[发明专利]平衡阀、液压缸伸缩控制回路以及起重机

说明书

技术领域

本发明涉及一种平衡阀，具体地，涉及一种平衡阀。在此基础上，本发明还涉及一种设置有所述平衡阀的液压缸伸缩控制回路。此外，本发明还涉及一种起重机。

背景技术

平衡阀是工程机械设备上广泛采用的一种阀门，其对改善工程机械的一些液压工作机构的工作性能具有重要作用，例如液压起重机的起升机构、变幅机构以及伸缩机构等。典型地，这些工作机构采用液压缸作为液压执行元件，而液压缸需要通过液压缸伸缩控制回路进行伸缩控制，平衡阀一般设置在连接于液压缸的无杆腔的工作油路上。

当液压起重机的起升机构带负载下降时，如果没有平衡阀，该起升机构会在负载的作用下超速下降，从而很容易造成工程事故。为了防止这种危险现象，需要在液压缸伸缩控制回路的下降油路(即上述连接于液压缸的无杆腔的工作油路)上设置平衡阀，从而起到防止重物加速下降的功能。此外，在液压起重机的起升机构将负载起升到一定高度而因作业需要暂时悬停时，平衡阀处于闭锁状态，从而能够起到锁止作用，防止液压缸的无杆腔内的液压油回油，使得负载支持在该高度位置，不会因为负载重量而下降。当然，在此需要说明的是，平衡阀并不限于应用于液压缸伸缩控制回路中，其广泛应用于工程机械设备的多种液压工作机构中，例如在全液压行走系统中，为了防止下坡时超速下滑，该全液压行走系统的液压控制回路中也需要设置平衡阀。因此，平衡阀作为一种独立的阀门，其可以应用于本领域技术人员公知的各种应用场合，在以下的描述中，为了帮助本领域技术人员理解，主要以典型的液压缸伸缩控制回路为例进行描述。

平衡阀最简单地是由单向阀与顺序阀并联而成的阀门，但是这种平衡阀由于密封性以及工作平稳性不够理想而在工程机械上较少采用。工程机械设备上采用专门设计的平衡阀，例如美国专利US 6,098,647所公开的液压缸伸缩控制回路中所采用的平衡阀，该平衡阀为工程机械设备上典型采用的现有技术的平衡阀。

图1和图2显示该现有技术平衡阀的剖视结构示意图和液压原理图。如图1所示，该现有技术的平衡阀主要包括阀体101、主阀芯102、主阀弹簧103、复位弹簧105、先导活塞104组成，其具有三个功能，即上升进油功能、锁止保持功能和下降限速功能，以下参照图1和图2具体描述该三个功能状态：

上升进油状态：正向油口A接通液压油(一般通过液压缸伸缩控制回路中的换向阀切换油路而使得正向油口A进油)，在此需要附加说明的是，对于平衡阀而言，其正向油口是指当从该正向油口进油时，只要液压油具有足够的压力，平衡阀会导通，从而通过该平衡阀向液压执行元件(例如液压缸)供油；反向油口是指当从该反向油口进油时，如果未对该平衡阀进行控制(例如液压控制)，则无论液压油的压力多大，平衡阀均不会导通，这与单向阀的正向油口和反向油口类似的。参见图1和图2，当正向油口A的进油压力未建立时，主阀芯102的锥形部分在主阀弹簧103的压力下与阀体101形成密封性线接触，使得正向油口A与反向油口B不连通，因此平衡阀不会打开；当正向油口A的进油压力足够时，进油压力推动主阀芯102克服主阀弹簧103的弹力，从而使得正向油口A与反向油口B连通，平衡阀开启，此时例如在液压缸伸缩控制回路中，液压油经由平衡阀向液压缸的无杆腔供油，从而使得液压缸的活塞杆上升，推动负载上升。

锁止保持状态：当正向油口A不进油并且先导控制油口X无压力或压力太小时，反向油口B与例如液压缸的无杆腔连通，在负载的压力作用下，无杆腔内的液压油经由主阀芯102上的节流油道作用在主阀芯102的右侧，从而使得主阀芯102的锥形部分在该液压油与主阀弹簧103的共同作用下压靠到阀体101内的阀腔的环周突棱上，从而形成更加紧密的密封，反向油口B与正向油口A处于截断状态，使得平衡阀保持关闭，液压缸的无杆腔内的液压油无法从反向油口B经由正向油口A回油，从而实现锁止功能，使得负载能够长时间地保持在某个高度位置。