CN102434529B - 液压缸伸缩控制回路以及工程机械设备 - Google Patents

Abstract

液压缸伸缩控制回路，包括连接于进油油路(13)、回油油路(14)、第一工作油路(15)以及第二工作油路(16)以用于实现液压缸(4)伸缩控制的主油路换向阀(1)，所述第一工作油路(15)和第二工作油路(16)分别连接于所述液压缸(4)的有杆腔和无杆腔，所述第一工作油路(15)上连接有用于控制该第一工作油路(15)通断的开关阀。此外，本发明还提供一种具有所述液压缸伸缩控制回路的工程机械设备。本发明的液压缸伸缩控制回路及其工程机械设备通过在第一控制油路上设置开关阀，从而可以根据需要控制第一控制油路的通断，有效地实现防止液压缸的伸缩件因意外原因而继续伸出的行程锁止功能，从而确保液压缸工作可靠性。

Description

液压缸伸缩控制回路以及工程机械设备

技术领域

本发明涉及一种液压缸液压控制系统，具体地，涉及一种液压缸伸缩控制回路。此外，本发明还涉及一种具有所述液压缸伸缩控制回路的工程机械设备。

背景技术

工程机械设备以及其它机械设备上的液压伸缩机构大多采用液压缸作为伸缩驱动装置。

例如，就液压起重机而言，尤其是大吨位或超大吨位的起重机多为单缸多节臂伸缩结构，其中，经由液压缸伸缩控制回路中的主油路换向阀向液压缸供油以控制其伸缩运动，液压缸的伸出长度可由位移传感器测定。通常液压缸的伸缩构件(例如缸筒)运动到设定位置时(此位置缸销或者臂销与其销孔对准)，液压缸即停止伸缩运动，插销机构在此液压缸长度下进行插销动作，以将缸销或臂销插入到销孔中。

参见图1所示，现有的液压缸伸缩控制回路主要包括主油路换向阀1和平衡阀3，其中，主油路换向阀1一般采用三位四通换向阀，其进油口P连接于进油油路，出油口T连接于回油油路，第一工作油口A连接于第一工作油路，第二工作油口B连接于第二工作油路，所述第一工作油路连接于液压缸4的有杆腔接口，第二工作油路经由平衡阀3连接于液压缸4的无杆腔。其中，所述液压缸4具有内置的芯管5，该芯管5的管腔为中心油道6。

在上述现有技术的液压缸伸缩控制回路中，当液压缸运动到设定位置时即停止伸缩(例如电控单元程序设定位置)，然后插销机构开始执行动作，插销机构的动作需要通过液压缸内的芯管5中的中心油道6为其供油。中心油道形成压力供油时，作用在芯管5面积上的压力使得缸筒小幅伸出，致使液压缸长度发生变化，这样就导致缸销、臂销伸出时本已对准的销孔位置失效，无法插销。

具体地，目前的液压伸缩机构在插销机构动作时具有如下缺点：在插销机构动作时，设中心通道的液压油的压力为P，中心通道芯管的外径为d，则作用在芯管及其端面的力为：F＝(π×d²×P)/4，可见F与压力P和芯管外径d成正比。若液压缸的活塞杆为固定端(例如液压起重机上的液压伸缩机构)，缸筒带动插销机构伸缩，而芯管与缸筒相连，因此作用在芯管上的力F会推动缸筒伸出。吨位越大的起重机其液压缸的整体尺寸越大，芯管d也较大。液压缸在实际伸缩时，当液压缸伸缩到预定位置(缸销或者臂销已对准了销孔)，准备伸出缸销或者臂销时，此作用力F会同时推动缸筒伸出，因此缸销和臂销对准的销孔位置失效，无法插销。目前的伸缩系统在插销机构动作时，经常出现上述故障，导致系统可靠性降低。

有鉴于此，需要设计一种液压缸伸缩控制回路，以实现液压缸的行程锁止功能，特别是防止液压缸的伸缩构件停止在某一工作位置时因意外原因伸出。

发明内容

本发明首先要解决的技术问题是提供一种液压缸伸缩控制回路，该液压缸伸缩控制回路在液压缸伸缩过程中因作业需要而停止在某一工作位置时，能够有效地实现防止液压缸的伸缩件(例如缸筒)因意外原因而继续伸出的行程锁止功能，从而确保液压缸工作可靠性。

