專利名稱：一種防管路爆裂的卷揚馬達閉式液壓系統(tǒng)及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液壓起重機的安全系統(tǒng)，特別涉及一種防管路爆裂的巻 揚馬達閉式液壓系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術：
目前，在工程起重機領域，起重機巻揚(含提升和變幅)液壓系統(tǒng) 通常采用開式回路，在巻揚馬達上加裝平衡閥可以解決負載平穩(wěn)下降和防 止管路爆裂的問題。但是，在大噸位起重設備中，如果繼續(xù)采用開式回路， 則會存在系統(tǒng)效率低、發(fā)熱嚴重、油箱體積太大、運行平穩(wěn)性差等問題。
在大噸位起重設備中采用閉式回路，就能夠很好的解決以上問題。 但是，由于閉式系統(tǒng)馬達上不能設置平衡閥，故國內外現(xiàn)有的液壓起重機 巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)均沒有加裝液壓防管路爆破裝置，若發(fā)生管路爆 破，僅能依靠駐車制動器來進行動態(tài)制動。而駐車制動器的動態(tài)制動效果 很差，而且在動態(tài)制動中極易燒毀，因此萬一在吊裝重物時發(fā)生軟管爆裂， 很可能會導致重物墜地的安全事故。即便制動器磨擦燒毀后將重物制動住 了，但重物懸停在空中一時很難放下，這也會造成新的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供-一種防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)及其 控制方法，以提高巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的安全性。 本發(fā)明的技術實施方案是
一種防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)，其包括巻揚馬達及其上 升油路、下降油路、串聯(lián)設置于巻揚馬達上述油路中的閉式泵；連接巻揚 馬達的制動器及其相應的制動電磁閥；分別連接于巻揚馬達油路、制動電 磁閥的補油油路及補油泵、回油箱以及回油油路；其特征是，還包括一防 管路爆裂裝置，該防管路爆裂裝置包括二通插裝閥、換向閥及相應的壓力 傳感器；該二通插裝閥設置于巻揚馬達與閉式泵間的油路中，該二通插裝閥的二個端口 B 口、 A 口分別對應巻揚馬達與閉式泵間的油路；換向閥 分別通過管路與二通插裝閥另一個端口 C 口以及B 口連接，該換向閥還 設G口、 T口， G口接巻揚馬達下降油路，T口與回油箱連接；壓力傳感 器設置于巻揚馬達卜降油路中。
進一步，還包括一安全溢流閥，該安全溢流閥分別連接巻揚馬達與 閉式泵。
所述的換向闊為液控換向閥、或電磁換向閥。
所述的液控換向閥為2位3通液控閥。
本發(fā)明的防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的控制方法，在由巻 揚馬達、閉式泵、連接巻揚馬達的制動器及其相應的制動電磁閥、補油泵 以及回油箱形成的一閉式液壓油路中設置一防管路爆裂裝置，該防管路爆 裂裝置包括二通插裝閥、換向閥；該二通插裝閥設置于巻揚馬達與閉式泵 間的油路中，該二通插裝閥的二個端口 A 口、 B 口分別對應巻揚馬達與 閉式泵間的油路；換向閥分別通過管路與二通插裝閥另一個端口 C 口以 及B 口連接，換向閥根據(jù)巻揚馬達上升口或下降口壓力情況，切斷或接 通A、 B口通道，即切斷或接通與巻揚馬達連接的二通插裝閥A 口油液， 實現(xiàn)防管路爆裂。
