平衡阀控制回路、液压控制系统及作业机械的制作方法

1.本发明涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种平衡阀控制回路、液压控制系统及作业机械。


背景技术：

2.平衡阀是一种特殊功能的阀门，阀门本身无特殊之处，只在于使用功能和场所有区别。在某些行业中，由于流体介质在管道或容器的各个部分存在较大的压力差或流量差，为减小或平衡该差值，在相应的管道或容器之间安设阀门，用以调节两侧压力的相对平衡，或通过分流的方法达到流量的平衡，该阀门就叫平衡阀。
3.在目前作业机械领域中，例如，挖掘机、消防车等带有伸缩臂的机械，多使用平衡阀对伸缩臂进行控制。对使用的平衡阀的控制多为带先导控制方式，采用先导内控方式或外控方式的其中一种进行操控，内控方式受负载波动影响较大，不可作为长时间稳定的控制油；而外控方式虽然较内控方式的流量稳定，但是有外部压力油源失效风险导致平衡阀无法打开正常工作。例如在高空作业过程中，如果外控油源突然失效，导致机械臂无法收回，具有很大的危险性。


技术实现要素：

4.本发明提供一种平衡阀控制回路、液压控制系统及作业机械，用以解决现有技术中平衡阀外控方式有外部压力油源失效风险导致平衡阀无法打开正常工作的缺陷，通过控制阀组实现在不同工作状态下选择外控油路或内控油路作为平衡阀的先导油源，实现外控油源失效的情况下，内控油源可以应急使用。
5.本发明提供一种平衡阀控制回路，包括：
6.外控油路，所述外控油路与外控油源连接；
7.内控油路，所述内控油路与内控油源连接；
8.控制阀组，所述控制阀组的进油口分别与所述外控油路、所述内控油路连接，所述控制阀组的出油口与平衡阀的先导口连接；
9.在第一工作状态下，所述控制阀组能够使所述平衡阀的先导口与所述外控油路连通；在第二工作状态下，所述控制阀组能够使所述平衡阀的先导口与所述内控油路连通。
10.根据本发明提供的平衡阀控制回路，所述控制阀组包括减压阀组和第一换向阀；
11.所述减压阀组的第一进油口与所述外控油路连接，所述减压阀组的第一出油口与所述平衡阀的先导口连接；
12.所述第一换向阀的第二进油口与所述内控油路连接，所述第一换向阀的第二出油口与所述平衡阀的先导口连接，所述第一换向阀的第一控制油口与所述外控油路连接；
13.其中，在所述第一工作状态下，所述第二进油口和所述第二出油口断开，在所述第二工作状态下，所述第二进油口与所述第二出油口连通。
14.根据本发明提供的平衡阀控制回路，所述减压阀组包括减压阀和第二换向阀；
15.所述第二换向阀的第三进油口与所述外控油路连接，所述第二换向阀的第三出油口与所述减压阀的进油口连接，所述第二换向阀的第二控制油口与所述内控油路连接；
16.所述减压阀的出油口与所述平衡阀的先导口连接；
17.其中，在所述第一工作状态下，所述第三进油口与所述第三出油口连通；在所述第二工作状态下，所述第三进油口与所述第三出油口断开。
18.本发明提供了一种液压控制系统，包括控制支路，所述控制支路包括平衡阀组和上述的平衡阀控制回路；
19.所述平衡阀组的第一先导口与所述平衡阀控制回路连接，所述平衡阀组的第一油口与执行机构连接，所述平衡阀组的第二油口与内控油源中的一个连接；所述平衡阀控制回路中的所述内控油路与所述内控油源的另一个连接。
20.根据本发明提供的液压控制系统，所述平衡阀组包括第一平衡阀和第一单向阀，所述第一平衡阀与所述第一单向阀并联；
21.所述第一平衡阀的第二先导口与所述平衡阀控制回路连接；
22.所述第一单向阀的第四进油口与所述内控油源的一个连接，所述第一单向阀的第四出油口与所述执行机构连接。
23.根据本发明提供的液压控制系统，所述控制支路还包括执行机构，所述执行机构的其中一端与一组所述平衡阀组的所述第一油口连通，一组所述平衡阀组的所述第二油口与所述内控油源中的一个连接。
24.根据本发明提供的液压控制系统，所述执行机构的另一端与另一组所述平衡阀组的所述第一油口连通；
25.一组所述平衡阀组对应的一组所述平衡阀控制回路和另一组所述平衡阀组对应的另一组所述平衡阀控制回路的外控油路连通；
