一种多油缸先后分工和同步工作的液压系统及环保设备的制作方法

本实用新型涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种多油缸先后分工和同步工作的液压系统及环保设备。

背景技术：

液压系统是以液压油作为工作介质的传动系统，因体积小、控制方便、灵活可靠等优点被广泛应用于各类机械工程设备中，如在环保设备中。在某些要求执行机构联动的特殊应用场景中，液压系统的多种油缸往往根据工况的不同需要实现同时动作与先后分工况动作等功能，这就需要对液压系统中的每个部分进行优化，以实现顺序动作和平稳调节执行油缸回缩动作的能力等目标，同时，还要确保系统安全可靠、运行稳定冲击小等特点，因此，在同时动作与先后分工况动作的特殊应用场景中，急需一种能够具备上述各种特点的输出能力的液压系统，以实现不同油缸需要同时动作与先后分工况动作的场合。

技术实现要素：

本实用新型一方面提供了一种多油缸先后分工和同步工作的液压系统，以解决设备在特殊应用场景中需要进行同时动作与先后分工况动作切换并安全、稳定地运行的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种多油缸先后分工和同步工作的液压系统，包括：

油箱及若干执行油缸；

油泵，通过联轴器与发动机变速箱上的取力器驱动连接，其进油口通过管路连接至所述油箱，其出油口通过管路连接有高压过滤器；

手动及电控比例负荷感应控制阀，其进油口与所述高压过滤器出油口相连接，其两出油口通过管路分别与任一执行油缸的有杆腔和无杆腔相连接，同时所述两出油口还分别通过相应数量的工况切换电磁阀与其余执行油缸的有杆腔和无杆腔相连接；

开式负荷感应控制进油阀，设置有进油口、回油口和控制油口，所述进油口与所述高压过滤器的出油口相连接，所述回油口通过回油管路连接所述油箱，所述控制油口与所述手动及电控比例负荷感应控制阀的梭阀回路相连通，使开式负荷感应控制进油阀根据负载大小的变化调节流入所述手动及电控比例负荷感应控制阀进油口的液压油流量；

pwm电控箱，通过电路与所述手动及电控比例负荷感应控制阀和各工况切换电磁阀控制连接，用于控制所述手动及电控比例负荷感应控制阀和各工况切换电磁阀按设定参数动作。

进一步地，所述pwm电控箱具体用于：

当控制所有执行油缸同时伸出时，所述pwm电控箱控制工况切换电磁阀阀芯处于第一位置，并输出pwm信号控制手动及电控比例负荷感应控制阀按设定的方向和流量向各执行油缸无杆腔供油；当控制所有执行油缸同时回缩时，所述pwm电控箱控制工况切换电磁阀阀芯处于第二位置，并输出pwm信号控制手动及电控比例负荷感应控制阀按设定的方向和流量向各执行油缸有杆腔供油；当仅控制部分执行油缸伸出时，所述pwm电控箱控制工况切换电磁阀阀芯处于第三位置，并输出pwm信号控制手动及电控比例负荷感应控制阀按设定的方向和流量向部分需要伸出和回缩的执行油缸的无杆腔供油；当仅控制部分执行油缸回缩时，所述pwm电控箱控制工况切换电磁阀阀芯处于第三位置，并输出pwm信号控制手动及电控比例负荷感应控制阀按设定的方向和流量向部分需要伸出和回缩的执行油缸的有杆腔供油。

进一步地，所述开式负荷感应控制进油阀包括：

压力调节阀，连接设置在所述开式负荷感应控制进油阀的进油口和出油口之间，且其弹簧腔与所述手动及电控比例负荷感应控制阀的梭阀回路相连通；

主阀溢流阀，所述主阀溢流阀的一端与所述手动及电控比例负荷感应控制阀的梭阀回路相连通，另一端连通所述开式负荷感应控制进油阀的回油口。

进一步地，所述开式负荷感应控制进油阀还包括：

先导油源减压阀，其一端与所述开式负荷感应控制进油阀进油口相连通，另一端与所述开式负荷感应控制进油阀的回油口相连通。

进一步地，所述开式负荷感应控制进油阀还包括：

先导油溢流阀，连接设置在所述先导油源减压阀和所述开式负荷感应控制进油阀的回油口之间。

进一步地，所述的工况切换电磁阀为常闭型三位四通电磁阀。

进一步地，连接所述开式负荷感应控制进油阀回油口的回油管路上还设置有液压马达驱动的冷却器，所述油泵的出油口还通过管路与所述液压马达连接。

进一步地，连接所述开式负荷感应控制进油阀回油口的回油管路上还设置有液压马达驱动的冷却器，所述油泵为包括有两个出油口的双联油泵，所述双联油泵的一个出油口通过管路连接所述高压过滤器，另一出油口通过管路与所述液压马达连接。

