专利名称：一种电控三速中压马达控制器及其操作方式的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压马达控制器，尤其涉及一种电控三速中压马达控制器及其操作方式，具体适用于实现三腔液压马达的三档变速、张力调节、应急释放与无级控制。
背景技术：
现有的液压马达控制器只具有手动操作功能，它无法获悉液压马达输出扭矩大小，也无法实现三腔液压马达的三档变速，更无法解决远程比例遥控、张力调节和应急释放等实用需求。中国专利公开号为CN101699080A，
公开日为2010年4月28日的发明专利公开了一种液压马达控制器，该控制器从一个多路手动比例阀延伸出两个工作管路、一个压力管路和一个回油管路，压力管路中串接有二通压力补偿阀，两个工作管路中分别串接一个平 衡阀或平衡阀，平衡阀自由流的方向和工作管路背离多路手动比例阀的方向一致，平衡阀的自由流向出口与马达D 口连接，平衡阀的自由流向出口与马达G 口连接。虽然该发明在负载范围较宽且随机变化较大时，可控制加入工作的三个(或三级)液压马达的数量以提供和负载适应的输出转矩，但其仍旧具有以下缺陷
首先，该发明不能实现液压马达三档变速的功能要求；
其次，该发明不具备张力调节、应急释放、无级控制的功能要求；
再次，该发明采取大量的平衡阀、插装阀、单向阀进行液压油路连接，不仅结构十分复杂、集成化程度较低，而且通流能力较差、故障排除与拆检较难。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不能实现液压马达的三档变速，不具备张力调节、应急释放、无级控制的功能要求，集成化程度较低、结构复杂的缺陷与问题，提供一种能实现液压马达的三档变速，具备张力调节、应急释放、无级控制的功能要求，集成化程度较高、结构简单的电控三速中压马达控制器及其操作方式。为实现以上目的，本发明的技术解决方案是一种电控三速中压马达控制器，包括控制器主体及其内部设置的主控制阀、平衡阀，所述主控制阀的内部设置有主阀芯，主阀芯的一端与曲柄相连接；
所述控制器还包括设置在控制器主体内部的高速切换阀、低速切换阀、安全张力阀与单向阀，且高速切换阀、低速切换阀均为先导控制型阀；
所述主控制阀的一侧与控制器主体上设置的主进油口、主回油口相通，另一侧设置有左出油口、右出油口 ；所述左出油口分别与A腔、低速切换阀进油口、高速切换阀进油口相通，低速切换阀进油口经低速切换阀出油口后与腔相通，高速切换阀进油口经高速切换阀出油口后与C腔相通；所述右出油口与D腔相通；所述A腔与E腔相通，B腔与F腔相通，C腔与D腔相通，且D腔、E腔、F腔均与主回油口 T相通；
所述平衡阀的平衡阀进油口与左出油口相通，平衡阀出油口与右出油口相通，平衡阀回油口与主回油口 T相通；
所述安全张力阀的张力阀进油口与左出油口相通，张力阀出油口与主回油口 T相通；所述低速切换阀泄油口、高速切换阀泄油口、张力阀泄油口都与控制器主体上设置的主泄油口 O相通；
所述单向阀包括一号单向阀、二号单向阀、三号单向阀、四号单向阀、五号单向阀与六号单向阀；
所述一号单向阀的进油口与主进油口相通，出油口与主控制阀的一侧相通；所述二号单向阀的进油口与高速切换阀出油口相通，出油口与左出油口相通；所述三号单向阀的进油口与主回油口相通，出油口与高速切换阀出油口相通；所述四号单向阀的进油口与低速切换阀出油口相通，出油口与左出油口相通；所述五号单向阀的进油口与主回油口相通，出 油口与右出油口相通；所述六号单向阀的进油口与主回油口相通，出油口与低速切换阀出油口相通。所述高速切换阀包括高速电磁铁，所述低速切换阀包括低速电磁铁，所述安全张力阀包括安全电磁铁与比例电磁铁。所述控制器主体包括相互连接的上主体与下主体；
所述上主体的中部设置有主控制阀，该主控制阀的内部设置有主阀芯，主阀芯的一端与曲柄相连接，另一端套装有比例弹簧，且在主阀芯的侧部设置有一号单向阀；所述上主体的顶部设置有与曲柄相对的安全张力阀；
所述下主体的中部设置有六号单向阀，六号单向阀的下方设置有二号单向阀、三号单向阀，六号单向阀的上方设置有平衡阀，平衡阀的左侧设置有五号单向阀，五号单向阀的下方依次设置有低速切换阀、高速切换阀。所述五号单向阀、低速切换阀之间设置有B腔，所述低速切换阀、六号单向阀之间依次设置有A腔、C腔、D腔，所述六号单向阀、平衡阀之间设置有E腔，六号单向阀、三号单向阀之间设置有F腔。一种上述电控三速中压马达控制器的操作方式，所述操作方式包括低速收缆、中速收揽与高速收揽；
