CN101323422A - 液压滚筒绞车复合控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压滚筒绞车复合控制装置。本发明属于滚筒绞车技术领域。液压滚筒绞车复合控制装置，液压动力源通过控制阀经管路驱动液压马达，液压马达驱动滚筒，其特点是：主回路由电比例变量泵和液控变量泵并联构成液压动力源，液压动力源驱动液压马达；电比例变量泵的控制油口通过单向阀和液控变量泵控制油口连接，控制油路接入液压先导控制阀和单向阀，构成液控和电控共存控制结构。本发明通过电液控制集成，采用机旁液压控制、固定式远程控制和移动式远程控制方式后，丰富了施工过程控制方式，大大提高了施工效率。

Description

液压滚筒绞车复合控制装置

技术领域

本发明属于滚筒绞车技术领域，特别是涉及一种液压滚筒绞车复合控制装置。

背景技术

目前，公知技术基于闭式液压驱动的滚筒铰车液压控制系统(如附图3)主要工作部件是电比例变量泵19、压力控制与补油阀组20和马达减速机组21等组成。液压泵输出油液驱动马达减速机组旋转，马达的回油又回到液压泵的入口，油液不经油箱而直接在系统内循环，构成闭式回路，电比例变量泵19正反向供油可实现绞车收揽和放缆。绞车施工过程中，常需要操作人员观察动力站、滚筒运转情况和被拖拉物体运动情况，并根据实际工况，变换不同的控制方式，这时移动体积、重量较大的控制台，不仅费时费力，而且需配置多位施工人员，操作极其不便。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，而提供一种液压滚筒绞车复合控制装置。

本发明的目的是通过电液控制技术集成，解决基于闭式液压驱动滚筒绞车的复合控制系统，实现机旁液压控制、固定式远程控制和移动式远程控制。

本发明采取的技术方案是：

液压滚筒绞车复合控制装置，液压动力源通过控制阀经管路驱动液压马达，液压一马达驱动滚筒，其特点是：主回路由电比例变量泵和液控变量泵并联构成液压动力源，液压动力源驱动液压马达；电比例变量泵的控制油口通过单向阀和液控变量泵控制油口连接，同时，控制油路接入液压先导控制阀和单向阀，构成液控和电控共存控制结构。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特点是：比例变量泵的工作油口连接电磁换向阀，电磁换向阀出口与比例溢流阀连接，比例溢流阀出口通过单向阀与电比例变量泵和液控变量泵变量缸控制油口连接，构成恒张力控制结构。

所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特点是：液压先导控制阀输出压力油通过单向阀连接到电比例变量泵和液控变量泵控制油口合流点连接液压先导控制阀，控制液控变量泵的液控伺服阀动作。

所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特点是：电比例变量泵内装电比例伺服阀，电比例伺服阀连接比例手柄电路，比例手柄转动改变电阻阻值，为电比例伺服阀输入变化电流，电比例伺服阀输出控制油改变电比例变量泵摆角，实现电比例变量泵输出流量大小和方向控制。

所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特点是：电比例伺服阀输出控制油通过单向阀进入液控变量泵伺服阀控制油口。伺服阀输出控制油改变液控变量泵摆角，实现液控变量泵输出流量大小和方向控制。

所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特点是：比例手柄电路通过选择开关可分别实现移动式远程和固定式远程控制电比例伺服阀连接模式。

所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特点是：比例溢流阀连接比例放大器电路，比例放大器电路通过调节电位器方式输出变化电流，对比例溢流阀进行压力控制，比例溢流阀出油口通过单向阀进入电比例变量泵、液控变量泵和阻尼孔、液压伺服阀回油箱。

所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特点是：比例放大器电路通过选择开关可分别实现移动式远程和固定式远程控制控制比例溢流阀连接模式。

本发明具有的优点和积极效果：

液压滚筒绞车复合控制装置，绞车由中央控制室，液压动力站、绞车滚筒、张力速度测量传感器、远程控制盒组成。其中中央控制室，液压动力站做成集装箱模块形式。中央控制室与液压动力站、中央控制室与张力速度传感器、中央控制室与远程控制盒间通过电缆连接，而中央控制室与绞车滚筒间通过液压管线连接，所有电缆接头均采用水密接头形式，所有液压管线接头应采用自闭式快速接头。该绞车是基于闭式液压驱动滚筒绞车的复合控制装置，采用机旁液压控制、固定式远程控制和移动式远程控制方式后，通过电液控制技术集成，丰富了施工过程控制方式，大大提高了施工效率。

附图说明

图1是本发明连接结构示意图；

图2是图1的控制电路连接结构示意图；

图3是现有技术液压滚筒绞车控制装置结构示意图。

图中，1.比例溢流阀，2.电磁换向阀，3.单向阀，4.液压先导控制阀，5.梭阀，6.单向阀，7.电比例变量泵，8.液压马达，9.减速机，10.滚筒，11.液控换向阀，12.液控变量泵，13.单向阀，14.单向阀，15.本地恒张力控制，16.远程恒张力控制，17.本地绞车收放与速度控制，18.远程绞车收放与速度控制，19.电比例变量泵，20.压力控制与补油阀组，21.马达减速机组。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1、图2。

