具體的，第一主控制閥111，選用三位四通電控閥時，即可通過控制其兩端不得電、左端得電或右端得電，以切換其處於中位、左位或右位工作，進而控制液壓油不流通、或由A1口流向B1口、或由B1口流向A1口，進而控制臂架不動作、上揚動作或下俯動作。更為具體的，如圖1所示，第一主控制閥111，選用三位四通液控閥時，即可通過兩個換向閥，如第一左位換向閥122、第一右位換向閥123切換其工位。更為具體的，第一左位換向閥122和第一右位換向閥123的P口，均與先導進油口P2連通；第一左位換向閥122和第一右位換向閥123的T口，與主回油口T1或先導回油口T2的任意一個連通；第一左位換向閥122和第一右位換向閥123的A口，分別與第一主控制閥111的左、右液控口連通。通過控制第一左位換向閥122和第一右位換向閥123，以控制第一主控制閥111的液壓油流向和工位，以進一步控制通過第一工作油口A1、第二工作油口B1與其連通的執行機構。更為優選的，第一左位換向閥122和第一右位換向閥123，可選但不僅限於選用二位三通電控閥，通過控制二者均不得電或均得電、或僅第一左位換向閥122得電、或第一右位換向閥123得電，以控制第一主控制閥111的液壓油不流動、或由左端流入右端、或由右端流入左端，進而控制第一主控制閥111的工作位在中位、或左位、或右位之間切換，進而控制通過第一工作油口A1、第二工作油口B1與其連通的執行機構。

更為優選的，副控制閥121，可選但不僅限於，為二位三通電控閥或二位四通電磁閥，通過控制其得失電狀態，以控制四個單向閥140選擇的最大液壓油，是否流入第一保持閥131和第二保持閥132的控制口X，以控制其是否鎖死。

更為優選的，如圖2所示，集成閥組，還包括第二主控制閥112、第三工作油口A2和第四工作油口B2。其中，第二主控制閥112的P口、T口、A口、B口，分別與主進油口P1、主回油口T1、第三工作油口A2和第四工作油口B2連通。

在該實施例中，集成閥組增設了第二主控制閥112，可通過第三工作油口A2、第四工作油口B2增設執行機構，以擴大該集成閥組的功能。優選的，與第一主控制閥111類似的，第二主控制閥112，可選但不僅限於三位四通閥。更為優選的，第二主控制閥112，可選但不僅限於三位四通電控閥或三位四通液控閥。在選用三位四通電控閥時，也可通過其得失電狀態，切換工位；在選用三位四通液控閥時，也可通過增設第二左位換向閥124、第二右位換向閥125以切換其工位。類似的，第二左位換向閥124和第二右位換向閥125的P口，均與先導進油口P2連通；第二左位換向閥124和第二右位換向閥125的T口，與主回油口T1或先導回油口T2的任意一個連通；第二左位換向閥124和第二右位換向閥125的A口，分別與第二主控制閥112的左、右液控口連通。其工作原理和控制方式，與第一主控制閥111類似，在此不再贅述。

更為優選的，如圖2所示，集成閥組，還包括第三保持閥133。其中，第三保持閥133的A口、B口和控制口，分別與第三工作油口A2、第四工作油口B2和副控制閥121的A口連通。

在該實施例中，增設了第三保持閥133，其與第一保持閥131、第二保持閥132類似的，與副控制閥121連通，能通過副控制閥121，控制其是否鎖死，避免第三工作油口A2、第四工作油口B2的液壓油洩漏，使其液壓油壓差穩定，防止停機後因液壓油洩漏，導致與其連通的執行機構在外部負載的作用下誤操作。

更為優選的，集成閥組，還包括溢流閥150和溢流回油口T3。其中，溢流閥150的入口、出口，分別與主進油口P1、溢流回油口T3連通。

在該實施例中，增設了溢流閥150，在系統的油壓超過某一閾值時，即可通過溢流閥150洩壓，以提高該集成閥組的穩定性和安全性。值得注意的，主回油口T1、先導回油口T2和溢流回油口T3，可為同一個回油口，統一連通至油箱。

更為優選的，集成閥組，還包括啟動控制閥126和第四保持閥134。其中，啟動控制閥126的P口、A口、T口，分別與副控制閥121的P口、第四保持閥134的控制口、溢流回油口T3連通。第四保持閥134的A口、B口，分別與溢流閥150的入口和出口連通。

