устройство и способ компенсации термического сжатия рабочей жидкости гидравлической системы

Формула изобретения

1. Устройство для компенсации сжатия жидкости в гидравлической телескопической стреле, содержащее монитор, определяющий угол наклона телескопической стрелы, блок подачи гидравлической жидкости и регулятор подачи жидкости, который в ответ на сигналы указанного монитора обеспечивает поступление гидравлической жидкости из блока подачи в гидравлическое устройство, управляющее выдвижением телескопической стрелы, если угол наклона превышает предварительно установленный предельный угол.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регулятор подачи жидкости содержит регулирующий клапан, сконфигурированный для подачи гидравлической жидкости в гидравлическое устройство в ответ на сигнал, генерируемый монитором, если угол наклона стрелы превышает указанный предельный угол.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что монитор выполнен с возможностью определения момента, когда угол наклона стрелы над горизонталью составляет, по меньшей мере, 35°.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит датчик давления, контролирующий давление жидкости, поступающей в гидравлическое устройство, при этом указанный датчик давления генерирует сигнал в ответ на обнаружение падения давления жидкости ниже установленной минимальной величины; и сигнальное устройство, которое воспринимает сигнал, сгенерированный указанным датчиком давления и генерирует сигнал, воспринимаемый оператором, когда давление оказывается ниже установленной минимальной величины.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что датчик давления содержит устройство, которое постоянно замыкает электрическую цепь, если давление оказывается ниже установленной минимальной величины.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок подачи гидравлической жидкости представляет собой гидравлическую систему, которая нормально подает гидравлическую жидкость под давлением в гидравлическое устройство в ответ на команду выдвижения стрелы.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок подачи гидравлической жидкости представляет собой вспомогательную гидравлическую систему, отделенную от системы, которая нормально подает гидравлическую жидкость под давлением в гидравлическое устройство.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит обратный клапан, соединенный с выходным отверстием устройства и препятствующий протеканию жидкости от указанного гидравлического устройства, управляющего выдвижением телескопической стрелы, назад в указанное устройство.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит разгрузочный клапан, регулирующий давление жидкости, поступающей из устройства для компенсации в гидравлическое устройство, управляющее выдвижением телескопической стрелы.

10. Способ компенсации сжатия жидкости в гидравлической телескопической стреле, включающий следующие операции:

осуществляют мониторинг угла наклона телескопической стрелы и подают жидкость в гидравлическое устройство, управляющее выдвижением телескопической стрелы, если угол наклона стрелы превышает предварительно установленный предельный угол.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что жидкость в гидравлическое устройство, управляющее выдвижением телескопической стрелы, подают, если угол наклона стрелы над горизонталью составляет, по меньшей мере, 35°.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что генерируют сигнал, если угол наклона стрелы превышает указанный предельный угол, и активируют управляющее устройство в ответ на указанный сигнал для подачи гидравлической жидкости в гидравлическое устройство.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что открывают трубопровод для прохождения потока жидкости в гидравлическое устройство и регулируют давление жидкости, подаваемой в гидравлическое устройство.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что осуществляют мониторинг давления жидкости, подаваемой в гидравлическое устройство, генерируют сигнал давления, если давление жидкости становится меньше установленной минимальной величины; и генерируют оповещение, воспринимаемое оператором, в ответ на сигнал давления.

15. Способ по п.10, отличающийся тем, что жидкость в гидравлическое устройство, управляющее выдвижением телескопической стрелы, подают в направлении потока, если угол наклона превышает предварительно установленный предельный угол, и предотвращают протекание жидкости в направлении, обратном направлению потока.

