负载保持装置和负载保持系统的制作方法

1.本发明涉及一种工程机械领域，特别涉及一种负载保持装置和负载保持系统。


背景技术：

2.工程机械的执行装置通常重量较大，为了确保执行装置停止运动时位置立刻锁定，液压阀通常采用o型中位机能。但是由于执行装置的重力作用，液压缸会产生较大的压力，压力通过管路传递到液压阀的工作油口上，高压油会通过阀孔和阀芯的配合间隙泄漏到回油口，压力越高，泄漏越快，从而造成执行机构缓慢掉落的现象，因此仅靠o型中位机能通常无法长时间保持执行装置的位置锁定。在很多实际工况中，例如吊装、狭小区域停车等，如果不能实现执行装置长时间位置锁定，满足负载保持，势必会影响工程机械的正常工作。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种负载保持装置，该装置能够可靠有效地实现负载的动作和位置保持。
4.本发明第一方面公开一种负载保持装置，包括：
5.保持阀，包括:
6.第一阀体，其上设有用于在工作时和负载连接的第一油口和用于和液压泵连接的第二油口；
7.第一阀芯，相对所述第一阀体可动地设于所述第一阀体内，与所述第一阀体之间形成第一油腔，所述第一阀芯相对所述第一阀体的动作改变所述第一油腔的大小；
8.弹性装置，设于所述第一阀体和所述第一阀芯之间，用于提供使所述第一阀芯趋向于往使所述第一油腔增大的方向动作，且在所述第一油口和所述第二油口均不通入高压油时使所述第一阀芯关闭所述第二油口；
9.控制阀，包括：
10.第二阀体，其上设有泄油口、先导油口、与所述第一油口连通的第三油口和与所述第一油腔连通的第四油口；
11.第二阀芯，设于所述第二阀体内，包括用于和所述泄油口连通的第一油道和用于连通所述第三油口和所述第四油口的第二油道；活动体，设于所述第二阀体内，用于封堵所述第一油道的油口以断开所述第一油道和所述第二油道的连通，和用于从所述第一油道的油口移开以使所述第一油道和所述第四油口连通；
12.先导装置，包括相对所述第二阀体可动地设于所述第二阀体内的先导阀芯和设于所述先导阀芯和所述第二阀芯之间的第一回位装置，在所述先导油口通入高压油时，所述先导阀芯受所述先导油口进入的高压油的推动靠近所述第二阀芯以阻断所述第二油道的导通，且所述先导阀芯同时推动所述活动体从所述第一油道上移开，在所述先导油口不通入高压油时，所述先导阀芯在所述第一回位装置的作用下远离所述第二阀芯以使所述第二
油道导通且使所述活动体封堵所述第一油道。
13.在一些实施例中，所述第二阀芯相对所述第二阀体可移动地设于所述第二阀体内，所述控制阀还包括设于所述第二阀芯和所述第二阀体之间的第二回位装置，所述第二阀芯和所述第二阀体之间还形成与所述第一油道连通的第二油腔，在所述先导油口通入高压油时，所述先导阀芯推动所述第二阀芯相对所述第二阀体往第一方向移动且使所述第二油腔与所述泄油口连通，在所述先导油口不通入高压油时，所述第二阀芯在所述第二回位装置的作用下往与所述第一方向相反的方向移动且使所述第二油腔和所述泄油口断开连通。
14.在一些实施例中，所述先导阀芯包括沿第一方向布相邻分布的第一芯块和第二芯块，所述第一芯块和所述第二芯块沿与所述第一方向垂直的方向往外侧凸出且与所述第二阀体的内壁滑动接触，所述先导阀芯与所述第二阀体在所述第一芯块和所述第二芯块之间形成与所述第二油腔连通的第三油腔。
15.在一些实施例中，在所述先导油口通入高压油时，所述先导阀芯受所述先导油口进入的高压油的推动沿第一方向移动靠近所述第二阀芯，沿所述第一方向，所述先导阀芯包括位于前端的变截面部，沿所述第一方向所述变截面部在垂直于第一方向的方向上的尺寸逐渐减小，所述变截面部用于和所述第二油道的壁面接触配合以阻断所述第二油道。
16.在一些实施例中，所述第二油道包括沿所述第一方向延伸的阶梯盲孔、连接在所述第三油口和所述阶梯盲孔之间的沿与所述第一方向垂直的方向延伸的第一孔和连接在所述第四油口和所述阶梯盲孔之间的沿与所述第一方向垂直的方向延伸的第二孔。