在該實施例中，增設了啟動控制閥126和第四保持閥134。優選的，啟動控制閥126，可選但不僅限於為電磁閥，尤其是三位二通電磁閥。當該集成閥組應用的液壓系統不工作或處於怠速狀態時，控制啟動控制閥126不得電，第四保持閥134彈簧腔內的控制油即可通過啟動控制閥126的T口洩回油箱，與此同時，第四保持閥134的閥芯將開啟，系統主進油口P1的壓力油也可通過第四保持閥134洩回油箱，實現系統卸荷，保持系統油壓穩定。

更為優選的，第一保持閥131、第二保持閥132、第三保持閥133、第四保持閥134，為能將油路鎖死，以防止因滑閥的洩漏，而導致執行機構在外部負載的作用下動作的控制閥，其可選但不僅限於為插裝閥、液控換向閥等，示例為第一插裝閥、第二插裝閥、第三插裝閥和第四插裝閥。更為優選的，為二通插裝閥或二通液控換向閥。單向閥140、溢流閥150、主控制閥111-112、副控制閥121、換向閥122-125，均為螺紋插裝式，併集成於彈簧端蓋上。相較於板式連通，該螺紋插裝式的結構更加緊湊，體積較機加閥塊可減小約33％，易於裝配，便於後期維護，且可靠性高。

更為優選的，如圖3-9所示，顯示了本發明集成閥組的空間布局的一個較佳實施例。具體的，如圖3所示，第一主控制閥111、第二主控制閥112，上下並排的設置在閥板100上；副控制閥121，設置在閥板100的四角的任意位置；第一保持閥131、第二保持閥132，設置在閥板100的上方；單向閥140，設置在閥板100的中部。如圖8所示，主進油口P1設置於第一主控制閥111和第二主控制閥112之間，並位於閥組底面，可選但不僅限於直接用膠管連通，或依據不同主機管路連通的方式，採用法蘭轉換連通。如圖3所示，第三保持閥133，設置在閥板100的下方。第一左位換向閥122、第二左位換向閥124，並列設置在閥板100的左側；第一右位換向閥123、第二右位換向閥124，並列設置在閥板100的右側。溢流閥150、啟動控制閥126、第四保持閥134，均設置在閥板100的上部。如圖3所示，第一主控制閥111和第二主控制閥112處於同一水平面，如圖9所示，主進油口P1、第一工作油口A1、第二工作油口B1、第三工作油口A2、第四工作油口B2對向布置，工作油口分布在左右兩側，以最大限度地避免直角轉向結構，使得油液流向呈流線型，有效避免其形成局部紊流。在該布局結構下，油路的最大通流量可達1200L/min，油液流經閥組的壓損可控制在0.3Mpa以下。4個單向閥140集成於閥體內，布置在閥組頂面，組成兩個壓力油選擇的梭閥，其進油口P連通主溢流閥150、第一主控制閥111、第二主控制閥112及單向閥140的其中一個進油口，第一主控制閥111和第二主控制閥112由第一左位換向閥122、第一右位換向閥123、第二左位換向閥124和第二右位換向閥125控制，其工作油口連通相關的執行機構。

更為優選的，本發明集成閥組的閥體、外形和油路，可選但不僅限於採用精密鑄造成型，以最大限度的縮短響應時間，並降低油液流經閥組的壓損，使整個系統更加高效節能。

更為優選的，第一工作油口A1、第二工作油口B1、第三工作油口A2、第四工作油口B2，均分別分成2個油口，以儘可能的降低壓損。

另一方面，如圖10-12所示，本發明還提供一種液壓驅動系統，包括油箱10、油泵20、第一油缸30、第二油缸40和上述任意的集成閥組。其中，油箱10通過油泵20與主進油口P1、先導進油口P2連通，油箱10與主回油口T1、先導回油口T2、溢流回油口T3連通。

優選的，以應用圖1所示例的集成閥組為例，該集成閥組僅包括第一工作油口A1和第二工作油口B1，工作人員可如圖11所示，將第一工作油口A1、第二工作油口B1分別與第一油缸30、第二油缸40的第一腔(圖示為有槓腔)連通，將第一油缸30的第二腔與第二油缸40的第二腔(圖示為無槓腔)連通。值得說明的，圖示僅為示例，第一腔還可為無槓腔，第二腔還可為對應的有缸腔。

