一种定量泵系统浮动控制系统

技术领域

本发明涉及浮动机构技术领域，更具体地说，涉及一种定量泵系统浮动控制系统。

背景技术

现有技术中，高空作业平台为了提高底盘越野性能和操作舒适性，一般都带有浮动功能，在行走动作时，需要液压系统为浮动机构提供恒定压力，以此确保浮动机构能够及时响应，另外，还需要保证在浮动机构起作用时不影响转向动作的输出。

针对以上高空作业平台的控制要求，部分高空作业平台使用定量泵的系统，该系统通常是通过一个电比例溢流阀，在系统运行时给电比例溢流阀信号，使其保持在相对低压的低压待命状态，同时，在需要浮动恒压待命时，再通过调整电比例溢流阀的电流信号，从而调整电比例溢流阀的压力，使其保持在浮动所需的压力值。为了保证行走时可以进行转向，该压力值还需兼顾转向压力，由于电比例发溢流阀本身的成本相对很高，加上其对控制要求很高，较难匹配控制。

综上所述，如何为浮动机构提供恒定压力、不影响转向动作的输出，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种定量泵系统浮动控制系统，其可为浮动机构提供恒定压力、且不影响执行机构的转向动作输出。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种定量泵系统浮动控制系统，包括：定量泵、浮动控制阀、浮动机构、动臂功能阀、执行机构以及控制装置，所述定量泵、所述浮动控制阀以及所述浮动机构依次连接，所述定量泵、所述动臂功能阀以及所述执行机构依次连接，所述浮动控制阀包括减压阀和浮动切换阀，所述动臂功能阀包括定差溢流阀和用于控制所述执行机构换向的比例换向阀；

所述定差溢流阀和所述比例换向阀并联设于所述定量泵和回油箱之间，所述浮动切换阀和所述定差溢流阀之间通过反馈油路连接、且所述浮动切换阀和所述定差溢流阀之间设有单向阀，所述执行机构通过所述比例换向阀与所述反馈油路连接，用于带动所述定量泵转动的电机、所述浮动控制阀中用于控制动作的电磁阀、以及所述动臂功能阀中用于控制动作的电磁阀均与所述控制装置连接。

优选的，所述定量泵出口处设有用于检测系统压力的压力传感器，所述压力传感器和所述控制装置连接，所述控制装置用于在所述浮动控制阀和所述动臂功能阀无输出、但检测到所述定量泵出口压力高于待机压力预设范围时，判定系统故障，以控制所述定量泵停止运行。

优选的，所述动臂功能阀还包括卸荷阀，所述卸荷阀的一端设于所述反馈油路上、另一端与所述回油箱连接。

优选的，所述动臂功能阀还包括主溢流阀，所述主溢流阀的一端设于所述反馈油路上、另一端与所述回油箱连接。

优选的，所述定量泵的输出端设有单向阀。

优选的，所述执行机构和所述比例换向阀的个数均大于或等于一个，且所述执行机构与所述比例换向阀一一对应连接。

优选的，所述执行机构的输入端、输出端均通过单向阀与所述反馈油路连接。

优选的，所述执行机构上设有用于监测所述执行机构运行情况的检测传感器，所述检测传感器和所述控制装置连接，所述控制装置用于在所述检测传感器监测到所述执行机构具有动作输出、但未向所述执行机构的控制阀输出控制信号时，判定所述动臂功能阀故障，以控制系统停止运行。

优选的，所述执行机构为转向油缸。

在使用本发明所提供的定量泵系统浮动控制系统时，当定量泵开始运行时，会输出一定量的油液到系统中，由于本系统采用了定差溢流阀，在未有负载反馈到定差溢流阀的反馈口时，定差溢流阀开启压力为弹簧设定压力，此时从定量泵流出的油液通过定差溢流阀进行溢流，且溢流压力与定差溢流阀的弹簧力相同，系统处于低压待命状态。

