用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统 【相关申请的交叉引用】
本申请基于并要求于2008年8月8日提交韩国知识产权局的申请号为10-2008-0077746的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请公开的全部内容通过引用合并于此。
【技术领域】
本发明涉及一种用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统，当通过更换作业装置(例如悬臂、绞盘，等)来执行用于拉起或搬运重型油管的管道铺设作业时，该系统能够防止行进器械的行进速度突然改变。
更具体而言，本发明涉及一种用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统，当执行同时驱动行进器械和诸如用于拉起油管的悬臂等作业装置的组合操作时，通过强制分配施加到作业装置或行进器械的流率，该系统能够防止行进速度在行进过程中发生突然改变。
背景技术
一般而言，在将重型油管、水管等铺设在地面下的情况下，专用铺管机被用于将管道搬运到该管道待被铺设在地面下的地点。在该情况下，铺管机能够执行基本操作(例如，行进、摆动，等)，且作业装置(例如，悬臂、前臂、铲斗等)被更换为悬臂、绞盘等。
铺管机可以移动到油管待被铺设在地面下的地点，或者在使用弹性钢索拉起重型油管的情况下执行摆动操作。在铺管机以高速行进或执行摆动操作的情况下，或者在行进速度突然增大或减小的情况下，铺管机可能会发生致命问题。
一般而言，根据挖掘机的液压回路的基本结构，两个液压泵之一驱动左、右行进马达；另一液压泵驱动诸如悬臂、前臂等作业装置。在执行行进操作的状态下驱动作业装置的情况下，由于供应到相应行进马达的液压流体的不平衡状态，可能会导致设备发生倾斜。
因此，在行进过程中驱动作业装置的情况下，直行阀用于防止倾斜。也就是，在行进器械和作业装置被同时操纵的情况下，通过使直行阀移位，两个液压泵之一完全负责供应到左行进马达和右行进马达的液压流体，从而能够防止设备倾斜。
在作业装置和行进器械中仅一个在直行阀处于移位模式下被驱动的情况下(即组合作业模式被解除时)，供应到行进器械的液压流体量根据作业装置的操纵状态而改变，从而导致行进速度突然改变(即行进速度增大或减小)。
另一方面，在挖掘机的情况下，即使行进速度在行进过程中突然改变，例如发生在铺管机中的安全事故也可因由刚性构件组成的诸如悬臂、前臂等作业装置的结构特性而不会发生。
然而，如果在铺管机拉动油管的情况下，行进速度在行进过程中突然改变，则油管将在设备的行进方向上因惯性而晃动，并可导致严重的安全事故发生。在该情况下，油管可能会与设备的邻近该油管的部分碰撞，或者可能会脱离钢索而掉落。
【发明内容】
因此，本发明致力于解决出现在现有技术中的上述问题，同时完整保留现有技术实现的优点。
本发明的各实施例涉及一种用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统，当执行同时驱动行进器械和诸如用于拉起油管的悬臂等作业装置的组合操作时，通过强制分配施加到作业装置或行进器械的流率，该系统能够防止行进速度在行进过程中发生突然改变，从而防止受拉物体因惯性而晃动。
本发明的各实施例涉及一种用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统，该系统能够在执行挖掘作业时通过增大行进速度来提高作业效率，且该系统能够防止因惯性而晃动的油管受损，并能够防止行进速度在执行管道铺设作业时突然改变。
