快换装置控制阀组、液压系统和挖掘机的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械的液压控制技术领域，具体地，涉及一种挖掘机及其液压系统和快换装置控制阀组。


背景技术：

2.挖掘机作业形式有多种，例如挖掘、破碎、液压剪、抓斗等，这些作业都会使用到不同的工作装置附件(即属具)，也经常会根据不同工况进行更换。其中，若采用人工拆装方式，则不仅增加了劳动强度，而且费时费力，工作效率极低。因此，挖掘机等工程机械大多配置有附件快换装置，以便实现快速更换工作装置附件。
3.以挖掘机为例，常见的快换装置的液压系统只能满足部分低压要求的快换用户，但不同工况、不同属具对快换装置的油缸压力要求不同，而且各快换装置的出厂压力要求也不同。因此，现有快换装置的液压系统较为简单，存在压力值调节不便、压力较低且无补压功能等缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种快换装置控制阀组、液压系统和挖掘机，阀组通用性强，可自动匹配油缸压力。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种快换装置控制阀组，所述快换装置控制阀组包括：
6.阀体，设有阀组进油口、阀组回油口以及用于分别外接至快换装置的液压油缸的有杆腔和无杆腔的有杆腔连接油口和无杆腔连接油口；
7.主换向阀，所述主换向阀的一侧设有与所述阀组进油口相连的换向阀进油口以及与所述阀组回油口相连的换向阀回油口，另一侧设有与所述无杆腔连接油口相连的第一换向工作油口和与所述有杆腔连接油口相连的第二换向工作油口；
8.第一压力传感器，用于检测所述无杆腔连接油口的工作油压；和
9.可调式减压阀，设在所述阀组进油口与所述换向阀进油口之间的进油口连接油路中且减压阀出油口的压力能够调节。
10.在一些实施方式中，所述快换装置控制阀组还包括控制器，所述控制器与所述第一压力传感器和所述减压阀电连接并被配置为：
11.利用所述第一压力传感器，在所述快换装置匹配夹紧不同的属具时，记录所述液压油缸在不同的夹紧工作期间相应的多个最大工作油压检测值。
12.在一些实施方式中，所述控制器还被配置为：
13.针对所述快换装置所匹配的所述属具的类型，获取与所述属具对应匹配的所述最大工作油压检测值；
14.根据所获取的所述最大工作油压检测值，控制调节所述可调式减压阀的所述减压阀出油口的压力。
15.在一些实施方式中，所述减压阀出油口的压力不小于对应的所述最大工作油压检测值的1.5倍。
16.在一些实施方式中，所述快换装置控制阀组还包括可调式溢流阀，所述可调式溢流阀与所述减压阀串联设置在所述进油口连接油路中。
17.在一些实施方式中，所述可调式减压阀为比例减压阀且与所述可调式溢流阀集成为比例减压溢流阀。
18.在一些实施方式中，所述快换装置控制阀组还包括第二压力传感器，用于检测所述阀组进油口的进油油压。
19.在一些实施方式中，所述控制器还被配置为：
20.根据所述第二压力传感器的进油油压检测值，调节所述可调式溢流阀的溢流压力。
21.在一些实施方式中，所述主换向阀为二位四通的电磁阀并与所述控制器电连接。
22.在一些实施方式中，所述快换装置控制阀组还包括：
23.液控单向阀，设置在所述无杆腔连接油口与所述第一换向工作油口之间的内部连接油路中并设置为允许压力油能够从所述第一换向工作油口流向所述无杆腔连接油口且反向截止，所述液控单向阀的先导油路连接至所述有杆腔连接油口或所述第二换向工作油口。
24.此外，本实用新型还提供了一种快换装置的液压系统，所述快换装置的液压系统包括上述的快换装置控制阀组。
25.在一些实施方式中，所述快换装置的液压系统包括快换装置和所述快换装置控制阀组，所述快换装置的所述液压油缸的有杆腔连接至所述阀体的所述有杆腔连接油口，所述液压油缸的无杆腔连接至所述阀体的所述无杆腔连接油口。
26.另外，本实用新型还提供了一种挖掘机，包括属具液压系统以及与所述属具液压系统并列设置的上述快换装置的液压系统。
27.本实用新型的快换装置控制阀组通过可调式减压阀可调节匹配快换装置的液压油缸的不同压力要求，因而快换装置控制阀组可适于不同的快换装置中，而且结合第一压力传感器的检测，同一快换装置可满足不同压力要求的属具的安装要求，使用本实用新型的液压系统，属具拆装方便快速，满足挖掘机的多样性功能需求。
28.本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
29.附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
30.图1为根据本实用新型的具体实施方式的快换装置控制阀组的结构原理图；
31.图2为根据本实用新型的具体实施方式的挖掘机的快换装置的液压系统的液压原理图；
