一种具备能量回收及安全释放功能的液压马达平衡阀组的制作方法

1.本发明涉及一种卷扬驱动机构，尤其涉及一种具备能量回收及安全释放功能的液压马达平衡阀组。


背景技术：

2.起重机械在进行吊重时，时常会出现整机动力消失情况，造成起吊货物悬停在半空中。为了安全，一般需要对吊重下放。但对于十分贵重的吊重，能以一定的低设定张力值进行下放是一种安全必要；如果动力消失时重物停留在可安全下放范围以外，则需对起重机械进行卷扬提升、臂架幅度调整及回转角度调整，其需要额外动力源进行驱动。
3.为了使重物能够安全下放，通常采用手动释放功能予以实现。手动释放主要通过打开卷扬刹车，沟通卷扬马达a、b口来实现。常规马达平衡阀组，不具有马达a、b口间低张力值控制功能，紧急工况下无法实现马达a、b口间的低张力控制，不利于贵重负载的有效安全释放操作；在整机失去动力时，由于常规马达平衡阀组无法收集重物下放势能，无法实现动力全失情况下重物在安全区域下放。因此，急需研究一种可解决上述问题的马达平衡阀组。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种具备能量回收及安全释放功能的液压马达平衡阀组，解决现有常规马达平衡阀组在重物紧急下放时不能自动储能及紧急情况下无法实现马达a、b两腔间低张力值沟通的问题。
5.本发明采用的新型技术方案为：一种具备能量回收及安全释放功能的液压马达平衡阀组，所述平衡阀组内设平衡阀、液控换向阀和梭阀，平衡阀组的a口经平衡阀和第一油路与液压马达的a1口连通；平衡阀组的b口经第三截止阀和第二油路与液压马达的b1口连通；所述平衡阀组的a口经梭阀与第二油路连通；平衡阀的x口与第二油路连通；平衡阀的l0口与液控换向阀的t口连通；梭阀与液控换向阀的p口和先导控制x口连通，液控换向阀的a口分别与平衡阀组的sc口和sb口连通；所述平衡阀组还设有第一电磁换向阀和第八截止阀，第一电磁换向阀的a口与第一油路连通，第一电磁换向阀的b口通过第三油路与第八截止阀的b口连通，第八截止阀的a口与平衡阀组的xq口连通，平衡阀组的xq口与外置的蓄能器相连。
6.按上述方案，所述平衡阀组内还增设有第二电磁换向阀和第一溢流阀，第二电磁换向阀的a口与第一油路和第一电磁换向阀的a口连通，第二电磁换向阀的b口经第一溢流阀与第二油路连通；所述第一溢流阀为低压溢流阀。
7.按上述方案，所述平衡阀组增设有连接外部油路系统的l口，平衡阀的l0口与液控换向阀的t口均分别与平衡阀组的l口连通，二者的泄油均由平衡阀组的l口泄油至外部油路系统。
8.按上述方案，所述第三油路通过第三溢流阀与平衡阀组的hy口连通，经其进入外置油箱；所述第三油路通过第六截止阀与平衡阀组的gy口连通；所述第三油路通过第七截
止阀与平衡阀组的qj口连通；所述第三溢流阀为高压溢流阀。
9.按上述方案，所述平衡阀组内还增设第一截止阀和第一节流孔，第一截止阀的a口与第一油路连通，第一截止阀的b口通过第一节流孔与第二油路连通。
10.按上述方案，所述平衡阀组内还增设第二溢流阀和单向阀，第二溢流阀的p口与第一油路连通，第二溢流阀的t口与第二油路连通，第二溢流阀的t口通过单向阀与平衡阀组的by口连通。
11.按上述方案，所述平衡阀组内增设压力传感器，压力传感器的检测端位于第三油路内。
12.本发明的有益效果为：
13.1、本发明所述马达平衡阀组通过设计的第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、溢流阀、截止阀等及相关管路的连接，解决了不能以低张力值安全释放、不能实现释放势能回收再利用以及释放速度过低马达快速过热的问题；同时，解决了马达a、b腔沟通时马达b口补油、外部压力油开启刹车及由于外部补油或控制刹车压力油压力值过高可能影响平衡阀正常关闭等问题，提高了起重设备的正常使用及重物安全释放可靠性，安全系数高，适应性很强。