進一步，使巻揚馬達下降油路總是保持一個補油壓力PB，換向閥的 開啟壓力P1;當PB〉P1時，換向閥開啟，換向閥的閥芯向左移動，連通 二通插裝閥的C 口和回油口 T，使二通插裝閥的先導控制油路接回油箱， 二通插裝閥處于低壓開啟狀態(tài)；由于二通插裝閥開啟，所以無論上升還是 下降油路均不受阻，可以正常工作，不受防管路爆裂閥的影響；同時，制 動器為液壓開啟的常閉式，補油泵為系統(tǒng)補油，又為制動器啟閉提供工作 壓力油，當需要巻揚系統(tǒng)工作時，啟動閉式泵的同時，使制動電磁閥得電， 接通制動器釋放油路，巻揚馬達正常工作；巻揚系統(tǒng)不工作時，制動電磁 閥失電，制動器閉合。
用于巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的防管路爆裂裝置，其包括，閥體，其 內開設一貫穿閥體的第一通道、與第一通道相交的第二、第三通道、以及 一連通閥體的第二、第三通道的第四通道；其中，第一通道的一端口 A 口接巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)閉式泵的上升油路；第二通道設有閥體的B口； 二通插裝閥，設置于閥體第一通道的另一端內，其包括一閥套、位于 閥套外側端的擋板、 一端帶腔體的閥芯、 一端位于閥芯內另一端抵靠擋板 的彈簧；其中，閥套側面開有對應閥體第二通道的通孔；擋板開有通孔--二通插裝閥C 口；閥芯對應閥體內第一通道；通過閥芯運動可以導通或 封閉第一、第二通道的連通；防爆闊蓋板，設置于閥體第一通道的端口， 其內設一腔體以及與腔體連通的端口 T 口、 A'口、 G口、 P口、 E口及連 接通道；其中，T 口應連接回油油路使油回油箱，G口連接補油油路，A' 口通過連接通道連接閥體第一通道內二通插裝閥C 口，P 口連通閥體的B 口； B 口巻揚馬達上升油路側的上升口；換向閥，通過E口設置于防爆閥 蓋板的腔體內；安全溢流閥，設置于閥體內的第四通道一端；測壓接頭， 設置于閥體內的第四通道另 一 端。
又，所述的閥體內第三通道中部接設一與外界連通的測壓接頭。 所述的換向閥為液控換向閥或電磁換向閥。 另外，本發(fā)明所述的液控換向閥為2位3通液控闊。 本發(fā)明在巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)設置防管路爆裂裝置，防管路爆裂 閥的B 口直接安裝在液壓馬達的上升口；防管路爆裂閥的G 口接系統(tǒng)的 補油油路；防管路爆裂閥的T 口接系統(tǒng)的回油油路。防管路爆裂閥主閥 芯采用二通插裝閥，通過閉式系統(tǒng)補油油路的壓力控制液控換向閥的開 啟，回路中設置有安全溢流閥，防止巻揚馬達上升口壓力過高，保護巻揚 馬達。
當管路發(fā)生爆裂時，液控換向閥的G口失壓，液控換向閥的閥芯向 下移動，使液壓換向閥的A'口與P 口連通，由于A'口與二通插裝閥的C 口連通，P口與B口連通，所以使二通插裝閥的C 口和B 口連通。由于 二通插裝閥的C 口和B 口連通，使二通插裝閥的閥芯在兩端面積差產生 的液壓力和彈簧力的共同作用下向右移動，使A、 B口關閉，封閉與巻揚 馬達連接的二通插裝閥B 口油液，使重物無法下墜。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)響應速度快，與其他常規(guī)的液壓系 統(tǒng)相比，提供了多一道的安全保障，能更加有效的防止由于管路爆裂而引 發(fā)的安全事故的發(fā)生；本發(fā)明中的防管路爆裂閥響應速度快、動作靈敏、通流能力強、耐 高壓并且外形簡潔、緊湊。


圖1為本發(fā)明防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)第一實施例的示