当需要执行机构输出时，比例换向阀换向，此时便有负载压力反馈到定差溢流阀的反馈口，定差溢流阀在两边压力和弹簧力的同时作用下使得阀口减小，定量泵出口压力升高，进而使更多的油液通过比例换向阀进入执行机构，同时，由于定差减压阀的特性可使比例换向阀的前后压差始终保持一致，也即比例换向阀的流量不受负载的变化而变化，同时，这样可实现定量泵系统的负载敏感控制。动作执行完毕，比例换向阀缓慢到中位，反馈油路卸荷，定量泵出口的油液再次通过定差溢流阀低压溢流，系统回归低压待命状态。

当高空作业平台进行行走时，需要给浮动机构提供稳定的待命压力，此时浮动切换阀换向连通，减压阀后的压力通过浮动切换阀反馈到定差溢流阀的反馈口，定差溢流阀在两端压力和弹簧力的作用下阀口减小，此时由于各个工作阀口均处于关闭状态，油液累积后由于阀口减小、溢流量减小，定量泵出口压力升高，当压力升高至减压阀的设定压力后，减压阀后的压力不再升高，也即反馈油路的反馈压力也不再升高，此时定差溢流阀由于弹簧力的作用，其阀口还会继续减小，直至定量泵出口的压力维持在减压阀后反馈压力与定差溢流阀的弹簧设定压力之和，定差溢流阀阀口不再变化，系统维持平衡。而定差溢流阀阀口减小而减少的部分溢流油液，其可用于维持系统内部泄露，此时定量泵的出口压力不再变化，从而实现了给浮动机构提供稳定待命压力的作用。

本系统通过定差溢流阀组成定量泵的负载敏感系统，实现低压待命，同时，通过浮动控制阀和反馈油路为浮动机构提供稳定的恒压待命压力。并且，由于浮动切换阀和定差溢流阀之间设有单向阀，使油液仅从浮动切换阀流向定差溢流阀，有效避免反馈油路出现回流现象，因此，当浮动机构发挥作用时不影响执行机构的转向输出，二者互不干扰，也即可确保本系统在浮动恒压待命的同时不会影响执行机构的转向动作正常输出。

综上所述，本发明所提供的定量泵系统浮动控制系统，其可为浮动机构提供恒定压力、且不影响执行机构的转向动作输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的定量泵系统浮动控制系统的部件连接示意图。

图1中：

1为定量泵、2为浮动控制阀、21为减压阀、22为浮动切换阀、3为浮动机构、4为动臂功能阀、41为定差溢流阀、42为比例换向阀、43为卸荷阀、44为主溢流阀、5为执行机构、6为压力传感器、7为回油箱、8为反馈油路、9为单向阀、10为检测传感器、11为控制装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明的核心是提供一种定量泵系统浮动控制系统，其可为浮动机构提供恒定压力、且不影响执行机构的转向动作输出。

请参考图1，图1为本发明所提供的定量泵系统浮动控制系统的部件连接示意图。

本具体实施例提供了一种定量泵系统浮动控制系统，包括：定量泵1、浮动控制阀2、浮动机构3、动臂功能阀4、执行机构5以及控制装置11，定量泵1、浮动控制阀2以及浮动机构3依次连接，定量泵1、动臂功能阀4以及执行机构5依次连接，浮动控制阀2包括减压阀21和浮动切换阀22，动臂功能阀4包括定差溢流阀41和用于控制执行机构5换向的比例换向阀42；定差溢流阀41和比例换向阀42并联设于定量泵1和回油箱7之间，浮动切换阀22和定差溢流阀41之间通过反馈油路8连接、且浮动切换阀22和定差溢流阀41之间设有单向阀9，执行机构5通过比例换向阀42与反馈油路8连接，用于带动定量泵1转动的电机、浮动控制阀2中用于控制动作的电磁阀、以及动臂功能阀4中用于控制动作的电磁阀均与控制装置11连接控制装置11。

控制装置11控制装置11控制装置11需要说明的是，定差溢流阀41的特性可使比例换向阀42的前后压差始终保持一致，是指当比例换向阀42的开口从完全关闭到打开的过程中，比例换向阀42前端的压力与定差溢流阀41入口处的压力相等，比例换向阀42后端的压力通过单向阀9反馈到定差溢流阀41的弹簧侧，由于定差溢流阀41的特性是入口的压力＝反馈口的压力+弹簧力，所以此时的比例换向阀42前后端压差＝进口压力-出口压力＝定差溢流阀41的弹簧力，所以在定差溢流阀41的作用下比例换向阀42的进出口压差保持不变。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对定量泵1、浮动控制阀2、浮动机构3、动臂功能阀4、执行机构5以及控制装置11的形状、结构、类型、位置等进行确定。