14.2、本发明所述马达平衡阀组集成化程度较高，控制灵活，拆检方便，安全程度更高，具有正常下放吊重、安全释放吊重、吊重释放能量回收并作为动力源驱动其它机构等功能，充分的保证了起重机械的安全吊载。
附图说明
15.图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
16.其中：1、液压马达；2、平衡阀；3、滤网；4、单向阀；5、梭阀；6、减压阀；7、液控换向阀；8、压力传感器；jz1、第一截止阀；jz2、第二截止阀；jz3、第三截止阀；jz4、第四截止阀；jz5、第五截止阀；jz6、第六截止阀；jz7、第七截止阀；jz8、第八截止阀；jl1、第一节流阀；jl2、先导节流阀；yl1、第一溢流阀；yl2、第二溢流阀；yl3、第三溢流阀；dc1、第一电磁换向阀；dc2、第二电磁换向阀。
具体实施方式
17.为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
18.如图1所示的一种具备能量回收及安全释放功能的液压马达平衡阀组，所述平衡阀组内设平衡阀2、液控换向阀7和梭阀5，平衡阀组的a口经平衡阀2和第一油路与液压马达1的a1口连通；平衡阀组的b口经第三截止阀jz3和第二油路与液压马达1的b1口连通；平衡阀组的a口和b口分别与外部供油路连通，实现油液的进出流通，当液压马达1正转(卷扬)时平衡阀2门组的a口进油，b口出油；当液压马达1反转(下放)时，平衡阀2门组的b口进油，a口出油。所述平衡阀组的a口经梭阀5与第二油路连通；平衡阀2的x口与第二油路连通；平衡阀2的l0口与液控换向阀7的t口连通；梭阀5与液控换向阀7的p口和先导控制x口连通，液控换向阀7的a口分别与平衡阀组的sc口和sb口连通。
19.本发明中，所述平衡阀组还设有第一电磁换向阀dc1和第八截止阀jz8，第一电磁换向阀dc1的a口与第一油路连通，第一电磁换向阀dc1的b口通过第三油路与第八截止阀
jz8的b口连通，第八截止阀jz8的a口与平衡阀组的xq口连通，平衡阀组的xq口与外置的蓄能器相连。
20.具体地，本实施例中，平衡阀组的a口与平衡阀2的a口连通，平衡阀2的b口通过第一油路与液压马达1的a1口连通。平衡阀组的b口与第三截止阀jz3的a口连通，第三截止阀jz3的b口通过第二油路与液压马达1的b1口连通。平衡阀2的x口通过第二节流孔jl2和第二截止阀jz2与第二油路连通，具体为：平衡阀2的x口与第二节流孔jl2的b口连通，第二节流孔jl2的a口经滤网3与第二截止阀jz2的b口连通，第二截止阀jz2的a口通过第二油路与第三截止阀jz3的b口连通。平衡阀2的l0口与液控换向阀7的t口连通，液控换向阀7的a口经第四截止阀jz4与平衡阀组的sc口连通，平衡阀组的sc口与外部动力源连通，液控换向阀7的a口经第四截止阀jz4和第五截止阀jz5与平衡阀组的sb口连通，平衡阀组的sb口与卷扬机制动器相连。梭阀5的a口与平衡阀组的a口连通，梭阀5的b口与第二油路连通，梭阀5的c口通过减压阀6与液控换向阀7的p口和先导控制x口连通(减压阀6的a口与梭阀5的c口相连，减压阀6的b口分别与液控换向阀7的p口和先导控制x口连通)。
21.优选地，所述平衡阀组增设有连接外部油路系统的l口，平衡阀2的l0口与液控换向阀7的t口均分别与平衡阀组的l口连通，二者的泄油均由平衡阀组的l口泄油至外部油路系统。