所述低速收缆是指低速电磁铁、高速电磁铁均不通电，低速切换阀、高速切换阀均打开，由外部主动提供的液压油先从主进油口进入主控制阀，再从左出油口流出，然后分别进入A腔、低速切换阀进油口、高速切换阀进油口，进入低速切换阀进油口的液压油再经低速切换阀出油口进入B腔，进入高速切换阀进油口的液压油再经高速切换阀出油口进入C腔，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口 T ；
所述中速收揽是指低速电磁铁不通电，低速切换阀打开，高速电磁铁通电，高速切换阀关闭，由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀，再从左出油口流出，然后分别进入A腔、低速切换阀进油口，进入低速切换阀进油口的液压油再经低速切换阀出油口进入B腔，同时，C腔通过三号单向阀补油，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口T ；
所述高速收揽是指低速电磁铁、高速电磁铁均通电，低速切换阀、高速切换阀均关闭，由外部主动提供的液压油先从主进油口进入主控制阀，再从左出油口流出，然后进入A腔，同时，C腔通过三号单向阀补油，B腔通过六号单向阀补油，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口 τ。所述操作方式还包括快速放缆；
所述快速放缆是指由外部主动提供的液压油先从主进油口进入主控制阀，再从右出油口流出，然后进入D腔，D腔内的液压油通过马达旋转进入C腔，C腔再通过二号单向阀与A腔会合，同时，B腔中原有的液压油通过四号单向阀与A腔会合，A腔、B腔、C腔会合后的液压油再通过平衡阀进入主回油口，并和E腔、F腔会合，其中，进入主回油口内的液压油等于从主进油口进入主控制阀的液压油，进入E腔、F腔的液压油则通过马达旋转分别进入A腔、B腔以继续参与内部循环；上述即为快速放缆操作。所述快速放缆过程中当出现失速状态时，D腔通过五号单向阀从E腔、F腔补油；最后，从主回油口排出的油等于从主进油口进入主控制阀的液压油。所述快速放缆过程中，A腔、B腔、C腔三腔内的液压油均通过平衡阀排出，A腔、B 腔、C腔三腔内的压力均达到设定值，此时，提供重载工况下的最大扭矩。所述操作方式还包括张力调节与应急释放；
所述张力调节是指先给安全张力阀中的比例电磁铁通入不同的电流信号以改变安全张力阀的设定值，安全张力阀的设定值呈线性变化，再由安全张力阀的设定值限制马达输出的最大扭矩，从而调节缆绳张力；
所述应急释放是指先给安全张力阀中的安全电磁铁通电，以将安全张力阀的设定值变为最小值，马达输出扭矩最小，再在被拖物拖带的状态下，马达呈快速反转放出缆绳，从而实现应急释放。与现有技术相比，本发明的有益效果为
I、本发明一种电控三速中压马达控制器及其操作方式中的控制器包括控制器主体及其内部设置的主控制阀、平衡阀、高速切换阀、低速切换阀、安全张力阀与单向阀，且高速切换阀、低速切换阀均为先导控制型阀；使用时，液压油先从主控制阀的左出油口流出，再根据不同的速度要求，对低速切换阀、高速切换阀进行关闭，加之单向阀的补油操作，从而实现收缆(起升)时的重载低速、中载中速、轻载高速的切换。因此，本发明能够实现液压马达的三档变速。2、本发明一种电控三速中压马达控制器及其操作方式中的控制器通过巧妙合理设计，如主进油口、主回油口、各腔、二号单向阀、四号单向阀、五号单向阀、平衡阀之间的配合，具备了在放缆(下放)时的重载高速功能，有效提高了产品应用时的工作效率。因此，本发明具有快速放缆功能，工作效率较高。3、本发明一种电控三速中压马达控制器及其操作方式中能控制安全张力阀中的比例电磁铁以改变安全张力阀的设定值，从而限制马达输出的最大扭矩，进而调节缆绳张力；同时，还能控制安全张力阀中的安全电磁铁以将安全张力阀的设定值变为最小值，使马达输出扭矩最小，从而使马达呈快速反转放出缆绳，进而实现应急释放；此外，由于主阀芯的一端与曲柄相连接，另一端套装有比例弹簧，因而可在比例弹簧的控制下实现主阀芯的左右比例移动，从而比例控制进入控制器的液压油量，进而实现无级控制功能。因此本发明不仅具备张力调节、应急释放功能，而且具备无级控制功能。4、本发明一种电控三速中压马达控制器及其操作方式中的控制器以控制器主体为基础，其余零部件，如主控制阀、平衡阀、高速切换阀、低速切换阀、安全张力阀、单向阀都设置在控制器主体的内部，集成化程度较高，不仅结构简单、布置清晰，而且便于组装与拆卸。因此，本发明不仅集成化程度较高、结构简单，而且故障排除与拆检较易。