17.在一些实施例中，所述阶梯盲孔的顶部的孔壁上设有往径向内侧延伸的用于和所述变截面部配合的凸起，所述变截面部上设有沿所述第一方向延伸的第三孔和沿与所述第一方向垂直方向延伸且贯通所述变截面部的第四孔，所述第三孔与所述阶梯盲孔连通，所述第四孔与所述第三孔连通。
18.在一些实施例中，所述弹性装置提供使所述第一阀芯相对所述第一阀体往第二方向移动的弹性力，沿所述第二方向，所述第二油口位于所述第一阀芯的前侧，所述第一油腔位于所述第一阀芯的后侧。
19.在一些实施例中，沿所述第二方向，所述第一阀芯的前端的横截面面积逐渐减小，且所述第一阀芯的前端面的面积小于所述第二油口的面积。
20.在一些实施例中，所述活动体为设于所述第二阀芯和所述先导阀芯之间的球体。
21.本发明第二方面公开一种负载保持系统，包括液压泵、用于驱动负载的液压缸、用于控制所述液压缸的活塞伸缩的控制阀和任一所述的负载保持装置，所述控制阀连接在所述液压泵和所述液压缸之间，所述第一油口与所述液压缸连接，所述第二油口和所述先导油口与所述控制阀连接。
22.基于本发明提供的负载保持装置，通过将保持阀的第一油口和第二油口接到用于控制负载的主油路中，通过控制第一油口、第二油口以及控制阀的先导油口的油液，可以可靠、有效地实现负载的不同动作以及在停止时对负载的位置进行有效地保持，减少对负载位置保持时油液的泄露。
23.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
25.图1为本发明实施例的负载保持装置的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
28.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
29.如图1所示的负载保持装置包括保持阀和控制阀。
30.保持阀包括第一阀体11、第一阀芯12和弹性装置13。
31.第一阀体11上设有用于在工作时和负载连接的第一油口15和用于和液压泵连接的第二油口16。即第一油口15连接在负载和第二油口16之间，第二油口16连接在液压泵和第一油口15之间，当向负载供油时，液压泵输出的液压油通过一些液压阀后通过第二油口16，再通过第一油口15后进入负载中，当负载卸油时，负载输出的液压油从第一油口15输出，然后经过第二油口16和液压阀回到油箱中。
32.第一阀芯12相对第一阀体11可动地设于第一阀体11内，与第一阀体11之间形成第一油腔14，第一阀芯12相对第一阀体11的动作改变第一油腔14的大小。第一阀芯12相对第一阀体11可以转动或者移动地设于第一阀体11中，在如图1所示的实施例中，第一阀芯12与第一阀体11可以相对移动地设置在第一阀体11中，通过第一阀芯12相对第一阀体11的移动，第一油腔14的大小也随之变化。
33.弹性装置13设于第一阀体11和第一阀芯12之间，弹性装置13 用于提供使第一阀芯12趋向于往使第一油腔14增大的方向动作，且在第一油口15和第二油口16均不通入高压油时弹性装置13使第一阀芯12关闭第二油口16。即当第一阀体11中的液压油压力各处均相同时，弹性装置13的弹性力驱使第一阀芯12压紧和关闭第二油口 16。在如图所示的实施例中，弹性装置13为设于第一阀芯12和第一阀体11的底座之间的弹簧，第一阀体11的底座在如图所示的实施例中为用于堵住第一阀体11的底部的油堵。
34.控制阀包括第二阀体21、第二阀芯22和活动体20。
35.第二阀体21上设有泄油口25、先导油口26、与第一油口15连通的第三油口23和与第一油腔14连通的第四油口24。泄油口25用于与油箱等存放低压力液压油的装置连接，泄油口25用于控制阀的一些油口的卸油，泄油口25还可以在某些时候对与之相连的容积变化的容腔进行补油。
36.第二阀芯22设于第二阀体21内，第二阀芯22包括用于和泄油口25连通的第一油道271和用于连通第三油口23和第四油口24的第二油道272；即当第二油道导通时，第一油口15和第一油腔14连通。