22.优选地，所述第三油路通过第三溢流阀yl3与平衡阀组的hy口连通，经其进入外置油箱；所述第三油路通过第六截止阀jz6与平衡阀组的gy口连通；所述第三油路通过第七截止阀jz7与平衡阀组的qj口连通。优选地，所述第三溢流阀yl3为高压溢流阀。
23.本发明中，第三油路与第三溢流阀yl3的p口连通，第三溢流阀yl3的t口与平衡阀组的hy口连通；第三油路与第六截止阀jz6的a口连通，第六截止阀jz6的b口与平衡阀组的gy口连通；第三油路与第七截止阀jz7的a口连通，第七截止阀jz7的b口与平衡阀组的qj口连通。
24.优选地，所述平衡阀组内还增设有第二电磁换向阀dc2和第一溢流阀yl1，第二电磁换向阀dc2的a口与第一油路和第一电磁换向阀dc1的a口连通，第二电磁换向阀dc2的b口经第一溢流阀yl1与第二油路连通；所述第一溢流阀yl1为低压溢流阀。本实施例中，第二电磁换向阀dc2的b口与第一溢流阀yl1的p口连通，第一溢流阀yl1的t口与第二油路连通。
25.优选地，所述平衡阀组内还增设第一截止阀jz1和第一节流孔jl1，第一截止阀jz1的a口与第一油路连通，第一截止阀jz1的b口通过第一节流孔jl1与第二油路连通，具体地，第一截止阀jz1的b口与第一节流孔jl1的a口连通，第一节流孔jl1的b口与第二油路连通。
26.优选地，所述平衡阀组内还增设第二溢流阀yl2和单向阀4，第二溢流阀yl2的p口与第一油路连通，第二溢流阀yl2的t口与第二油路连通，第二溢流阀yl2的t口通过单向阀4与平衡阀组的by口连通。
27.优选地，所述平衡阀组内增设压力传感器8，压力传感器8的检测端位于第三油路内。卷扬机下放重物时，其势能转换为液压能对蓄能器进行存储，如果是长时间下放则蓄能器会充满，此时可以通过压力传感器8发送讯号至第一电磁换向阀dc1进行切断，油液可由第二溢流阀yl2进行高压释放；2.若卷扬机长时间不使用时，由于所述平衡阀组内部渗漏，蓄能器压力降低，通过压力传感器8监测，可适当对蓄能器补油，用于紧急状态的重物短距离提升。
28.本发明中，平衡阀2为流量型平衡阀2；截止阀jz1～jz8均为节流截止阀；第二溢流阀yl2和第三溢流阀yl3均为高压溢流阀，第一溢流阀yl1为低压溢流阀。
29.如图1所示，本实施例中所述平衡阀组分别与液压马达1的a1和b1口连通，所述平衡阀组的gy口为外部补油口，用于从外部其它系统补充高压油进入蓄能器；hy口为蓄能器达到最高压力后的溢流油口，其直接连接液压系统的外置油箱；qj口为蓄能器油液释放口，当蓄能器损坏、更换、清洗等非工作操作时用于放光蓄能器内的油液；xq口为蓄能器与平衡阀块间的连接油口，蓄能器通过此口与平衡阀块进行油液沟通；l口为平衡阀块体的总泄油口，其与液压系统外置油箱相连；平衡阀组的其它油口及相关配置等均为现有技术所常用，这里不再赘述。液压马达1的a1口连通管路上增设测压点ma，液压马达1的b1口连通管路上增设测压点mb，液压马达1的其他配设均为现有技术。以下对本实施例进行详细说明。
30.本实施例的工作原理为：
31.1、安全释放动作
32.液压马达1压力腔内的油液经a1口进入平衡阀组，由第二电磁换向阀dc2的a口经其后由其b口流出，再经第一溢流阀yl1的p口进入并由其t口流出，经平衡阀组的b1口流出并进入液压马达1的吸油腔，实现液压马达1在低张力值下较高速平稳运转，以便于提高释放速度。
33.液压马达1运转产生的泄漏油液经其l1口流出进入外置油箱。
34.强制补油油液经by口进入平衡阀组，经单向阀4的a口流入，经其b口流出，经b1口进入液压马达1的吸油腔，实现油液的补充。