进一步地，所述双联油泵为双联齿轮泵、双联叶片泵、双联柱塞泵中的任一种。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种环保设备，包括有盖板和钩臂，还包括如上述任一项所述的多油缸先后分工和同步工作的液压系统，所述液压系统的执行油缸包括分别与所述盖板和钩臂驱动连接的盖板油缸和钩臂油缸。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型一方面通过设置工况切换电磁阀实现了各执行油缸同时动作与先后分工况动作的切换，另一方面通过手动及电控比例负荷感应控制阀与pwm电控箱相结合，既能利用pwm信号驱动手动及电控比例负荷感应控制阀的比例电磁阀的主阀阀芯运动至与pwm信号指定位置，实现对执行油缸的无级变速功能，还能使输出流量不受缩回负载的影响保持不变，保持各油缸动作的平稳性；同时，所述开式负荷感应控制进油阀可根据负载大小的变化调节流入所述手动及电控比例负荷感应控制阀进油口的液压油流量，使泵的输出流量与工作机构所需要的流量相适应，满足不同工况的需求。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的液压原理示意图。

图2是本实用新型优选实施例的开式负荷感应控制进油阀液压原理示意图。

图中标号：

1、放油阀；2、油箱；3、吸油过滤器；4、空气滤清器；5、取力器；6、联轴器；7、油泵；8、单向阀；9、高压过滤器；10、压力变送器；11、压力表；12、开式负荷感应控制进油阀；13、工况切换电磁阀；14、盖板油缸；15、钩臂油缸；16、缓冲补油阀；17、手动及电控比例负荷感应控制阀；18、冷却器；19、回油单向阀；20、回油过滤器；21、液位计；22、主阀溢流阀；23、压力调节阀；24、先导油源减压阀；25、先导油溢流阀。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型专利进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的。

如图1所示，一种多油缸先后分工和同步工作的液压系统，包括油箱2及若干执行油缸、油泵7、手动及电控比例负荷感应控制阀17、开式负荷感应控制进油阀12、pwm电控箱，本实施例选用两个执行油缸来做示范性说明，在此不做限定。

所述油箱2设置有检测油箱油位的液位计21、清洗用的放油阀1，其进气口上安装一个空气滤清器4；所述油泵7通过联轴器6与作附在发动机变速箱上的取力器5驱动连接，其进油口通过管路连接所述油箱2内的吸油过滤器3，其出油口通过管路依次串接有单向阀8和高压过滤器9，所述油泵7可采用齿轮泵、叶片泵或柱塞泵等；所述手动及电控比例负荷感应控制阀17的进油口与所述高压过滤器9的出油口相连接，其两出油口通过管路分别与任一执行油缸的有杆腔和无杆腔相连接，同时所述两出油口还分别通过工况切换电磁阀13与另一执行油缸的有杆腔和无杆腔相连接，其中，所述的工况切换电磁阀13为常闭型三位四通电磁阀；所述开式负荷感应控制进油阀12设置有进油口、回油口和控制油口，所述进油口与所述高压过滤器9的出油口相连接，所述回油口通过回油管路以及并联在所述回油管路上的回油单向阀19和回油过滤器20连通所述油箱2，所述控制油口与所述手动及电控比例负荷感应控制阀17的梭阀回路相连通，使开式负荷感应控制进油阀12根据负载大小的变化调节流入所述手动及电控比例负荷感应控制阀17进油口的液压油流量；所述pwm电控箱通过电路与所述手动及电控比例负荷感应控制阀17和各工况切换电磁阀13控制连接，用于控制所述手动及电控比例负荷感应控制阀17和各工况切换电磁阀13按设定参数动作。

具体而言，如图2所示，所述开式负荷感应控制进油阀12包括压力调节阀23、主阀溢流阀22、先导油源减压阀24、先导油溢流阀25，

所述压力调节阀23连接设置在所述开式负荷感应控制进油阀12的进油口和出油口之间，且其弹簧腔与所述手动及电控比例负荷感应控制阀17的梭阀回路相连通；所述主阀溢流阀22的一端与所述手动及电控比例负荷感应控制阀17的梭阀回路相连通，另一端连通所述开式负荷感应控制进油阀12的回油口；所述先导油源减压阀24的一端与所述开式负荷感应控制进油阀12进油口相连通，另一端与所述开式负荷感应控制进油阀12的回油口相连通；所述先导油溢流阀25连接设置在所述先导油源减压阀24和所述开式负荷感应控制进油阀12的回油口之间。