图I是本发明的液压原理图。图2是本发明的结构示意图。图3是图2的左视图。图4是图2中A-A方向的剖视图。图5是图2中B-B方向的剖视图。
图中控制器主体I、上主体11、下主体12、主控制阀2、左出油口 21、右出油口 22、主阀芯23、曲柄24、比例弹簧25、高速切换阀3、高速切换阀进油口 31、速切换阀出油口 32、高速切换阀泄油口 33、高速电磁铁34、低速切换阀4、低速切换阀进油口 41、低速切换阀出油口 42、低速切换阀泄油口 43、低速电磁铁44、安全张力阀5、张力阀进油口 51、张力阀出油口 52、张力阀泄油口 53、安全电磁铁54、比例电磁铁55、平衡阀6、平衡阀进油口 61、平衡阀出油口 62、平衡阀回油口 63、单向阀7、一号单向阀71、二号单向阀72、三号单向阀73、四号单向阀74、五号单向阀75、六号单向阀76、主进油口 P、主回油口 T、主泄油口 O。
具体实施例方式以下结合
和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参见图I -图5，一种电控三速中压马达控制器，包括控制器主体I及其内部设置的主控制阀2、平衡阀6，所述主控制阀2的内部设置有主阀芯23，主阀芯23的一端与曲柄24相连接；
所述控制器还包括设置在控制器主体I内部的高速切换阀3、低速切换阀4、安全张力阀5与单向阀7，且高速切换阀3、低速切换阀4均为先导控制型阀；
所述主控制阀2的一侧与控制器主体I上设置的主进油口 P、主回油口 T相通，另一侧设置有左出油口 21、右出油口 22 ;所述左出油口 21分别与A腔、低速切换阀进油口 41、高速切换阀进油口 31相通，低速切换阀进油口 41经低速切换阀出油口 42后与B腔相通，高速切换阀进油口 31经高速切换阀出油口 32后与C腔相通；所述右出油口 22与D腔相通；所述A腔与E腔相通，B腔与F腔相通，C腔与D腔相通，且D腔、E腔、F腔均与主回油口 T相通；
所述平衡阀6的平衡阀进油口 61与左出油口 21相通，平衡阀出油口 62与右出油口 22相通，平衡阀回油口 63与主回油口 T相通；
所述安全张力阀5的张力阀进油口 51与左出油口 21相通，张力阀出油口 52与主回油口 T相通；
所述低速切换阀泄油口 43、高速切换阀泄油口 33、张力阀泄油口 53都与控制器主体I上设置的主泄油口O相通；
所述单向阀7包括一号单向阀71、二号单向阀72、三号单向阀73、四号单向阀74、五号单向阀75与六号单向阀76 ；
所述一号单向阀71的进油口与主进油口 P相通，出油口与主控制阀2的一侧相通；所述二号单向阀72的进油口与高速切换阀出油口 32相通，出油口与左出油口 21相通；所述三号单向阀73的进油口与主回油口 T相通，出油口与高速切换阀出油口 32相通；所述四号单向阀74的进油口与低速切换阀出油口 42相通，出油口与左出油口 21相通；所述五号单向阀75的进油口与主回油口 T相通，出油口与右出油口 22相通；所述六号单向阀76的进油口与主回油口 T相通，出油口与低速切换阀出油口 42相通。所述高速切换阀3包括高速电磁铁34,所述低速切换阀4包括低速电磁铁44,所述安全张力阀5包括安全电磁铁54与比例电磁铁55。所述控制器主体I包括相互连接的上主体11与下主体12 ；
所述上主体11的中部设置有主控制阀2，该主控制阀2的内部设置有主阀芯23，主阀芯23的一端与曲柄24相连接，另一端套装有比例弹簧25，且在主阀芯23的侧部设置有一 号单向阀71 ;所述上主体11的顶部设置有与曲柄24相对的安全张力阀5 ；