16. Компенсационное устройство для компенсации сжатия жидкости в гидравлической телескопической стреле крана, при этом указанный кран содержит выдвижную стрелу и гидравлическое устройство для выдвижения стрелы, содержащее монитор для определения угла наклона телескопической стрелы, блок подачи гидравлической жидкости, находящейся под давлением, включающий резервуар для гидравлической жидкости, входное отверстие, соединяемое с блоком подачи гидравлической жидкости, находящейся под давлением, регулятор подачи жидкости, управляющий потоком жидкости через входное отверстие и реагирующий на сигналы указанного монитора, определяющего угол наклона телескопической стрелы, выходное отверстие, соединяемое с гидравлическим устройством и обеспечивающее подачу гидравлической жидкости под давлением через указанное входное отверстие и регулятор подачи жидкости в гидравлическое устройство, и трубопровод, соединяемый с резервуаром для гидравлической жидкости и образующий магистраль обратного потока для возврата в указанный резервуар части жидкости, поступающей в гидравлическое устройство.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что указанный регулятор подачи жидкости содержит клапан, реагирующий на сигналы указанного монитора и регулирующий поток жидкости от указанного входного отверстия в гидравлическое устройство крана, причем регулятор подачи жидкости обеспечивает прохождение жидкости в гидравлическое устройство, если угол наклона превышает предварительно установленный предельный угол.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что содержит датчик давления, который измеряет давление гидравлической жидкости между входным отверстием и гидравлическим устройством и генерирует сигнал давления, если давление становится, ниже установленной минимальной величины, и устройство предупредительной сигнализации, которое генерирует сигнал, воспринимаемый оператором, в ответ на сигнал, сгенерированный указанным датчиком давления.

19. Устройство по п.16, отличающееся тем, что содержит обратный клапан, расположенный между указанным входным отверстием и гидравлическим устройством для предотвращения протекания жидкости от гидравлического устройства в обратном направлении к указанному входному отверстию.

20. Устройство по п.16, отличающееся тем, что содержит клапан, функционально соединенный с указанным трубопроводом для селективного пропускания потока гидравлической жидкости, находящейся под давлением, в указанный трубопровод и указанный резервуар.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что указанный клапан представляет собой разгрузочный клапан и служит для ограничения давления гидравлической жидкости, поступающей в гидравлическое устройство.

Описание изобретения к патенту

Настоящая патентная заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки 61/202,030, поданной 21 января 2009 г., которая целиком включается в настоящее описание посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству и способу компенсации сжатия жидкости в гидравлической телескопической стреле.

Уровень техники

В грузоподъемных устройствах, в частности в кранах, и, в особенности, в подвижных кранах, часто используют телескопические стрелы, которые обеспечивают необходимую высоту подъема. Телескопическую стрелу изготавливают из нескольких секций, которые телескопически соединяются друг с другом, чтобы изменять общую длину стрелы. Телескопическая стрела подвижного крана часто выдвигается одним или более гидравлическими устройствами, обычно цилиндрами, оказывающими действие на секции стрелы. Жидкость вводят в гидравлический цилиндр или выводят из него, чтобы вызвать движение поршня в гидравлическом цилиндре. Движение поршня позволяет удлинять или укорачивать стрелу грузоподъемного устройства.

В телескопических стрелах имеет место природное явление, которое вызывает тепловое расширение и последующее сжатие жидкости в гидравлическом цилиндре, поддерживающем стрелу. Это природное явление можно наблюдать, когда грузоподъемное устройство работает в течение длительных периодов времени, вызывая нагревание и последующее охлаждение жидкости в гидравлическом цилиндре. Гидравлическая жидкость расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Грузоподъемное устройство может быть оставлено в холостом режиме, когда жидкость охлаждается. В течение этого времени угол наклона стрелы относительно горизонтали может быть относительно малым. В этом случае при охлаждении жидкости она сжимается, однако стрела иногда может не втягиваться вследствие сил трения, которые действуют между отдельными секциями стрелы. Этот эффект изменяется в зависимости от конкретной конфигурации стрелы, величины трения между отдельными секциями стрелы, смазки секций стрелы и других возможных внешних воздействий. Таким образом, телескопическая стрела может оставаться выдвинутой, несмотря на то, что жидкость в гидравлических цилиндрах не обеспечивает полной поддержки секций стрелы.