此外，本发明还要提供一种工程机械设备，该工程机械设备的液压伸缩机构具有上述行程锁止功能，从而具有良好的工作可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液压缸伸缩控制回路，包括连接于进油油路、回油油路、第一工作油路以及第二工作油路以用于实现液压缸伸缩控制的主油路换向阀，所述第一工作油路和第二工作油路分别连接于所述液压缸的有杆腔和无杆腔，其中，所述第一工作油路上连接有用于控制该第一工作油路通断的开关阀。

优选地，所述开关阀为行程锁止阀，该行程锁止阀包括液控截止阀、梭阀以及控制油路换向阀，所述液控截止阀具有与所述梭阀的第一进口连通的第一油口、与该梭阀的第二进口连通的第二油口以及控制油路接口；所述第一工作油路的第一段连接在所述第一油口与所述主油路换向阀之间，第二段连接在所述第二油口与所述液压缸的有杆腔之间；所述控制油路换向阀连接为控制所述控制油路接口选择性地与所述梭阀的出口连通或者与油箱连通；所述液控截止阀在所述控制油路接口具有液压油输入传递压力时使得所述第一油口与第二油口彼此截断，在所述第一油口或第二油口具有液压油输入传递压力且所述控制油路接口与油箱连通时使得所述第一油口与第二油口彼此连通。

优选地，所述液控截止阀的阀腔内滑动设置有阀芯，该阀芯形成有第一阀芯部分和直径小于该第一阀芯部分的第二阀芯部分，所述阀腔通过所述第一阀芯部分密封性分隔为进出油腔以及与该液控截止阀的液控接口连通的弹簧腔，所述进出油腔具有锥形腔部分，所述弹簧腔内设有偏压所述阀芯的弹簧，所述第二阀芯部分在所述弹簧的作用下与所述锥形腔部分的锥形内周壁形成密封性线接触，以将该进出油腔分隔为与所述第一油口连通的第一油腔和与所述第二油口连通的第二油腔。

具体选择地，所述液控截止阀还包括与所述第二油腔连通的第三油口，所述第二油口通过该第三油口与所述梭阀的第二进口连通。

优选地，所述控制油路换向阀为电磁二位三通换向阀。

优选地，所述液控截止阀的第一油口与第二油口之间还并联有溢流阀，该溢流阀的输入口与所述液压缸的有杆腔连通。

可选择地，所述开关阀还可以为电磁开关阀或电磁二位二通换向阀。

优选地，所述开关阀还并联有溢流阀，该溢流阀的输入口与所述液压缸的有杆腔连通。

优选地，所述第二工作油路上还设置有平衡阀，该平衡阀的液控接口通过液控油路连接于所述主油路换向阀与所述开关阀之间的所述第一工作油路上，所述液控油路上设置有滤油器，所述主油路换向阀为先导液控式Y型三位四通换向阀。

在上述液压缸伸缩控制回路的技术方案的基础上，本发明还要提供一种工程机械设备，该工程机械设备包括液压伸缩机构，其中，所述液压伸缩机构具有上述技术方案中任一项所述的液压缸伸缩控制回路。

具体地，所述液压缸的中心设有沿该液压缸的轴向贯穿所述活塞杆且连接于该液压缸的缸筒的芯管，该芯管内具有中心油道。

具体选择地，所述工程机械设备为液压起重机，所述液压伸缩机构为该液压起重机的伸缩吊臂。

通过上述技术方案，本发明的液压缸伸缩控制回路及其工程机械设备通过在第一控制油路上设置开关阀，从而可以根据需要控制第一控制油路的通断，当液压缸在伸缩过程中因作业需要而停止在某一工作位置时，通过将第一控制油路断开，能够有效地实现防止液压缸的伸缩件(例如缸筒)因意外原因而继续伸出的行程锁止功能，从而确保液压缸工作可靠性，其解决了液压缸因中心油道建压或其它意外原因而导致的液压缸伸出的缺陷，相对可靠地实现了液压缸的静态锁止功能，尤其是防止液压缸的伸缩件伸出的锁止功能。同时，本发明优选实施方式进一步提供一种以行程锁止阀作为开关阀的液压缸伸缩控制回路，从而使得控制更加轻便灵敏，操纵更加精确可靠。此外，本发明的液压缸伸缩控制回路还可以优选地设置溢流阀，其实现了某些意外情况下对液压缸的压力保护功能，提高了系统的安全可靠性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术的液压缸伸缩控制回路的原理图；