26.其中，另一组所述平衡阀组的第二油口与内控油源中的另一个连接。
27.根据本发明提供的液压控制系统，包括至少两组所述控制支路，各组所述控制支路的所述平衡阀控制回路的外控油路均连通。
28.根据本发明提供的液压控制系统，所述执行机构为液压缸，所述液压缸的一端为有杆腔，另一端为无杆腔。
29.本发明还提供了一种作业机械，包括上述的平衡阀控制回路；
30.或者，所述作业机械，包括上述的液压控制系统。
31.本发明提供的平衡阀控制回路，通过采用控制阀组分别与外控油路、内控油路连接，从而实现在第一工作状态下采用外控油路作为先导油对平衡阀进行控制，在第二工作状态下采用内控油路作为先导油对平衡阀进行控制，进而实现当外控油路和内控油路中有一个失效时，另一个可以进行应急供油，从而保证平衡阀在多种工况下均能开启。
32.进一步，在本发明提供的液压控制系统和作业机械中，由于具备如上所述的平衡阀控制回路，因此同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一
些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明提供的平衡阀控制回路的液压原理图之一；
35.图2是本发明提供的平衡阀控制回路的液压原理图之二；
36.图3是本发明提供的液压控制系统的控制支路的液压原理图；
37.图4是本发明提供的液压控制系统的液压原理图之一；
38.图5是本发明提供的液压控制系统的液压原理图之二。
39.附图标记：
40.100：平衡阀控制回路；101：外控油路；102：内控油路；103：控制阀组；104：减压阀组；105：第一换向阀；106：减压阀；107：第二换向阀；108：第三换向阀；110：第一进油口；111：第一出油口；112：第二进油口；113：第二出油口；114：第一控制油口；115：第三进油口；116：第三出油口；117：第二控制油口；120：第一平衡阀控制回路；121：第二平衡阀控制回路；130：外控油源；131：第一外控油路；132：第一内控油路；133：第二外控油路；134：第二内控油路；135：第三外控油路；
41.200：平衡阀；210：第一平衡阀组；211：第二平衡阀组；214：第一先导口；201：第一平衡阀；202：第一单向阀；203：第四油口；204：第三油口；205：第二先导口；206：第二平衡阀；207：第二单向阀；208：第六油口；209：第五油口；220：第三先导口；
42.300：第一控制支路；301：第二控制支路；302：第三控制支路；303：第四控制支路；304：第五控制支路；305：第六控制支路；310：液压缸；311：无杆腔；312：有杆腔；320：第一内控油源；321；第二内控油源。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
44.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性
表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
47.下面结合图1至图5，对本发明的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成限定。
48.如图1所示，本发明提供了一种平衡阀控制回路，包括：外控油路101、内控油路102和控制阀组103，外控油源130通过外控油路101进入控制阀组103，内控油源通过内控油路102进入控制阀组103，控制阀组103基于所处的工作状态，选择其中一个油源作为平衡阀200的先导油源，保证平衡阀200在不同工况下均能开启。
49.其中，具体地，外控油路101与外控油源130连接；内控油路102与内控油源连接；控制阀组103的进油口分别与外控油路101、内控油路102连接，控制阀组103的出油口与平衡阀200的先导口连接。
50.在第一工作状态下，控制阀组103能够使平衡阀200的先导口与外控油路101连通；在第二工作状态下，控制阀组103能够使平衡阀200的先导口与内控油路102连通。
