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1、(10)申请公布号 CN 103420290 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103420290 A *CN103420290A* (21)申请号 201310317318.8 (22)申请日 2013.07.25 B66C 23/88(2006.01) B66C 23/687(2006.01) (71)申请人 三一汽车起重机械有限公司 地址 410600 湖南省长沙市金洲新区金洲大 道西 168 号 (72)发明人 蔡旺镔 禹阳华 简桃凤 (54) 发明名称 伸缩保护系统及起重机 (57) 摘要 本发明涉及伸缩保护技术领域， 公开了一种 伸缩保护系统及起重机。该伸缩保护系。
2、统包括伸 缩油缸以及用于控制所述伸缩油缸进回油状态的 主阀， 还包括连通切断阀和换向阀 ； 所述主阀的 第一工作油口接于所述伸缩油缸的第三油口， 所 述主阀的第二工作油口通过所述连通切断阀接于 所述伸缩油缸的第一油口 ； 所述连通切换阀的液 控油口通过所述换向阀选择性地连通于外部油源 或者泄油通道。本发明的伸缩保护系统能够保证 伸缩油缸的正常伸缩动作， 并能够避免伸缩油缸 因芯管油压而被动伸出， 提高了伸缩油缸的可控 性。 本发明的起重机设置有上述的伸缩保护系统。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申。
3、请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103420290 A CN 103420290 A *CN103420290A* 1/1 页 2 1. 一种伸缩保护系统， 包括伸缩油缸 （3） 以及用于控制所述伸缩油缸 （3） 进回油状态 的主阀 （1） ， 其特征在于 ： 所述伸缩保护系统还包括连通切断阀和换向阀 （73） ； 所述主阀 （1） 的第一工作油口 （A） 接于所述伸缩油缸 （3） 的第三油口 （323） ， 所述主阀 （1） 的第二工作油口 （B） 通过所述连通切断阀接于所述伸缩油缸 （3） 的第一油口 （321） ； 所 述连通切换阀的液控油口通过所述换。
4、向阀 （73） 选择性地连通于外部油源或者泄油通道。 2. 如权利要求 1 所述的伸缩保护系统， 其特征在于 ： 所述换向阀 （73） 为两位四通电磁 阀或者两位三通电磁阀。 3.如权利要求1所述的伸缩保护系统， 其特征在于 ： 所述主阀 （1） 为中位机能为Y型或 者 H 型的三位四通阀。 4. 如权利要求 1 所述的伸缩保护系统， 其特征在于 ： 所述伸缩保护系统还包括与所述 伸缩油缸 （3） 的缸筒固定的缸销油缸 （4） 和臂销油缸 （5） ， 所述伸缩油缸 （3） 的芯管供油口 （313） 通过球阀 （6） 选择性地连通于所述缸销油缸 （4） 的工作腔或者所述臂销油缸 （5） 的 工作。
5、腔。 5. 如权利要求 1 所述的伸缩保护系统， 其特征在于 ： 所述伸缩保护系统还包括设置于 所述主阀 （1） 与所述伸缩油缸 （3） 之间的油路上的平衡阀 （2） ， 所述平衡阀 （2） 的自由进油 口接于所述主阀 （1） 的第一工作油口 （A） ， 所述平衡阀 （2） 的自由出油口接于所述伸缩油缸 （3） 的第三油口 （323） ， 所述平衡阀 （2） 的液控油口接于所述主阀 （1） 的第二工作油口 （B） 。 6. 如权利要求 1 至 5 任一项所述的伸缩保护系统， 其特征在于 ： 所述连通切断阀为插 装阀 （71） ， 所述插装阀 （71） 的端面油口接于所述主阀 （1） 的第二工作。