图2是本发明具体实施方式的液压缸伸缩控制回路的原理图，其中所述液压缸伸缩控制回路上连接有行程锁止阀。

附图标记说明：

1主油路换向阀；    2行程锁止阀；

3平衡阀；          4液压缸；

5芯管；            6中心油道；

7溢流阀；          8液控截止阀；

9电磁换向阀；      10梭阀；

11阀芯；           12锥形腔部分；

13进油油路；       14回油油路；

15第一工作油路；   16第二工作油路；

17液控油路；       18弹簧腔；

19第一油腔；       20第二油腔；

A第一工作油口；    B第二工作油口；

C第一进口；        D第二进口；

E第一油口；        F第二油口；

H液控油路连接点；  I出口；

P进油口；Pz中心油道进油口；

T出油口；Tz中心油道出油口；

X第三油口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

首先需要说明的是，本发明的液压缸伸缩控制回路属于液压领域，其实质性技术构思在于液压连接关系，而不在于具体的机械结构。例如，就本发明液压缸伸缩控制回路中所采用的行程锁止阀而言，应当从广义的液压原理上来理解其构成，而不应将其局限于附图中显示的具体形式，即本发明的行程锁止阀既可以按照图2所示将各个阀门经由相应的管路连接，也可以形成为具有共用阀体的整体式行程锁止阀，无论其机械结构如何变型，只要其与本发明行程锁止阀的液压连接原理相同或类似，其均属于本发明的保护范围。

以下参照图2描述本发明的行程锁止阀的具体实施方式。

如图2所示，本发明的液压缸伸缩控制回路，包括连接于进油油路13、回油油路14、第一工作油路15以及第二工作油路16以用于实现液压缸4伸缩控制的主油路换向阀1，第一工作油路15和第二工作油路16分别连接于液压缸4的有杆腔和无杆腔。具体地，主油路切换阀1可以采用多种换向阀，在液压缸伸缩控制回路中一般采用三位四通换向阀，图2所示的主油路换向阀1为先导液控式Y型三位四通换向阀，其中进油油路13连接于主油路换向阀1的进油口P，回油油路14连接其回油口T，第一工作油路16连接于其第一工作油口A，第二工作油路17连接于其第二工作油口B，从而实现液压缸的伸缩控制油路的换向。当然，对于液压领域的技术人员而言，主油路换向阀1可以采用各种公知的换向阀，这在液压缸伸缩控制回路中是公知的，对此不再赘述。

与现有技术不同的是，第一工作油路15上连接有用于控制该第一工作油路15通断的开关阀。通过在第一控制油路15上设置开关阀，从而可以根据需要控制第一控制油路15的通断，当液压缸在伸缩过程中因作业需要而停止在某一工作位置时，通过将第一控制油路15断开，能够有效地实现防止液压缸4的伸缩件(例如缸筒)因意外原因而继续伸出的行程锁止功能，从而确保液压缸工作可靠性，具体地，由于连接于液压缸4的有杆腔的第一工作油路15被开关阀断开，液压缸4的有杆腔无法回油，因此液压缸4的缸筒无法动作，缸筒(或活塞杆)无法伸出。此外，液压缸4的缸筒具有缩回趋势时，由于连接于液压缸4的有杆腔的第一工作油路15被开关阀断开，液压缸4的有杆腔无法获得液压油，缸筒如果缩回，会在液压缸4的有杆腔内形成较大的负压，因此一定程度上也能够阻止缸筒缩回，从而实现了液压缸4的行程锁止功能。例如，在图2所示的用于液压起重机的液压伸缩臂的液压缸控制回路，其中液压缸4的中心设有沿该液压缸的轴向贯穿活塞杆且连接于该液压缸的缸筒的芯管5，该芯管5内具有用于驱动插销机构的中心油道6，中心油道进油口Pz设置在固定的活塞杆上，中心油道出油口Tz设置在缸筒上，在需要插销时，通过中心油道进油口Pz进入的液压油作用在芯管5的端面上的液压油会驱动液压缸4的缸筒(该液压缸4的活塞杆固定)继续伸出，从而解决了具有中心通道的液压缸在中心油道建压时导致的液压缸的缸筒伸出的动作，实现了液压缸的静态锁止功能；此外，本发明的液压缸伸缩控制回路也不限于应用于具有中心油道的液压缸，其能够适用于各种类型的液压缸的行程锁止。由于液压伸缩控制机构的液压缸在伸缩过程中会因为作业需要而停止在某一工作位置时，其可能会因多种外部原因而导致液压缸的伸缩件移动位置，本发明的上述液压伸缩控制回路均能够适用而实现行程锁止的目的。

上述开关阀还可以采用多种能够控制油路通断的液压阀，例如电磁开关阀或电磁二位二通换向阀。此外，为了防止开关阀损坏情形下液压缸4的有杆腔因油压过大而损坏，优选地，开关阀还可以并联有溢流阀7，该溢流阀7的输入口与液压缸4的有杆腔连通。