В описанной ситуации относительные позиции секций стрелы могут фиксироваться за счет трения между отдельными секциями стрелы. Если оператор подъемной машины поднимает стрелу из позиции с малым углом наклона, стрела будет сохранять свою длину в определенном интервале углов наклона. Однако если оператор продолжает поднимать стрелу, то она в конечном итоге достигнет угла наклона, при котором вес секции стрелы или комбинация веса секций и какой-либо иной нагрузки превысит трение между секциями стрелы. В этой точке стрела может втягиваться до тех пор, пока столб жидкости в цилиндрах снова не обеспечит полной поддержки секций стрелы. Очевидно, что такое самопроизвольное втягивание стрелы является нежелательным. Настоящее изобретение обеспечивает устройство и способ, которые исключают такую нежелательную ситуацию.

Раскрытие изобретения

Устройство и способ согласно настоящему изобретению компенсируют охлаждение и сжатие жидкости, как описано далее, исключая возможные ошибки оператора. Данное изобретение исключает самопроизвольное втягивание стрелы, не требуя ручного вмешательства оператора или источника высокого давления гидравлической жидкости. Кроме того, изобретение включает устройство, которое можно легко встроить в существующий кран или установить в кране во время его изготовления.

Данное изобретение требует наличия только источника относительно низкого давления гидравлической жидкости, который часто является компонентом существующей подъемной машины. Гидравлический источник для реализации изобретения можно также обеспечить в качестве дополнительного или вспомогательного аксессуара к существующей гидравлической системе крана. Кроме того, устройство и способ согласно настоящему изобретению исключают потребность в ресинхронизации секций стрелы крана, поскольку изобретение обеспечивает подпитку жидкости в гидравлических цилиндрах без изменения выдвижения стрелы. Секции стрелы адекватно синхронизируются при первоначальном выдвижении стрелы, а длина стрелы не имеет существенных изменений, когда жидкость в гидравлических цилиндрах подпитывается согласно настоящему изобретению.

Устройство для компенсации сжатия жидкости в гидравлической телескопической стреле согласно изобретению содержит монитор для непрерывного измерения угла наклона телескопической стрелы, блок подачи гидравлической жидкости и регулятор подачи жидкости, который в ответ на сигналы указанного монитора обеспечивает поступление гидравлической жидкости из блока подачи в гидравлический цилиндр или эквивалентное устройство, управляющее выдвижением телескопической стрелы, когда угол наклона стрелы превышает предварительно заданный предельный угол. Предельный угол в тридцать пять градусов над горизонталью может быть типичной установкой в соответствии с изобретением, поскольку он представляет собой угол, ниже которого силы трения могут быть значимыми для сохранения относительных позиций секций стрелы во многих кранах, в то время как выше этого угла силы трения могут не удерживать секции стрелы с учетом их собственного веса и/или других приложенных нагрузок.

Устройство может также содержать регулирующий клапан, сконфигурированный для подачи гидравлической жидкости в гидравлическое устройство в ответ на сигнал, генерируемый монитором, если угол наклона стрелы превышает указанный предельный угол.

Устройство может также содержать датчик давления, постоянно контролирующий давление жидкости, поступающей в гидравлический цилиндр, и генерирующий сигнал в ответ на обнаруженное падение давления ниже установленной минимальной величины. Кроме того, может быть включено устройство, генерирующее сигнал, который воспринимает оператор, в ответ на сигнал, генерируемый датчиком давления. В предпочтительном варианте реализации может оказаться желательным использовать датчик давления, который непрерывно замыкает электрическую цепь до тех пор, пока контролируемое давление не превысит желаемый минимум.

Изобретение предусматривает блок подачи гидравлической жидкости в устройство при соответствующем давлении, которое является по меньшей мере достаточно высоким, чтобы поддерживать стрелу. В типичных случаях применения это давление может составлять примерно 200 фунтов на квадратный дюйм (13,79 бар). Такой блок подачи может также представлять собой гидравлическую систему, которая управляет цилиндрами телескопического выдвижения стрелы как частью нормального выдвижения стрелы, или он может быть отличным или вспомогательным гидравлическим блоком подачи. В одном примере блок подачи гидравлической жидкости может представлять собой гидравлическую систему, которая обеспечивает подачу гидравлической жидкости в указатель скорости ветра.

