流量调节式泵油系统、液压破碎系统及挖掘机

技术领域

本发明涉及液压技术领域，尤其涉及一种流量调节式泵油系统、液压破碎系统及挖掘机。

背景技术

在传统的矿上作业过程中，常常使用炸药对岩石进行破碎操作，这种爆破破碎方式存在较大的安全隐患和环境污染，因此，使用挖掘机搭载液压破碎锤对岩石进行破碎，是替代当前矿上的爆破破碎作业的一个发展趋势。

在大规模破碎作业过程中，液压破碎锤安装于挖掘机的臂架的执行末端，臂架的首端安装于挖掘机的回转支座上。其中，臂架包括第一动臂与第二动臂，第一动臂的一端与液压破碎锤连接，第一动臂的另一端与第二动臂铰接，第二动臂的另一端与回转支座连接。

为了便于实施破碎作业，现有的中、大型挖掘机一般使用相同排量的双联柱塞泵为整个液压系统供油，第一个柱塞泵输出的液压油主要用于驱动臂架的回转动作、第一斗杆与第二动臂的变幅动作、挖掘机的右向行走及液压破碎锤的破碎动作；第二个柱塞泵输出的液压油主要用于驱动第一动臂与第二斗杆的变幅动作及控制挖掘机的直行与左向行走。

然而，在实际破碎作业过程中，仅仅依靠第一个柱塞泵单一地向液压破碎锤供应液压油，无法满足液压破碎锤的流量需求，从而在油路设计中，设置第二个柱塞泵在切换电磁阀的控制下还向液压破碎锤辅助供油，因此实现了两个柱塞泵对液压破碎锤的供油油路的合流。但是，为保证破碎效果，往往需要第二个柱塞泵通过其他油路控制挖掘机的臂架执行下压动作，而在通过液压油路驱动臂架执行下压时，液压油路上的溢流压力由液压破碎锤的溢流压力决定，并较实际需求压力低，这相应地导致破碎效率降低。

发明内容

本发明提供一种流量调节式泵油系统、液压破碎系统及挖掘机，用以解决在矿上作业过程中，现有的单一的柱塞泵无法满足液压驱动属具的液压供油流量需求的问题。

本发明提供一种流量调节式泵油系统，包括：第一柱塞泵、第一调节油缸、反馈油缸与流量调控阀；所述第一调节油缸的伸缩端与所述第一柱塞泵的第一斜盘转动连接，所述第一柱塞泵的出油端用于与液压驱动属具连通；所述反馈油缸的伸缩端与所述第一调节油缸的伸缩端转动连接；所述流量调控阀具有第一状态与第二状态；在所述第一状态，所述流量调控阀用于控制所述第一柱塞泵的出油端与所述反馈油缸连通，所述第一柱塞泵输出第一流量；在所述第二状态，所述流量调控阀用于控制所述反馈油缸与油箱连通，所述第一柱塞泵输出第二流量；所述第一流量大于所述第二流量。

根据本发明提供的一种流量调节式泵油系统，所述流量调控阀具有第一控油口、第二控油口及第三控油口；所述第一控油口与所述第一柱塞泵的出油端连通，所述第二控油口与所述油箱连通，所述第三控油口与所述反馈油缸连通；在所述第一状态，所述第一控油口与所述第三控油口连通；在所述第二状态，所述第一控油口与所述第二控油口连通。

根据本发明提供的一种流量调节式泵油系统，所述第一调节油缸配设有第一供油路；所述第一调节油缸包括第一调节活塞、第一油腔及第二油腔；所述第一调节活塞的一端伸入至所述第一油腔，所述第一调节活塞的另一端伸入至所述第二油腔，所述第一调节活塞的中部与所述斜盘转动连接；所述第一油腔的横截面积大于所述第二油腔的横截面积；所述第一供油路包括第一供油阀，所述第一供油阀的第一油口用于连通先导供油源，所述第一供油阀的第二油口用于连通油箱，所述第一供油阀的第三油口用于连通第一油腔，所述第二油腔与所述第一供油阀的第一油口连通。