在此需要说明的是，尽管采用普通的开关阀尽可基本能够实现本发明的上述目的，但是由于普通的开关阀应用于工程机械设备上时，例如液压起重机，由于工程机械设备的负载通常很大，如果采用普通的开关阀，这些开关阀反应不够灵敏，操作困难，还常常存在漏油等问题。为此，本发明的液压缸伸缩控制回路上采用一种独特液压连接结构的行程锁止阀2，该行程锁止阀能够借助于第一控制油路15上的油压实现压力反馈并控制第一控制油路15的通断，从而只需在该相应的控制油路上设置控制油路换向阀即可方便地实现控制第一控制油路15通断的目的。

具体地，参见图2所示，本发明的液压缸伸缩控制回路采用行程锁止阀2作为开关阀，其中第一工作油路15(即连接于液压缸4的有杆腔接口的工作油路)经由行程锁止阀2连接于液压缸4的有杆腔，该行程锁止阀2包括液控截止阀8、梭阀10以及控制油路换向阀，液控截止阀8具有与梭阀10的第一进口C连通的第一油口E、与该梭阀10的第二进口D连通的第二油口F(图2中第二油口F通过第三油口X与梭阀10的第二进口D连通)、以及控制油路接口；第一工作油路15的第一段连接在第一油口E与主油路换向阀1之间，第二段连接在第二油口F与液压缸4的有杆腔之间。

控制油路换向阀连接为控制控制油路接口选择性地与梭阀10的出口I连通或者与油箱连通，这对于本领域技术人员而言通过换向阀并经由相应的管路连接是容易实现的，优选地，为了方便控制，控制油路换向阀为电磁换向阀9，具体选择地，控制油路换向阀为电磁二位三通换向阀，同时管路将液控截止阀8的控制油路接口、梭阀10的出口I以及油箱分别连接到电磁二位三通换向阀的三个接口上，即可方便实现控制油路的换向。

在上述油口连通关系的基础上，液控截止阀8在控制油路接口具有液压油输入传递压力时使得第一油口E与第二油口F彼此截断，在第一油口E或第二油口F具有液压油输入传递压力且控制油路接口与油箱连通时使得第一油口E与第二油口F彼此连通。显然地，由于液控截止阀8的控制油路接口与第一油口E或第二油口F采用的同一相同压力的液压油(即同一油源)，液控截止阀8要实现上述功能，一般需要通过设置其内部阀芯11的相应液压油作用面的面积比来实现，这对于本领域技术人员能够设计出各种具体的液控截止阀8内部结构。

作为一种可选择的具体实现形式，参见图2所示，液控截止阀8的阀腔内滑动设置有阀芯11，该阀芯形成有相互连结的第一阀芯部分和直径小于该第一阀芯部分的第二阀芯部分，阀腔通过第一阀芯部分密封性分隔为进出油腔以及与该液控截止阀8的液控接口连通的弹簧腔18，进出油腔具有锥形腔部分12，弹簧腔18内设有偏压阀芯11的弹簧，第二阀芯部分在弹簧的作用下与锥形腔部分12的锥形内周壁形成密封性线接触，以将该进出油腔分隔为与第一油口E连通的第一油腔19和与第二油口F连通的第二油腔20。显然地，由于阀芯11在弹簧腔18内的液压油作用面积大于阀芯11在第一油腔19和第二油腔20内的液压油作用面积，因此液控截止阀8能够实现上述选择性使得第二阀芯部分与锥形腔部分12的锥形内周壁形成密封性线接触或脱离接触，从而控制第一油口E与第二油口F的通断(详见下文的工作过程分析)。由于该液控截止阀8是借助于第一工作油路15上的液压油实现液压控制，通过比较作用在阀芯11上的压力差来实现控制目的，因此弹簧可以采用轻巧的弹簧，并且由于控制油路一般液压油流量不大，在液控截止阀8的控制油路接口、油箱、梭阀10的出口I只需连接小型的换向阀即可实现控制目的，因此控制轻便灵敏。

具体选择地，液控截止阀8还包括与第二油腔20连通的第三油口X(该第三油口X的口径可以设置得小于作为工作油口的第一油口E和第二油口F)，第二油口F通过该第三油口X与梭阀10的第二进口D连通。

与开关阀采用其它类型的阀门可以并联溢流阀7类似，行程锁止阀2也可以并联溢流阀7，具体地，液控截止阀8的第一油口E与第二油口F之间还并联有溢流阀7，该溢流阀7的输入口与液压缸4的有杆腔连通。