6、油口 （B） ， 所述插装阀 （71） 的环面油口接于所述伸缩油缸 （3） 的第一油口 （321） ， 所述插装阀 （71） 的弹簧腔油口 接于所述换向阀 （73） 。 7. 如权利要求 6 所述的伸缩保护系统， 其特征在于 ： 所述伸缩保护系统还包括阻尼 （72） ， 所述阻尼 （72） 设置于所述插装阀 （71） 的弹簧腔油口与所述换向阀 （73） 之间的油路 上。 8.如权利要求6所述的伸缩保护系统， 其特征在于 ： 伸缩保护系统还包括安全阀 （74） ， 所述安全阀 （74） 的进出油口分别接于所述插装阀 （71） 的环面油口和所述主阀 （1） 的第二 工作油口 （B） 。 9. 如权。
7、利要求 6 所述的伸缩保护系统， 其特征在于 ： 所述伸缩保护系统还包括阻尼 （72） 和安全阀 （74） ； 所述阻尼 （72） 设置于所述插装阀 （71） 的弹簧腔油口与所述换向阀 （73） 之间的油路 上， 所述安全阀 （74） 的进出油口分别接于所述插装阀 （71） 的环面油口和所述主阀 （1） 的第 二工作油口 （B） ； 所述插装阀 （71） 、 所述阻尼 （72） 、 所述换向阀 （73） 和所述安全阀 （74） 集成于同一阀块 （7） 中。 10. 一种起重机， 其特征在于 ： 所述起重机设置有权利要求 1 至 9 任一项所述的伸缩保 护系统。 权 利 要 求 书 CN 103。
8、420290 A 2 1/5 页 3 伸缩保护系统及起重机 技术领域 0001 本发明涉及伸缩保护技术领域， 特别涉及一种伸缩保护系统及起重机。 背景技术 0002 近年来在起重机领域出现了一种具有单个伸缩油缸的伸缩臂， 该伸缩油缸的活塞 杆连接于基本臂， 缸筒设置有缸头， 缸头的两侧设置有相对应的两个缸销， 该两个缸销的中 心轴与所述伸缩油缸的中心轴共面， 该伸缩油缸的缸筒可在上述缸销伸出或者收回时选择 性地锁定或者释放其与任一节伸缩臂的相对位置。此外， 相邻的各节伸缩臂之间以及基本 臂与第一伸缩臂之间均设有臂销， 相邻的伸缩臂之间以及基本臂与第一节伸缩臂之间的相 对位置可通过该臂销选择性地。
9、锁定或者释放。 0003 该伸缩油缸的缸筒可以首先通过缸销与末节伸缩臂锁定， 同时通过收回臂销将末 节伸缩臂与倒数第二节伸缩臂释放， 此时该伸缩油缸的缸筒通过伸出动作可将末节伸缩臂 带出 ； 在末节伸缩臂到达预定位置后将其与倒数第二节伸缩臂重新锁定， 收回伸缩油缸的 缸筒并将其与倒数第二节伸缩臂锁定， 接着将倒数第二节伸缩臂与倒数第三节伸缩臂释 放， 此时伸缩油缸的缸筒可将倒数第二节伸缩臂带出， 依次类推即可实现各节伸缩臂的依 次伸出。 0004 在上述方案中， 缸销和臂销的插拔动作一般分别通过与缸筒相固定的缸销油缸和 臂销油缸予以控制， 由于缸销油缸和臂销油缸均处于伸缩臂内， 且与伸缩油缸相。
10、固定， 随着 缸筒的动作而前后移动， 缸销油缸和臂销油缸外接压力油源的管路难以布置。 0005 目前， 为了解决这个问题， 通常将伸缩油缸的结构设置成如图 1 所示的情形， 如图 1 所示， 该伸缩油缸 3 包括缸筒 31、 活塞杆 32、 活塞 33 和芯管 34 ； 活塞杆 32 内开设有第一 油腔 325、 第二油腔 326 和第三油腔 327 ； 活塞杆 32 的伸出端开设有连通于第一油腔 325 的 第一油口 321、 连通于第二油腔 326 的第二油口 322 以及连通于第三油腔 327 的第三油口 323 ； 第一油腔325邻近活塞33的侧壁上开设有第四油口324， 第四油口32。
11、4连通有杆腔311 和第一油腔 325 ； 活塞 33 上贯穿设置有安装孔 331 和第五油口 332， 安装孔 331 连通第二油 腔 326 和无杆腔 312， 第五油口 332 连通第三油腔 327 和无杆腔 312 ； 芯管 34 可移动地设置 于安装孔 331 内， 其一端位于第二油腔 326 内， 另一穿过无杆腔 312 固定于缸筒 31 端部内 表面上， 缸筒 31 的端部开设有与芯管 34 连通的芯管供油口 313。通过液压系统的主阀 （主 换向阀） 向第一油口 321 供油、 从第三油口 323 回油， 或者向第三油口 323 进油、 第一油口 321 回油， 即可实现伸缩油。