51.在本发明中，外控油源130可以为单独的液压泵，内控油源可以来自整个液压系统驱动负载动作的油源。
52.继续参考图1，在本发明的一个实施例中，控制阀组103包括减压阀组104和第一换向阀105；减压阀组104的第一进油口110与外控油路101连接，减压阀组104的第一出油口111与平衡阀200的先导口连接；第一换向阀105的第二进油口112与内控油路102连接，第一换向阀105的第二出油口113与平衡阀200的先导口连接，第一换向阀105的第一控制油口114与外控油路101连接。
53.其中，在第一工作状态下，第二进油口112和第二出油口113断开，在第二工作状态下，第二进油口112与第二出油口113连通。
54.换句话说，在外控油路101所连接的外控油源130正常工作的状态下，即第一工作状态下，外控油路101给第一换向阀105控制油，从而使第一换向阀105的第二进油口112和第二出油口113断开，也就是说，即使内控油路102具有压力油，也无法连通到平衡阀200的先导口。此时，只能通过外控油路101的压力油通过减压阀组104与平衡阀200的先导口连接，也就是说，外控油源130作为平衡阀200的先导油源。
55.在外控油路101或外控油源130出现故障的状态下，即第二工作状态下，第一换向阀105的第一控制油口114没有压力油，因此，第一换向阀105的第二进油口112与第二出油口113连通，因此，内控油路102与平衡阀200的先导口连通，也就是说，内控油源作为平衡阀200的先导油源。
56.其中，第一换向阀105可以为二位二通换向阀，一端为第一控制油口114与外控油路101连接，另一端为复位弹簧，在第一控制油口114没有压力油时复位。复位后第二进油口112和第二出油口113连通。
57.进一步地，在本发明的另一个实施例中，减压阀组104包括减压阀106和第二换向阀107；第二换向阀107的第三进油口115与外控油路101连接，第二换向阀107的第三出油口116与减压阀106的进油口连接，第二换向阀107的第二控制油口117与内控油路102连接；减
压阀106的出油口与平衡阀200的先导口连接。
58.其中，在第一工作状态下，第三进油口115与第三出油口116连通；在第二工作状态下，第三进油口115与第三出油口116断开。其中，减压阀106可以为电比例减压阀，可实现无极变化先导压力控制，控制油源压力稳定。
59.换言之，在外控油路101所连接的外控油源130正常工作的状态下，即第一工作状态下。外控油路101给第一换向阀105控制油，因此，第一换向阀105的第二进油口112和第二出油口113断开。内控油路102具有压力油时，内控油路102给第二换向阀107的第二控制油口117控制油，使第二换向阀107的第三进油口115和第三出油口116导通，实现外控油路101进入减压阀106，进而使外控油路101与平衡阀200的先导口连通。
60.也就是说，在内控油路102没有压力油时，第二换向阀107的第三进油口115与第三出油口116断开，外控油路101无法与平衡阀200连通。
61.在外控油路101或外控油源130出现故障的状态下，即第二工作状态下。第一换向阀105的第一控制油口114没有压力油，因此，第一换向阀105的第二进油口112与第二出油口113连通，因此，内控油路102与平衡阀200的先导口连通，也就是说，内控油源作为平衡阀200的先导油源。
62.此外，针对第二工作状态下的外控油路101或外控油源130故障的状态，例如，外控油源130失效、外控油路101破损、减压阀106损坏，第二换向阀107损坏等情况。
63.例如，在减压阀106损坏，但是外控油源130正常工作的状态下，外控油路101无法与平衡阀200的先导口连通，但是，外控油源130依旧为第一换向阀105的控制油源，因此，第一换向阀105的第二进油口112和第二出油口113断开。也就是说，内控油路102和外控油路101均不能给平衡阀200供油来开启平衡阀200，平衡阀200不动作，平衡阀200控制的执行机构不能动作。