按照本发明的一个方面，提供一种用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统，该系统包括：可变排量的第一和第二液压泵、以及先导泵，其均与发动机相连；左行进马达和悬臂液压缸，其均与所述第一液压泵相连；被安装在所述第一液压泵的中心旁通通路中的控制阀，被移位以控制供应到所述左行进马达和所述悬臂液压缸的液压流体的流向和流量；右行进马达、摆动马达和绞盘马达，其均与所述第二液压泵相连；被安装在所述第二液压泵的中心旁通通路中的控制阀，被移位以控制供应到所述右行进马达、所述摆动马达和所述绞盘马达的流向和流量；直行阀，其被安装在所述第一液压泵地所述中心旁通通路的上游侧，并且当用于同时驱动所述悬臂液压缸、所述摆动马达、所述绞盘马达和所述左、右行进马达的作业模式被选择时，该直行阀响应外部施加的信号压力而移位，以分别将由所述第一液压泵供给的液压流体分配并供应到针对所述悬臂液压缸、所述摆动马达和所述绞盘马达的控制阀，以及将由所述第二液压泵供给的液压流体分配并供应到针对所述左、右行进马达的控制阀；卸载阀，该卸载阀响应用于使所述直行阀移位的信号压力而打开，以防止所述第一和第二液压泵的所述中心旁通通路中发生过载；以及选择阀，当所述悬臂液压缸、所述摆动马达、所述绞盘马达和所述左、右行进马达中的任意一个在所述直行阀处于移位模式下被驱动时，该选择阀解除相应卸载阀的卸载功能。
根据本发明一优选实施例的液压流分配系统可进一步包括：电磁阀，当用于同时驱动所述悬臂液压缸、所述摆动马达、所述绞盘马达和所述左、右行进马达的作业模式被选择时，该电磁阀响应外部输入的电信号而移位，以将来自所述先导泵的先导信号压力分别施加到所述直行阀和所述选择阀。
根据本发明一优选实施例的液压流分配系统可进一步包括：先导控制阀，其将所述先导信号压力输出到所述控制阀，以驱动所述悬臂液压缸、所述摆动马达和所述绞盘马达；以及行进踏板，其将所述先导信号压力输出到所述针对行进器械的控制阀，以驱动所述左、右行进马达。
根据本发明一优选实施例的液压流分配系统可进一步包括：针对作业装置的梭动阀，该梭动阀根据所述先导控制阀的操纵，将所述悬臂液压缸、所述摆动马达和所述绞盘马达的操纵信号输出到所述选择阀；以及针对所述行进器械的梭动阀，该梭动阀根据所述行进踏板的操纵，将所述行进器械的操纵信号输出到所述选择阀。
在所述直行阀处于移位模式时，所述卸载阀可通过用于使所述直行阀移位的先导信号压力作用而打开，且所述第一和第二液压泵的斜盘的倾角被改变为所述倾角的最小状态。
根据本发明一优选实施例的液压流分配系统可进一步包括：第一梭动阀，其根据在施加到所述选择阀的先导信号压力与作用在所述第二液压泵的中心旁通通路的下游侧的压力之间选择的压力，控制所述第二液压泵的斜盘的倾角；以及第二梭动阀，其根据在施加到所述选择阀的先导信号压力与作用在所述第一液压泵的中心旁通通路的下游侧的压力之间选择的压力，控制所述第一液压泵的斜盘的倾角。
通过上述结构，根据本发明各实施例的用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统具有如下优点。
当执行同时驱动行进器械和作业装置的组合操作时，通过防止行进速度在行进过程中突然改变，能够防止受拉物体因惯性而晃动，从而能够提高操作者在行进操纵中的便捷性。
此外，当执行挖掘作业时，作业效率能够通过增大行进速度而提高，并且当执行管道铺设作业时，通过防止行进速度突然改变，能够防止油管因惯性而晃动导致的受损以及安全事故的发生。
【附图说明】
根据以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征及优点将更为明显。
图1是根据本发明实施例的用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统的液压回路图。
图2是应用根据本发明实施例的用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统的铺管机的透视图。
【具体实施方式】
下文中，将参照附图描述本发明的优选实施例。说明书中限定的事项，例如详细的结构和元件，仅为提供用于帮助本领域普通技术人员全面理解本发明的具体细节，因此本发明并不限于此。