意圖2為本發(fā)明防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)第二實施例的示 意圖3為本發(fā)明防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)第三實施例的示 意圖4為本發(fā)明防管路爆裂裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
參見圖l，本發(fā)明的帶防管路爆裂裝置的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)，其 包括巻揚馬達1及其上升油路101、下降油路102、串聯(lián)設置于巻揚馬達 1上述油路中的閉式泵2;連接巻揚馬達1的制動器3及其相應的制動電 磁閥31;分別連接于巻揚馬達1油路、制動電磁閥31的補油油路及補油 泵4、回油箱5以及回油油路； 一防管路爆裂裝置7，該防管路爆裂裝置 7包括二通插裝閥8、換向閥…液控換向閥9;該二通插裝閥8設置于巻 揚馬達1與閉式泵2間的油路中，該二通插裝閥8的二個端口 B 口、 A 口分別對應巻揚馬達1與閉式泵2間的油路；液控換向閥9分別通過管路 與二通插裝閥8的另二個端口 B 口、 C 口連接，該液控換向闊9還設G 口、 T 口，液控換向閥9的G 口接巻揚馬達1下降油路102， T 口與回油 箱5連接；安全溢流閥10、 14，分別設置于巻揚馬達1與閉式泵2間油 路以及補油泵4的回油油路。壓力傳感器13設置于巻揚馬達1下降油路 102中。
參見圖2，本發(fā)明的帶防管路爆裂裝置的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的第 二實施例，在本實施例中，換向閥采用電磁換向閥9'，其與設置于巻揚 馬達1下降油路102中的壓力傳感器13配合，其余部件與第一實施例相 同。根據(jù)巻揚馬達1上升口或下降口壓力情況，切斷或接通A、 B 口通道，
7即切斷或接通與巻揚馬達連接的二通插裝閥A 口油液，實現(xiàn)防管路爆裂。 參見圖3，本發(fā)明的帶防管路爆裂裝置的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的第
三實施例，在本實施例中，防管路爆裂裝置7中二通插裝閥8的二個端口 A 口、 B [U分別對應巻揚馬達1與閉式泵2的油路；其余部件與第一實施
例相同。
參見圖4，本發(fā)明用于巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的防管路爆裂裝置7， 其包括，閥體70，其內開設一貫穿閥體70的第一通道71、與第一通道 71相交的第二通道72、第三通道73、以及一連通閥體70的第二、第三 通道72、 73的第四通道74;其中，第一通道71的一端口 A 口接巻揚馬 達閉式液壓系統(tǒng)閉式泵2的上升油路；二通插裝閥8，設置于閥體第一通 道71的另一端內，其中包括一閥套81、位于閥套外側端的擋板84、 一端 帶腔體的閥芯82、 一端位于閥芯82內另一端抵靠擋板84的彈簧83;其 .中，閥套81側面開有對應閥體70的第二通道72的通孔811;擋板84開 有通孔841—二通插裝閥C 口，閥芯82對應閥體70內第一通道71;通過 閥芯82運動可以導通或封閉第一、第二通道71、 72的連通；防爆閥蓋板 75，設置于閥體第一通道71的端口，其內設一腔體751以及與腔體連通 的端口---T 口、 G 口、 E 口、連接通道752及與閥體B 口連接的通道753; 其中，T 口對應連接回油油路及回油箱，G 口連接補油油路，連接通道 752連接閥體第一通道內二通插裝閥8閥體81底部的C 口；第二通道72 設有一B口，其對應巻揚馬達1上升油路；液控換向閥9，通過E口設置 于防爆閥蓋板75的腔體751內；安全溢流閥10，設置于閥體70內的第 四通道74—端；測壓接頭ll、 12，設置于閥體內的第四通道74另一端 以及閥體內第三通道73中部，與外界連通。