根据本发明提供的一种流量调节式泵油系统，所述反馈油缸包括反馈活塞与反馈油腔；所述反馈活塞的一端伸入至所述反馈油腔，所述反馈活塞的另一端与所述第一调节活塞的中部转动连接，所述反馈油腔与所述流量调控阀的第三油口连通。

根据本发明提供的一种流量调节式泵油系统，所述第一供油路还包括第一比例阀与第一单向阀；所述第一比例阀的进油端与所述先导供油源连通，所述第一比例阀的出油端用于与所述第一供油阀的先导端连通，所述第一比例阀用于控制所述第一供油阀的阀杆在第一位置和第二位置之间切换；在所述阀杆处于第一位置的情况下，所述第一供油阀的第一油口与所述第一供油阀的第三油口连通；在所述阀杆处于第二位置的情况下，所述第一供油阀的第二油口与所述第一供油阀的第三油口连通；所述第一单向阀的进油端用于与所述先导供油源连通，所述第一单向阀的出油端与所述第一油腔连通。

根据本发明提供的一种流量调节式泵油系统，还包括：第二单向阀；所述第二单向阀的进油端与所述第一柱塞泵的出油端连通，所述第二单向阀的出油端与所述第二油腔连通。

根据本发明提供的一种流量调节式泵油系统，还包括：第一液压阀组；所述第一液压阀组包括多个第一换向阀；所述第一柱塞泵的出油端分别与所述多个第一换向阀的进油端连通；所述多个第一换向阀当中的一者用于与所述液压驱动属具连通；所述多个第一换向阀当中的其他部分用于与挖掘机上的第一液压执行组件连通，所述第一液压执行组件包括第一斗杆油缸、第二动臂油缸、液压回转机构及右行走机构。

本发明还提供一种液压破碎系统，其特征在于，包括：液压驱动属具、液压驱动系统及如上所述的流量调节式泵油系统；所述液压驱动属具包括液压破碎锤；所述流量调节式泵油系统的第一柱塞泵的出油端与所述液压破碎锤连通；所述液压驱动系统包括第二柱塞泵、第二调节油缸及第二液压阀组，所述第二调节油缸的伸缩端与所述第二柱塞泵的第二斜盘转动连接；所述第二柱塞泵的出油端用于输出第三流量，所述第三流量等于所述第二流量；所述第二液压阀组包括多个第二换向阀；所述第二柱塞泵的出油端分别与所述多个第二换向阀的进油端连通；所述多个第二换向阀用于与挖掘机上的第二液压执行组件连通，所述第二液压执行组件包括第二斗杆油缸、铲斗油缸、第一动臂油缸、左行走机构及直行机构。

根据本发明提供的一种液压破碎系统，还包括：补油泵；所述补油泵的进油端与油箱连通，所述补油泵的出油端分别与所述第一柱塞泵的进油端及所述第二柱塞泵的进油端连通。

本发明还提供一种挖掘机，包括如上所述的液压破碎系统。

本发明提供的流量调节式泵油系统、液压破碎系统及挖掘机，通过设置反馈油缸与流量调控阀，在液压驱动属具有大功率作业需求的情况下，可通过控制流量调控阀通电，以使得流量调控阀的第一油口与第三油口连通，第一柱塞泵的出油端向反馈油缸内供油，反馈油缸的伸缩端带动第一调节油缸的伸缩端向左工位移动，从而增大第一斜盘的倾角，提高第一柱塞泵的输出流量，直至第一柱塞泵输出第一流量；在液压驱动属具无大功率作业需求的情况下，可通过控制流量调控阀失电，以使得流量调控阀的第二油口与第三油口连通，由于第一柱塞泵的出油端不再向反馈油缸供油，则反馈油缸的伸缩端会发生反向移动，以使得反馈油缸内的液压油自动回流油箱，在反馈油缸的伸缩端反向移动时，会相应地带动第一调节油缸的伸缩端向右工位移动，导致第一斜盘的倾角减小，从而降低第一柱塞泵的输出流量，直至第一柱塞泵输出第二流量。