37.活动体20设于第二阀体21内，活动体20用于封堵第一油道271 的油口以断开第一油道271和第四油口24的连通，和活动体20用于从第一油道271的油口移开以使第一油道271和第四油口24连通；即活动体20可以堵住第一油道271的油口或者从第一油道271的油口上移开。
38.先导装置包括相对第二阀体21可动地设于第二阀体21内的先导阀芯和设于先导阀芯和第二阀芯22之间的第一回位装置。在先导油口26通入高压油时，先导阀芯受先导油口26进入的高压油的推动靠近第二阀芯22以阻断第二油道272的导通，且先导阀芯同时推动活动体20从第一油道271上移开。即在先导油口通入高压油时，先导阀芯可以逐渐靠近第二阀芯22，在某一时刻可以完全阻断第二油道 272的导通，同时在某一时刻可以将活动体20从第一油道271的油口上移开，使第一油道271和第四油口24连通。
39.在先导油口26不通入高压油时，先导阀芯在第一回位装置的作用下远离第二阀芯22以使第二油道272导通且使活动体20封堵第一油道271。在如图所示的实施例中，第一回位装置为弹簧，先导阀芯在高压油的作业下克服弹簧的弹性力以靠近第二阀芯，在没有高压油时，弹簧的弹性力使先导阀芯远离第二阀芯22，在先导阀芯远离第二阀芯22时，活动体回到封堵第一油道271的油口的位置对第一油道271进行封堵。活动体20回到第一油道271的油口进行封堵，可以通过设置弹簧等回位装置来实现，在如图所示的实施例中，活动体 20通过重力作用进行回位，即先导阀芯推动活动体从第一油道271 上移开时，活动体20没有从油口上完全移开，在先导阀芯的作用下一部分悬空在第一油道271的油口上，当先导阀芯离开时，该部分在重力的作用下封堵第一油道271的油口。
40.本实施例的负载保持装置，先导油口通入高压油时，第一油道 271与第四油口24以及泄油口25连通，使第一油腔14卸油，同时使第二油道272阻断，即阻断第一油口15和第一油腔14的连通，此时第一油口15和第二油口16任一通入高压油时均可以推动第一阀芯 12克服弹性装置13的弹性力往使第一油腔14容积减小的方向动作且使得第二油口16打开以及使第一油口15和第二油口16连通。本实施例的第二阀芯22可以与第一阀体21固定连接或者相对可动连接，当第二阀芯22可以与第一阀体21固定连接时，第一油道271 与泄油口
25一直保持连通状态。在如图所示的实施例中，第二阀芯 22相对第一阀体可以移动，在先导阀芯受先导油口26的高压油作用时，第二阀芯22在先导阀芯的作用下动作使第一油道271与泄油口 25连通，当先导阀芯远离回位时，第二阀芯22回位使第一油道271 与泄油口25不连通。
41.本实施例的负载保持装置，保持阀的第一油口15和第二油口16 接到用于控制负载的主油路中，当第二油口16和先导油口26通入高压油时，第二油口16的高压油可以推动第一阀芯12使第一油腔14 减小，同时使第二油口16的高压油通过第一油口15往负载输送，使负载动作。当负载往第一油口15输送高压油和先导油口26通入高压油时，第一油口15的高压油可以推动第一阀芯12使第一油腔14减小，同时使第一油口15的高压油通过第二油口16回油，使负载完成另一动作。当第二油口16不通高压油且先导油口不通高压油时，第二油道272导通，第一油道271与第四油口24不连通，第一油口15 的油压被保持在保持阀和控制阀中，由于连入主油路中的第二油口 16被阀芯关闭，第一阀芯12关闭第二油口时不需要与第二油口的壁面保持间隙，第一油腔与泄油口之间的通路也被活动体阻断，油液泄露大大减少，对负载的保持能力也大大增强。