此外，对于一些采用液压缸作为驱动装置并且举升重量较大的液压伸缩机构或起升机构，例如起重机的液压伸缩臂，为了伸缩臂起负载作业过程中超速下降，所述液压缸伸缩控制回路中还设置有平衡阀3。液压缸伸缩控制回路中采用的平衡阀3为公知阀门，最简单地平衡阀为外控顺序阀和单向阀并联而成的平衡阀，当然工程上使用的平衡阀是专门设计的平衡阀，但结构原理基本相似。平衡阀3一般包括正向油口和反向油口(本领域技术人员也称为“输入油口”和“输出油口”)，其中正向油口是在平衡阀未受液控油路控制状态下与该平衡阀内部的单向阀的正向导通端口连通的油口，反向油口是在平衡阀未受液控油路控制状态下与其内部的单向阀的反向导通端口连通的油口，对平衡阀进行液压控制主要是在液压缸4的有杆腔回油时使得与单向阀并联的顺序阀性质的阀门开启以实现回油。平衡阀主要起到下降限速作用，即平衡阀3使液压缸4回缩时速度平稳可控，并且在液压缸工作过程中停止在某一位置时防止液压缸的伸缩构件在负载压力下自动下滑。具体地，第二工作油路16经由平衡阀3连接于液压缸4的无杆腔，即平衡阀3连接在所述第二工作油路16(也就是连接于液压缸4的无杆腔的工作油路)上，其中平衡阀3的正向油口与所述主油路换向阀1的连接于第二工作油路16的工作油口连通，反向油口与所述液压缸4的无杆腔连通。此外，该平衡阀3的液控接口通过液控油路17连接于第一工作油路15上，具体地，该平衡阀3的液控接口通过液控油路17连接于主油路换向阀1与开关阀之间的第一控制油路15上。为了防止液控油中含有杂质损坏平衡阀3，所述液控油路17上还设有滤油器18，以液控油进入平衡阀3之前进行过滤。在图2中，平衡阀3为插装式平衡阀，其安装在液压缸4的活塞杆的端部，其反向油口与液压缸4的无杆腔连通。

在上述液压缸伸缩控制回路的技术方案的基础上，本发明还要提供一种工程机械设备，该工程机械设备包括液压伸缩机构，其中，液压伸缩机构具有上述的液压缸伸缩缸控制回路。显然地，该工程机械设备典型地为液压起重机，液压伸缩机构为该液压起重机的伸缩吊臂。

以上结合图2描述了液压缸伸缩控制回路的基本实施方式、优选实施方式以及相应的简单变形方式。下面主要参照图2所示的本发明优选实施方式的液压缸伸缩控制回路的相应液压元件的工作状态以及相应的工作过程，以帮助本领域技术人员理解本发明的技术方案。在以下的描述中以液压缸4的活塞杆固定而缸筒进行伸缩运动为例进行分析。

如上所述，主油路切换阀1可以采用多种换向阀，例如三位六通换向阀等，只是采用三位六通换向阀时一些油口无需使用而已。在图2中，主油路换向阀1优选采用Y型三位四通换向阀，其具有有三个工作状态(即主油路换向阀1的阀杆具有三个工作位置)：第一工作状态位于中位，进油口P截止，主油路换向阀1的第一工作油口A和第二工作油口B同时与回油口T相通(即所谓的Y型中位机能)；第二工作状态位于左位，进油口P连通主油路换向阀1的第一工作油口A，主油路换向阀1的第二工作油口B连通回油口T；第三工作状态位于右位，进油口P连通主油路换向阀1的第二工作油口B，主油路换向阀1的第一工作油口A与回油口T相通。

行程锁止阀2具有三个工作状态：使得液压缸4的无杆腔与第一工作油口A之间截止；使得液压缸4的无杆腔与第一工作油口A之间实现过压溢流；以及使得液压缸4的无杆腔与第一工作油口A之间导通。具体如下：