64.此时，关闭外控油源130，使得内控油源与平衡阀200连通，开启平衡阀200，实现执行机构的动作，使执行机构完成应急动作。
65.本发明的平衡阀控制回路100可组合使用，无需改变原平衡阀尺寸和结构，可与多种型号平衡阀配套使用。
66.如图2所示，在本发明的一个可选实施例中，控制阀组103还包括第三换向阀108，第三换向阀108连接在外控油路101和外控油源130之间，第三换向阀108用于控制外控油路101与外控油源130的通断。
67.例如，第三换向阀108为二位二通电磁换向阀，失电时，外控油路101与外控油源130连通，得电时，外控油路101与外控油源130断开。
68.如图3所示，本发明还提供了一种液压控制系统，包括控制支路，控制支路包括平衡阀组和上述实施例的平衡阀控制回路100；平衡阀组的第一先导口214与平衡阀控制回路100连接；平衡阀组的第一油口与执行机构连接，平衡阀组的第二油口与内控油源中的一个连接。
69.其中，内控油源可以有多个，平衡阀控制回路100中的内控油路102所连接的内控油源为其中的一个，平衡阀控制回路100对应的平衡阀组的第二油口连接内控油源的另一个。
70.如图4所示，在本发明的其它实施例中，控制支路还包括执行机构，执行机构的其
中一端与一组平衡阀组的第一油口连通，一组平衡阀组的第二油口与内控油源中的一个连接。一组平衡阀组对应的一组平衡阀控制回路100中的内控油路102与内控油源中的另一个连接。
71.具体地，在本发明的可选实施例中，平衡阀组包括第一平衡阀201和第一单向阀202，第一平衡阀201与第一单向阀202并联；第一平衡阀201的第二先导口205与平衡阀控制回路100连接；第一单向阀202的第四进油口与内控油源中的一个连接，第一单向阀202的第四出油口与执行机构连接。
72.具体来说，控制支路包括第一平衡阀组210和第一平衡阀控制回路120，第一平衡阀控制回路120用于控制第一平衡阀组210，第一平衡阀组210包括第一平衡阀201和第一单向阀202。第一平衡阀201的第三油口204与执行机构连接，第一平衡阀201的第四油口203与第二内控油源321连接。第一平衡阀控制回路120中的第一内控油路132与第一内控油源320连接。
73.如图3和图4所示，进一步地，在本发明的一些实施例中，执行机构为液压缸310，液压缸310的一端为有杆腔312，另一端为无杆腔311。
74.例如，第一平衡阀的第三油口204与液压缸310的有杆腔312连通，第一平衡阀201的第四油口203与第二内控油源321连通，第一平衡阀控制回路120的第一内控油路132与第一内控油源320连通。
75.对有杆腔312进行供油的状态下，第一内控油源320有压力油，第一内控油源320的压力油进入有杆腔312，推动活塞向无杆腔311运动。无杆腔311内的液压油通过第三油口204向第一平衡阀201流动。
76.由于第一内控油源320具有压力油，因此，与第一内控油源320连通的第一内控油路132具有压力油，同时外控油源130供油。第一换向阀105关闭，第二换向阀107导通，外控油源130打开第一平衡阀201。第一平衡阀201开启，无杆腔311内的液压油从第一平衡阀201流出，流入第二内控油源321所在的管路上。完成一次对无杆腔311的流量控制。
77.此外，继续参考图4，在发明的一些实施例中，液压控制系统可以并联多个上述实施例中的控制支路对多个液压缸310的有杆腔312或无杆腔311的流量进行控制。例如，包括第一控制支路300、第二控制支路301和第三控制支路302，第一控制支路300中的第一外控油路131、第二控制支路301中的第二外控油路133以及第三控制支路302中的第三外控油路135均连通，可以采用同一个外控油源130进行供油。外控油源130可以采用液压泵。
78.综上，一个外控油源130可以同时给多个平衡阀进行供油，且各个控制支路中的平衡阀控制回路100可单独控制对应的平衡阀200，相较于现有技术的一条外控油路101只能控制一个平衡阀200，本发明的液压控制系统不会引起其他执行机构误动作，稳定性和安全性更高。
