专利名称：平衡阀安装结构以及具有该平衡阀安装结构的液压系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种平衡阀安装结构。此外，本实用新型还涉及一种具有所述平 衡阀安装结构的液压系统。
背景技术：
液压系统中的液压执行元件具有多种类型，例如液压缸、液压马达等。这些液压执 行元件的安全性和可靠性极为重要，尤其是在一些对动作要求严格、安全性要求较高的场 合，液压执行元件多与平衡阀配合使用。公知地，平衡阀通过在液压执行元件中形成背压来 限制液压执行元件的动作，具体地，其能够在所述液压执行元件受到特定方向的外力作用 时形成背压并阻止液压执行元件沿该方向运动，此外，其还能够防止所述液压执行元件负 载的重物超速下降并有效地控制下降速度。现有技术中，平衡阀具有多种类型，但是在其安装到液压执行元件上以与液压执 行元件配合使用时，由于现有技术的平衡阀安装结构的缺陷，常常存在如下技术缺陷(以 液压缸与平衡阀配合使用为例进行说明)第一，安全性能不高。参见
图1和图2所示的用于混凝土泵车臂架的液压缸上的平衡阀安装结构，该种 平衡阀安装结构为工程机械上常用的一种平衡阀安装结构。参见图2，通常用四个安装螺钉 6将平衡阀阀体2固定在液压执行元件4(例如液压缸)上，液压介质(例如液压油)通过 液压管5(例如钢管或铜管)经过平衡阀入口 1流入平衡阀阀体2，再经过液压缸接口 3流 入液压缸4的内部。平衡阀阀体2依靠四个螺钉6及相关密封件实现平面密封。因此，如 果螺钉6失效将直接导致平衡阀失效，此时若液压缸4支撑负载(即液压缸4内部存在压 力)，必定会导致液压缸4因没有平衡阀的保压而失效，引发安全事故。而在工况恶劣的工 程机械施工环境中，液压管5很容易受到碰擦，尽管液压管5通过液压管固定块1固定到液 压缸4上，但液压管固定块1的固定部位有限，在液压管5受到碰擦的情况下，尤其是液压 管5的靠近平衡阀阀体2的部位受到碰擦的情况下，平衡阀阀体2仍然会受到冲击，这会造 成螺钉失效的情况，因为常用的平衡阀由于尺寸的原因使用的螺钉6均较小，螺钉6的强度 与液压管5 (例如钢管或铜管)的强度基本相当甚至更低，因此装配该类型平衡阀的液压缸 4的安全系数受到液压管5的限制，存在极大的安全隐患。图3和图4给出了另外一种形式的平衡阀安装结构，其使用铰接螺栓7将平衡阀 阀体2固定在液压缸4上，平衡阀阀体2能够绕铰接螺栓7旋转，这样，当液压管5受到碰 擦而使得平衡阀阀体2受到冲击时，平衡阀阀体2可以绕铰接螺栓7旋转一定的角度，这样 可消除部分垂直于旋转轴(即铰接螺栓7)的外部作用力，同时连接强度也有一定提升，因 此对安全性有一定改善作用。但是，若液压管5受到的外力不垂直于铰接螺栓7或持续作 用行程较长，则该旋转功能将不能有效保证平衡阀的安全性，其同样存在安全隐患。第二，容易产生故障并损坏液压换向元件或其它控制元件。图5为现有技术中一种典型的平衡阀安装结构的原理图，其主要特点是进回油口均共用一个平衡阀接口 F。具体地，在图5中，当需要使得液压缸4的活塞向右侧运动时，操 作电磁换向阀12移动到左位，液压介质经从电磁换向阀的入口 P经由左侧平衡阀8中的单 向阀9进入液压缸4的无杆腔，从而推动液压缸的活塞向右运动，同时液压缸4的有杆腔中 的液压介质经由右侧平衡阀8的内外控混合式第一溢流阀10，通过电磁换向阀12的出口 T 流回油箱12。当需要使得液压缸4的活塞向左侧运动时，操作电磁换向阀12移动到右位， 液压介质经从电磁换向阀的入口 P经由右侧平衡阀8中的单向阀9进入液压缸4的有杆腔， 从而推动液压缸的活塞向左运动，同时液压缸4的无杆腔中的液压介质经由左侧平衡阀8 的内外控混合式第一溢流阀10，通过电磁换向阀12的出口 T流回油箱13。