实施例1

液压滚筒绞车复合控制装置，液压动力源通过控制阀经管路驱动液压马达8，液压马达8经减速机9驱动滚筒10。主回路由电比例变量泵7和液控变量泵12并联构成液压动力源，液压动力源驱动液压马达8；电比例变量泵7的控制油口通过单向阀6和液控变量泵12控制油口连接，同时，控制油路接入液压先导控制阀4和单向阀3，构成液控和电控共存控制结构。比例变量泵7的工作油口连接电磁换向阀2，电磁换向阀2出口与比例溢流阀1连接，比例溢流阀1出口通过单向阀13、14与电比例变量泵7和液控变量泵12变量缸控制油口连接，构成恒张力控制结构。

电比例变量泵7和液控变量泵12的控制油合流点连接液压先导控制阀4，液压先导控制阀4输出压油通过单向阀3，控制液控变量泵12的液控伺服阀动作。液压先导控制阀4输出压油通过梭阀5控制液控换向阀11，从而控制液压马达8制动器动作。

电比例变量泵7内装电比例伺服阀，电比例伺服阀连接比例手柄电路，比例手柄转动改变电阻阻值，为电比例伺服阀输入变化电流，电比例伺服阀输出控制油改变电比例变量泵7摆角，实现电比例变量泵7输出流量大小和方向控制。同时，电比例伺服阀输出控制油通过单向阀6进入液控变量泵12控制油口，伺服阀输出控制油改变液控变量泵12摆角，实现液控变量泵12与电比例变量泵7合流输出液压动力。比例手柄电路通过选择开关分为固定式和移动式远程控制连接模式，实现本地绞车收放与速度控制17和远程绞车收放与速度控制18。

比例溢流阀1连接比例放大器电路，比例放大器电路通过调节电位器方式输出变化电流，对比例溢流阀1进行压力控制，比例溢流阀1出油口通过单向阀13、14进入电比例变量泵7、液控变量泵12和阻尼孔、液压伺服阀回油箱。比例放大器电路通过选择开关可分别实现移动式远程和固定式远程控制控制比例溢流阀1连接模式，实现本地恒张力控制15和远程恒张力控制16。

本实施例的系统构成及控制过程：

1.液压系统构成

为实现闭式液压驱动滚筒绞车的复合控制首先设计液压驱动系统，如附图1。

该系统主回路选用Sauer-Danfoss公司一台90R**KA电比例变量泵7和90R**HF液控变量泵12(其数量可根据系统总流量确定)并联构成液压动力源驱动90M**定量液压马达8，然后经减速机9驱动滚筒10工作。

电比例变量泵7的X1、X2控制油口通过单向阀6与液控变量泵12的X1、X2控制油口连接，同时通过单向阀3后与hydrocontrol公司HC-RCM液压先导控制阀4的a、b油口连接，构成液控和电控共存控制模式。

从液压泵工作油口M1引出压力油进入电磁换向阀2入口，其出口与比例溢流阀1连接，比例溢流阀1出口分别通过单向阀13、14与变量泵7、12的变量缸控制油口M4连接，构成恒张力控制回路。

2.机旁控制

为实现在无控制电源的条件下，独立的控制绞车完成工作，在动力站中安装有液压先导控制阀4，通过液压软管总成控制液控变量泵12工作。

液压先导控制阀4控制原理：从液压泵M3点取压力油源，压力油通过液压先导控制阀4进油口，a、b油口输出压力油通过单向阀3到液控变量泵12控制油口X1，X2点，控制液压泵内的液控伺服阀动作，液控伺服阀的换向，使控制油进入到液控变量泵12的变量缸中，由于液压先导控制阀4输出压力与手柄旋转角度成比例关系，随着手柄正负倾角的变化，不仅改变液压泵输出液压油的方向，而且液压泵的输出流量也随之改变。

与此同时，由于单向阀6的截止作用，先导控制阀控制油不能进入电比例变量泵7变量控制机构中，因此该泵变量机构处于零摆角，无流量输出状态。

3.固定式远程控制

固定式远程控制配置电源接口、与绞车动力站的控制电缆接口、与绞车遥控盒的控制电缆接口、与测量传感器的通讯接口等。控制室主要功能为：主电机起停控制、液压油箱温度控制、本地控制/遥控盒控制、设置绞车工作模式选择、绞车收放控制、状态监测和数据显示。

固定式远程控制主要指本地绞车收放控制和恒张力控制。

选用Sauer-Danfoss公司MCH22BD1082电比例手柄控制电比例变量泵7的比例伺服阀EDC实现绞车的收放控制。如附图2，工作时，由总电源处引出交流380V电源，经变压器TC转变为交流220V电源，然后经断路器QF接到开关电源VC转变为直流24V控制电源。