第一，当电磁换向阀9的比例电磁铁Y1未得电时，电磁换向阀9的阀杆处于第一工作位置(即常态工作位置)，在此状态下液控截止阀8的弹簧腔通过电磁换向阀9与梭阀10的输出口I连通。若此时主油路换向阀1的第一工作油口A或液压缸4的有杆腔无高压液压油时，则液控截止阀8的阀芯在弹簧力作用下将液控截止阀8关闭，即液控截止阀8为常闭状态，液压缸4的有杆腔与第一工作油口A之间截止；若此时主油路换向阀1的第一工作油口A或者液压缸4的有杆腔具有一定压力的液压油(例如因误操作而通过第一工作油口A向第一工作油路15供油，或者液压缸4的缸筒因例如作用在图2所示的芯管5端面的压力而具有伸出趋势而压缩有杆腔内的液压油)，但是该液压油的油压小于溢流阀7的设定压力，如图2所示，液压油会作用于液控截止阀8的阀芯的下端面(即第一油腔作用面或第二油腔作用面)，但同时该液压油会经由液控截止阀8的第三油口X通过梭阀10从液控截止阀8的弹簧腔内作用于液控截止阀8的阀杆的上端面(即弹簧腔作用面)，因液控截止阀8的阀芯的弹簧腔作用面的面积大于其阀芯的下端面(即第一油腔作用面或第二油腔作用面)的面积，因此液控截止阀仍保持关闭状态，液压缸4的有杆腔与第一工作油口A之间截止。

第二，若电磁换向阀9的电磁铁Y1未得电，且液压缸4的有杆腔具有较高压力的液压油，该液压油的压力大于溢流阀7的溢流压力，则液控截止阀8仍保持截止状态，同时液压缸4的有杆腔内的液压油将通过溢流阀7溢流到第一工作油口A，实现液压缸4的有杆腔与第一工作油口A之间的高压溢流。

第三，当电磁换向阀9的电磁铁Y1得电时，电磁换向阀9的阀杆处于第二工作位置，此时液控截止阀8的弹簧腔通过电磁换向阀9与油箱或回油油路导通。若此时第一工作油口A或者液压缸4的有杆腔内具有一定压力的液压油，则该液压油会作用于液控截止阀8的阀芯的下端面(即(即第一油腔作用面或第二油腔作用面)，并克服弹簧力将液控截止阀8打开，液压缸4的有杆腔与第一工作油口A之间导通。

下面分析本发明的液压缸伸缩控制回路所实现的液压缸4的常规伸缩运动(其中以液压缸4的活塞杆固定而缸筒进行伸缩运动为例)：

其一，液压缸4的缸筒实现缩回动作，其中电磁换向阀9的阀杆驱动用电磁铁Y1得电：

在此情形下主油路换向阀1处于第二工作状态，经由进油13上的液压油与第一工作油口A导通，第一工作油口A进入到第一工作油路15上的液压油经由液控截止阀8的第一油口E作用在液控截止阀8的阀芯的第一油腔作用面上，从而开启液控截止阀8，进入到液压缸4的有杆腔，因此系统液压油进入液压缸4的有杆腔，推动液压缸4回缩，同时第一工作油路15上的液压油经由液控油路17作用于平衡阀3，平衡阀3开启，液压缸4的无杆腔内的液压油经平衡阀3到达主油路换向阀1的第二工作油口B，并从第二工作油口B经主油路换向阀1通过回油油路14流回油箱，从而实现缩回动作。

其二，液压缸4的缸筒实现伸出动作，其中电磁换向阀9的电磁铁Y1得电：

在此工作过程中，主油路换向阀1处于第三工作状态，进油油路13上的液压油与第二工作油口B导通，并从第二工作油口B经平衡阀3进入液压缸无杆腔，推动液压缸4的缸筒伸出，因行程锁止阀2的电磁换向阀9得电，液压缸4的有杆腔经由液控截止阀8与第一工作油口A油路导通，有杆腔内液压油经行程锁止阀2回到主油路换向阀1的第一工作油口A，并从第一工作油口A经主油路换向阀1回油箱。

从上面分析可以得知在液压缸4伸出或者回缩时，需要使得电磁换向阀9的电磁铁Y1同时得电，行程锁止阀的电磁阀工作在第二工作状态，行程锁止阀油路导通，实现了常规的伸缩动作。

除上述功能外，本发明的液压缸伸缩控制回路还具有液压缸4行程锁止功能。下面分析行程锁止阀对液压缸4的行程锁止功能，其中电磁换向阀9的电磁铁Y1未得电，即电磁换向阀9的阀杆处于常态工作位置：