35.变量控制油液由液压马达1的变量控制缸的pa口流入，经ya口进入变量控制缸的一侧，推动变量控制缸向右移动液压马达1排量增大，变量控制缸的另一侧油液经yb口流出，由液压马达1的变量控制缸的pb口流出，回油至液压马达1的变量平衡阀组(外置)。
36.安全释放时，如果出现释放困难(即液压马达1不运转或运转很慢)，则说明液压马达1排量设定较大，则通过减小液压马达1排量可以增加其压力腔压力值，增加压力油由第一溢流阀yl1的压力，实现液压马达1运转速度的提高；由于液压马达1的运转受到第一溢流阀yl1的压力阻滞，因此其可以实现重物在一定速度范围内的平稳释放。
37.二、释放时能量回收动作
38.释放时首先关闭第二截止阀jz2、第三截止阀jz3和第四截止阀jz4，打开第五截止阀jz5，外部动力源(一般为手动泵)提供压力油经平衡阀组的sb口进入，流经第五截止阀jz5后由平衡阀组的sc口流出至卷扬制动器，打开卷扬制动器；变量控制油经其pb口流向yb口进入其变量控制缸，驱动其排量变小，变量控制缸另一侧油液经ya口排出流向pa口后，经其外置变量控制阀流回油箱；当测压点ma显示的压力值满足能量回收压力范围时，第一电磁换向阀dc1得电(或失电情况下手动控制)，液压马达1压力腔(由平衡阀2的b口与液压马达1的测压点ma检测位置间围成的空间)油液经由第一电磁换向阀dc1的a口进入，由其b口流出，经由第八截止阀jz8后流向平衡阀组的xq口，经其进入(外置)蓄能器，实现能量存储及回收。能量回收完成后，液压马达1压力腔排出的油液经由yl3(溢流阀)的p口进入，经其后由其t口排出流向平衡阀组的hy口，经其流出后进入外置油箱。
39.液压马达1运转时，其压力腔排出的油液及运转时经其l1口(泄油口)泄漏的油液需要在其吸油腔(由第三截止阀jz3与液压马达1的测压点mb检测位置间围成的空间)进行
补充。外部强制补油油液经平衡阀组的by口进入，流向dx(单向阀4)的a口，经其b口流出至平衡阀组的b1口，经b1口后流入液压马达1吸油腔，完成油液补充。
40.能量回收时，可以根据ma口测得的液压马达1压力腔压力值实时调整液压马达1的排量，液压马达1变量控制油经其pb口流向yb口最后进入其变量控制缸，驱动其排量变小，变量控制缸另一侧油液经ya口排出流向pa口后，经其外置的变量控制阀流回油箱。运行时应确保液压马达1压力腔压力值高于第三溢流阀yl3的设定值，以便于能量的回收与下放动作的平顺。
41.三、回收能量驱动机构动作
42.储存于蓄能器(外置)的回收能量，经由第八截止阀jz8后经底气截止阀流向平衡阀组的qj口，经qj口流出至外部其它机构的主平衡阀组(外置)，其它机构(回转与变幅等)可以进行整机的回转角度变化及吊重幅度变化，进而实现吊重的空间位置移动，可以使其处于安全范围内下放；储存于(外置)蓄能器的回收能量，亦可经由第八截止阀jz8后经第一电磁换向阀dc1b口进入，经其a口流出，经a1口进入液压马达1压力腔，推动液压马达1正向卷扬运转。
43.本实施例中回油流向如下：
44.1.吊重提升时，油液经由平衡阀组的a口进入，经平衡阀2后进入平衡阀组的a1口后流向液压马达1压力腔，液压马达1运转后，油液经由b1口流出进入平衡阀组，经由第三截止阀jz3后流向平衡阀组的b口，再流出进入外置的主平衡阀组；
45.2.安全释放时，液压马达1压力腔油液经由a1口进入平衡阀组，经由第二电磁换向阀)dc2的a口进入，经其b口流出进入第一溢流阀yl1的p口，经其t口流出，经平衡阀组的b1口后进入液压马达1吸油腔；
46.3.能量回收时，液压马达1压力腔油液经由a1口进入平衡阀组，经第一电磁换向阀dc1的a口进入，经其b口流出，一部分经过第八截止阀jz8后由平衡阀组的xq口进入外置的蓄能器，一部分经过yl3(溢流阀)的p口进入，经t口流出，经由平衡阀组的hy口流出回外置的油箱；