在該實施例中，油泵20從油箱10泵送的壓力油，一方面經主進油口P1進入到集成閥組的第一主控制閥111的P口，另一方面經先導進油口P2通過第一左換向閥122和第一右換向閥123的交替控制，使第一主控制閥111在中位、或左位、或右位之間任意切換，從而實現第一油缸30和第二油缸40的往復運動。而且，利用副控制閥121的工位切換，可通過四個單向閥140組成的兩個梭閥，選擇主進油口P1、先導進油口P2、第一工作油口A1和第二工作油口B1的最大油壓，流入第一保持閥131和第二保持閥132的控制口，以鎖死第一保持閥131和第二保持閥132的A口和B口，使其液壓油壓差穩定，防止停機後因液壓油洩漏，導致執行機構在外部負載的作用下誤操作。

更為優選的，以應用圖2所示例的集成閥組為例，該集成閥組包括第一工作油口A1、第二工作油口B1、第三工作油口A2和第四工作油口B2，操作人員可如圖12所示，將第一工作油口A1、第二工作油口B1分別與第一油缸30、第二油缸40的第一腔(圖示為無槓腔)連通；第三工作油口A2、第四工作油口B2分別與第一油缸30、第二油缸40的第二腔(圖示為有槓腔)連通；並在第一工位下，使第一油缸30的第一腔與第二油缸40的第一腔連通，在第二工位下，使第一油缸30的第一腔與第二油缸40的第一腔斷開。值得說明的，不以圖12所示為限，第一腔亦可為有槓腔；第二腔亦可對應為無槓腔。

在該實施例中，可通過控制第一主控制閥111、第二主控制閥112和副控制閥121，實現第一油缸30、第二油缸40的相應動作。以第一主控制閥111左位工作(P口與A口導通進油，B口與T口導通回油)、第二主控制閥112中位工作(不導通)、副控制閥121左位工作(第一-第三保持閥131-133導通)、第一油缸30的無槓腔與第二油缸40的無槓腔之間處於斷開工位為例，經主進油口P1流入的液壓油，由第一主控制閥111的P口流入A口，再經導通的第一保持閥131到達第一工作油口A1(第一油缸30的無槓腔)，並推動第一油缸30的活塞缸伸出，使第一油缸30的有槓腔內的液壓油流入第三工作油口A2，進而經導通的第三保持閥133流入第二工作油口B2(第二油缸30的有槓腔)，並推動第二油缸40的活塞缸收縮，使第二油缸40的無槓腔內的液壓油流入第四工作油口B2，最後經第一主控制閥111的B口和T口流回回油口T1，完成一次液壓油缸的動作。另外以第一主控制閥111中位工作(不導通)、第二主控制閥112左位工作(P口與A口導通進油，B口與T口導通回油)、副控制閥121中位工作(第一-第三保持閥131-133鎖死)、第一油缸30的無槓腔與第二油缸40的無槓腔之間處於連通工位為例，經主進油口P1流入的液壓油，由第二主控制閥112的P口流入A口到達第三工作油口A2，並推動第一油缸30的活塞杆縮回，使第一油缸30的無槓腔內的液壓油經連通工位到達第二工作油口B1，並推動第二油缸40的活塞杆伸出，使第二油缸40的有槓腔內的液壓油經第四工作油口B2和第二主控制閥的B口和T口最終流回回油口，完成一次液壓油缸的動作。值得說明的，上述工作過程僅為示例說明，第一主控制閥111、第二主控制閥112、副控制閥121還可控制為右位工作，第一油缸30的有槓腔與第二油缸30的有槓腔還可處於連通或斷開工位，其工作過程可由本領域技術人員理解，在此不再贅述。

另外，本發明還提供了一種混凝土泵，包括水箱、料鬥及兩個輸送缸，水箱、料鬥分別設置於兩個輸送缸的兩端，同時，還包括如上所述的液壓驅動系統，液壓驅動系統的第一油缸30、第二油缸(40)的活塞杆穿過水箱並分別與兩個輸送缸的砼活塞相連。由於採用了上述的液壓系統，在混凝土泵送設備處於待機或停機狀態，輸送管中的混凝土不會反向作用於輸送缸的砼活塞，從而不會帶動主油缸動作，不會影響主油缸的換向。

上述液壓驅動系統僅以圖1、2所示例的集成閥組為例，進行示例性說明。由於其可包括上述任意的集成閥組，所以其實施例的組合形式和技術效果與上述集成閥組對應，在此不再贅述。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。