32.图3为根据本实用新型的另一具体实施方式的快换装置控制阀组的结构原理图；
和
33.图4为图2所示的快换装置的液压系统的控制原理图。
34.附图标号说明：
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快换装置控制阀组
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液压油箱
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液压泵
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主阀
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控制器
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液压油缸
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属具
[0039]
1-1
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阀体
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1-2
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液控单向阀
[0040]
1-3
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主换向阀
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1-4
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比例减压溢流阀
[0041]
1-5
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第一压力传感器
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1-6
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第二压力传感器
[0042]
1-7
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常规减压溢流阀
[0043]
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阀组进油口
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t
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阀组回油口
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无杆腔连接油口
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有杆腔连接油口
[0045]
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换向阀进油口
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换向阀回油口
[0046]
a1
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第一换向工作油口
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b1
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第二换向工作油口
具体实施方式
[0047]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0048]
下面参考附图描述根据本实用新型的快换装置控制阀组和挖掘机。
[0049]
针对现有技术的快换装置的液压系统的诸多不足，本实用新型公开了一种新型的快换装置控制阀组。参见图1、图2所示的一种具体实施方式中，快换装置控制阀组1包括：
[0050]
阀体1-1，阀体1-1设有阀组进油口p、阀组回油口t以及用于分别外接至快换装置的液压油缸6的有杆腔和无杆腔的有杆腔连接油口b和无杆腔连接油口a；
[0051]
主换向阀1-3，主换向阀1-3的一侧设有与阀组进油口p相连的换向阀进油口p1以及与阀组回油口t相连的换向阀回油口t1，另一侧设有与无杆腔连接油口a相连的第一换向工作油口a1和与有杆腔连接油口b相连的第二换向工作油口b1；