所述开式负荷感应控制进油阀12的工作原理包括：泵源的压力油通过进油口达到压力调节阀23的主作用腔，另外手动及电控比例负荷感应控制阀17中的梭阀回路反馈工作机构的工作压力作用于压力调节阀23的弹簧腔，该梭阀回路的压力与弹簧力的共同作用平衡压力调节阀23的主作用腔的液压压力，进而能完全或部分地关闭开式负荷感应控制进油阀12的回油口t，从而保证泵的输出流量与工作机构所需要的流量相适应。泵启动时该梭阀回路的压力为零，使得油泵7在低压时启动，启动压力主要由压力调节阀23的流量特性来决定。工作机构工作时梭阀回路的压力反馈负载的压力同时也引至主阀溢流阀22，一旦负载压力超过主阀溢流阀22的设定压力，主阀溢流阀22就会开启，让一部分泵流量直接回到油箱2。泵源的压力油通过先导油源减压阀24减压后流至后续的手动及电控比例负荷感应控制阀17中的比例电磁阀控制相应阀芯的运动，所述先导油溢流阀25可防止先导油源减压阀24减压后的液压压力过载。

作为优选，在本实用新型另一可行的实施例中，连接所述开式负荷感应控制进油阀12回油口的回油管路上还设置有液压马达驱动的冷却器18，所述油泵7的出油口还通过管路与所述液压马达连接，所述冷却器18对系统回油进行冷却，以保证整个液压系统的油温保持恒定，同时液压马达由液压油驱动，从而减少汽车专用底盘上的电力需求，冷却器可以采用水冷却器或风冷却器。

作为优选，在本实用新型另一可行的实施例中，连接所述开式负荷感应控制进油阀12回油口的回油管路上还设置有液压马达驱动的冷却器18，所述油泵7为包括有两个出油口的双联油泵，所述双联油泵的一个出油口通过管路依次连接单向阀8和高压过滤器9，另一出油口则通过管路与所述液压马达连接。本实施例除了能保证整个液压系统的油温保持恒定、减少汽车专用底盘上的电力需求外，采用双联油泵的其中一个出油口为驱动冷却器18的液压马达独立供油的方式也保证了液压系统各部分供油的独立性，避免相互干扰，提高液压系统作业的稳定性和可靠性，冷却器18可以采用水冷却器或风冷却器。所述双联油泵包括双联齿轮泵、双联叶片泵、双联柱塞泵中的任一种，本实施例采用双联齿轮泵，结构简单成本低，维护方便。

另外，为便于观察系统油压和液压油品质，在所述高压过滤器9后的油管上并联有压力变送器10和压力表11。所述压力变送器10的压力通过控制程序显示在触摸屏上，所述压力表11可以随时观察油泵7的输出压力，所述高压过滤器9上的压力开关可以随时检测液压油的污染，提醒操作者是否需要更换过滤器的滤芯。

为了保持液压系统的紧凑性，具体安装实施过程中，所述手动及电控比例负荷感应控制阀17和开式负荷感应控制进油阀12通过拉杆和螺母连为一个整体。

一种环保设备，其包括有盖板和钩臂，还包括如上实施例的多油缸先后分工和同步工作的液压系统，所述液压系统的两个执行油缸包括与所述盖板和钩臂驱动连接的盖板油缸14和钩臂油缸15，该环保设备具备由发动机驱动的汽车专用底盘。

下面将对本实用新型上述实施例的工作过程进行详细说明：

1、初始时，盖板油缸14与钩臂油缸15的活塞均处于初始收缩位置；

2、启动汽车专用底盘上发动机，发动机驱动变速箱，然后驱动附在变速箱上的取力器5；

3、所述取力器5通过联轴器6驱动双联齿轮泵工作，此时，因没有负载，所述手动及电控比例负荷感应控制阀17中的梭阀回路反馈工作机构的零压力给开式负荷感应控制进油阀12的压力调节阀23的弹簧腔(见附图2)，双联齿轮泵刚启动时作用在压力调节阀23的弹簧腔的液压压力为零，仅作用有弹簧力，泵的启动压力仅需要克服弹簧作用力，而压力调节阀23的流量就决定了泵压(待压)。液压油打开开式负荷感应控制进油阀12中的压力调节阀23，保证双联齿轮泵在低负载时启动，使齿轮泵在低压时启动，保证起动过程的稳定性、安全性。

