[发明专利]液压绞车的控制装置和工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及液压领域，更具体地，涉及一种液压绞车的控制装置和工程机械。

背景技术

竖向的土石方开挖施工(例如从地表向下钻进、掘进等)需要对钻进/掘进的速度、钻进/掘进工作装置(即负载)对地底的压力加以控制。当钻进/掘进工作装置由液压绞车悬吊时，钻进/掘进的速度、钻进/掘进工作装置对地底的压力控制可以通过控制液压绞车的放绳速度(即下降速度)和绳上的拖力得以实现。

图1示出了现有技术中的一种液压绞车的控制装置的液压原理图。如图1所示，液压绞车40的卷筒通过减速机110与马达10连接，马达10包括负载腔11和下降腔12，马达10依次通过负载平衡阀120和换向阀130与压力油源140连接。其中，负载平衡阀120包括阀121。

当需要负载起升时，负载平衡阀120的阀121位于左工位，此时，换向阀130使压力油源140输出的压力油经过阀121左工位的单向阀流入马达10的负载腔，从而实现起升的功能。当需要负载下降时，负载平衡阀120的阀121位于右工位，此时，换向阀130使压力油源140输出的压力油进入马达10的下降腔12，同时，负载平衡阀120的阀121工作在右工位。此时，阀121处于节流状态，使来自负载腔11的高压油得到释放。如果下降的速度过快以致马达10的流量需求超过了下降腔12的供油量，那么下降腔12被吸空，于是负载平衡阀120的阀121在弹簧的作用下由右工位变为左工位，以减小负载腔11的高压油的释放速度，从而实现下降速度与供给流量的匹配以及负载的力平衡。也就是说，现有技术中的液压绞车的慢速放绳是通过减小提供给马达的液压油流量实现的。

由于放绳的速度大小是通过调整供给马达的液压油流量实现的，只有提供给马达的液压油流量本身稳定才能保证放绳速度的稳定。然而，现有技术中对液压油流量的控制一般通过油泵与阀的配合实现，其流量的稳定性并不高。现有技术中的液压绞车的液压马达及减速机是为实现快速起升、下降而设计的，当用于慢速放绳时，马达的转速极慢，转速难以稳定控制。特别地，放绳速度的稳定还通过负载平衡阀的局部闭环反馈控制实现。在慢速放绳时，局部闭环反馈控制的性能极差，容易产生控制抖动，从而影响放绳速度的稳定性。

进一步地，钻进/掘进工作装置的触地力的大小调节功能、以及防止液压绞车上的绳索过放功能是通过液压绞车的反卷实现的。由于放绳采用向下降腔主动供油的操作模式，因此，液压马达由正向下放切换到反卷时，需要复杂的电气、液压结构才能实现。

发明内容

本发明旨在提供一种液压绞车的控制装置和钻机，以解决现有技术中慢速放绳时速度不稳定的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种液压绞车的控制装置，控制装置包括马达、背压阀和流量调节阀；马达与液压绞车连接，马达包括负载腔和下降腔；负载腔依次与背压阀、流量调节阀和油箱连接。

进一步地，控制装置还包括第一补油部，第一补油部包括压力源和单向阀，压力源通过单向阀与负载腔连接。

进一步地，压力源为油泵或蓄能器。

进一步地，第一补油部还包括用于设定补油压力的第一溢流阀。

进一步地，控制装置还包括与下降腔连接的防吸空补油回路，防吸空补油回路包括用于设定防吸空补油压力的第二溢流阀。

进一步地，控制装置还包括控制器，与背压阀和流量调节阀连接，用于控制背压阀的背压和流量调节阀的开度。

进一步地，控制装置还包括用于控制液压绞车的制动器，控制装置还包括用于控制制动器的刹车释放单元，刹车释放单元包括减压阀和第一换向阀，负载腔依次通过减压阀和第一换向阀与制动器连接，控制装置还包括用于检测负载腔的压力的压力检测元件，压力检测元件与控制器连接，控制器根据压力检测元件检测到的压力控制第一换向阀的换向。

进一步地，刹车释放单元还包括第二换向阀，减压阀通过第二换向阀与第一换向阀连接。

进一步地，流量调节阀为节流阀、流量阀、或负载平衡阀。

进一步地，背压阀为溢流阀或顺序阀。

进一步地，背压阀为内控外泄溢流阀或为内控外泄顺序阀。

根据本发明的第二个方面，提供了一种工程机械，包括液压绞车、钻具和用于控制液压绞车的控制装置，钻具与液压绞车连接，该控制装置是上述的控制装置。

进一步地，控制装置的马达通过减速机与液压绞车连接，减速机是双输入减速机，双输入减速机的一端与控制装置的马达连接，另一端依次通过另一个马达、负载平衡阀、换向阀与压力油源连接。