本發(fā)明的帶防管路爆裂裝置的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的控制方法， 使巻揚馬達1下降油路總是保持一個補油壓力PB，液控換向閥9的開啟 壓力P1;當PB〉P1時，液控換向閥開啟，液控換向閥9的閥芯向左移動， 連通二通插裝閥8的C 口和回油口 T，使二通插裝閥8的先導控制油路接 回油箱，二通插裝閥8處于低壓開啟狀態(tài)；由于二通插裝閥8開啟，所以 無論上升還是下降油路均不受阻，可以正常工作，不受防管路爆裂闊的影 響；同時，制動器3為液壓開啟的常閉式，補油泵4為系統(tǒng)補油，又為制動器啟閉提供先導油源，當需要巻揚系統(tǒng)工作時，啟動閉式泵的同時，使 制動電磁閥31得電，接通制動器3釋放油路，巻揚馬達l正常工作；巻 揚系統(tǒng)不工作時，制動電磁閥31失電，制動器3閉合。
1、 當系統(tǒng)正常工作時，根據(jù)閉式回路的特點，下降油路總是保持一
個2.8MPa的補油壓力PB，而液控換向閥9的開啟壓力Pl約為1.5MPa， 此時PB〉P1;由于PB〉P1，液控換向閥9開啟，液控換向閥9的閥芯向 左移動，連通了二通插裝閥8的C 口和回油口 T，所以這時二通插裝閥8 的先導控制油路接回油箱，二通插裝閥8處于低壓開啟狀態(tài)；由于二通插 裝閥8開啟，所以巻揚馬達1無論上升還是下降油路均不受阻，可以正常 工作，不受防管路爆裂閥的影響。此防爆閥為該系統(tǒng)中最有效的，也是最 重要的第一道安全保障。
同時，巻揚系統(tǒng)的制動器3也為系統(tǒng)提供了又一道保障，制動器3 為液壓開啟的常閉式，補油泵4既為系統(tǒng)補油，又為制動器啟閉提供先導 油源，當需要巻揚系統(tǒng)工作時，先導操作系統(tǒng)(電氣的或液壓的)在啟動 主泵的同時，使制動電磁閥31得電，接通制動器3釋放油路，馬達可正 常工作。巻揚系統(tǒng)不工作時，制動電磁閥31失電，制動器3閉合。由于 該防管路爆裂閥采用適宜高壓大流量、高響應速度的兩通插裝閥，因此可 在爆管時迅速切斷上升口油路，有效避免制動器進入動態(tài)制動的狀態(tài)，保 護制動器3。
2、 在系統(tǒng)工作時，無論上升還是下降，若上升管路發(fā)生爆裂，馬達 失速，下降油路的壓力PB迅速下降，當下降油路壓力PB低于液控換向 閥9的開啟壓力P1 (設為1.5MPa)，艮卩PB〈P1時，液控換向閥9復位； 由于上升管路爆裂所以二通插裝閥8的A 口壓力為零，此時二通插裝閥8 在彈簧力K的作用下迅速向左移，與此同時由于液控換向閥9復位，二 通插裝閥8的先導控制油路建立起壓力，由于二通插裝閥8的兩側壓力相 等，而二通插裝閥8的彈簧腔面積A2大于二通插裝閥8的環(huán)形面積Al， 由F二P+A可知，二通插裝閥8'的右惻所受的力&大于左側所受的力&， 所以二通插裝閥8在巧,和&的共同作用下迅速關閉；二通插裝閥8關閉， 切斷巻揚馬達1上升口油路，有效防止重物突然下墜，避免發(fā)生安全事故。此為系統(tǒng)的的第一道安全保障，同時制動器3還將作為系統(tǒng)的第二道安全 保障。當下降油路的壓力PB失壓后，則補油壓力(先導壓力)也將通過
補油單向閥6卸壓，則制動器3油路失壓，制動器3閉合。