从中可以看出， 对于液压换向元件，例如图5中的电磁换向阀12，输出的液压介质进入平衡阀8后必定经过 液压执行元件再次返回到电磁换向阀12。一般情况下，液压执行元件4是一个较大污染源， 例如就液压缸4而言，密封件损坏后的杂质、掉落的加工毛刺等，这些杂质都将造成液压介 质中混杂有杂质，而此时回油回路将所述液压执行元件的杂质经过平衡阀8等导回所述液 压换向元件，因此会造成所述液压换向元件或其他元件的卡滞、损坏等故障。因此，需要一种新型的平衡阀安装结构，该平衡阀安装结构首先应当具有可靠的 安全性能，在此基础上其应当能够有效地防止因液压介质混杂有杂质而使得液压系统产生 故障。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种平衡阀安装结构，该平衡阀安装结构 的安全性能较好，工作可靠。此外，本实用新型还要提供一种液压系统，该液压系统工作性能良好，安全可靠。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种平衡阀安装结构，其中，所述平衡阀连 接于固定在液压执行元件上的叠块上，该叠块上与所述平衡阀连通的内部通道以及多个接 口，所述叠块的相应接口对应地连接于液压管和所述液压执行元件的接口，以使得液压介 质从所述液压管经由所述叠块进入所述平衡阀、进而从该平衡阀再次流入所述叠块并进入 所述液压执行元件内，或者使得所述液压介质从所述液压执行元件经由所述叠块进入所述 平衡阀、进而从该平衡阀再次流入所述叠块并从该叠块中排出。此外，本实用新型还提供一种液压系统，该液压系统包括上述平衡阀安装结构。本实用新型的平衡阀安装结构，由于所述液压管与所述平衡阀不再像现有技术那 样直接连接，而是将平衡阀安装在所述叠块上，并使得所述叠块与所述液压管直接连接，也 就是说将所述叠块形成为所述平衡阀的进出油模块并固定连接到所述液压执行元件上，同 时优选地由于所述叠块与所述液压执行元件的连接强度大于所述液压管的强度，这样，当 在施工过程中液压管受到碰擦甚至是碰撞时，由于平衡阀与所述液压管不直接连接，因此 平衡阀不会受到影响，即使所述液压管受到的碰撞载荷较大，由于所述叠块与所述液压执 行元件的连接强度大于所述液压管的强度，因此一般只会使得所述液压管发生变形，而不 会影响到所述平衡阀的正常工作，因此，有效地确保了所述液压执行元件工作可靠性，提高 了安全系数。此外，在本实用新型的优选实施方式中，可以通过合理地设计所述叠块的接口 和内部通道，使得在回油过程中经过所述平衡阀的液压介质绕过液压换向元件或其它控制 元件，直接流回油箱，从而能够有效地改善液压系统，防止液压系统中的换向元件或其它控制元件因液压介质中存在的杂质而发生卡滞或受到损坏。以下结合附图详细描述本实用新型的优选实施方式，通过详细描述，本实用新型 的上述和其它目的、特征和优点将是明显的
图1是现有技术的一种平衡阀安装结构的示意图；图2是
图1所示的平衡阀安装结构的局部分解示意图；图3是现有技术的另一种平衡阀安装结构的示意图；图4是图3所示的平衡阀安装结构的局部分解示意图；图5是现有技术的平衡阀安装结构的原理示意图；图6是本实用新型优选实施方式的平衡阀安装结构的局部示意图；图7是本实用新型优选实施方式的平衡阀安装结构的液压执行元件以及液压管 的示意图；以及图8是本实用新型优选实施方式的平衡阀安装结构的原理示意图。参考标记说明1液压管固定块2平衡阀阀体[0026]3液压缸接口4液压执行元件(例如液压缸)[0027]5液压管6螺钉[0028]7铰接螺栓8平衡阀[0029]9单向阀10第一溢流阀[0030]11第二溢流阀12电磁换向阀[0031]13油箱14叠块[0032]I进油口Q出油口[0033]P电磁换向阀的入口T电磁换向阀的出口[0034]E平衡阀接口F平衡阀接口