47.4.回收能量驱动卷扬机构时，油液经由第八截止阀jz8后由第一电磁换向阀dc1b口进入，经a口流出，由平衡阀组的a1口进入液压马达1压力腔，推动液压马达1正向卷扬运转，液压马达1排出油液经由平衡阀组的b1口流入，经第三截止阀jz3后由平衡阀组b口流出进入外置的主换向阀组后回油箱。
48.本实施例中液压系统泄油流向如下：
49.1.液压系统泄油不论卷扬提升、下放及释放工况均存在；
50.2.液压马达1的泄油经液压马达1壳体的l1口泄出；
51.3.外置刹车的泄油经平衡阀组的l口泄出；
52.4.所有泄出油液在平衡阀组外部由管路汇集后进入外部主泵站油箱。
53.本发明中，外部油液经平衡阀组a口进入平衡阀组内部，一方面a口与梭阀5连接，梭阀5与液控换向阀7连接，液控换向阀7与第四截止阀jz4连接，第四截止阀jz4一方面与第五截止阀jz5连接，第五截止阀jz5与平衡阀组的sb口连接，实现应急释放打开液压刹车；第四截止阀jz4另一方面与平衡阀组sc连接，实现液压刹车的正常开启。油液经平衡阀组a口进入平衡阀组内部另一方面与平衡阀2连接，实现液压马达1在由动转静的动态制动并完成
液压马达1的静态承压。平衡阀2与第二溢流阀yl2连通，实现冲击滤波与最高压力限定；平衡阀2与第二电磁换向阀dc2连通，第二电磁换向阀dc2与第一溢流阀yl1连通，实现液压马达1在低负载时的冲击滤波与最高压力限定；平衡阀2与第一电磁换向阀dc1连通，第一电磁换向阀dc1与第三溢流阀yl3连通，实现能量回收时的最高压力限定；平衡阀2与第一截止阀jz1连通，第一截止阀jz1与第一节流孔jl1连通，实现紧急情况下安全可调速沟通液压马达1的a1、b1口，实现液压马达1的可调速自由轮工况，实现手动释放。平衡阀2与液压马达1的a1口连通，实现液压马达1正转(卷扬)运转。
54.外置蓄能器油液从平衡阀组xq口进入平衡阀组，一方面xq口与第八截止阀jz8连接，第八截止阀jz8与第七截止阀jz7连接，实现蓄能器油液释放；第八截止阀jz8与压力传感器8(pt)连接，实现蓄能器及液压马达1a1口压力监测；第八截止阀jz8与第三溢流阀yl3连接，实现蓄能器最高压力限定；第八截止阀jz8与第一电磁换向阀dc1连接，实现外置蓄能器与液压马达1间液压油的充液与释放；第八截止阀jz8与第六截止阀jz6连接，实现蓄能器充液。
55.油液经平衡阀组b口进入平衡阀组内部，b口与第三截止阀jz3连接，第三截止阀jz3与梭阀5连接，梭阀5与液控换向阀7连接，液控换向阀7与第四截止阀jz4连接，第四截止阀jz4一方面与第五截止阀jz5连接，第五截止阀jz5与平衡阀组sb口连接，实现应急释放打开液压刹车；第四截止阀jz4另一方面与平衡阀组sc连接，实现液压刹车的正常开启。第三截止阀jz3与第二截止阀jz2连接，第二截止阀jz2与平衡阀2的先导滤网3连接，先导滤网3与平衡阀2的第二节流孔jl2连接，实现平衡阀2的平稳开启；第三截止阀jz3与第一节流孔jl1连通，第一节流孔jl1与第一截止阀jz1连通，实现紧急情况下安全可调速沟通液压马达1的a1、b1口，实现液压马达1的可调速自由轮工况，实现手动释放。第三截止阀jz3与液压马达1的b1口连通，实现液压马达1反(下放)转运转。
56.外部补油油液经平衡阀组by口进入平衡阀组，by口与单向阀4连接，单向阀4与液压马达1的b1口相连，实现液压马达1在正常下放停车及紧急下放时的补油。
57.最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。