12、缸的收回动作或者伸出工作 （正常伸缩运动） ； 而通过主阀向第二 油口322供油， 即可实现通过芯管供油口313向缸销油缸或者臂销油缸供油， 这样能够有效 简化缸销油缸和臂销油缸液压管路的布置。 0006 采用上述结构的伸缩油缸时， 在工作过程中， 若需控制缸销动作或者臂销动作， 第 二油腔 326 和芯管 34 中将充满压力油， 该压力油将对芯管 34 两端产生相互分开的液压作 用力， 使伸缩油缸的缸筒 31 和活塞杆 32 发生相对运动 （被动伸出运动） ， 这样降低了伸缩臂 的稳定性， 使起重机存在安全隐患。 说 明 书 CN 103420290 A 3 2/5 页 4 0007 因此，。
13、 如何有效避免伸缩油缸因芯管油压而出现误动， 是本领域技术人员亟待解 决的技术难题。 发明内容 0008 有鉴于此， 本发明的目的之一在于提供一种伸缩保护系统， 使伸缩油缸能够正常 伸缩， 避免因芯管油压而出现误动。 0009 具体而言， 该伸缩保护系统包括伸缩油缸、 用于控制所述伸缩油缸进回油状态的 主阀、 连通切断阀和换向阀 ； 所述主阀的第一工作油口接于所述伸缩油缸的第三油口， 所述 主阀的第二工作油口通过所述连通切断阀接于所述伸缩油缸的第一油口 ； 所述连通切换阀 的液控油口通过所述换向阀选择性地连通于外部油源或者泄油通道。 0010 进一步地， 所述换向阀为两位四通电磁阀或者两位三通。
14、电磁阀。 0011 进一步地， 所述主阀为中位机能为 Y 型或者 H 型的三位四通阀。 0012 进一步地， 所述伸缩保护系统还包括与所述伸缩油缸的缸筒固定的缸销油缸和臂 销油缸， 所述伸缩油缸的芯管供油口通过球阀选择性地连通于所述缸销油缸的工作腔或者 所述臂销油缸的工作腔。 0013 进一步地， 所述伸缩保护系统还包括设置于所述主阀与所述伸缩油缸之间的油路 上的平衡阀， 所述平衡阀的自由进油口接于所述主阀的第一工作油口， 所述平衡阀的自由 出油口接于所述伸缩油缸的第三油口， 所述平衡阀的液控油口接于所述主阀的第二工作油 口。 0014 进一步地， 所述连通切断阀为插装阀， 所述插装阀的端面油。
15、口接于所述主阀的第 二工作油口， 所述插装阀的环面油口接于所述伸缩油缸的第一油口， 所述插装阀的弹簧腔 油口接于所述换向阀。 0015 进一步地， 所述伸缩保护系统还包括阻尼， 所述阻尼设置于所述插装阀的弹簧腔 油口与所述换向阀之间的油路上。 0016 进一步地， 伸缩保护系统还包括安全阀， 所述安全阀的进出油口分别接于所述插 装阀的环面油口和所述主阀的第二工作油口。 0017 进一步地， 所述伸缩保护系统还包括阻尼和安全阀 ； 所述阻尼设置于所述插装阀 的弹簧腔油口与所述换向阀之间的油路上， 所述安全阀的进出油口分别接于所述插装阀的 环面油口和所述主阀的第二工作油口 ； 所述插装阀、 所述阻。
16、尼、 所述换向阀和所述安全阀集 成于同一阀块中。 0018 采用本发明的伸缩保护系统， 在伸缩油缸正常工作时， 可通过控制换向阀， 使连通 切断阀的液控油口接于泄油通道 （油箱） ， 进而使连通切换阀处于连通状态， 这样通过主阀 进回油即可实现伸缩油缸的正常伸缩， 在伸缩油缸不工作时， 可通过控制换向阀， 使连通切 断阀的液控油口接于外部油源， 进而使连通切换阀处于切断状态， 从而切断伸缩油缸有杆 腔的回油， 使伸缩油缸的有杆腔产生一定的油压 （背压） ， 由此产生的作用力能够抵消芯管 油压产生的伸出作用力， 避免伸缩油缸因芯管油压而被动伸出， 提高了伸缩油缸的可控性 以及伸缩臂的稳定性。 应。