具体实施方式
以下结合附图描述本实用新型的平衡阀安装结构的优选实施方式。在此需要说 明的是，本实用新型的平衡阀安装结构可以应用于多种液压执行元件上，例如液压缸、液压 马达等液压执行元件上，下文为描述方便将以液压缸为例描述本实用新型的平衡阀安装结 构。此外，公知地，平衡阀具有多种类型，其主要是一种实现平衡功能的组合阀，根据不同的 应用情况，其内部包括的阀门可以视情况选择组合。因此，在本实用新型的附图中显示的平 衡阀仅是一种示例，其具体的结构形式并不构成本实用新型保护范围的限制。参见图6至图8，本实用新型的平衡阀安装结构的基本技术方案为平衡阀8连接 于固定在液压执行元件(例如液压缸4)上的叠块14上，该叠块14上形成有与所述平衡阀 8连通的内部通道以及多个接口(其中包括进油口 I和出油口 Q)，叠块14的相应接口对应 地连接于液压管5和所述液压执行元件的接口 3，以使得液压介质从液压管5经由所述叠块 14进入平衡阀8、进而从该平衡阀8再次流入叠块14并进入所述液压执行元件内，或者使 得所述液压介质从所述液压执行元件经由叠块14进入平衡阀8、进而从该平衡阀8再次流，并且优选地叠块14与所述液压执行元件的连接强度大于 液压管5的强度。也就是说，在本实用新型的平衡阀安装结构的上述技术方案中，由于液压管5与 平衡阀8不再像现有技术那样直接连接，而是将平衡阀8安装在叠块14上，并使得叠块14 与液压管5直接连接，也就是说，将叠块14形成为平衡阀8的进出油模块并固定连接到液 压执行元件4(例如液压缸)上，同时优选地叠块14与所述液压执行元件4的连接强度大 于液压管5的强度，这样，当在施工过程中液压管5受到碰擦甚至碰撞时，由于平衡阀8与 液压管5不直接连接，因此平衡阀8不会受到影响，即使液压管5受到的碰撞载荷较大，由 于叠块14与所述液压执行元件4的连接强度大于液压管5的强度，因此一般只会使得液压 管5发生变形，而不会影响到平衡阀8的正常工作，从而有效地确保了所述液压执行元件的 工作可靠性，提高了安全系数。以下详细描述本实用新型的平衡阀安装结构的各个部件。如上所述，公知地，平衡阀8具有多种类型，其基本上均是由多个阀门组合而成的 组合阀，一般包括多个平衡阀接口，例如入口、出口以及工作接口等。参照图8，该平衡阀是 工程机械领域(例如混凝土泵车臂架系统)中常用的一种平衡阀，其内部包括单向阀9、 第一溢流阀10(例如内控式溢流阀、外控式溢流阀或内外控混合式溢流阀)、第二溢流阀 11 (在图8中主要起到溢流减压作用)以及阻尼阀等。在图8中，由于液压执行元件为液压 缸4，为了实现液压缸4的活塞的往复动作，在液压缸4的有杆腔和无杆腔的缸体上分别安 装有平衡阀8(图8中点划线方框表示的即为一个独立的平衡阀8)。与现有技术不同，由于 本实用新型的平衡阀安装在叠块14上，因此平衡阀8的相应接口 E、F等应当形成在该平衡 阀8的与叠块14接合的表面上(图6中形成在平衡阀8的下表面上)。本实用新型的叠块4构造为平衡阀8的进出油模块，其直接安装在液压执行元件 4(例如液压缸)上。毫无疑问，该叠块4的下表面(即与液压执行元件接合的安装面)形 成有相应的接口，以与液压缸4的接口 3连通。该叠块14还包括其它接口，例如进油口 I和 出油口 Q，此外，该叠块14的上表面(即与平衡阀8接合的表面，不限于图6中的上表面) 还形成有与平衡阀8的相应接口 E、F对应的接口。