所述下主体12的中部设置有六号单向阀76，六号单向阀76的下方设置有二号单向阀72、三号单向阀73，六号单向阀76的上方设置有平衡阀6，平衡阀6的左侧设置有五号单向阀75，五号单向阀75的下方依次设置有低速切换阀4、高速切换阀3。所述五号单向阀75、低速切换阀4之间设置有B腔，所述低速切换阀4、六号单向阀76之间依次设置有A腔、C腔、D腔，所述六号单向阀76、平衡阀6之间设置有E腔，六号单向阀76、三号单向阀73之间设置有F腔。一种上述电控三速中压马达控制器的操作方式，所述操作方式包括低速收缆、中速收揽与高速收揽；
所述低速收缆是指低速电磁铁44、高速电磁铁34均不通电，低速切换阀4、高速切换阀3均打开，由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀2，再从左出油口 21流出，然后分别进入A腔、低速切换阀进油口 41、高速切换阀进油口 31，进入低速切换阀进油口 41的液压油再经低速切换阀出油口 42进入B腔，进入高速切换阀进油口 31的液压油再经高速切换阀出油口 32进入C腔，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口 T ；
所述中速收揽是指低速电磁铁44不通电，低速切换阀4打开，高速电磁铁34通电，高速切换阀3关闭，由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀2，再从左出油口 21流出，然后分别进入A腔、低速切换阀进油口 41，进入低速切换阀进油口 41的液压油再经低速切换阀出油口 42进入B腔，同时，C腔通过三号单向阀73补油，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口 T ；
所述高速收揽是指低速电磁铁44、高速电磁铁34均通电，低速切换阀4、高速切换阀3均关闭，由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀2，再从左出油口 21流出，然后进入A腔，同时，C腔通过三号单向阀73补油，B腔通过六号单向阀76补油，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口 T。所述操作方式还包括快速放缆；
所述快速放缆是指由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀2，再从右出油口 22流出，然后进入D腔，D腔内的液压油通过马达旋转进入C腔，C腔再通过二号单向阀72与A腔会合，同时，B腔中原有的液压油通过四号单向阀74与A腔会合，A腔、B腔、C腔会合后的液压油再通过平衡阀6进入主回油口 T，并和E腔、F腔会合，其中，进入主回油口 T内的液压油等于从主进油口 P进入主控制阀2的液压油，进入E腔、F腔的液压油则通过马达旋转分别进入A腔、B腔以继续参与内部循环；上述即为快速放缆操作。所述快速放缆过程中当出现失速状态时，D腔通过五号单向阀75从E腔、F腔补油；最后，从主回油口 T排出的油等于从主进油口 P进入主控制阀2的液压油。所述快速放缆过程中，A腔、B腔、C腔三腔内的液压油均通过平衡阀6排出，A腔、B腔、C腔三腔内的压力均达到设定值，此时，提供重载工况下的最大扭矩。所述操作方式还包括张力调节与应急释放；
所述张力调节是指先给安全张力阀5中的比例电磁铁55通入不同的电流信号以改变安全张力阀5的设定值，安全张力阀5的设定值呈线性变化，再由安全张力阀5的设定值限制马达输出的最大扭矩，从而调节缆绳张力；
所述应急释放是指先给安全张力阀5中的安全电磁铁54通电，以将安全张力阀5的设定值变为最小值，马达输出扭矩最小，再在被拖物拖带的状态下，马达呈快速反转放出缆·绳，从而实现应急释放。本发明的原理说明如下
1、A腔、B腔、C腔与E腔、F腔、D腔
参见图I、图2与图5，本发明中A腔与E腔相通，B腔与F腔相通，C腔与D腔相通，且D腔、E腔、F腔均与主回油口 T相通。由于本发明要应用的是三腔液压马达，该种马达有三个工作腔，每个工作腔的两端分别连接有两个控制器中的腔，如液压马达的三腔分别为一号腔、二号腔、三号腔，则一号腔的两端是A腔、E腔，二号腔的两端是B腔、F腔，三号腔的两端是C腔、D腔，从而导致A腔与E腔相通，B腔与F腔相通，C腔与D腔相通，具体应用时，通过马达的旋转即可在A腔、E腔之间转移液压油，在B腔、F腔之间转移液压油，在C腔、D腔之间转移液压油。2、液压马达的三档变速