Устройство может также содержать понижающий давление разгрузочный клапан, который регулирует давление подаваемой жидкости. Это может быть реализовано путем возврата части гидравлической жидкости в резервуар для гидравлической жидкости.

Устройство может также содержать обратный клапан, соединенный по потоку с выходным отверстием устройства. Он предотвращает возникновение обратного потока жидкости и тем самым отделяет нормальное функционирование телескопической стрелы, в частности выдвижение и втягивание, от функции компенсации согласно настоящему изобретению.

Согласно изобретению способ компенсации сжатия жидкости в гидравлической телескопической стреле может включать мониторинг угла наклона телескопической стрелы и подачу жидкости в гидравлический цилиндр, управляющий выдвижением телескопической стрелы, когда угол наклона превышает предварительно установленный предельный угол. Предельный угол может быть установлен равным тридцати пяти градусам над горизонталью или иметь другие значения, пригодные для отдельных кранов.

Указанный способ может также включать генерирование сигнала, когда угол наклона стрелы превышает предельный угол, и включение регулирующего клапана в ответ на сигнал, чтобы обеспечить подачу гидравлической жидкости в гидравлический цилиндр. В одном варианте реализации способ может включать также открытие трубопровода управляющим клапаном для подачи жидкости в гидравлический цилиндр. Давление жидкости, поступающей в гидравлический цилиндр, можно регулировать путем выпуска жидкости через разгрузочный клапан.

Указанный способ может включать также мониторинг падения давления гидравлической жидкости, поступающей в гидравлический цилиндр, и генерирование сигнала в ответ на обнаружение падения давления. В ответ на сигнал низкого давления можно генерировать предупреждение, воспринимаемое оператором. В предпочтительном варианте реализации сигнал можно генерировать непрерывно до тех пор, пока давление гидравлической жидкости, поступающей в гидравлический цилиндр, не будет превышать желаемый минимум. Может быть предусмотрен обратный клапан для предотвращения протекания обратного потока жидкости при реализации устройства и способа согласно настоящему изобретению.

Достоинство устройства согласно изобретению заключается в том, что его можно легко установить в грузоподъемный механизм с гидравлической телескопической стрелой. Устройство согласно изобретению может содержать источник давления, в частности насос, или может использовать компоненты, которые уже установлены в кране.

Изложенное выше является кратким описанием и поэтому содержит необходимые упрощения, обобщения и опущения деталей. Для специалистов в данной области техники очевидно, что краткое описание является исключительно иллюстративным и не предполагает каких-либо ограничений. Другие аспекты, характеристики и достоинства устройств и/или способов согласно настоящему изобретению будут очевидными в свете положений, изложенных в данном описании.

Краткое описание чертежей

Описанные выше и другие характеристики и достоинства настоящего изобретения будут более очевидными из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых представлены:

фиг.1 - схематический пример телескопической стрелы грузоподъемной машины;

фиг.2 - схематическая иллюстрация компенсационного устройства согласно примеру осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - схематический пример гидравлического цилиндра;

фиг.4 - пример выполнения компенсационного устройства согласно настоящему изобретению;

фиг.5 - блок-схема процесса согласно примеру осуществления настоящего изобретения;

фиг.6 - блок-схема, описывающая пример этапов процесса согласно одному из аспектов настоящего изобретения; и

фиг.7 - блок-схема, описывающая процесс обнаружения неисправности системы согласно примеру осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Фиг.1 иллюстрирует пример телескопической стрелы 110. Секции стрелы 120 имеют телескопическую конструкцию и могут быть выдвинуты и втянуты одним или более гидравлическими цилиндрами, при этом показан только один гидравлический цилиндр 130. Устройство 140 управления выдвижением стрелы приводит в действие отдельные гидравлические цилиндры 130, чтобы обеспечить желаемую длину выдвижения стрелы и соответствующую последовательность выдвижения. Телескопическая стрела 110 показана с некоторым углом наклона над горизонталью. Согласно изобретению компенсационное устройство 100 компенсирует охлаждение гидравлической жидкости, которое может вызывать самопроизвольное втягивание стрелы.