如图1和图2所示，根据本发明一实施例的用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统包括：可变排量的第一和第二液压泵52、53、以及先导泵54，其均与发动机51相连；左行进马达55和悬臂液压缸56，其均与第一液压泵52相连；被安装在第一液压泵52的中心旁通通路77中的控制阀57和58，被移位以控制供应到左行进马达55和悬臂液压缸56的液压流体的流向和流量；右行进马达59、摆动马达60和绞盘马达61，其均与第二液压泵53相连；被安装在第二液压泵53的中心旁通通路62中的控制阀63、64、65，被移位以控制供应到右行进马达59、摆动马达60和绞盘马达61的流向和流量；直行阀66，其被安装在第一液压泵52的中心旁通通路77的上游侧，并且当用于同时驱动悬臂液压缸56、摆动马达60、绞盘马达61和左、右行进马达55、59的作业模式被选择时，该直行阀响应来自先导泵54的先导信号压力而移位，以分别将由第一液压泵52供给的液压流体分配并供应到针对悬臂液压缸的控制阀58和针对摆动马达和绞盘马达的控制阀64和65，以及将由第二液压泵53供给的液压流体分配并供应到针对左、右行进马达的控制阀57和63；卸载阀68，其响应用于使直行阀66移位的信号压力而打开，以使与根据直行阀66的移位而出现在第一和第二液压泵52和53的闭合中心旁通通路77和62中的过载对应的液压流体返回到液压箱67；以及选择阀69，当悬臂液压缸56、摆动马达60、绞盘马达61和左、右行进马达55、59中的任何一个在直行阀66处于移位模式下被驱动时，该选择阀解除相应卸载阀的卸载功能。
根据本发明一优选实施例的液压流分配系统进一步包括：电磁阀70，当用于同时驱动悬臂液压缸56、摆动马达60、绞盘马达61和左、右行进马达55、59的作业模式被选择时，该电磁阀响应外部输入的电信号而移位，以分别将来自先导泵54的先导信号压力施加到直行阀66和选择阀69。
根据本发明一优选实施例的液压流分配系统进一步包括：先导控制阀(RCV)71，其将先导信号压力输出到控制阀58、64、65，以驱动悬臂液压缸56、摆动马达60和绞盘马达61；以及行进踏板72，其将先导信号压力输出到针对行进器械的控制阀57和63，以驱动左、右行进马达55、59。
根据本发明一优选实施例的液压流分配系统进一步包括：针对作业装置的梭动阀73，该梭动阀73根据先导控制阀71的操纵，将悬臂液压缸56、摆动马达60和绞盘马达61的操纵信号输出到选择阀69；以及针对行进器械的梭动阀74，该梭动阀74根据行进踏板72的操纵，将行进器械的操纵信号输出到选择阀69。
在直行阀66处于移位模式下，卸载阀68通过用于使直行阀66移位的先导信号压力Pi1和Pi2作用而打开，第一和第二液压泵52和53的斜盘52a和53a的倾角被改变为这些倾角的最小状态。
根据本发明一优选实施例的液压流分配系统进一步包括：第一梭动阀78，其根据在施加到选择阀69的先导信号压力Pi2与作用在第二液压泵53的中心旁通通路62下游侧的压力之间选择的压力，控制第二液压泵53的斜盘53a的倾角；以及第二梭动阀79，其根据在施加到选择阀69的先导信号压力Pi1与作用在第一液压泵52的中心旁通通路77下游侧的压力之间选择的压力，控制第一液压泵52的斜盘52a的倾角。
如图2所示，应用根据本发明实施例的用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统的铺管机包括：下驱动结构80；上框架83，其被安装为在下驱动结构80上旋转，并提供有安装于该上框架上的驾驶室81和发动机室82；悬臂85，其具有可旋转地固定到上框架83上并通过驱动悬臂液压缸84而旋转的下端部；吊钩88，其通过支撑在固定到悬臂85上部的滑轮86上的钢索87而升/降；以及绞盘89，其根据绞盘马达(未示出)的驱动方向通过卷绕在该绞盘上的钢索87使吊钩88升/降。
下文中，将参照附图详细描述根据本发明一实施例的用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统的操作。