参见图1，本发明实现的三档变速包括低速收缆、中速收缆、高速收缆。这意味着，本控制器在主动收绳工况时，可以根据负载大小状况，通过主动控制高速切换阀、低速切换阀来实现液压马达的重载低速(低速收缆)、中载中速(中速收缆)与轻载高速(高速收缆)，能够有效提高马达工作效率；此外，当在放绳工况时，系统提供流量保持不变(与收绳相同)，本控制器能控制液压马达速度达到收绳工况中重载低速的三倍，同时，液压马达的输出扭矩与重载低速相同(为马达的最大额定扭矩)。3、高速切换阀、低速切换阀
参见图1，高速切换阀、低速切换阀均为先导控制型阀，其内部分别设置有高速电磁铁、低速电磁铁(详细结构可参见图I中的液压结构图)。使用时，通过电流信号对高速电磁铁、低速电磁铁进行通电或断电，以关闭或打开高速切换阀、低速切换阀，从而对主控制阀中左出油口流出液压油的方向进行控制，进而实现液压马达的三档变速。4、安全张力阀
参见图1，所述安全张力阀包括安全电磁铁与比例电磁铁(详细结构可参见图I中的液压结构图)。其中，比例电磁铁负责缆绳的张力调节，安全电磁铁负责缆绳的应急释放。具体过程为
张力调节给比例电磁铁通入不同的电流信号以改变安全张力阀的设定值，由于安全张力阀的设定值呈线性变化，因而可通过安全张力阀的设定值限制马达输出的最大扭矩，从而调节缆绳张力；
应急释放给安全电磁铁通电，以将安全张力阀的设定值变为最小值，此时，马达的输出扭矩最小，再在被拖物拖带的状态下，马达呈快速反转放出缆绳，从而实现应急释放。实施例I :
一种电控三速中压马达控制器，包括控制器主体I及其内部设置的主控制阀2、高速切换阀3、低速切换阀4、安全张力阀5、平衡阀6与单向阀7 ;所述高速切换阀3、低速切换阀4均为先导控制型阀，所述高速切换阀3包括高速电磁铁34，低速切换阀4包括低速电磁铁44,安全张力阀5包括安全电磁铁54与比例电磁铁55 ;所述单向阀7包括一号单向阀71、二号单向阀72、三号单向阀73、四号单向阀74、五号单向阀75与六号单向阀76 ；
所述主控制阀2的一侧与控制器主体I上设置的主进油口 P、主回油口 T相通，另一侧设置有左出油口 21、右出油口 22 ;所述左出油口 21分别与A腔、低速切换阀进油口 41、高 速切换阀进油口 31相通，低速切换阀进油口 41经低速切换阀出油口 42后与B腔相通，高速切换阀进油口 31经高速切换阀出油口 32后与C腔相通；所述右出油口 22与D腔相通；所述A腔与E腔相通，B腔与F腔相通，C腔与D腔相通，且D腔、E腔、F腔均与主回油口 T相通；
所述平衡阀6的平衡阀进油口 61与左出油口 21相通，平衡阀出油口 62与右出油口 22相通，平衡阀回油口 63与主回油口 T相通；所述安全张力阀5的张力阀进油口 51与左出油口 21相通，张力阀出油口 52与主回油口 T相通；所述低速切换阀泄油口 43、高速切换阀泄油口 33、张力阀泄油口 53都与控制器主体I上设置的主泄油口 O相通；
所述一号单向阀71的进油口与主进油口 P相通，出油口与主控制阀2的一侧相通；所述二号单向阀72的进油口与高速切换阀出油口 32相通，出油口与左出油口 21相通；所述三号单向阀73的进油口与主回油口 T相通，出油口与高速切换阀出油口 32相通；所述四号单向阀74的进油口与低速切换阀出油口 42相通，出油口与左出油口 21相通；所述五号单向阀75的进油口与主回油口 T相通，出油口与右出油口 22相通；所述六号单向阀76的进油口与主回油口 T相通，出油口与低速切换阀出油口 42相通；
所述控制器主体I包括相互连接的上主体11与下主体12 ；
所述上主体11的中部设置有主控制阀2，该主控制阀2的内部设置有主阀芯23，主阀芯23的一端与曲柄24相连接，另一端套装有比例弹簧25，且在主阀芯23的侧部设置有一号单向阀71 ;所述上主体11的顶部设置有与曲柄24相对的安全张力阀5 ；
所述下主体12的中部设置有六号单向阀76，六号单向阀76的下方设置有二号单向阀72、三号单向阀73，六号单向阀76的上方设置有平衡阀6，平衡阀6的左侧设置有五号单向阀75，五号单向阀75的下方依次设置有低速切换阀4、高速切换阀3 ；