Фиг.2 схематически иллюстрирует пример осуществления компенсационного устройства 100. Монитор 200 угла наклона определяет угол наклона телескопической стрелы 110 над горизонталью. Если угол наклона превышает предварительно установленный предел, монитор выдает сигнал на регулятор 220 подачи жидкости. Регулятор 220 подачи жидкости может быть выполнен в форме двухходового соленоидного клапана с нормально закрытой позицией. Таким образом, указанный клапан, будучи закрытым, предотвращает поступление гидравлической жидкости из блока 210 подачи в остальную часть гидравлической системы, которая обеспечивает выдвижение и втягивание стрелы.

Как только монитор 200 угла наклона выдает сигнал на регулятор 220 подачи жидкости, указанный регулятор открывает проход жидкости из блока 210 подачи. Если компонент 220 представляет собой соленоидный клапан, это можно реализовать, например, простым возбуждением соленоида. Как показано на фиг.2, давление жидкости в системе можно регулировать при помощи устройства 230 понижения давления. Устройство 230 понижения давления может представлять собой разгрузочный клапан, предназначенный для выпуска жидкости, превышающей предварительно установленный предел давления, или какое-либо иное устройство, выполняющее ту же самую функцию.

В одном из примеров осуществления изобретения разгрузочный клапан может быть установлен на 200 PSI (фунтов на квадратный дюйм). При этом гидравлическая жидкость, которая создает более высокое давление, чем 200 PSI, будет выпускаться в резервуар 240. Резервуар 240 представляет собой переливной бак для гидравлической жидкости, которую в дальнейшем можно повторно использовать в гидравлической системе, поскольку она снова оказывается под давлением и рециклирует в системе. Таким образом, жидкость может возвращаться из резервуара 240 в блок подачи 210.

После клапана 230 устанавливают желаемое давление гидравлической жидкости, в приведенном примере оно составляет около 200 PSI. Разумеется, следует понимать, что величина 200 PSI используется в примере осуществления изобретения для конкретной конфигурации грузоподъемной машины и не является ограничительной в какой-либо степени. Для различных конфигураций грузоподъемных машин соответствующее давление можно определить экспериментально или посредством моделирования.

В примере осуществления изобретения использовано 200 PSI в качестве компенсационного давления на цилиндры. Эта величина получена в результате экспериментов по определению давления, которое будет уравновешивать вес стрелы в ее выдвинутой конфигурации, но не будет далее выдвигать цилиндр или стрелу без конкретной команды выдвижения стрелы. Очевидно, что трение играет большую роль в этой системе. Так, в примере осуществления изобретения давление 200 PSI является недостаточным, чтобы преодолеть трение между секциями стрелы и, следовательно, оно не вызывает выдвижения стрелы. С другой стороны, этого давления достаточно, чтобы поддерживать стрелу в ее существующей конфигурации, которая уже является выдвинутой.

Блок 210 подачи, показанный на фиг.2, представляет собой источник гидравлической жидкости, находящейся под давлением. Этот блок можно получить из различных источников. Блок 210 подачи может представлять собой гидравлическую линию, отведенную от системы растормаживания стояночного тормоза механизма поворота для поворота, рулевого управления и вспомогательного манифольда крана. Блок подачи может также представлять собой источник, который используют для управления указателем скорости ветра, если кран оснащен этим дополнительным устройством. Однако это не ограничивает источник только указанными опциями, и он может управляться многими другими источниками гидравлической жидкости высокого давления, которые присутствуют в грузоподъемной машине, или специальным насосом, подключенным к резервуару гидравлической жидкости. Предпочтительно использовать источник гидравлической жидкости, которая незамедлительно оказывается под давлением при включении машины. Такой тип источника жидкости непосредственно обеспечивает давление без участия оператора, что исключает возможную ошибку оператора, который может забыть о включении компенсационного устройства.