在此情形下，由于电磁换向阀未得电，行程锁止阀处于截止工作状态，当液压缸4在伸缩过程中的某一位置因作业需要而停止时，如果因为一些原因而使得液压缸4的缸筒具有伸出的趋势，例如，当本发明的液压缸伸缩控制回路应用在液压起重机的伸缩臂上时，当伸缩臂伸出到设定工作位置而使得臂销与销孔对准时，在插销机构动作时，作用在形成中心油道6的芯管5的端面上的作用力F会使液压缸4的缸筒具有伸出的动作趋势。行程锁止阀中的液控截止阀8的阀芯在处于关闭位置，此时由于液压缸4的伸出动作趋势，会导致有杆腔的液压油作用于液控截止阀8的阀芯的第二油腔作用面上，液控截止阀8的阀芯在此推动下有向上运动开启的趋势，但同时液压缸4的有杆腔内的液压油会经由液控截止阀8的第三油口X、梭阀10、电磁换向阀9迅速作用于液控截止阀8的阀芯的弹簧腔作用面上。液控截止阀8的阀芯的弹簧腔作用端的面积大于第二油腔作用面面积，因此液控截止阀8保持未开启状态。连接于液压缸4的有杆腔的第一工作油路15被液控截止阀8断开，液压缸4的有杆腔无法回油，因此液压缸4的缸筒无法动作，缸筒无法伸出。此外，液压缸4的缸筒具有缩回趋势时，由于连接于液压缸4的有杆腔的第一工作油路15被液控截止阀8断开，液压缸4的有杆腔无法获得液压油，缸筒如果缩回，会在液压缸4的有杆腔内形成较大的负压，因此一定程度上也能够阻止缸筒缩回，从而实现了液压缸4的行程锁止功能。当然在负载较重的液压伸缩机构中，例如液压起重机的伸缩臂，缸筒的缩回锁止一般可以通过平衡阀3实现。

以上以液压缸的活塞杆固定而缸筒运动为例进行了分析，在液压缸4的缸筒固定而活塞杆运动的情形下其工作过程也是类似的，这对于本领域技术人员是显然地，对此不再赘述。从而，本发明的行程锁止阀及其液压缸伸缩控制回路解决了液压缸伸缩过程中在某一工作位置因意外原因，例如插销机构动作时液压缸的缸筒随之伸出的误动作，提高了伸缩的可靠性。

此外，如上所述，本发明的液压伸缩控制回路还设置了溢流阀7，其作用在于：当液压缸4正常伸缩时，电磁换向阀9的电磁铁Y1得电，行程锁止阀的电磁换向阀工作于第二工作状态，行程锁止阀导通，系统能正常伸缩。但若在正常伸缩时，控制电磁换向阀的电磁铁Y1的电路意外损坏，或者电磁换向阀烧坏(其它形式的换向阀也存在损坏情形)，则行程锁止阀关闭。此时液压泵通过进油油路13经由主油路换向阀1向液压缸的无杆腔供油，因此压力很高。由于液压缸4的有杆腔和无杆腔的容积比较小，因此有杆腔的压力会成倍增大，若无溢流阀7，液压缸4会爆裂。溢流阀7设定的溢流压力小于液压缸4的破坏压力，从而保护了液压缸4，提高了安全性。

通过以上对本发明具体实施方式的分析，该优选实施方式的液压缸伸缩控制回路的技术要点在于在液压缸的有杆腔至主油路换向阀1之间的第一工作油路上加入了行程锁止阀2，行程锁止阀根据工况要求导通或者截止。

本发明并不局限于上述具体实施方式，例如，上述具体实施方式中的液压缸4仅为示例，实际其可以为具有中心油道的各种液压液压缸，即使液压缸不具有中心油道，本发明的行程锁止阀及其液压缸伸缩控制回路也能够防止该液压缸在伸缩过程中某一工作位置的锁止功能，防止其因意外原因而导致伸缩件发生移动，尤其能够防止伸缩件(例如缸筒)因意外原因伸出。同时，如上所述，平衡阀3并不是必须的，如果本发明的行程锁止阀及其液压缸伸缩控制回路应用于负载不大的液压伸缩机构，则可根据实际工况选择是否采用平衡阀3。行程锁止阀内的液控截止阀也可更改为其它通断可控的液压阀，当然，在此情形下，相应的梭阀10、电磁换向阀9也可以省略。