由此可知，本发明所示的流量调节式泵油系统可根据液压驱动属具的实际工作需求，控制第一柱塞泵泵送出两种不同流量的液压油，并在第一柱塞泵输出第一流量的情况下，保证了液压驱动属具的液压流量需求，提升了液压驱动属具的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的流量调节式泵油系统的液压结构示意图；

图2是本发明提供的液压破碎系统的液压结构示意图；

图3是本发明提供的图2在A处的放大结构示意图；

附图标记：

1：第一柱塞泵； 2：第一调节油缸； 201：第一调节活塞；

202：第一油腔； 203：第二油腔； 3：反馈油缸；

31：反馈活塞； 32：反馈油腔； 33：流量调控阀；

4：第一供油阀； 5：液压破碎锤； 6：第一比例阀；

7：第一单向阀； 71：第二单向阀； 8：第一液压阀组；

801：第一换向阀； 9：补油泵； 11：第二柱塞泵；

21：第二调节油缸； 211：第二调节活塞； 212：第三油腔；

213：第四油腔； 41：第二供油阀 61：第二比例阀；

81：第二液压阀组； 811：第二换向阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图3描述本发明提供的一种流量调节式泵油系统、液压破碎系统及挖掘机。

如图1所示，本实施例提供一种流量调节式泵油系统、液压破碎系统及挖掘机，所述流量调节式泵油系统包括：第一柱塞泵1、第一调节油缸2、反馈油缸3与流量调控阀33；第一调节油缸2的伸缩端与第一柱塞泵1的第一斜盘转动连接，以用于调节第一斜盘的倾角，第一柱塞泵1的出油端用于与液压驱动属具连通，反馈油缸3的伸缩端与第一调节油缸2的伸缩端转动连接；流量调控阀33具有第一状态与第二状态；在第一状态下，流量调控阀33用于控制第一柱塞泵1的出油端与反馈油缸3连通，第一柱塞泵1输出第一流量；在第二状态下，流量调控阀33用于控制反馈油缸3与油箱连通，第一柱塞泵1输出第二流量；第一流量大于第二流量。

具体地，本实施所示的流量调节式泵油系统通过设置反馈油缸3与流量调控阀33，在液压驱动属具有大功率作业需求的情况下，可通过控制流量调控阀33通电，以使得第一柱塞泵1出油端向反馈油缸3内供油，反馈油缸3的伸缩端带动第一调节油缸2的伸缩端向左工位移动，从而增大第一斜盘的倾角，提高第一柱塞泵1的输出流量，直至第一柱塞泵1输出第一流量；在液压驱动属具无大功率作业需求的情况下，可通过控制流量调控阀33失电，由于第一柱塞泵1的出油端不再向反馈油缸3供油，则反馈油缸3的伸缩端会发生反向移动，以使得反馈油缸3内的液压油自动回流油箱，在反馈油缸3的伸缩端反向移动时，会相应地带动第一调节油缸2的伸缩端向右工位移动，导致第一斜盘的倾角减小，从而降低第一柱塞泵1的输出流量，直至第一柱塞泵1输出第二流量。由此可知，本实施例所示的流量调节式泵油系统可根据液压驱动属具的实际工作需求，控制第一柱塞泵1泵送出两种不同流量的液压油，并在第一柱塞泵1输出第一流量的情况下，保证了液压驱动属具的液压流量需求，提升了液压驱动属具的工作效率。