在使用本发明所提供的定量泵系统浮动控制系统时，当定量泵1开始运行时，会输出一定量的油液到系统中，由于本系统采用了定差溢流阀41，在未有负载反馈到定差溢流阀41的反馈口时，定差溢流阀41开启压力为弹簧设定压力，此时从定量泵1流出的油液通过定差溢流阀41进行溢流，且溢流压力与定差溢流阀41的弹簧力相同，系统处于低压待命状态。

当需要执行机构5输出时，比例换向阀42换向，此时便有负载压力反馈到定差溢流阀41的反馈口，定差溢流阀41在两边压力和弹簧力的同时作用下使得阀口减小，定量泵1出口压力升高，进而使更多的油液通过比例换向阀42进入执行机构5，同时，由于定差溢流阀41的特性可使比例换向阀42的前后压差始终保持一致，也即比例换向阀42的流量不受负载的变化而变化，同时，这样可实现定量泵1系统的负载敏感控制。动作执行完毕，比例换向阀42缓慢到中位，反馈油路8卸荷，定量泵1出口的油液再次通过定差溢流阀41低压溢流，系统回归低压待命状态。

当高空作业平台进行行走时，需要给浮动机构3提供稳定的待命压力，此时浮动切换阀22换向连通，减压阀21后的压力通过浮动切换阀22反馈到定差溢流阀41的反馈口，定差溢流阀41在两端压力和弹簧力的作用下阀口减小，此时由于各个工作阀口均处于关闭状态，油液累积后，由于阀口减小、溢流量减小，定量泵1出口压力升高，当压力升高至减压阀21的设定压力后，减压阀21后的压力不再升高，也即反馈油路8的反馈压力也不再升高，此时定差溢流阀41由于弹簧力的作用，其阀口还会继续减小，直至定量泵1出口的压力维持在减压阀21后反馈压力与定差溢流阀41的弹簧设定压力之和，定差溢流阀41阀口不再变化，系统维持平衡。而定差溢流阀41阀口减小而减少的部分溢流油液，其可用于维持系统内部泄露，此时定量泵1的出口压力不再变化，从而实现了给浮动机构3提供稳定待命压力的作用。

本系统通过定差溢流阀41组成定量泵1的负载敏感系统，实现低压待命，同时，通过浮动控制阀2和反馈油路8为浮动机构3提供稳定的恒压待命压力。并且，由于浮动切换阀22和定差溢流阀41之间设有单向阀9，使油液仅从浮动切换阀22流向定差溢流阀41，有效避免反馈油路8出现回流现象，因此，当浮动机构3发挥作用时不影响执行机构5的转向输出，二者互不干扰，也即可确保本系统在浮动恒压待命的同时不会影响执行机构5的转向动作正常输出。

综上所述，本发明所提供的定量泵系统浮动控制系统，其可为浮动机构3提供恒定压力、且不影响执行机构5的转向动作输出。

在上述实施例的基础上，优选的，定量泵1出口处设有用于检测系统压力的压力传感器6，压力传感器6和控制装置11连接，控制装置11用于在浮动控制阀2和动臂功能阀4无输出、但检测到定量泵1出口压力高于待机压力预设范围时，判定系统故障，以控制定量泵1停止运行。

需要说明的是，液压油从定量泵1出来后分为两路，一路到浮动控制阀2，一路到动臂功能阀4，所以压力传感器6不仅可以检测到减压阀21前的压力，同时可以检测到动臂功能阀4入口的压力。因此，在浮动控制阀2和动臂功能阀4上的电磁阀没有输出的时候，若压力传感器6检测到定量泵1出口压力高于待机压力预设范围时，控制装置11将判定系统故障，进而控制用于带动定量泵1转动的电机停止转动，以确保液压系统出现故障时及时停机，对部件进行有效保护。