所述五号单向阀75、低速切换阀4之间设置有B腔，所述低速切换阀4、六号单向阀76之间依次设置有A腔、C腔、D腔，所述六号单向阀76、平衡阀6之间设置有E腔，六号单向阀76、三号单向阀73之间设置有F腔。一种上述电控三速中压马达控制器的操作方式，所述操作方式包括低速收缆、中速收揽、高速收揽、快速放缆、张力调节与应急释放；所述曲柄24将扭矩传递到主阀芯23，带动其左右移动，以控制液压马达的正反转运动，左右移动的距离由比例弹簧25无级控制；所述主阀芯23向左移动，则液压油进入A腔，液压马达正向运转，为收绳工况，该工况包括低速收缆、中速收揽、高速收揽；所述主阀芯23向右移动，则液压油进入D腔，此时液压马达反向运转，为放绳工况，该工况包括快速放缆与应急释放；
所述低速收缆是指低速电磁铁44、高速电磁铁34均不通电，低速切换阀4、高速切换阀3均打开，由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀2，再从左出油口 21流出，然后分别进入A腔、低速切换阀进油口 41、高速切换阀进油口 31，进入低速切换阀进油口 41的液压油再经低速切换阀出油口 42进入B腔，进入高速切换阀进油口 31的液压油再经高速切换阀出油口 32进入C腔，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口 T ;此时三腔均通入液压油，为重载低速运转，输出最大扭矩；
所述中速收揽是指低速电磁铁44不通电，低速切换阀4打开，高速电磁铁34通电，高速切换阀3关闭，由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀2，再从左出油口 21流出，然后分别进入A腔、低速切换阀进油口 41，进入低速切换阀进油口 41的液压油再经低速切换阀出油口 42进入B腔，同时，C腔通过三号单向阀73补油，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口 T ;此时A腔、B腔进油，速度提高I. 5倍，为中载中速运转，输出2/3最大扭矩；
所述高速收揽是指低速电磁铁44、高速电磁铁34均通电，低速切换阀4、高速切换阀3均关闭，由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀2，再从左出油口 21流出，然后进入A腔，同时，C腔通过三号单向阀73补油，B腔通过六号单向阀76补油，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口 T，此时仅A腔进油，速度提高到3倍，为轻载高速运转，输出1/3最大扭矩；
所述快速放缆是指由外部主动提供的液压油先从主进油口 P进入主控制阀2，再从右出油口 22流出，然后进入D腔，D腔内的液压油通过马达旋转进入C腔，C腔再通过二号单向阀72与A腔会合，同时，B腔中原有的液压油通过四号单向阀74与A腔会合，A腔、B腔、C腔会合后的液压油再通过平衡阀6进入主回油口 T，并和E腔、F腔会合，其中，进入主回油口 T内的液压油等于从主进油口 P进入主控制阀2的液压油，进入E腔、F腔的液压油则通过马达旋转分别进入A腔、B腔以继续参与内部循环；上述即为快速放缆操作。所述快速放缆过程中当出现失速状态时，D腔通过五号单向阀75从E腔、F腔补油；最后，从主回油口 T排出的油等于从主进油口 P进入主控制阀2的液压油。所述快速放缆过程中，由于A腔、B腔、C腔三腔内的液压油均通过平衡阀6排出，因此A腔、B腔、C腔三腔内的压力均达到设定值，从而在快速放缆过程中提供重载工况下的最大扭矩，此时，速度为收绳工况额定速度的三倍，液压马达输出扭矩最大；
所述张力调节是指先给安全张力阀5中的比例电磁铁55通入不同的电流信号以改变安全张力阀5的设定值，安全张力阀5的设定值呈线性变化，再由安全张力阀5的设定值限制马达输出的最大扭矩，从而调节缆绳张力；
所述应急释放是指先给安全张力阀5中的安全电磁铁54通电，以将安全张力阀5的设定值变为最小值，马达输出扭矩最小，再在被拖物拖带的状态下，马达呈快速反转放出缆绳，从而实现应急释放。本发明对外连接接口可与现有的HL和HK型中压马达直接配对使用，可应用于大型船舶甲板机械设备和大型海洋工程装备上。目前该种型号的液压控制器已进行了试验验证，性能满足了三档变速、张力调节、应急释放、无级控制等功能要求，适用流量达到了每分钟1200升。