本领域技术人员很容易理解，叠块4的 内部形成有相应的内部通道，其结构形式可以是多种多样的，只需使得液压介质从液压管5 经由所述叠块14进入平衡阀8、进而从该平衡阀8再次流入叠块14并进入所述液压执行元 件内，或者使得所述液压介质从所述液压执行元件经由叠块14进入平衡阀8、进而从该平 衡阀8再次流入叠块14并从该叠块14中排出即可。需要说明的是，在图中所示的优选实施方式中，平衡阀8直接安装在叠块14上，从 而只需要使得平衡阀的接口 E、F与叠块14的相应接口进行密封连接。但是，平衡阀8与叠 块14并不限于这种连接形式，该平衡阀8也可以直接安装在所述液压执行元件4上，此时 可以通过软管连接平衡阀8与叠块14的相应接口即可。从图6和图8中可以看出，与现有技术(例如图5所示的连接结构)不同的是，优 选地，本实用新型的平衡阀8的进油口和回油口不再共用一个平衡阀接口 F，而是具有各自 的平衡阀接口 E、F，这样当需要使得液压缸4的活塞向右侧运动时，操作电磁换向阀12(例 如电磁三位四通换向阀，当然其也可以是其它类型的换向阀)移动到左位，液压介质从电 磁换向阀12的入口 P经由叠块14的进油口 I流入左侧叠块14、然后进入左侧平衡阀8中
6的单向阀9并再次流回叠块14，通过叠块14进入液压缸4的无杆腔，从而推动液压缸的活 塞向右运动，同时液压缸4的有杆腔中的液压介质先经由叠块14流入右侧平衡阀8的外控 式第一溢流阀10，并再次从右侧平衡阀8中流入叠块14并通过叠块14的出油口 Q流回油 箱13。当需要使得液压缸4的活塞向左侧运动时，操作电磁换向阀12移动到右位，液压介 质从电磁换向阀的入口 P经由叠块14的进油口 I流入右侧叠块14、然后进入右侧平衡阀8 中的单向阀9并再次流回叠块14，通过叠块14进入液压缸4的有杆腔，从而推动液压缸的 活塞向左运动，同时液压缸4的无杆腔中的液压介质先经由叠块14流入左侧平衡阀8的外 控式第一溢流阀10，并再次从左侧平衡阀8中流入叠块14并通过叠块14的出油口 Q流回 油箱13。从中可以看出，对于液压换向元件(例如对于电磁换向阀12而言)，输出的液压 介质进入平衡阀8后在回油时不再经过液压换向元件(例如电磁换向阀12)。因此，液压执 行元件中的杂质，例如就液压缸而言，密封件损坏后的杂质、掉落的加工毛刺等，这些杂质 将不会随着回油的液压介质经过液压换向元件或其它控制元件，而是直接流回油箱13，从 而可以在油箱中进行沉淀。因此，在本实用新型的该优选实施方式中，可以通过合理地设计 所述叠块的接口和内部通道，使得在回油过程中经过所述平衡阀的液压介质绕过液压换向 元件或其它控制元件，直接流回油箱13，从而能够有效地改善液压系统，防止液压系统中的 换向元件或其它控制元件因液压介质中存在的杂质而发生卡滞现象或受到损坏。当然，平衡阀8以及叠块14的接口并不限于采用上述优选实施方式，其也可以采 用现有技术中平衡阀8的进口和出口共用一个接口 F的形式，当然在此情形下，其就不具有 防止杂质损坏卡滞液压换向元件或其它控制元件的功能，但其仍然具有上述基本技术方案 的能够提高安全系数、保证液压执行元件4工作可靠的优点。如上所述，在设置有叠块14的情形下，参照图6，液压管5 (例如钢管或铜管)可以 直接连接到叠块14的相应的接口上，叠块14与液压执行元件的连接强度大于液压管5的 强度，同时将液压管5通过液压管固定块1安装在液压执行元件上。