4、当盖板油缸14与钩臂油缸15需要同时伸出时，pwm电控箱输出设定pwm信号(或手动操作时控制阀杆的开度)控制手动及电控比例负荷感应控制阀17的主阀阀芯的相应的伸出行程，此时系统液压油通过手动及电控比例负荷感应控制阀17的a口分别进入工况切换电磁阀13的p口和钩臂油缸15的无杆腔，同时pwm电控箱控制工况切换电磁阀13得电处于右位，工况切换电磁阀13的a口与所述盖板油缸14的无杆腔相连，工况切换电磁阀13的b口与盖板油缸14的有杆腔相连。同时手动及电控比例负荷感应控制阀17中的梭阀回路(手动及电控比例负荷感应控制阀17中所包含)将主阀阀芯a、b口的压力反馈给手动及电控比例负荷感应控制阀17中主阀阀芯前的流量控制阀芯(手动及电控比例负荷感应控制阀17中所包含)，使流量控制阀芯的开度保持不变，从而使流量控制阀芯上下游的压差保持不变，保障手动及电控比例负荷感应控制阀17输出流量不受伸出负载的影响保持不变，与负载无关，此时系统以设定的流量控制使盖板油缸14和钩臂油缸15伸出且速度保持不变。

通过控制pwm的输出信号(或手动操作时控制阀杆的开度)可以提高所述手动及电控比例负荷感应控制阀17的主阀阀芯的行程，使主阀阀芯的输出流量增大，促使所述盖板油缸14和钩臂油缸15伸出速度增加，必要时，手动及电控比例负荷感应控制阀17中所包含的缓冲补油阀16则会进行补油，保证油量需求。

5、当需要盖板油缸14与钩臂油缸15同时回缩时，通pwm电控箱输出设定的pwm信号(或手动操作时控制阀杆的开度)控制手动及电控比例负荷感应控制阀17的主阀阀芯移动相反的行程，此时系统液压油通过手动及电控比例负荷感应控制阀17的b口分别进入工况切换电磁阀13的p口和钩臂油缸15有杆腔，同时pwm电控箱控制工况切换电磁阀13得电处于左位，工况切换电磁阀13的b口与所述盖板油缸14的有杆腔相连，工况切换电磁阀13的a口与盖板油缸14的无杆腔相连。同时手动及电控比例负荷感应控制阀17中的梭阀回路将主阀阀芯a、b口的压力反馈给手动及电控比例负荷感应控制阀17中主阀阀芯前的流量控制阀芯，使流量控制阀芯的开度保持不变，从而使流量控制阀芯上下游的压差保持不变，保障手动及电控比例负荷感应控制阀17输出流量不受缩回负载的影响保持不变，此时系统以设定的流量控制使盖板油缸14和钩臂油缸15同步回缩。通过控制pwm的输出信号(或手动操作时控制阀杆的开度)可以提高主阀阀芯执行相反方向的行程，使主阀阀芯的另一个方向的输出流量增大，促使盖板油缸14和钩臂油缸15缩回速度增加，必要时，手动及电控比例负荷感应控制阀17中所包含的缓冲补油阀16则会进行补油，保证油量需求。

6、当环保设备处于行走状态时，钩臂处于与行驶的路面平行的状态，且距路面只有100～200mm的距离。当如果碰到路面有障碍时，钩臂就无法越过障碍，应先将钩臂抬高后环保设备才能越过障碍，因此，当环保设备遇到障碍，钩臂油缸15需要抬高时，pwm电控箱控制工况切换电磁阀13处于中位状态，pwm电控箱输出设定pwm信号(或手动操作时控制阀杆的开度)控制手动及电控比例负荷感应控制阀17的主阀阀芯的行程，系统液压油通过手动及电控比例负荷感应控制阀17的a口分别进入钩臂油缸15无杆腔。由于所述工况切换电磁阀13处于中位状态，此时手动及电控比例负荷感应控制阀17输出的液压油无法达到盖板油缸14，所述盖板油缸14仍然处于缩回状态。系统通过设定的pwm信号控制手动及电控比例负荷感应控制阀17流量输出控制所述钩臂油缸15伸出。当操作员观察到所述钩臂油缸15伸出到环保设备可以越过障碍时停止输出pwm信号，则钩臂油缸15停止伸出。

7、当环保设备越过障碍后，钩臂油缸15需要下降时，所述pwm电控箱控制所述工况切换电磁阀13处于中位状态，所述pwm电控箱输出设定pwm信号(或手动操作时控制阀杆的开度)控制手动及电控比例负荷感应控制阀17的主阀阀芯执行相反方向的行程，系统液压油通过手动及电控比例负荷感应控制阀17的b口进入所述钩臂油缸15的有杆腔。由于所述工况切换电磁阀13处于中位状态，所述手动及电控比例负荷感应控制阀17输出的液压油无法达到盖板油缸14，所述盖板油缸14还是处于缩回状态。系统通过设定的pwm信号控制手动及电控比例负荷感应控制阀17流量输出控制钩臂油缸15回缩。当操作员观察到所述钩臂油缸15回缩到与路面平行时时停止输出pwm信号，则钩臂油缸15停止回缩。

综上所述，上述系统能够在同时动作与先后分工况动作的特殊应用场景中安全、稳定的使用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。