17、当说明的是， 外部油源不受伸缩油缸进回油的影响， 能够提供稳定 的控制油对连通切断阀进行保压， 以便连通切断阀为伸缩油缸提供安全、 稳定的切断保护。 0019 本发明的另一目的在于提供一种起重机， 该起重机设置有上述任一种伸缩保护系 说 明 书 CN 103420290 A 4 3/5 页 5 统。由于前述伸缩保护系统能够避免伸缩油缸因芯管油压而出现误动， 提高了伸缩臂的稳 定性， 使该起重机具有更好的安全性能。 附图说明 0020 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 ： 0021 图 1。
18、 为现有的一种伸缩油缸的结构示意图 ； 0022 图 2 为本发明实施例提供的一种伸缩保护系统的液压原理示意图。 0023 主要元件符号说明 ： 0024 1 主阀 0025 2 平衡阀 0026 3 伸缩油缸 0027 4 缸销油缸 0028 5 臂销油缸 0029 6 球阀 0030 7 阀块 0031 71 插装阀 0032 72 阻尼 0033 73 换向阀 0034 74 安全阀 具体实施方式 0035 应当指出， 本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明， 不 应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。 此外， 在不冲突的情形下， 本部分中的实施例 以及实施例中的特征。
19、可以相互组合。 0036 请同时参考图 1 和图 2， 下面将结合实施例对本发明作详细说明。 0037 结合图2所示， 该实施例的伸缩保护系统至少包括主阀1、 伸缩油缸3、 缸销油缸4、 臂销油缸 5、 球阀 6、 插装阀 71、 阻尼 72、 换向阀 73 和安全阀 74。 0038 其中， 主阀1的第一工作油口A接于伸缩油缸3的第三油口323， 主阀1的第二工作 油口 B 接于插装阀 71 的端面油口， 插装阀 71 的环面油口接于伸缩油缸 3 的第一油口 321， 插装阀 71 的弹簧腔油口 （液控油口） 接于换向阀 73 的第一油口， 换向阀 73 的第二油口和第 三油口分别接于外部油。
20、源和泄油通道 （油箱） ， 通过控制换向阀 73 的状态， 可使插装阀 71 的 弹簧腔油口连通于外部油源或者泄油通道。 0039 阻尼72设置在插装阀71的弹簧腔油口与换向阀73的第一油口之间的油路上。 安 全阀 74 的进油口接于插装阀 71 的环面油口， 安全阀 74 的出油口接于主阀 1 的第二工作油 口 B。缸销油缸 4 和臂销油缸 5 均与伸缩油缸 3 的缸筒 31 相固定， 在本实施例中， 缸销油缸 4 和臂销油缸 5 均为单作用常开式。芯管供应油口 313 接于球阀 6 的第一油口， 球阀 6 的第 二油口和第三油口分别接于缸销油缸 4 的有杆腔 （工作腔） 和臂销油缸 5 的。
21、有杆腔， 通过控 制球阀 6 的状态， 可使芯管供油口 313 连通于缸销油缸 4 的有杆腔或者臂销油缸 5 的有杆 说 明 书 CN 103420290 A 5 4/5 页 6 腔。 0040 在使用过程中， 可将主阀 1 的进油口 P 接于压力油源 （如油泵的出油口） ， 将主阀 1 的回油口T接于油箱， 并将伸缩油缸3的第二油口322外接缸销油缸4和臂销油缸5的供应 油源。 在工作过程中， 若伸缩油缸3需作伸缩运动， 可通过控制换向阀73， 使插装阀71的弹 簧腔油口连通于泄油通道 （油箱） ， 进而使插装阀71的端面油口和环面油口之间处于连通状 态， 这样通过主阀 1 进回油即可实现伸。
22、缩油缸 3 的正常伸缩 ； 若伸缩油缸 3 停止工作， 可通 过控制换向阀73， 使插装阀71的弹簧腔油口连通于外部油源， 进而使插装阀71的端面油口 与环面油口之间处于切断状态， 从而切断伸缩油缸 3 有杆腔的回油， 这样能够使伸缩油缸 3 的有杆腔产生一定的油压 （背压） ， 在芯管34充满压力油时 （即芯管34通过芯管供油口313、 球阀 6 向缸销油缸 4 或者臂销油缸 5 供油时） ， 由上述背压产生的作用力能够抵消芯管油压 产生的伸出作用力。因此， 本发明实施例的伸缩保护系统能够保证伸缩油缸的正常伸缩动 作， 并能够避免伸缩油缸因芯管油压而被动伸出， 提高了伸缩油缸的可控性以及设置。