Блок 210 подачи может подавать жидкость от другого гидравлического источника под давлением, которое превышает требуемое давление для системы компенсации, например при 250 PSI, как только включается двигатель грузоподъемной машины. При этом регулятор 220 подачи жидкости получает постоянный источник гидравлической жидкости высокого давления непосредственно при запуске двигателя. Это действительно является предпочтительным, поскольку система включается автоматически сразу при запуске двигателя, что всегда выполняется в первую очередь при работе грузоподъемной машины.

Монитор 200 угла наклона постоянно осуществляет измерение угла наклона телескопической стрелы над горизонталью. Монитор 200 угла наклона может быть выполнен в форме аналогового датчика, цифрового датчика или выхода управляющего компьютера грузоподъемной машины. Конкретный вариант исполнения не ограничен. Монитор 200 угла наклона непрерывно измеряет угол наклона стрелы и выдает команду на регулятор 220 подачи жидкости, чтобы обеспечить подачу жидкости в остальную часть гидравлической системы в случае превышения предварительно установленного предела угла наклона. Таким образом, при углах наклона, меньших предельного угла, регулятор 220 подачи жидкости остается закрытым, и жидкость не поступает в остальную часть гидравлической системы. Однако, как только предельный угол будет превышен, регулятор 220 подачи жидкости откроется, и жидкость будет поступать в остальную часть гидравлической системы через обратный клапан 260, тем самым подпитывая жидкость в гидравлическом цилиндре, который управляет телескопической стрелой. Если имеется несколько гидравлических цилиндров, управляющих стрелой, может быть предусмотрено соответствующее количество клапанов 260 - по одному на каждый цилиндр.

Важно, чтобы монитор 200 угла наклона не давал команду открытия клапана 220 слишком рано, поскольку, как известно, даже очень малой величины давления (менее 15 PSI) достаточно для выдвижения телескопической стрелы при очень малом угле наклона. Таким образом, монитор 200 угла наклона не должен допускать протекание потока через остальную часть системы компенсации до тех пор, пока не будет достигнут угол наклона. Для одного конкретного крана установили, что при угле наклона 35° подача компенсационного потока жидкости под давлением 200 PSI поддерживает стрелу в ее уже выдвинутой конфигурации, однако не вызывает дальнейшего выдвижения телескопической стрелы. Конкретный угол для достижения такого равновесия в определенном кране будет зависеть от массы секций стрелы крана, трения, действующего между соседними секциями телескопической стрелы, давления жидкости в системе компенсации и желательного рабочего давления, а также от других факторов, которые оказывают влияние на конкретную модель крана. Предельный угол для контроля монитором 200 необходимо определить эмпирически для каждой модели крана и установить для активирования системы компенсации согласно настоящему изобретению как угол наклона, при котором происходит поддержка стрелы, но отсутствует ее нежелательное выдвижение.

Самопроизвольное втягивание стрелы часто наблюдают, когда углы наклона стрелы превышают 60° над горизонталью. Поэтому для большинства кранов предельный угол, при котором компенсационное устройство начинает подпитку жидкости, должен быть менее 60°. Для минимизации вероятности втягивания стрелы предельный угол должен иметь минимальное значение, при котором подпитывающая жидкость (при имеющемся или установленном давлении) не вызывает выдвижения стрелы без специальной команды на выдвижение стрелы со стороны органов управления краном. В соответствии с этим в предпочтительном варианте осуществления изобретения предельный угол установили равным 35°.

Обратный клапан 260 обеспечивает протекание жидкости, поступающей из системы подпитки, только в одном направлении - из системы подпитки/компенсации в цилиндр стрелы. Далее жидкость поступает из выходного порта 270 в гидравлический цилиндр 130. Как показано на фиг.1, компенсационное устройство может иметь общий трубопровод с устройством 140 управления выдвижением стрелы. При этом обратный клапан 260 предотвращает прохождение обратного потока гидравлической жидкости через систему подпитки, когда устройство 140 управления выдвижением стрелы выдвигает стрелу и, таким образом, отделяет нормальную функцию управления стрелой от выполнения операций согласно настоящему изобретению. Кроме того, как показано на фиг.2, система подпитки может включать несколько обратных клапанов и несколько выходных отверстий применительно к соответствующей грузоподъемной машине.