这样，当在施工过程中 液压管5受到碰擦甚至碰撞时，由于平衡阀8与液压管5不直接连接，因此平衡阀8不会受 到影响，即使液压管5受到的碰撞载荷较大，由于叠块14与所述液压执行元件的连接强度 (例如通过将叠块14焊接到液压执行元件4上)大于液压管5的强度，因此一般只会使得 液压管5发生变形，而不会影响到平衡阀8的正常工作，从而有效地确保了所述液压执行元 件工作可靠性，提高了安全系数。此外，本实用新型还提供一种具有上述平衡阀安装结构的液压系统。以下以图6 和图8为例，描述本实用新型的液压系统的工作过程。如图6和图8所示，在液压缸4的无杆腔和有杆腔的缸体上分别安装有平衡阀8 和叠块14 (为描述方便，以下称为左侧平衡阀8和左侧叠块14 ；以及右侧平衡阀8和右侧 叠块14)。首先，在液压缸4的活塞朝向左侧移动的情形下，电磁换向阀12移动到左位，液压 介质(如液压油)经由电磁换向阀12的入口 P，通过左侧叠块14的进油口 I先流入左侧 叠块14，经由左侧叠块14的内部通道再进入左侧平衡阀8，经左侧平衡阀8的单向阀9再 次流入左侧叠块14，并经由左侧叠块14进入液压缸4的无杆腔，从而推动活塞朝向左侧移 动。与此同时，液压缸4的有杆腔中的液压油进入右侧叠块14，并经由右侧叠块14流入右 侧平衡阀8，通过右侧平衡阀8的外控式第一溢流阀10再次流入右侧叠块14，并从右侧叠块14的出油口 Q直接排放到邮箱13。其次，在液压缸4的活塞朝向右侧移动的情形下，电磁换向阀12移动到右位，液压 介质(如液压油)经由电磁换向阀12的入口 P，通过右侧叠块14的进油口 I先流入右侧 叠块14，经由右侧叠块14的内部通道再进入右侧平衡阀8，经右侧平衡阀8的单向阀9再 次流入右侧叠块14，并经由右侧叠块14进入液压缸4的有杆腔，从而推动活塞朝向右侧移 动。与此同时，液压缸4的无杆腔中的液压油进入左侧叠块14，并经由左侧叠块14流入左 侧平衡阀8，通过左侧平衡阀8的外控式第一溢流阀10再次流入左侧叠块14，并从左侧叠 块14的出油口 Q直接排放到邮箱13。由上可见，通过本实用新型的技术方案，由于液压管5与平衡阀8不再像现有技术 那样直接连接，而是将平衡阀8安装在叠块14上，并使得叠块14与液压管5直接连接，也 就是说将叠块14形成为平衡阀8的进出油模块并固定连接到液压执行元件(例如液压缸 14)上，同时叠块14与所述液压执行元件的连接强度大于液压管5的强度，这样，当在施工 过程中液压管5受到碰擦甚至是碰撞时，由于平衡阀8与液压管5不直接连接，因此平衡阀 8不会受到影响，即使液压管5受到的碰撞载荷较大，由于叠块14与所述液压执行元件的连 接强度大于液压管5的强度，因此一般只会使得液压管5发生变形，而不会影响到平衡阀8 的正常工作，从而有效地确保了所述液压执行元件工作可靠性，提高了安全系数。同时，在 本实用新型的该优选实施方式中，可以通过合理地设计所述叠块14的接口和内部通道，使 得在回油过程中经过所述平衡阀的液压介质绕过液压换向元件或其它控制元件，直接流回 油箱13，从而能够有效地改善液压系统，防止液压系统中的换向元件或其它控制元件因液 压介质中存在的杂质而发生卡滞现象或受到损坏。本实用新型的平衡阀安装结构有效地提高了液压系统的安全系数，同时能较好的 改善液压系统的污染情况，能够从根本上解决由于液压执行元件(例如液压缸)污染造成 的液压系统卡滞现象。所述平衡阀安装结构可以适用于各种具有液压系统的工程机械上， 尤其适用于混凝土泵车臂架系统的液压系统。以上结合附图描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上 述优选实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技 术方案进行多种简单变型，例如本领域技术人员能够容易地想到根据采用的平衡阀8的结 构来对应地设计叠块14的接口以及内部通道等，平衡阀可以直接安装在形成有叠块14的 执行机构上，即叠块14和执行机构设计为一体型式。这些简单变型均属于本实用新型的保 护范围。此外，在上述具体实施方式