权利要求
1.一种电控三速中压马达控制器，包括控制器主体(I)及其内部设置的主控制阀(2)、平衡阀(6)，所述主控制阀(2)的内部设置有主阀芯(23)，主阀芯(23)的一端与曲柄(24)相连接，其特征在于 所述控制器还包括设置在控制器主体(I)内部的高速切换阀(3)、低速切换阀(4)、安全张力阀(5)与单向阀(7)，且高速切换阀(3)、低速切换阀(4)均为先导控制型阀； 所述主控制阀(2)的一侧与控制器主体(I)上设置的主进油口(P)、主回油口(T)相通，另一侧设置有左出油口(21)、右出油口(22);所述左出油口( 21)分别与A腔、低速切换阀进油口(41 )、高速切换阀进油口( 31)相通，低速切换阀进油口(41)经低速切换阀出油口(42)后与B腔相通，高速切换阀进油口(31)经高速切换阀出油口(32)后与C腔相通；所述右出油口(22)与D腔相通；所述A腔与E腔相通，B腔与F腔相通，C腔与D腔相通，且D腔、E腔、F腔均与主回油口(T)相通； 所述平衡阀(6)的平衡阀进油口(61)与左出油口(21)相通，平衡阀出油口(62)与右出油口(22)相通，平衡阀回油口(63)与主回油口(T)相通； 所述安全张力阀(5)的张力阀进油口(51)与左出油口(21)相通，张力阀出油口(52)与主回油口(T)相通； 所述低速切换阀泄油口(43)、高速切换阀泄油口(33)、张力阀泄油口(53)都与控制器主体(1)上设置的主泄油口(O)相通； 所述单向阀(7)包括一号单向阀(71)、二号单向阀(72)、三号单向阀(73)、四号单向阀(74)、五号单向阀(75)与六号单向阀(76)； 所述一号单向阀(71)的进油口与主进油口(P)相通，出油口与主控制阀(2)的一侧相通；所述二号单向阀(72)的进油口与高速切换阀出油口(32)相通，出油口与左出油口(21)相通；所述三号单向阀(73)的进油口与主回油口(T)相通，出油口与高速切换阀出油口(32)相通；所述四号单向阀(74)的进油口与低速切换阀出油口(42)相通，出油口与左出油口(21)相通；所述五号单向阀(75)的进油口与主回油口(T)相通，出油口与右出油口(22)相通；所述六号单向阀(76)的进油口与主回油口(T)相通，出油口与低速切换阀出油口(42)相通。
2.根据权利要求I所述的一种电控三速中压马达控制器，其特征在于所述高速切换阀(3)包括高速电磁铁(34)，所述低速切换阀(4)包括低速电磁铁(44)，所述安全张力阀(5 )包括安全电磁铁(54 )与比例电磁铁(55 )。
3.根据权利要求I或2所述的一种电控三速中压马达控制器，其特征在于所述控制器主体(1)包括相互连接的上主体(11)与下主体(12)； 所述上主体(11)的中部设置有主控制阀(2)，该主控制阀(2)的内部设置有主阀芯(23 )，主阀芯(23 )的一端与曲柄(24)相连接，另一端套装有比例弹簧(25 )，且在主阀芯(23)的侧部设置有一号单向阀(71);所述上主体(11)的顶部设置有与曲柄(24)相对的安全张力阀(5)； 所述下主体(12)的中部设置有六号单向阀(76)，六号单向阀(76)的下方设置有二号单向阀(72)、三号单向阀(73)，六号单向阀(76)的上方设置有平衡阀(6)，平衡阀(6)的左侧设置有五号单向阀(75)，五号单向阀(75)的下方依次设置有低速切换阀(4)、高速切换阀(3)。
4.根据权利要求3所述的一种电控三速中压马达控制器，其特征在于所述五号单向阀(75)、低速切换阀(4)之间设置有B腔，所述低速切换阀(4)、六号单向阀(76)之间依次设置有A腔、C腔、D腔，所述六号单向阀(76)、平衡阀(6)之间设置有E腔，六号单向阀(76)、三号单向阀(73)之间设置有F腔。