Как указано выше, выходное отверстие 270 соединяется по потоку трубопроводом с гидравлическим цилиндром 130, и этот трубопровод может быть общим с устройством 140 управления выдвижением стрелы. В альтернативном исполнении отверстие 270 может быть соединено с цилиндром при помощи специального отверстия в гидравлическом цилиндре 130, которое расположено со стороны торца поршня.

Система подпитки, показанная на фиг.2, может содержать также сенсорный переключатель 250 давления. Сенсорный переключатель 250 давления может использоваться как нормально замкнутое реле давления, которое размыкает электрическое соединение, когда обнаруживает давление, превышающее определенный предел. При этом сенсорный переключатель 250 давления остается замкнутым (поддерживая электрическое соединение замкнутым) до тех пор, пока он не зафиксирует давление, превышающее установленный предел. Электрический выход сенсорного переключателя 250 давления может быть подключен к сигнальному устройству, которое выдает воспринимаемый сигнал, в частности звуковой или оптический сигнал, воспринимаемый оператором. Таким образом, оператор грузоподъемной машины извещается воспринимаемым сигналом о том, что давление, определенное сенсорным переключателем 250 давления, ниже предельной величины. Предпочтительно использовать нормально замкнутый переключатель давления, поскольку он является особенно устойчивым к сбоям системы контроля давления. Иными словами, система контроля давления показывает неисправность до тех пор, пока она не определит, что давление превышает установленный предел. Поэтому, в случае отказа сенсорного переключателя 250 давления (когда он больше не сможет правильно определять давление), он все-таки будет указывать оператору на неисправность.

Фиг.3 иллюстрирует пример гидравлического цилиндра 130, управляющего выдвижением телескопической стрелы. Для управления выдвижением и втягиванием в полость 310 со стороны торца поршня гидравлического цилиндра через отверстие поступает гидравлическая жидкость. В полость 320 со стороны штока гидравлического цилиндра также может поступать гидравлическая жидкость для управления втягиванием. На фиг.3 показано только два отверстия, однако следует понимать, что в гидравлическом цилиндре могут присутствовать дополнительные отверстия. Жидкость для компенсации теплового втягивания обычно вводят в полость 310 поршня, чтобы поддерживать выдвинутое состояние стрелы, как описано выше.

Фиг.4 иллюстрирует пример реализации компенсационного устройства согласно настоящему изобретению, размещенного в компактной алюминиевой камере. Как показано на фиг.4, камерный корпус 400 может иметь простую коробчатую форму и содержит ряд отверстий. К одному из этих отверстий присоединен регулятор 220 подачи жидкости. Средство 230 снижения давления (выполненное в форме редукционного клапана) соединено с другим отверстием и содержит еще одно отверстие, к которому подключают трубопровод, соединяющийся с резервуаром 240. Сенсорный переключатель 250 давления присоединен к следующему отверстию и настроен на определение давления внутри камеры 400. Дополнительные отверстия образуют одно или более выходных отверстий 270 в камере 400. Камера содержит также входное отверстие 410, которое соединяют трубопроводом с блоком 210 подачи гидравлической жидкости. Кроме того, камера содержит выводное отверстие 420, через которое выводится жидкость, поступающая через входное отверстие 410. Камеру 400 можно предпочтительно подключать к существующей линии гидравлической жидкости, при этом она будет оказывать минимальное влияние на эту существующую линию гидравлической жидкости. Кроме того, камера 400 может также содержать одно или более диагностических отверстий 430, которые позволяют проводить мониторинг давления и/или температуры внутри камеры 400.

Как следует из фиг.2 и 4, компенсационное устройство может быть выполнено в форме блока или комплекта элементов, который может быть встроен в существующую грузоподъемную машину. Кроме того, пример исполнения, показанный на фиг.4, обладает такими достоинствами, как надежность в эксплуатации, компактность и экономичность изготовления. Компенсационное устройство, разумеется, не ограничено в какой-либо мере вариантом исполнения, показанным на фиг.4, но может быть адаптировано непосредственно к конкретному применению, к соответствующей модернизируемой грузоподъемной машине или к удобству изготовления и/или монтажа.