中描述的各个具体技术特征，在符合本实用新型应用目 的的情形下，可以进行任意组合以形成其它可选择的实施方式。本实用新型的保护范围由 权利要求进行限定。
8
权利要求一种平衡阀安装结构，其特征在于，所述平衡阀(8)连接于固定在液压执行元件上的叠块(14)上，该叠块(14)上形成有与所述平衡阀(8)连通的内部通道以及多个接口，所述叠块(14)的相应接口对应地连接于相应的液压管(5)和所述液压执行元件(4)的接口(3)，以使得液压介质从所述液压管(5)经由所述叠块(14)进入所述平衡阀(8)、进而从该平衡阀(8)再次流入所述叠块(14)并进入所述液压执行元件(4)内，或者使得所述液压介质从所述液压执行元件(4)内经由所述叠块(14)进入所述平衡阀(8)、进而从该平衡阀(8)再次流入所述叠块(14)并从该叠块(14)中排出。
2.根据权利要求1所述的平衡阀安装结构，其特征在于，所述叠块(14)与所述液压执 行元件(4)的连接强度大于所述液压管(5)的强度。
3.根据权利要求1所述的平衡阀安装结构，其特征在于，所述叠块(14)的接口包括进 油口(I)和回油口(Q)，所述平衡阀⑶的进油管路与所述叠块(14)的进油口(I)连通，所 述平衡阀(8)的回油管路与所述叠块的出油口(Q)连通，该出油口(Q)直接与油箱(13)连ο
4.根据权利要求1所述的平衡阀安装结构，其特征在于，所述平衡阀(8)直接或间接安 装在所述叠块(14)上。
5.根据权利要求1所述的平衡阀安装结构，其特征在于，所述液压管(5)为钢管、胶管 或铜管。
6.根据权利要求1所述的平衡阀安装结构，其特征在于，所述平衡阀(8)包括相互并联 的单向阀(9)、第一溢流阀(10)以及第二溢流阀(11)。
7.根据权利要求1所述的平衡阀安装结构，其特征在于，所述第一溢流阀(10)为内控 式溢流阀、外控式溢流阀或内外控混用式溢流阀。
8.根据权利要求1所述的平衡阀安装结构，其特征在于，所述平衡阀(8)直接安装在所 述叠块(14)上，该平衡阀⑶的接口(E，F)与所述叠块(14)的对应接口密封连接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的平衡阀安装结构，其特征在于，所述叠块(14) 焊接在所述液压执行元件(4)上。
10.一种液压系统，其特征在于，所述液压系统包括根据权利要求1至8中任一项所述 的平衡阀安装结构。
11.根据权利要求10所述的液压系统，其特征在于，该液压系统为混凝土泵车臂架系 统的液压系统。
专利摘要一种平衡阀安装结构，其中，所述平衡阀(8)连接于固定在液压执行元件上的叠块(14)上，该叠块(14)上形成有与平衡阀(8)连通的内部通道以及多个接口，所述叠块(14)的相应接口对应地连接于液压管(5)和液压执行元件(4)的接口。此外，本实用新型还提供一种包括上述平衡阀安装结构的液压系统。本实用新型能够有效地确保液压执行元件的工作可靠性，提高安全系数。此外，其还能够防止液压系统中的换向元件或其它控制元件因液压介质中存在的杂质而发生卡滞或受到损坏。
文档编号F15B13/04GK201687794SQ20102021536
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者李沛林, 高荣芝 申请人:长沙中联重工科技发展股份有限公司