另外，需要说明的是，作为定量泵1之一的齿轮泵，其以结构简单、耐污染能力强等优势成为高空作业平台液压系统动力源的主要选择。采用齿轮泵为主的定量泵1系统，通过定差溢流阀41组成定量泵1的负载敏感系统，实现低压待命，同时通过浮动控制回路为浮动机构3提供稳定的恒压待命压力，并且，在浮动恒压待命的同时不影响转向动作的正常输出。

还需要说明的是，齿轮泵作为液压系统动力源，当电机开始转动、齿轮泵作为液压系统动力源，当电机开始转动，会输出一定量的油液到系统中，由于本系统采用了定差溢流阀41，在没有负载反馈到定差溢流阀41的反馈口时，定差溢流阀41的开启压力为弹簧设定压力，一般为15-20bar，此时齿轮泵出口端的油液会通过定差溢流阀41进行溢流，且压力与定差溢流阀41的弹簧力相同，系统处于低压待命状态。

优选的，动臂功能阀4还包括卸荷阀43，卸荷阀43的一端设于反馈油路8上、另一端与回油箱7连接。

需要说明的是，当需要执行机构5输出时，卸荷阀43可切换至右位，比例换向阀42会换向到右位，此时便会有负载压力反馈到定差溢流阀41的反馈口，在两边压力和弹簧力的同时作用下，定差溢流阀41的阀口会关小，使更多的油液通过比例换向阀42进入执行机构5内。同时，由于定差溢流阀41的特性，使比例换向阀42的前后压差始终保持一致，也即可使经过比例换向阀42的油液流量不受负载的变化而变化，同时，这样实现了定量泵1系统的负载敏感控制。当执行机构5的动作执行完毕后，比例换向阀42缓慢恢复到中位，然后卸荷阀43切换到左位，反馈油路8卸荷，定量泵1出口的油液再次通过定差溢流阀41进行低压溢流，系统回归低压待命状态。

当高空作业平台进行行走时，需要为浮动机构3提供稳定的待命压力，此时卸荷阀43换向到右位，浮动切换阀22换向、处于连通状态，减压阀21后的压力通过浮动切换阀22和单向阀9之后反馈到定差溢流阀41的反馈口，在两端压力和弹簧力的作用下定差溢流阀41的阀口会减小。此时由于各个工作阀口都是关闭状态，使得油液累计，而后，定量泵1的出口压力升高，当压力升高到减压阀21的设定压力后，减压阀21后的压力不再升高，意味着反馈压力也不再升高，此时定差溢流阀41由于弹簧力的作用，其阀口还会继续减小，直至定量泵1的出口压力维持在减压阀21后反馈压力与定差溢流阀41的弹簧设定压力之和，定差溢流阀41的阀口不再变化，系统维持平衡。另外，由于定差溢流阀41的阀口减小而减少的部分溢流油液，其可用于平衡系统内部的油液泄露量，此时定量泵1的出口压力不再变化，从而实现为浮动机构3提供稳定待命压力的作用。

在上述实施例的基础上，优选的，动臂功能阀4还包括主溢流阀44，主溢流阀44的一端设于反馈油路8上、另一端与回油箱7连接。

优选的，定量泵1的输出端设有单向阀9，以有效限定油液流动方向，避免油液回流至定量泵1。

优选的，执行机构5和比例换向阀42的个数均大于或等于一个，且执行机构5与比例换向阀42一一对应连接。

优选的，执行机构5的输入端(A口)、输出端(B口)均通过单向阀9与反馈油路8连接。

需要说明的是，油液从定量泵1的出口流出、经过一个单向阀9，到达浮动控制阀2和动臂功能阀4。油液经过减压阀21进入浮动机构3，减压阀21后的浮动控制油路通过浮动切换阀22和单向阀9反馈到动臂功能阀4上。动臂功能阀4内部主油路连接定差溢流阀41和两个比例换向阀42(三位四通换向阀)。当比例换向阀42换向后会有油液进入输入端或输出端，再通入执行机构5，另外，动臂功能阀4的反馈油路8连接至定差溢流阀41的反馈口、连接至卸荷阀43的入口，执行机构5的输入端、输出端通过单向阀9与反馈油路8相连。