在此应指出的是，本实施例所示的第一柱塞泵1为轴向柱塞泵，第一柱塞泵1包括传动轴、斜盘、柱塞和缸体，斜盘的法线和缸体的轴线的夹角为斜盘倾角，柱塞均布于缸体内，柱塞的一端伸向缸体的柱塞腔，在柱塞腔充入液压油的情况下，柱塞的另一端紧压在斜盘上，传动轴用于驱动柱塞随同缸体转动，从而带动柱塞在柱塞腔内作往复运动，在柱塞朝向靠近斜盘的一侧移动时，柱塞腔内产生的负压将液压油吸入至柱塞腔内，在柱塞朝向背离斜盘的一侧移动时，柱塞腔内产生的正压将柱塞腔内的液压油压出，缸体每转一周，柱塞往复运动一次，柱塞腔完成吸、压油一次；通过改变第一斜盘倾角的大小，能够改变柱塞行程长度，从而改变第一柱塞泵1的排量。

其中，液压驱动属具包括液压破碎锤、铲斗油缸等，铲斗油缸安装在挖掘机臂架的执行末端，在液压驱动属具有挖掘作业需求的情况下，铲斗油缸用于驱动铲斗进行挖掘作业；在液压驱动属具有破碎作业需求的情况下，第一柱塞泵的出油端用于驱动液压破碎锤进行破碎作业。

优选地，如图1所示，本实施例所示的流量调控阀33具有第一控油口、第二控油口及第三控油口；所述第一控油口与第一柱塞泵1的出油端连通，第二控油口与油箱连通，第三控油口与反馈油缸3连通；在第一状态下，第一控油口与第三控油口连通；在第二状态，第一控油口与第二控油口连通。

优选地，如图1所示，本实施例所示的第一调节油缸2配设有第一供油路；第一调节油缸2包括第一调节活塞201、第一油腔202及第二油腔203；第一调节活塞201的一端伸入至第一油腔202，第一调节活塞201的另一端伸入至第二油腔203，第一调节活塞201的中部与第一斜盘转动连接；第一油腔202的横截面积大于第二油腔203的横截面积；第一供油路包括第一供油阀4，第一供油阀4的第一油口用于连通先导供油源，第一供油阀4的第二油口用于连通油箱，第一供油阀4的第三油口用于连通第一油腔202，第二油腔203与第一供油阀4的第一油口连通。

具体地，如图1所示，本实施所示的第一供油阀4在处于左位的情况下，第一供油阀4的第二油口与第一供油阀4的第三油口连通，第一油腔202内的液压油通过第二油口回油箱，同时，第二油腔203由先导供油源供油，第一调节活塞201向左移动，从而增大第一斜盘倾角；第一供油阀4在处于右位的情况下，第一供油阀4的第一油口与第一供油阀4的第三油口连通，第一油腔202和第二油腔203均与先导供油源连通，由于第一油腔202的横截面积大于第二油腔203的横截面积，根据液压缸差动连接原理，第一调节活塞201向右移动，从而减小第一斜盘倾角；则通过控制第一供油阀4的工作位置，调节第一调节活塞201的位置，从而改变第一斜盘的倾角，实现第一柱塞泵1的排量的调节。

优选地，如图1所示，本实施例所示的反馈油缸3包括反馈活塞31与反馈油腔32；反馈活塞31的一端伸入至所述反馈油腔32，反馈活塞31的另一端与第一调节活塞201的中部转动连接，反馈油腔32与流量调控阀33的第三油口连通。

具体地，如图1所示，本实施例所示的液压破碎锤5在进行大功率破碎作业的情况下，控制流量调控阀33的第一油口与流量调控阀33的第三油口连通，第一柱塞泵1的出油端输出的一部分液压油进入反馈油腔32内，反馈活塞31向左移动，进而推动第一调节活塞201向左移动，导致第一斜盘的倾角增大，以实现增大第一柱塞泵1排量的目的。