[0052]
第一压力传感器1-5，用于检测无杆腔连接油口a的工作油压；和
[0053]
可调式减压阀，设在阀组进油口p与换向阀进油口p1之间的进油口连接油路中且减压阀出油口的压力能够调节。
[0054]
参见图2，主换向阀1-3用于切换控制快换装置的液压油缸6的活塞杆伸出或回缩，即使得快换装置形成对属具7的夹紧锁紧状态或解锁状态。其中，通过增设的第一压力传感器1-5可实时检测到无杆腔连接油口a的工作油压，即图2所示的快换装置的液压油缸6的有杆腔油路的油压，也就是快换装置在对属具7夹紧锁紧状态下的液压油缸6的压力；通过第一压力传感器1-5反馈的油缸压力(即负载压力)，可相应调节可调式减压阀的出油口压力，以匹配相应的负载压力。当负载压力增加时，通过可调式减压阀可实现补压功能。
[0055]
在图1、图3所示的不同实施方式中，可调式减压阀为出口压力可调的定值输出减压阀，比例减压溢流阀1-4和常规减压溢流阀1-7均包括可调式减压阀及其减压功能，可调节减压阀出油口的压力，例如常规减压溢流阀1-7的a口油压。
[0056]
可见，通过本实用新型的快换装置控制阀组，快换装置的液压油缸6的压力可以根据属具7的不同而实现手动或自动匹配，以图3的实施方式为例，当换装不同的属具7后，可选择适合该属具7的常规减压溢流阀1-7，其a口油压与快换装置的液压油缸6的所需压力匹配，例如a口油压是快换装置的液压油缸6的压力的1.5倍等等。换言之，不同的属具7可针对性选用不同的常规减压溢流阀1-7。当然，也可采用图1所示的比例减压溢流阀1-4，通过控制器获知属具类型时，针对性地自动调教比例减压溢流阀1-4的减压阀出油口的压力。
[0057]
以挖掘机为例，将本实用新型的快换装置控制阀组1应用到挖掘机的液压系统中后，液压泵3从液压油箱2中泵吸油液，液压泵3泵出的系统压力油的一部分通过主阀4流向属具液压系统，另一部分流向快换装置液压系统，即通过快换装置控制阀组1流向快换装置的液压油缸6。在快换装置液压系统中，系统压力油依次流经阀组进油口p、比例减压溢流阀1-4、主换向阀1-3的换向阀进油口p1。
[0058]
在经过二位四通的主换向阀1-3的左位时，换向阀进油口p1与第一换向工作油口a1导通，再通过快换装置控制阀组1的无杆腔连接油口a向快换装置的液压油缸6提供系统压力油，活塞杆推出，使得快换装置处于夹紧锁紧状态。此时，液压油缸6的有杆腔低压油依次通过有杆腔连接油口b、第二换向工作油口b1、换向阀回油口t1、阀组回油口t回油至液压油箱2。
[0059]
主换向阀1-3切换至右位时，换向阀进油口p1与第二换向工作油口b1导通，通过快换装置控制阀组1的有杆腔连接油口b朝向液压油缸6的有杆腔供油，使得活塞杆回缩，快换装置处于解锁状态。此时，液压油缸6的无杆腔低压油依次通过无杆腔连接油口a、第一换向工作油口a1、换向阀回油口t1、阀组回油口t回油至液压油箱2。
[0060]
其中，液控单向阀1-2用于防止液压油缸6的无杆腔油液返流，以锁定油缸，无杆腔保压，保持活塞杆的伸出位置与快换装置的夹紧锁紧状态。具体地，液控单向阀1-2设置在无杆腔连接油口a与第一换向工作油口a1之间的内部连接油路中并设置为允许压力油能够从第一换向工作油口a1流向无杆腔连接油口a且反向截止，液控单向阀1-2的先导油路连接至有杆腔连接油口b或第二换向工作油口b1。
[0061]
在液压泵3停止泵油且主换向阀1-3处于左位时，液压油缸6的无杆腔压力油不能反向通过液控单向阀1-2，而且液压油缸6的有杆腔低压油作为先导油液不能解锁液控单向阀1-2，使得单向阀反向导通。因此，可实现保压，快换装置始终处于夹紧锁紧状态。
[0062]
可比较的，现有的快换装置液压系统中不存在第一压力传感器1-5、可调式减压阀，因而快换装置的压力值不能调节，或调节不够方便，或者油压较低时，不能随着负载增加实现补压功能，存在安全风险，而且在压力过高时，无溢流功能，存在安全风险。而本实用新型则通过可调式减压阀，可实现对快换装置的液压油缸6的压力的自动匹配，在油缸压力随着负载增加时实现补压功能。
[0063]
作为示例，参见图2、图4，快换装置控制阀组1可包括控制器5，控制器5与第一压力传感器1-5和减压阀电连接并被配置为：利用第一压力传感器1-5，在快换装置匹配夹紧不同的属具7时，记录液压油缸6在不同的夹紧工作期间相应的多个最大工作油压检测值。
[0064]
换言之，控制器5可具有存储模块，用于记录、存储各种类型的属具7所对应的各自最大工作油压检测值。具体地，在图2的主阀4控制第一属具正常工作时，主换向阀1-3切换至左位，快换装置夹紧锁定，在第一属具的工作过程中，通过第一压力传感器1-5持续监测