SA1为“本地/远程控制”选择旋钮，图中位置为“本地控制”方式。KA21、KA22继电器线圈得电，电源接至比例手柄电路中，其中R1，R2，R3为大功率定值电阻，起分流与限压作用，与比例手柄连接的W3为可变电阻。转动手柄，手柄内微动开关变为闭合状态，比例手柄电路接通，通过调节比例手柄的倾角来改变电阻W3的阻值为电比例变量泵7内置比例伺服阀EDC输出0-130mA变化电流，控制电比例伺服阀(EDC)动作，由于电比例伺服阀阀芯的动作，泵内部控制油通过电比例伺服阀进入到液控伺服阀，通过液控伺服阀的换向，液控伺服阀输出的控制油改变液压泵摆角，实现液压泵输出流量和液压油输出的方向。同时控制压力通过单向阀6进入液控变量泵12控制油口X1，X2点，控制其液控伺服阀动作，而实现液控变量泵12输出同样的流量与电比例变量泵7合流，实现了对绞车速度与方向的控制。

恒张力控制要求绞车在运动的负载下，在释放、保持和牵引钢丝绳(缆绳)状态下保持较恒定的直线张力，张力大小可在一定范围内设定与调整。液压绞车会随着张力的大小，自动调节钢丝绳(缆绳)的收或放，使钢丝绳(缆绳)所受的张力之与操作者所设定的张力值保持一致。

绞车在收揽状态下，附图2中变量泵液控伺服阀处于右位，变量缸的右侧为控制腔，在其力作用下，液压泵变量，输出压力油驱动液压马达工作。将SA2置于“恒张力模式”时，KA3继电器线圈得电，DT2得电，电磁换向阀2换向，附图2中M1口压力油经电磁换向阀2进入比例溢流阀1进油口，同时比例放大器P1的电源接通，通过调节电位器W1来调节比例放大器输入信号，输出0-1.8A电流对比例溢流阀DT1进行压力控制，当工作压力达到比例溢流阀设定压力时，比例溢流阀溢流，其出口压力油通过单向阀13、14一部分进入比例泵变量缸的非控制腔(左侧)，另一部分通过阻尼孔、液控伺服阀回油箱，变量缸在溢流压力反作用下，往零摆角方向运动，当溢流量通过阻尼产生的压力与液控伺服阀控制压力对变量缸作用平衡时、液压泵输出流量仅满足系统泄漏和溢流阀溢流的需要，实现了低流量下的恒压力控制，即使绞车钢丝绳(缆绳)张力的大小保持恒定。

4.移动式远程控制

移动式远程控制是将附图3中远程控制电器集成在小型手提式控制盒内，通过电缆与控制室连接，当控制室SA1“本地/远程控制”选择旋钮，拨到“远程控制”位时。KA11、KA12继电器得电，手提式控制盒电路接通，通过操作恒张力控制旋钮和收放控制手柄即可实现对绞车的控制，其控制原理与固定式远程控制相同。

Claims (8)

1.一种液压滚筒绞车复合控制装置，液压动力源通过控制阀经管路驱动液压马达，液压马达驱动滚筒，其特征是：主回路由电比例变量泵(7)和液控变量泵(12)并联构成液压动力源，液压动力源驱动液压马达(8)；电比例变量泵(7)的控制油口通过单向阀(6)和液控变量泵(12)控制油口连接，控制油路接入液压先导控制阀(4)和单向阀(3)，构成液控和电控共存控制结构。

2.根据权利要求1所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特征是：比例变量泵(7)的工作油口连接电磁换向阀(2)，电磁换向阀(2)出口与比例溢流阀(1)连接，比例溢流阀(1)出口通过单向阀(13、14)与电比例变量泵(7)和液控变量泵(12)变量缸控制油口连接，构成恒张力控制结构。

3.根据权利要求1所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特征是：液压先导控制阀(4)输出压力油通过单向阀(3)连接到电比例变量泵(7)和液控变量泵(12)控制油口的合流点，控制液控变量泵(12)的液控伺服阀动作。

4.根据权利要求1所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特征是：电比例变量泵(7)内装电比例伺服阀，电比例伺服阀连接比例手柄电路，比例手柄转动改变电阻阻值，为电比例伺服阀输入变化电流，电比例伺服阀输出控制油改变电比例变量泵(7)摆角，实现电比例变量泵(7)输出流量大小和方向控制。

5.根据权利要求4所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特征是：电比例伺服阀输出控制油通过单向阀(6)进入液控变量泵(12)伺服阀控制油口，伺服阀输出控制油改变液控变量泵(12)摆角，实现液控变量泵(12)输出流量大小和方向控制。

6.根据权利要求4或5所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特征是：比例手柄电路通过选择开关可分别实现移动式远程和固定式远程控制电比例伺服阀连接模式。

7.根据权利要求2所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特征是：比例溢流阀(1)连接比例放大器电路，比例放大器电路通过调节电位器方式输出变化电流，对比例溢流阀(1)进行压力控制，比例溢流阀(1)出油口通过单向阀(13、14)进入电比例变量泵(7)、液控变量泵(12)和阻尼孔、液压伺服阀回油箱。

8.根据权利要求7所述的液压滚筒绞车复合控制装置，其特征是：比例放大器电路通过选择开关可分别实现移动式远程和固定式远程控制控制比例溢流阀(1)连接模式。

Images