Фиг.5 систематически иллюстрирует этапы процесса компенсации сжатия жидкости в гидравлической телескопической стреле. На этапе S 500 измеряется угол наклона стрелы. На этапе S 510 производится сравнение угла наклона с предварительно установленным предельным значением. В примере исполнения предельный угол составлял 35° над горизонталью. Если угол наклона не превышает предварительно установленный предельный угол, процесс возвращается к измерению угла наклона стрелы. Таким образом, производится непрерывный мониторинг величины угла наклона. Если угол наклона превышает предельную величину, на этапе S 520 происходит подача жидкости в гидравлические цилиндры. После введения жидкости в гидравлические цилиндры снова производится измерение и непрерывный мониторинг угла наклона стрелы. Таким образом, если угол наклона стрелы уменьшается до величины, меньшей предельного значения, подача жидкости в цилиндры прекращается.

Фиг.6 более подробно иллюстрирует этап S 520. На этапе S 600 управляющий сигнал поступает на регулятор 220 подачи жидкости, и в показанном примере осуществления регулирующий клапан активируется. На этапе S 610 регулятор 220 подачи жидкости открывает трубопровод для прохождения жидкости от блока 210 подачи жидкости в остальную часть компенсационного устройства. Далее, на этапе S 620 производится регулирование давления (которое может быть понижено редукционным средством, в частности редукционным клапаном 230) до получения предварительно установленной величины. В приведенном примере осуществления величина давления может быть установлена равной 200 PSI, тем самым на этапе S 630 производится ограничение давления на выходе из компенсационного устройства до 200 PSI. Затем на этапе S 630 выход жидкости может быть отрегулирован таким образом, чтобы выходной поток имел только одно направление, а обратное направление потока исключалось (например, при помощи обратного клапана, в частности 260).

Фиг.7 иллюстрирует процесс мониторинга давления в компенсационном устройстве. На этапе S 700 определяется падение давления жидкости. На этапе S 710 в ответ на обнаружение падения давления жидкости генерируется сигнал. Далее на этапе S 720 выводится воспринимаемое оповещение. В некоторых вариантах исполнения может оказаться предпочтительным непрерывно генерировать сигнал оповещения на этапе S 710 до тех пор, пока результат измерения давления не превысит предварительно установленный предел. Для этого можно использовать, например, переключатель с нормально замкнутыми контактами, которые размыкаются, если давление превышает предельную величину.

В приведенном выше описании указаны различные варианты исполнения устройств и/или процессов с использованием блок-схем, логических схем и/или примеров. Если указанные блок-схемы, логические схемы и/или примеры содержат одну или более функций и/или операций, для специалистов в данной области техники очевидно, что каждую функцию и/или операцию в таких блок-схемах, логических схемах и/или примерах можно реализовать отдельно или коллективно в широком спектре конкретных вариантов исполнения. Таким образом, приведенные примеры исполнения не являются ограничительными, но иллюстрируют предполагаемый подход к решению задачи, поставленной авторами настоящего изобретения.

Специалистам в данной области техники известно, что является общепринятым описывать устройства и/или способы в использованной здесь форме, а затем применять в инженерно-технической практике для того, чтобы интегрировать такие описанные устройства и/или способы в более крупную систему или системы. Таким образом, по меньшей мере часть описанных здесь устройств и/или способов можно интегрировать в механическую систему посредством экспериментирования в разумном объеме.

Что касается использования в настоящем описании, по существу, множественного или единственного числа терминов, специалисты в данной области техники могут переводить эти термины из множественного числа в единственное и/или из единственного числа во множественное в соответствии с контекстом и/или применением. Различные перестановки единственного/множественного числа могут быть специально использованы в целях ясности.

В данном описании изложены различные аспекты и варианты исполнения, однако для специалистов в данной области техники очевидны другие аспекты и варианты исполнения. Различные аспекты и варианты исполнения описаны здесь в целях иллюстрации, но не ограничения, при этом подлинная область и суть изобретения указаны в прилагаемой формуле изобретения.