由上描述可以看出，本发明的优点在于通过在第一控制油路15上设置开关阀，从而可以根据需要控制第一控制油路15的通断，当液压缸在伸缩过程中因作业需要而停止在某一工作位置时，通过将第一控制油路15断开，能够有效地实现防止液压缸4的伸缩件(例如缸筒)因意外原因而继续伸出的行程锁止功能，从而确保液压缸工作可靠性，其解决了液压缸因中心油道建压或其它意外原因而导致的液压缸伸出的缺陷，相对可靠地实现了液压缸的静态锁止功能，尤其是防止液压缸的伸缩件伸出的锁止功能。同时，本发明优选实施方式进一步提供一种以行程锁止阀2作为开关阀的液压缸伸缩控制回路，从而使得控制更加轻便灵敏，操纵更加精确可靠。此外，本发明的液压缸伸缩控制回路还可以优选地设置溢流阀，其实现了某些意外情况下对液压缸的压力保护功能，提高了系统的安全可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.液压缸伸缩控制回路，包括连接于进油油路(13)、回油油路(14)、第一工作油路(15)以及第二工作油路(16)以用于实现液压缸(4)伸缩控制的主油路换向阀(1)，所述第一工作油路(15)和第二工作油路(16)分别连接于所述液压缸(4)的有杆腔和无杆腔，其中，所述第一工作油路(15)上连接有用于控制该第一工作油路(15)通断的开关阀，所述开关阀为行程锁止阀(2)，该行程锁止阀(2)包括液控截止阀(8)、梭阀(10)以及控制油路换向阀，所述液控截止阀(8)具有与所述梭阀(10)的第一进口(C)连通的第一油口(E)、与该梭阀(10)的第二进口(D)连通的第二油口(F)以及控制油路接口；所述第一工作油路(15)的第一段连接在所述第一油口(E)与所述主油路换向阀(1)之间，第二段连接在所述第二油口(F)与所述液压缸(4)的有杆腔之间；所述控制油路换向阀连接为控制所述控制油路接口选择性地与所述梭阀(10)的出口(I)连通或者与油箱连通；所述液控截止阀(8)在所述控制油路接口具有液压油输入传递压力时使得所述第一油口(E)与第二油口(F)彼此截断，在所述第一油口(E)或第二油口(F)具有液压油输入传递压力且所述控制油路接口与油箱连通时使得所述第一油口(E)与第二油口(F)彼此连通。

2.根据权利要求1所述的液压缸伸缩控制回路，其中，所述液控截止阀(8)的阀腔内滑动设置有阀芯(11)，该阀芯形成有第一阀芯部分和直径小于该第一阀芯部分的第二阀芯部分，所述阀腔通过所述第一阀芯部分密封性分隔为进出油腔以及与该液控截止阀(8)的液控接口连通的弹簧腔(18)，所述进出油腔具有锥形腔部分(12)，所述弹簧腔(18)内设有偏压所述阀芯的弹簧，所述第二阀芯部分在所述弹簧的作用下与所述锥形腔部分(12)的锥形内周壁形成密封性线接触，以将该进出油腔分隔为与所述第一油口(E)连通的第一油腔(19)和与所述第二油口(F)连通的第二油腔(20)。

3.根据权利要求2所述的液压缸伸缩控制回路，其中，所述液控截止阀(8)还包括与所述第二油腔(20)连通的第三油口(X)，所述第二油口(F)通过该第三油口(X)与所述梭阀(10)的第二进口(D)连通。

4.根据权利要求1所述的液压缸伸缩控制回路，其中，所述控制油路换向阀为电磁二位三通换向阀。

5.根据权利要求1所述的液压缸伸缩控制回路，其中，所述液控截止阀(8)的第一油口(E)与第二油口(F)之间还并联有溢流阀(7)，该溢流阀(7)的输入口与所述液压缸(4)的有杆腔连通。

6.根据权利要求1所述的液压缸伸缩控制回路，其中，所述开关阀为电磁开关阀或电磁二位二通换向阀。

7.根据权利要求6所述的液压缸伸缩控制回路，其中，所述开关阀还并联有溢流阀(7)，该溢流阀(7)的输入口与所述液压缸(4)的有杆腔连通。

8.根据权要求1至7中任一项所述的液压缸伸缩控制回路，其中，所述第二工作油路(16)上还设置有平衡阀(3)，该平衡阀(3)的液控接口通过液控油路(17)连接于所述主油路换向阀(1)与所述开关阀之间的所述第一工作油路(15)上，所述液控油路(17)上设置有滤油器，所述主油路换向阀(1)为先导液控式Y型三位四通换向阀。

9.工程机械设备，该工程机械设备包括液压伸缩机构，其中，所述液压伸缩机构具有根据权利要求1至8中任一项所述的液压缸伸缩控制回路。

10.根据权利要求9所述的工程机械设备，其中，所述液压缸(4)的中心设有沿该液压缸的轴向贯穿所述液压缸的活塞杆且连接于该液压缸的缸筒的芯管(5)，该芯管(5)内具有中心油道(6)。

11.根据权利要求10所述的工程机械设备，其中，所述工程机械设备为液压起重机，所述液压伸缩机构为该液压起重机的伸缩吊臂。