3、 在系統(tǒng)工作時，無論上升還是下降， 一旦下降管路發(fā)生爆裂，下 降油路的壓力PB為零，低于液控換向閥9的開啟壓力Pl，即PB〈P1， 液控換向閥9復位；由于下降管路爆裂導致液控換向閥復位，二通插裝閥 8關閉(二通插裝閥4的關閉過程同②)。由于二通插裝閥8關閉，同時 閉式泵的A 口與二通插裝閥8的A 口之間管路正常，故不存在重物發(fā)生 下墜的危險。同樣，當下降油路的壓力PB失壓后，補油壓力(先導壓力) 也將通過補油單向閥6卸壓，則制動器油路失壓，制動器閉合。
4、 如果負載較大， 一旦管路發(fā)生爆裂，二通插裝閥8迅速關閉，在 巻揚馬達1的上升口和二通插裝閥8的B 口之間，油液會產生較大的液 壓沖擊，該沖擊可能對馬達造成損壞，因此在二通插裝閥8的旁邊并聯(lián)了 安全溢流閥10，該閥的設定壓力為35MPa， 一旦壓力高于35MPa時，安 全溢流閥10開啟，油液通過安全溢流閥10溢流，有效地保護巻揚馬達1。
綜上所述，本發(fā)明應用于工程起重機領域的起重機巻揚(含提升和 變幅)閉式液壓系統(tǒng)，采用一防管路爆裂裝置，效率高、反應靈敏。-- -旦 管路發(fā)生爆裂，能提供兩道安全保障第一道安全保障為，管路爆裂后防 管路爆裂裝置能迅速關閉，有效防止重物由管路爆裂而引發(fā)的突然下墜， 并能防止馬達上升口壓力過高，保護液壓馬達；第二道安全保障為，管路 爆裂后制動器釋放油路失壓，制動器閉合，更加有效防止重物由管路爆裂 而引發(fā)的突然下墜。由于防管路爆裂裝置迅速關閉，切斷上升口油路，能 有效避免制動器進入動態(tài)制動的狀態(tài)，保護制動器，使其不受損傷。
權利要求
1.一種防管路爆裂的卷揚馬達閉式液壓系統(tǒng)，其包括卷揚馬達及其上升油路、下降油路、串聯(lián)設置于卷揚馬達上述油路中的閉式泵；連接卷揚馬達的制動器及其相應的制動電磁閥；分別連接于卷揚馬達油路、制動電磁閥的補油油路及補油泵、回油箱以及回油油路；其特征是，還包括一防管路爆裂裝置，該防管路爆裂裝置包括二通插裝閥、換向閥及相應的壓力傳感器；該二通插裝閥設置于卷揚馬達與閉式泵間的油路中，該二通插裝閥的二個端口B口、A口分別對應卷揚馬達與閉式泵間的油路；換向閥分別通過管路與二通插裝閥另一個端口C口以及B口連接，該換向閥還設G口、T口，G口接卷揚馬達下降油路，T口與回油箱連接；壓力傳感器設置于卷揚馬達下降油路甲。
2. 如權利要求〗所述的防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)，其特征是， 還包括一安全溢流閥，該安全溢流閥分別連接巻揚馬達與閉式泵。
3. 如權利要求1所述的防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)，其特征是， 所述的換向閥為液控換向閥、或電磁換向閥。
4. 如權利要求3所述的防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)，其特征是， 所述的液控換向閥為2位3通液控閥。
5. 如權利要求1所述的防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的控制方 法，在由巻揚馬達、閉式泵、連接巻揚馬達的制動器及其相應的制動 電磁閥、補油泵以及回油箱形成的一閉式液壓油路中設置一防管路爆 裂裝置，該防管路爆裂裝置包括二通插裝閥、換向閥；該二通插裝閥 設置于巻揚馬達與閉式泵間的油路中，該二通插裝閥的二個端口 A 口、 B 口分別對應巻揚馬達與閉式泵間的油路；換向閥分別通過管路與二 通插裝閥另一個端口 C 口以及B 口連接，換向閥根據(jù)巻揚馬達上升口 或下降口壓力情況，切斷或接通A、 B 口通道，即切斷或接通與巻揚 馬達連接的二通插裝閥A口油液，實現(xiàn)防管路爆裂。