优选地，如图1所示，本实施例所示的第一供油路还包括第一比例阀6与第一单向阀7；第一比例阀6的进油端用于与先导供油源连通，第一比例阀6的出油端与第一供油阀4的先导端连通，第一比例阀6用于控制第一供油阀4的阀杆在第一位置和第二位置之间切换；在阀杆处于第一位置的情况下，第一供油阀4的第一油口与第一供油阀4的第三油口连通；在阀杆处于第二位置的情况该，第一供油阀4的第二油口与第一供油阀4的第三油口连通；第一单向阀7的进油端用于与先导供油源连通，第一单向阀7的出油端与第一油腔202连通。

在此应指出的是，第一比例阀6通过改变控制电流的大小，从而改变流出第一供油阀4的液压油流量，进而控制第一供油阀4的阀杆在第一位置和第二位置之间切换，液压油经第一供油阀4进入第一调节油缸2，第一调节油缸2的伸缩端带动第一斜盘摆动，实现通过第一比例阀6调节第一柱塞泵1的排量；先导供油源通过第一单向阀7向第一油腔202内单向供油。

优选地，如图1所示，本实施例还设有第二单向阀71，第二单向阀71的进油端与第一柱塞泵1的出油端连通，第二单向阀71的出油端与第二油腔203连通。

具体地，将斜盘倾角由小调大的过程中，将第一供油阀4的左位接入第一供油路，第一供油阀4的第二油口与第三油口连通，先导供油源的液压油经第一单向阀7向第二油腔203内单向供油，同时，第一柱塞泵1的出油端的液压油经第二单向阀71向第二油腔203单向供油，实现第一调节活塞201快速向左移动；将斜盘倾角由大调小的过程中，将第一供油阀4的右位接入第一供油路，第一供油阀4的第一油口与第三油口连通，先导供油源的液压油经第一单向阀7向第一油腔202内单向供油，此时仅靠先导供油源向第一油腔202供油无法满足第一调节活塞201的稳定移动，因此，将第一柱塞泵1的出油端的液压油经第二单向阀71接入至第一油腔202内，实现先导供油源与第一柱塞泵1为第一油腔202共同供油。

优选地，如图1所示，本实施例所示的流量调控阀33为两位三通电磁阀，第一供油阀4为三位三通换向阀。

优选地，如图2所示，本实施例所示的流量调节式泵油系统还包括第一液压阀组8；第一液压阀组8包括多个第一换向阀801，第一柱塞泵1的出油端分别与多个第一换向阀801的进油端连通；多个第一换向阀801当中的一者用于与液压驱动属具连通；多个第一换向阀801当中的其他部分用于与挖掘机上的第一液压执行组件连通，第一液压执行组件包括第一斗杆油缸、第二动臂油缸、液压回转机构及右行走机构。

在此应指出的是，第一斗杆油缸用于控制第一斗杆的挖掘和卸载动作；第二动臂油缸用于控制第二动臂的升降动作；液压回转机构用于控制挖掘机吊臂在基座上的回转动作；右行走机构用于控制挖掘机的向右行走动作。

优选地，如图2和图3所示，本实施例还提供一种液压破碎系统，包括：液压驱动属具、液压驱动系统及如上所述的流量调节式泵油系统；液压驱动属具包括液压破碎锤5，流量调节式泵油系统的第一柱塞泵的出油端与液压破碎锤5连通；液压驱动系统包括第二柱塞泵11、第二调节油缸21及第二液压阀组81，第二调节油缸21的伸缩端与第二柱塞泵11的第二斜盘转动连接，以用于调节第二斜盘的倾角；第二柱塞泵11的出油端用于输出第三流量，第三流量等于第二流量；第二液压阀组81包括多个第二换向阀811；第二柱塞泵11的出油端分别与多个第二换向阀811的进油端连通；多个第二换向阀811用于与挖掘机上的第二液压执行组件连通，第二液压执行组件包括第二斗杆油缸、铲斗油缸、第一动臂油缸、左行走机构及直行机构。