当浮动切换阀22切换后，减压阀21后的压力会经过单向阀9反馈到反馈油路8，进而到达定差溢流阀41的反馈口、以减小定差溢流阀41的阀口，使定量泵1的出口压力升高，如果此时有转向动作产生，转向的压力比浮动切换阀22后面反馈的压力小，那转向的负载压力无法打开执行机构5处的单向阀9、反馈到反馈油路8上，只有当转向压力比浮动切换阀22后面反馈的压力大时，转向压力才会打开执行机构5处的单向阀9、到达反馈油路8上，此时由于反馈油路8内为转向的负载压力，其大于浮动切换阀22处的压力，所以浮动切换阀22处的单向阀9又会关上。反馈油路8只能存在最大的负载，只有最大负载才能够反馈到反馈油路8，以调节定差溢流阀41的开度。

在上述实施例的基础上，优选的，执行机构5上设有用于监测执行机构5运行情况的检测传感器10，检测传感器10和控制装置11连接，控制装置11用于在检测传感器10监测到执行机构5具有动作输出、但未向执行机构5的控制阀输出控制信号时，判定动臂功能阀4故障，以控制系统停止运行。此时，可以控制动臂功能阀4上的卸荷阀43得电，切断反馈油路8，以停止执行机构5的动作；也可以控制用于带动定量泵1转动的电机停止运行，以停止定量泵1的流量输出，从而停止定量泵1的动作。

需要说明的是，本系统结合部分电气元器件，检测传感器10可以实时监测各个执行机构5的控制阀故障，实现故障检测报警，并且，在发生故障后可以及时停止执行机构5动作，为整个高空作业平台提供安全保障。

需要补充说明的是，当系统只处于浮动输出状态时，假设其它执行机构5无需任何输出，此时压力传感器6检测到的系统压力应为定差溢流阀41的弹簧设定值与减压阀21设定值之和，但如果此时压力传感器6检测到的压力值大于该值，则可判断为系统故障，此时，可以通过控制装置11给卸荷阀43发送停止输出电流的信号，以使反馈油路8卸荷，定量泵1的出口无法建立压差，系统判定为阀组故障、发出报警信号，起到安全检测和故障切断的作用。

优选的，执行机构5为转向油缸。

需要说明的是，执行机构5为转向油缸，在进行行走动作的同时，还需要进行转向操作，用于控制执行机构5换向的比例换向阀42相应的也需要换向，将定量泵1出口的油液供给执行机构5，随着油液增多，执行机构5处的负载压力也逐渐升高，当执行机构5的负载压力大于减压阀21的设定压力时，此时执行机构5的负载压力开始起主要作用，定差溢流阀41在弹簧力的作用下阀口进一步减小，以使比例换向阀42前的压力升高，始终维持在大于弹簧力设定值的范围。由于减压阀21后的反馈油路8上设有单向阀9，所以本系统恒压待命的同时也不会相互影响执行机构5的输出。

本系统选择齿轮泵作为系统油源，通过反馈减压阀21后的压力到定差溢流阀41、实现浮动恒压待命，相对于其它方式更加简单、更易实现、更为节能，可减小系统噪音和系统发热量。由于减压阀21的反馈油路8有单向阀9，在恒压待命的同时不会影响其它动作进入负载敏感，相对更加节能。通过电气元器件与电气系统配合，再加上反馈油路8的卸荷阀43，可有效防止因阀组故障等原因对高空作业平台的安全性产生影响，相对来说系统的安全性更高。

通过定差溢流阀41构成定量泵1系统的负载敏感回路，通过减压阀21反馈油路8实现浮动恒压待命，并且，在浮动恒压待命的同时与其它执行机构5之间不会相互影响；利用电气元器件和卸荷阀43与电气系统配合，可实现在浮动恒压时对各执行机构5的控制阀故障进行监测判断，在发生故障的时候可以及时切换，提高系统的安全可靠性。

另外，还需要说明的是，本申请的“出入”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的定量泵系统浮动控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。