[发明专利]液压系统热收缩补偿装置和方法

说明书

本申请要求2009年1月21日提交的临时申请61/202,030的优先 权，通过引用将其全文集及于此。

背景技术

负载升降设备(例如起重机，并且特别是移动式起重机)通常使 用伸缩吊臂实现必要的高度提升。伸缩吊臂由彼此之间相对套叠以改 变吊臂总长度的多个部分组成。通常通过作用于吊臂各部分的一个或 多个液压装置(通常是液压缸)伸展移动式起重机的伸缩吊臂。液体 被提供至液压缸或者从液压缸移除，由此使得活塞在所述液压缸内运 动。活塞的运动使得负载升降设备的吊臂能够伸展或者收缩。

已知在伸缩吊臂中出现由支撑吊臂的液压缸中液体的热膨胀和 随后收缩引起的自然现象。当负载升降设备操作持续一段时间，使得 液压缸中的液体加热并且随后冷却时，可以观察到该自然现象。当液 压液体受热时其会膨胀，而冷却时会收缩。在冷却所述液体期间，负 载升降设备可以保持空闲一段时间。在上述时间期间，吊臂位于水平 面之上的抬升角可以相对较低。在这种情况下，当液体冷却时，其会 收缩，然而由于作用在各个吊臂部分之间的摩擦力，吊臂有时可能不 会缩回。该现象取决于特定的吊臂结构、各个吊臂部分之间的摩擦力 水平、各吊臂部分的润滑及其他可能的环境因素而变化。由此，即使 各吊臂部分没有被液压缸中的液体完全地支撑，该伸缩吊臂也可能保 持伸展。

在所描述的情况中，吊臂部分的相对位置可能由各个吊臂部分之 间的摩擦力所支撑。如果起重机操作员从低抬升角位置升高吊臂，则 对于特定的抬升角范围，所述吊臂将保持相同的吊臂长度。然而，如 果操作员继续升高吊臂，则吊臂将最终达到各吊臂部分的重量或者各 部分重量和任何其他负载的组合克服了各吊臂部分之间的摩擦力的 抬升角。此时，吊臂可以回缩直至液压缸中的液体柱再次完全地支撑 了各吊臂部分。可以理解，该未指令的吊臂回缩是不希望的。本发明 提供了用于避免该不希望的情况的系统和方法。

发明内容

如所描述的，本发明的装置和方法补偿了液体冷却和收缩，同时 避免了潜在的操作员的错误。本发明在不需要人工的操作员干预或者 在不需要液压液体的高压源的情况下避免了未指令的吊臂回缩。此 外，本发明还包括可以有利、方便地改进现有起重机的装置，或者其 可以在初始制造时被集成到起重机中。

本发明仅仅需要相对低压的液压液体源，而该低压的液压液体源 通常是现有起重机的一部分。本发明的液压源还可以被提供作为起重 机的现有液压系统的补充和辅助。此外，由于本发明在没有改变吊臂 的伸展的情况下在液压缸中再次填充液体，因此本发明的装置和方法 避免了重新同步起重机各吊臂部分的需要。当吊臂最初伸展时恰当地 同步各吊臂部分，并且当根据本发明再次填充液压缸中的液体时，吊 臂伸展长度不会显著地发生变化。

根据本发明，一种用于补偿液压动力伸缩吊臂中的液体收缩的装 置，可以包括，监测器，确定所述伸缩吊臂的抬升角，液压液体供应 源，以及液体控制器，当吊臂抬升角超过预定阈值角度时，用于响应 于所述监测器从所述供应源向液压缸或者控制伸缩吊臂的伸展的等 效设备提供液压液体。根据本发明，水平面以上三十五度的阈值角度 可以是典型的设置，这是由于其代表了这样的角度，在该角度之下， 摩擦力对于在多种起重机中保持吊臂部分的相对位置是效果显著的， 而在大于该角度时，摩擦力可能不再能够克服吊臂部分自身的重量和 /或其他施加的负载而保持所述吊臂部分。

所述装置还可以包括控制阀，其被配置为当吊臂的抬升角超过阈 值角度时，响应于监测器产生的信号向液压缸提供液压液体。

所述装置可以进一步包括压力传感器，监测提供至所述液压缸的 液体的压力并且响应于检测到液体压力下降到低于最小压力而产生 信号。进一步的，还可以包括如下装置，其响应于所述压力传感器产 生的信号产生操作员可感知的信号。在一个优选实施例中，可以期望 使用压力传感器，除非所监测的压力超过所期望的最小值，否则该压 力传感器持续地闭合电路。

本发明提出了一种液压液体供应源，其以至少足够高以支撑所述 吊臂的适当的压力向所述装置提供液体。在典型的应用中，该压力可 以是约200PSI。该供应源还可以是液压回路，其为作为通常吊臂伸 展的一部分的套叠伸展液压缸提供动力，或者其可以是不同的或者辅 助的液压供应源。在一个实例中，液压液体的供应源可以是向风速指 示器提供液压液体的液压回路。