具体地，在液压破碎锤5进行小功率破碎作用的情况下，第一柱塞泵1与第二柱塞泵11的输出流量相同，保证挖掘机的左行走机构与右行走机构的行走速度相同；在液压破碎锤5进行大功率破碎作业的情况下，第一柱塞泵1增大排量为液压破碎锤5单独供油，与此同时，第二柱塞泵11为第一动臂提供下压动力，在第一柱塞泵1和第二柱塞泵11的共同作用下，提高了破碎效率。

此外，挖掘机有向左行、向右行走或直线行走需求的情况下，将第一柱塞泵1和第二柱塞泵11的输出流量调整至一致状态，保证向左行走机构和右行走机构输送的液压油的排量相等，保证左行走机构和右行走机构的行走速度相同。

其中，第二调节油缸21的伸缩端与第二斜盘转动连接，第二调节油缸21的伸缩端用于调节第二斜盘的倾角，实现第二柱塞泵11流量的调节；第二斗杆油缸用于控制第二斗杆的挖掘和卸载动作；铲斗油缸用于控制铲斗的挖掘和卸载动作；第一动臂油缸用于控制第一动臂的升降动作；左行走机构用于控制挖掘机的向右行走动作；直行机构用于控制挖掘机的直线行走动作。

在此应指出的是，在挖掘机上安装液压破碎锤5时，需要将挖掘机的铲斗拆卸下来，并将控制液压破碎锤5的第一换向阀801与液压破碎锤5连通。

优选地，如图3所示，本实施例所示的第二柱塞泵11与第一柱塞泵1的结构相同，第二调节油缸21与第一调节油缸2的结构相同，第二调节油缸21包括第二调节活塞211、第三油腔212和第四油腔213；第二供油阀41与第一供油阀4的结构相同，第二供油阀41的第一油口用于连通先导供油源，第二供油阀41的第二油口用于连通油箱，第二供油阀41的第三油口用于连通第四油腔213，第三油腔212用于连通先导供油源；第二比例阀61的出油端与第二供油阀的先导端连通，第二比例阀61用于控制第二供油阀41的阀杆在不同位置之间切换。

其中，第二调节活塞211的一端伸入至第三油腔212，第二调节活塞211的另一端伸入第四油腔213，第三油腔212的横截面积小于第四油腔213的横截面积。

具体地，第二供油阀41在处于左位的情况下，第三油腔212和第四油腔213均与先导供油源连通，由于第三油腔212的横截面积小于第四油腔213的横截面积，根据液压缸差动连接原理，第二调节活塞211向左移动，从而减小第二斜盘倾角；第二供油阀41在处于右位的情况下，第四油腔213与油箱连通，第三油腔212与先导供油源连通，第二调节活塞211向右移动，从而增大第二斜盘倾角；则通过控制第二供油阀41的工作位置，调节第二调节活塞211的位置，从而改变第二斜盘的倾角，实现第二柱塞泵11的排量的调节。

优选地，如图2和图3所示，本实施例所示的液压破碎系统还包括补油泵9；补油泵9的进油端与油箱连通，补油泵9的出油端分别与第一柱塞泵1的进油端及第二柱塞泵11的进油端连通，补油泵9用于保证第一柱塞泵1和第二柱塞泵11的进油端有稳定的进油状态。

优选地，本实施例还包括一种挖掘机，包括如上所述的液压破碎系统。

其中，本实施例所示的第一柱塞泵1输出的液压油用于驱动挖掘机上第一斗杆的挖掘和卸载动作、第二动臂的升降动作、第二动臂的回转动作、挖掘机的前进和后退动作及挖掘机的向右行走；第二柱塞泵11输出的液压油用于驱动挖掘机上第二斗杆的挖掘和卸载动作、铲斗的挖掘和卸载动作、第一动臂的升降动作、挖掘机的前进后退动作、挖掘机的向右行走及挖掘机的直线行走。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。