42.在一些实施例中，如图所示，第二阀芯22相对第二阀体21可移动地设于第二阀体21内，控制阀还包括设于第二阀芯22和第二阀体 21之间的第二回位装置，第二阀芯22和第二阀体21之间还形成与第一油道271连通的第二油腔292，在先导油口26通入高压油时，先导阀芯推动第二阀芯22相对第二阀体21往第一方向移动且使第二油腔292与泄油口25连通，在先导油口26不通入高压油时，第二阀芯22在第二回位装置的作用下往与第一方向相反的方向移动且使第二油腔292和泄油口25断开连通。如图所示的实施例中第二回位装置为弹簧，本实施例通过设置活动的第二阀芯22以及与泄油口在连通和断开状态之间切换的第二油腔292，在对负载位置保持时，第二油腔292可以与泄油口25断开连通，从而可以进一步减少油液的泄露，提高负载保持装置的负载保持能力。
43.在一些实施例中，如图所示，先导阀芯包括沿第一方向布相邻分布的第一芯块281和第二芯块282，第一芯块281和第二芯块282沿与第一方向垂直的方向往外侧凸出且与第二阀体21的内壁滑动接触，先导阀芯与第二阀体21在第一芯块281和第二芯块282之间形成与第二油腔292连通的第三油腔293。该设置有助于在负载位置保持时进一步减少油液泄露，提高负载保持装置的负载保持能力。
44.在一些实施例中，在先导油口26通入高压油时，先导阀芯受先导油口26进入的高压油的推动沿第一方向移动靠近第二阀芯22，沿第一方向，先导阀芯包括位于前端的变截面部283，沿第一方向变截面部283在垂直于第一方向的方向上的尺寸逐渐减小，变截面部283 用于和第二油道272的壁面接触配合以阻断第二油道272。在如图所示的实施例中，第一芯块281和第二芯块282均位于变截面部283 的后侧，变截面部283的横截面的外轮廓呈弧形，设置变截面部283 可以渐变式的阻断和打开第二油道272的导通，使油液压力变化更平稳，同时锥形结构的变截面部在阻断第二油道272时也更加可靠有效。
45.在一些实施例中，如图所示，第二油道272包括沿第一方向延伸的阶梯盲孔、连接在第三油口23和阶梯盲孔之间的沿与第一方向垂直的方向延伸的第一孔和连接在第四油口24和阶梯盲孔之间的沿与第一方向垂直的方向延伸的第二孔。该设置可以方便地加工第二油道 272，方便有效地实现第二油道272与先导阀芯的配合。
46.在一些实施例中，如图所示，阶梯盲孔的顶部的孔壁上设有往径向内侧延伸的用于和变截面部283配合的凸起，变截面部283上设有沿第一方向延伸的第三孔和沿与第一方向垂直方向延伸且贯通变截面部283的第四孔，第三孔与阶梯盲孔连通，第四孔与第三孔连通。该设置有助于在先导阀芯远离第二阀芯22时使第二油道272及时的导通，使负载保持装置更加可靠。
47.在一些实施例中，如图1所示，弹性装置13提供使第一阀芯12 相对第一阀体11往第二方向移动的弹性力，沿第二方向，第二油口 16位于第一阀芯12的前侧，第一油腔14位于第一阀芯12的后侧。该实施例可以使第二油口16通入高压油时及时有效地推动第一阀芯 12，打开第二油口16，同时第一阀芯12在关闭第二油口16时也能更加稳定可靠。
48.在一些实施例中，沿第二方向，第一阀芯12的前端的横截面面积逐渐减小，且第一阀芯12的前端面的面积小于第二油口16的面积。本实施例的第一阀芯12在关闭第二油口16时可以插入第二油口16 中，同时第一阀芯12与第二油口16之间形成线密封，进一步提高负载保持装置在保持负载位置时的防泄漏能力。
49.在一些实施例中，如图1所示，活动体20为设于第二阀芯22 和先导阀芯之间的球体。设置球体封堵第一油道271，在封堵时可以球体和油口之间形成线密封，密封效果好，防泄漏能力强，同时从油口移开的球体在回位封堵油口时，球体能够在重力作用下更准确可靠地回位，结构简单，功能可靠。
50.在一些实施例中还公开一种负载保持系统，负载保持系统包括液压泵、用于驱动负载的液压缸、用于控制液压缸的活塞伸缩的控制阀和任一的负载保持装置，控制阀连接在液压泵和液压缸之间，第一油口15与液压缸连接，第二油口16和先导油口26与控制阀连接。
51.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。