79.继续参考图3，在本发明的一个具体实施例中，执行机构的另一端与另一组平衡阀组的第一油口连通；一组平衡阀组对应的一组平衡阀控制回路100和另一组平衡阀组对应的另一组平衡阀控制回路100的外控油路101连通；其中，另一组平衡阀组的第二油口与内控油源中的另一个连接。
80.具体来说，控制支路包括第一平衡阀组210、第二平衡阀组211、第一平衡阀控制回路120和第二平衡阀控制回路121。第一平衡阀组210通过第一平衡阀控制回路120控制，第
二平衡阀组211通过第二平衡阀控制回路121控制。
81.例如，第一平衡阀组210中的第一平衡阀201的第三油口204与液压缸310的无杆腔311连通，第一平衡阀201的第四油口203与第二内控油源321连接，第一平衡阀201的第二先导口205与第一平衡阀控制回路120相连；第一平衡阀控制回路120中的第一内控油路132与第一内控油源320连接。第二平衡阀组211的第二平衡阀的第五油口209与液压缸310的有杆腔312连接，第二平衡阀206的第六油口208与第一内控油源320连接，第二平衡阀206的第三先导口220与第二平衡阀控制回路121相连；第二平衡阀控制回路121中的第二内控油路134与第二内控油源321连接。
82.第一平衡阀控制回路120中的第一外控油路131与第二平衡阀控制回路121中的第二外控油路连接，且连接在一个外控油源130上。
83.同上述实施例，对有杆腔312供油的状态下，第一内控油源320有压力油，压力油打开第二平衡阀组211的第二单向阀207，进入有杆腔312。有杆腔312内的压力油推动活塞向无杆腔311方向运动，无杆腔311内的液压油通过第一平衡阀控制回路120控制的第一平衡阀201，流入第二内控油源321的管路中。
84.对无杆腔311供油的状态下，第二内控油源321有压力油，压力油打开第一平衡阀组210的第一单向阀202，进入无杆腔311。无杆腔311的压力油推动活塞向有杆腔312方向运动，有杆腔312内的液压油通过第五油口209向第二平衡阀206流动。
85.由于，第二内控油源321有压力油，因此，与第二内控油源321连接的第二内控油路134有压力油，第二外控油路133也供油，同理，第二外控油路133开启第二平衡阀206。第二平衡阀206开启，有杆腔312内的液压油通过第二平衡阀206流入第一内控油源320所在的油路。实现对有杆腔312流出的液压油流量的控制。
86.综上，第一平衡阀组210、第二平衡阀组211、第一平衡阀控制回路120和第二平衡阀控制回路121实现对液压缸310伸出动作和缩回动作的控制。一个外控油源130可以同时给多个平衡阀进行供油，且各个控制支路中的平衡阀控制回路100可单独控制对应的平衡阀，相较于现有技术的一条外控油路只能控制一个平衡阀，本发明的液压控制系统不会引起其他执行机构误动作，稳定性和安全性更高。
87.此外，继续参考图5，在发明的一些实施例中，液压控制系统可以并联多个上述实施例中的控制支路对多个液压缸310的有杆腔312和无杆腔311的流量进行控制。例如，包括第四控制支路303、第五控制支路304和第六控制支路305，第四控制支路303中的外控油路101、第五控制支路304中的外控油路101以及第五控制支路304中的外控油路101均连通，可以采用同一个外控油源130进行供油。外控油源130可以采用液压泵。
88.本发明还提供了一种作业机械，包括上述实施例的平衡阀控制回路100；或者，作业机械，包括上述实施例的液压控制系统。例如，作业机械为具有伸缩臂的起重机或消防车。
89.本发明提供的平衡阀控制回路，通过采用控制阀组分别与外控油路、内控油路连接，从而实现在第一工作状态下采用外控油路作为先导油对平衡阀进行控制，在第二工作状态下采用内控油路作为先导油对平衡阀进行控制，进而实现当外控油路和内控油路中有一个失效时，另一个可以进行应急供油，从而保证平衡阀在多种工况下均能开启。
90.进一步，在本发明提供的液压控制系统和作业机械中，由于具备如上所述的平衡
阀控制回路，因此同样具备如上所述的各种优势。
91.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。