6. 如權利要求5所述的防管路爆裂的巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的控制方 法，其特征是，使巻揚馬達下降油路總是保持一個補油壓力PB，換向 閥的開啟壓力Pl;當PB>P1時，換向閥開啟，換向閥的閥芯向左移 動，連通二通插裝閥的C 口和回油口 T，使二通插裝閥的先導控制油路接回油箱，二通插裝閥處于低壓開啟狀態(tài)；由于二通插裝閥開啟， 所以無論上升還是下降油路均不受阻，可以正常工作，不受防管路爆 裂閥的影響；同時，制動器為液壓開啟的常閉式，補油泵為系統(tǒng)補油， 又為制動器啟閉提供工作壓力油，當需要巻揚系統(tǒng)工作時，啟動閉式 泵的同時，使制動電磁閥得電，接通制動器釋放油路，巻揚馬達正常 工作；巻揚系統(tǒng)不工作時，制動電磁閥失電，制動器閉合。
7. 用于巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的防管路爆裂裝置，其特征是，包括，閥體，其內開設一貫穿閥體的第一通道、與第一通道相交的第二、 第三通道、以及一連通閥體的第二、第三通道的第四通道；其中，第 一通道的一端口 A 口接巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)閉式泵的上升油路；第 二通道設有閥體的B 口；二通插裝閥，設置于閥體第一通道的另一端內，其包括一閥套、 位于閥套外側端的擋板、 一端帶腔體的閥芯、 一端位于閥芯內另一端 抵靠擋板的彈簧；其中，閥套側面開有對應閥體第二通道的通孔；擋 板開有通孔--二通插裝閥C 口；閥芯對應閥體內第一通道；通過閥芯 運動可以導通或封閉第一、第二通道的連通；防爆閥蓋板，設置于閥體第一通道的端口，其內設一腔體以及與 腔體連通的端口 T口、 A'口、 G口、 P口、 E 口及連接通道；其中，T 口應連接回油油路使油回油箱，G 口連接補油油路，A'口通過連接通 道連接閥體第一通道內二通插裝閥C 口， P口連通閥體的B口； B口 巻揚馬達上升油路側的上升口 ；換向閥，通過E 口設置于防爆閥蓋板的腔體內；安全溢流閥，設置于閥體內的第四通道一端；測壓接頭，設置于閥體內的第四通道另一端。
8. 如權利要求7所述的用于巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的防管路爆裂裝置， 其特征是，所述的閥體內第三通道中部接設一與外界連通的測壓接頭。
9. 如權利要求7所述的用于巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的防管路爆裂裝置， 其特征是，所述的換向閥為液控換向閥或電磁換向閥。
10. 如權利要求9所述的用于巻揚馬達閉式液壓系統(tǒng)的防管路爆裂裝置， 其特征是，所述的液控換向閥為2位3通液控閥。
全文摘要
一種防管路爆裂的卷揚馬達閉式液壓系統(tǒng)，其包括卷揚馬達及其上升油路、下降油路、串聯(lián)設置于卷揚馬達上述油路中的閉式泵；連接卷揚馬達的制動器及制動電磁閥；連接卷揚馬達油路、制動電磁閥的補油油路及補油泵、回油箱及回油油路；一防管路爆裂裝置，其包括二通插裝閥、換向閥；二通插裝閥設于卷揚馬達與閉式泵間的油路中，二通插裝閥的二個端口B口、A口分別對應卷揚馬達與閉式泵間的油路；換向閥分別通過管路與二通插裝閥的B口和C口連接，該換向閥的G口接卷揚馬達下降油路，T口與回油箱連接。本發(fā)明通過閉式系統(tǒng)補油油路的壓力控制液控換向閥的開啟，回路中設置有安全溢流閥，防止卷揚馬達上升口壓力過高，保護卷揚馬達。
文檔編號B66D1/54GK101537984SQ20091004972
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權日2009年4月21日
發(fā)明者彭繼文 申請人:上海三一科技有限公司