如图1和图2所示，如果用于供应先导信号压力的控制阀58和65通过先导控制阀71的操纵而移位，则悬臂液压缸56和绞盘马达61将被驱动，以拉起油管A，然后，如果用于供应先导信号压力的控制阀57和63通过行进踏板72的操纵而移位，则左行进马达55和右行进马达59将被驱动，以使油管A移动到该油管待被铺设在地面下的地点。
具体而言，如果通过操纵作业模式选择开关(未示出)而选择管道铺设模式，则电信号将被供应到电磁阀70，且阀芯将沿如图所示的向下方向移位。因此，由先导泵54泄放并传送通过电磁阀70的先导信号压力被施加到直行阀66，以使阀芯沿如图所示的向右方向移位。
因此，由第一液压泵52排放的液压流体的一部分依次通过中心旁通通路77、直行阀66和流动通路L1供应到控制阀64和65，从而驱动摆动马达60和绞盘马达61。同时，由第一液压泵52供给的液压流体的一部分通过中心旁通通路77和流动通路L2供应到控制阀58，从而驱动悬臂液压缸56。
相反，由第二液压泵53排放的液压流体的一部分通过中心旁通通路62供应到控制阀63，从而驱动右行进马达59。同时，由第二液压泵53供给的液压流体的一部分依次通过中心旁通通路62、流动通路L3和直行阀66供应到控制阀57，从而驱动左行进马达55。
也就是，当在油管A被拉起的状态下行进时，直行阀66通过根据作业模式选择开关的操纵施加的先导信号压力而移位。因此，由第一液压泵52排放的液压流体被分配并供应到悬臂液压缸56、摆动马达60和绞盘马达61，由第二液压泵53排放的液压流体被分配并供应到左、右行进马达55、59。
当在油管A被拉起之后行进时，由第一和第二液压泵52和53排放的液压流体被独立供应到左、右行进马达55、59、悬臂液压缸56、摆动马达60和绞盘马达61，以驱动它们。因此，在同时驱动悬臂液压缸56、摆动马达60、绞盘马达61以及左、右行进马达55、59的情况下，能够防止由悬臂液压缸56、摆动马达60、绞盘马达61和左、右行进马达55、59之间的负载压差导致的行进速度的突然改变。
也就是，当在油管A被拉起之后行进时，能够通过减少行进速度的突然改变来防止油管A因惯性而晃动。
另一方面，由于根据直行阀66的移位而产生在第一和第二液压泵52和53的闭合中心旁通通路62和77中的高压，发生过载。在这种情况下，通过由用于使直行阀66移位的先导信号压力Pi1和Pi2打开卸载阀68，与中心旁通通路62和77上的过载压力对应的液压流体被返回到液压箱67，从而防止过载发生。
在这种情况下，通过用于使直行阀66移位的先导信号压力，第一和第二液压泵52和53的斜盘52a和53a的倾角被改变为这些倾角的最小状态，从而最小化排放流率。
另一方面，现在将描述在直行阀66被移位的状态下行进器械或作业装置的独立操纵。
在操纵先导控制阀71的情况下，选择阀69的阀芯(在图中被示出位于右侧)通过用于操纵作业装置的先导信号压力沿如图所示的向左方向移位，所述先导信号压力传送通过针对作业装置的梭动阀73。
由于此，在由先导泵54泄放的用于使直行阀66移位的先导信号压力中，供应到卸载阀68的先导信号压力Pi1和Pi2被中断，从而相应卸载阀68的卸载功能也被停止。
因此，操作压力形成在第一液压泵52的中心旁通通路77或第二液压泵53的中心旁通通路62中，以操作行进器械或作业装置。
在这种情况下，直行阀66通过电磁阀70施加的先导信号压力作用而保持在移位模式下，从而，当在油管A被拉起之后行进时，行进器械的行进速度能够保持恒定，而与作业装置的操纵无关。
如上所述，根据本发明各实施例的用于挖掘和管道铺设作业的液压流分配系统，当挖掘机在使用诸如悬臂等作业装置拉起重型油管的状态下行进时，供应到作业装置侧的液压流体对行进器械的供应被中断。因此，能够防止行进速度发生突然改变，从而能够防止受拉物体因惯性而晃动。
尽管出于例示目的描述了本发明的优选实施例，但本领域技术人员应该理解的是，在不背离所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增加和替换。