无杆腔连接油口a的油压，即对应该第一属具的第一最大工作油压检测值，也就是对于第一属具，快换装置夹紧锁定状态所需的最大油压。将第一属具更换为第二属具，通过主阀4控制第二属具工作，同样可获得对应第二属具的第二最大工作油压检测值。依次类推，控制器通过第一压力传感器1-5可获得对应不同类型、规格的属具时，快换装置夹紧锁定状态所需的最大工作油压值。这样，在不同的工况下，根据主阀4控制的属具类型，可相应的手动调节可调式减压阀的减压阀出油口的压力，或者通过控制比例减压溢流阀1-4自动调节减压阀出油口的压力，或者选择与减压阀出油口的压力适配的常规减压溢流阀1-7。
[0065]
在图2、图4所示的实施方式中，控制器5还被配置为：
[0066]
针对快换装置所匹配的属具7的类型，获取与属具7对应匹配的最大工作油压检测值；
[0067]
根据所获取的最大工作油压检测值，控制调节可调式减压阀的减压阀出油口的压力。
[0068]
可见，在控制器5的存储模块存储各种类型的属具7所对应匹配的各自最大工作油压检测值后，控制器5可采集待工作的属具7的类型，进而通过控制器5的数据处理模块进行类型匹配，自动获取与属具7相对应的最大工作油压检测值。进一步地，反馈所匹配的最大工作油压检测值信息，为可调式减压阀的减压阀出油口的压力调节提供参考，通过控制器5的信号发送模块，将控制信号发送给比例减压溢流阀1-4，从而相应控制并调节可调式减压阀的减压阀出油口的压力。
[0069]
需要说明的是，考虑到阀口压力损失、管路压力损失等等，可调式减压阀的减压阀出油口的油压压力应大于无杆腔连接油口a的油压。在具体设定时，作为参考，通常可以采用前者为后者的常数倍，例如在本实施方式中，设定减压阀出油口的压力不小于对应的最大工作油压检测值的1.5倍。
[0070]
另外，在现有的快换装置液压系统中，一旦油路油压过高时，并无溢流功能，存在安全风险。因此，本实施方式的快换装置控制阀组1还可包括可调式溢流阀，可调式溢流阀与可调式减压阀串联设置在进油口连接油路中，即串联设置在快换装置控制阀组1内的阀组进油口p与换向阀进油口p1之间的连接油路中。
[0071]
在图1、图3的不同实施方式中，均选用了减压溢流阀，同时具备减压和溢流双功能，即比例减压溢流阀1-4和常规减压溢流阀1-7分别集成了可调式溢流阀和可调式减压阀。比例减压溢流阀1-4能够根据电控信号调节减压阀出油口的压力和溢流压力。图3的常规减压溢流阀1-7中，b口至a口为减压功能，减压阀出油口的压力即a口压力，b口至c口为溢流功能，过量油液通过c口、阀组回油口t回油至油箱液压2。
[0072]
在快换装置控制阀组1具有溢流功能的基础上，快换装置控制阀组1还可包括第二压力传感器1-6，用于检测阀组进油口p的进油油压。第二压力传感器1-6可将阀组进油口p的进油油压实时传导至控制器5，以监测是否超过溢流压力。在图2、图4的实施方式中，控制器5还进一步被配置为：根据第二压力传感器1-6的进油油压检测值，调节可调式溢流阀的溢流压力。由此，通过第二压力传感器1-6的检测，可相应调节比例减压溢流阀1-4的溢流压力值，也可反馈调节作为变量泵的液压泵3的泵油阀口的开度等等。
[0073]
此外在图1、图3的实施方式中，主换向阀1-3为二位四通的电磁阀并与控制器5电连接。控制器5可一并控制快换装置的液压油缸6的升缩以及比例减压溢流阀1-4等内部阀
件。
[0074]
在上述基础上，本实用新型还公开了一种快换装置的液压系统，该快换装置的液压系统包括上述的快换装置控制阀组1。如图2所示，在一种具体实施方式中，快换装置的液压系统包括快换装置和快换装置控制阀组1，快换装置的液压油缸6的有杆腔连接至阀体1-1的有杆腔连接油口b，液压油缸6的无杆腔连接至阀体1-1的无杆腔连接油口a。
[0075]
同样的，本实用新型还保护一种挖掘机，该挖掘机包括属具液压系统以及与属具液压系统并列设置的上述快换装置的液压系统。
[0076]
综上，本实用新型的快换装置控制阀组1能够匹配不同的快换装置，或者说同一快换装置可满足不同压力要求的属具7的安装要求，满足挖掘机的多样性功能需求。
[0077]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
[0078]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0079]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0080]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0081]
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实用新型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。
[0082]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。