5.一种权利要求2所述电控三速中压马达控制器的操作方式，其特征在于所述操作方式包括低速收缆、中速收揽与高速收揽； 所述低速收缆是指低速电磁铁(44)、高速电磁铁(34)均不通电，低速切换阀(4)、高速切换阀(3)均打开，由外部主动提供的液压油先从主进油口(P)进入主控制阀(2)，再从左出油口( 21)流出，然后分别进入A腔、低速切换阀进油口(41)、高速切换阀进油口( 31)，进入低速切换阀进油口(41)的液压油再经低速切换阀出油口(42)进入B腔，进入高速切换阀进油口(31)的液压油再经高速切换阀出油口(32)进入C腔，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口(T)； 所述中速收揽是指低速电磁铁(44)不通电，低速切换阀(4)打开，高速电磁铁(34)通电，高速切换阀(3)关闭，由外部主动提供的液压油先从主进油口(P)进入主控制阀(2)，再从左出油口(21)流出，然后分别进入A腔、低速切换阀进油口(41)，进入低速切换阀进油口(41)的液压油再经低速切换阀出油口(42)进入B腔，同时，C腔通过三号单向阀(73)补油，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口(T); 所述高速收揽是指低速电磁铁(44)、高速电磁铁(34)均通电，低速切换阀(4)、高速切换阀(3)均关闭，由外部主动提供的液压油先从主进油口(P)进入主控制阀(2)，再从左出油口(21)流出，然后进入A腔，同时，C腔通过三号单向阀(73)补油，B腔通过六号单向阀(76)补油，最后，液压油经D腔、E腔、F腔流入主回油口(T)。
6.根据权利要求5所述的一种电控三速中压马达控制器的操作方式，其特征在于所述操作方式还包括快速放缆； 所述快速放缆是指由外部主动提供的液压油先从主进油口( P )进入主控制阀(2 )，再从右出油口(22)流出，然后进入D腔，D腔内的液压油通过马达旋转进入C腔，C腔再通过二号单向阀(72)与A腔会合，同时，B腔中原有的液压油通过四号单向阀(74)与A腔会合，A腔、B腔、C腔会合后的液压油再通过平衡阀(6)进入主回油口(T)，并和E腔、F腔会合，其中，进入主回油口(T)内的液压油等于从主进油口(P)进入主控制阀(2)的液压油，进入E腔、F腔的液压油则通过马达旋转分别进入A腔、B腔以继续参与内部循环；上述即为快速放缆操作。
7.根据权利要求6所述的一种电控三速中压马达控制器的操作方式，其特征在于所述快速放缆过程中当出现失速状态时，D腔通过五号单向阀(75)从E腔、F腔补油；最后，从主回油口(T)排出的油等于从主进油口(P)进入主控制阀(2)的液压油。
8.根据权利要求6所述的一种电控三速中压马达控制器的操作方式，其特征在于所述快速放缆过程中，A腔、B腔、C腔三腔内的液压油均通过平衡阀(6)排出，A腔、B腔、C腔三腔内的压力均达到设定值，此时，提供重载工况下的最大扭矩。
9.根据权利要求5所述的一种电控三速中压马达控制器的操作方式，其特征在于所述操作方式还包括张力调节与应急释放； 所述张力调节是指先给安全张力阀(5 )中的比例电磁铁(55 )通入不同的电流信号以改变安全张力阀(5)的设定值，安全张力阀(5)的设定值呈线性变化，再由安全张力阀(5)的设定值限制马达输出的最大扭矩，从而调节缆绳张力；所述应急释放是指先给安全张力阀(5) 中的安全电磁铁(54)通电，以将安全张力阀(5)的设定值变为最小值，马达输出扭矩最小，再在被拖物拖带的状态下，马达呈快速反转放出缆绳，从而实现应急释放。
全文摘要
一种电控三速中压马达控制器，包括控制器主体及其内部设置的主控制阀、高速切换阀、低速切换阀、安全张力阀、平衡阀与单向阀，且高速切换阀、低速切换阀均为先导控制型阀，所述高速切换阀包括高速电磁铁，低速切换阀包括低速电磁铁，安全张力阀包括安全电磁铁与比例电磁铁，使用时，液压油先从主控制阀的出油口流出，再对低速切换阀、高速切换阀进行关闭，加之单向阀的补油操作，从而实现重载低速收缆、中载中速收缆、轻载高速收缆以及重载高速放缆的切换，还可通过安全张力阀调节缆绳张力或实现应急释放。本设计不仅能实现液压马达的三档变速，具备张力调节、应急释放与无级控制功能，而且集成化程度较高、结构简单，便于故障排除与拆检。
文档编号F15B13/02GK102889260SQ20121038623
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者王荣军, 任建辉, 熊小平, 石磊, 胡发国, 方敏, 吴建磊 申请人:武汉船用机械有限责任公司