23、有该 伸缩油缸的伸缩臂的稳定性。应当说明的是， 外部油源是指不受伸缩油缸 3 进回油影响的 控制油， 尽管换向阀 73、 阻尼 72 等存在泄漏， 但该外部油源能够提供稳定的控制油对插装 阀 71 进行保压， 以便插装阀 71 为伸缩油缸 3 提供安全、 稳定的切断保护。 0041 需要说明的是， 具体实施时， 上述实施例的伸缩保护系统还可以作如下一种或者 多种优化 ： 0042 一、 在主阀 1 与伸缩油缸 3 之间的油路上设置平衡阀 2， 具体而言， 平衡阀 2 的自 由进油口接于主阀 1 的第一工作油口 A， 平衡阀 2 的自由出油口接于伸缩油缸 3 的第三油 口 323， 平衡阀 2 。
24、的液控油口接于主阀 1 的第二工作油口 B ； 如此设置既便于为伸缩油缸提 供进油通道和回油通道， 也能防止伸缩油缸在工作时被动缩回， 提高了伸缩油缸在工作过 程中的平稳性。 0043 二、 将插装阀 71、 阻尼 72、 换向阀 73 和安全阀 74 集成至同一阀块 7 中， 并且在阀 块 7 上设置相应的油口， 这样便于安装， 简化管路布置的复杂性。 0044 三、 插装阀 71 选用基本型插装件， 这样能够降低制造成本和故障率。 0045 四、 换向阀73采用两位三通阀或者两位四通阀 ； 进一步地， 换向阀73采用电磁阀， 这样便于对插装阀 71 的状态进行控制。 0046 五、 主阀 。
25、1 采用中位机能为 Y 型或者 H 型的三位四通阀。 0047 需要说明的是， 上述实施例及其各种优选方式中， 设置在在插装阀 71 与换向阀 73 之间的油路上的阻尼 72 （如阻尼阀） ， 能够提高插装阀 71 状态切换的平稳性， 从而提高伸缩 油缸 3 动作的平稳性， 但在其他实施例中， 省略设置阻尼 72 也能实现本发明的功能。 0048 需要说明的是， 上述各种实施例及其各种优选方式中， 设置安全阀 74 能够防止伸 缩油缸 3 或者插装阀 71 因油压过大而损坏， 但在其他实施例中， 省略设置安全阀 74 也能实 现本发明的功能。 0049 需要说明的是， 上述各种实施例及其各种优。
26、选方式中， 芯管供油口 313 通过球阀 6 向缸销油缸 4 或者臂销油缸 5 供油， 这仅是一种举例说明， 在其他实施例中， 芯管向缸销油 缸或者臂销油缸供油的方式可以是其他形式。 0050 需要说明的是， 上述各种实施例及其各种优选方式中， 采用插装阀 71 作为连通切 断阀， 以实现伸缩油缸 3 第一油口 321 与主阀 1 第二工作油口 B 之间的连通或者切断， 在连 说 明 书 CN 103420290 A 6 5/5 页 7 通状态下， 系统的主流量能够全速通过插装阀 71， 插装阀 71 产生的压力损失很小， 但在其 他实施例中， 也可以采用其他形式的连通切换阀， 只要能够实现本。
27、发明的相应功能即可。 0051 本发明其他实施例还提供了一种起重机， 该起重机设置有上述的伸缩保护系统， 由于上述的伸缩保护系统能够避免伸缩油缸因芯管而出现误动， 该起重机具有更好的安全 性能， 其相应部分的具体实施过程与上述实施例类似， 其他部分的具体实施过程可参见现 有技术的相关描述， 兹不赘述。 0052 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103420290 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103420290 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103420290 A 9 。