CN102155007B - 斜拉门式启闭机小车驱动机构的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜拉门式启闭机小车驱动的液压控制系统，包括两个液压缸，分别控制液压缸的液压控制单元、液压动力单元、油箱及传感器；所述液压控制单元主要由两组分别控制两个液压缸动作的液压回路组成；所述液压回路包括节流调速回路、旁路纠偏回路、差动回路、缸旁锁紧回路；所述液压动力单元主要由两个双联叶片泵电机组和两个多级调压控制阀组组成；每个液压缸的有杆腔、无杆腔分别经液压控制单元中的缸旁锁紧回路、差动回路、旁路纠偏回路、节流调速回路与液压动力单元的输出端相连通；所述双联叶片泵电机组从油箱吸入液压油经多级调压控制阀组调定系统压力，输入液压控制单元，然后进入液压缸，驱动小车行走。

Description

斜拉门式启闭机小车驱动机构的液压系统

技术领域

本发明涉及水利水电工程建筑物中的门式和台车式启闭机小车驱动机构液压系统，尤其是涉及斜拉门式启闭机小车驱动机构的液压系统。

背景技术

水利水电工程建筑物部分闸门槽布置存在倾斜度，当采用门式移动启闭机启闭闸门时，主小车上的起升机构钢丝绳与垂直地面方向成固定夹角，且保持不变才能保证闸门沿门槽正常启闭，而在启门过程中所产生的水平分力牵引门机主小车沿轨道水平移动，造成闸门无法正常启闭。采用斜拉门机，通过液压缸驱动小车沿轨道水平位移，且利用液压缸的持住力平衡启门过程中所产生的水平分力，维持小车处于斜拉位置，以保证闸门沿门槽正常启闭不失为一种很好地解决方案。但由于小车沿轨道水平移动采取两个液压缸驱动，且行走距离一般在五米以上；因此，两个液压缸工作时的同步精度是保证小车正常工作的前提。影响两个液压缸同步因素较多，诸如液压系统、液压缸等液压驱动自身由于制造、安装等内因造成双缸同步差，又如从泵站到液压缸的液压管路由于敷设时可能存在差异使两侧管路的沿程损失不一，还如由于两只液压缸加工及装配的差异造成双缸的摩阻力不一等等，都将造成两只液压缸工作时出现同步偏差。如何解决上述问题，是本领域技术人员一直研究的课题，但目前还未见诸有关这方面的报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种斜拉门式启闭机小车驱动机构的液压系统，不但实现启门过程中小车始终处于斜拉位置、小车停车防滑移、满足小车在水平吊运和启门斜拉工况下液压缸有杆腔和无杆腔的速度和压力要求，且还可控制两只驱动液压缸的同步精度。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述斜拉门式启闭机小车驱动的液压控制系统，它包括两个液压缸，分别控制液压缸的液压控制单元、液压动力单元、油箱及传感器；所述液压控制单元主要由两组分别控制两个液压缸动作的液压回路组成；所述液压回路包括节流调速回路、旁路纠偏回路、差动回路、缸旁锁紧回路；所述液压动力单元主要由两个双联叶片泵电机组和两个多级调压控制阀组组成；所述传感器包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、液位传感器；每个液压缸的有杆腔、无杆腔分别经液压控制单元中的缸旁锁紧回路、差动回路、旁路纠偏回路、节流调速回路与液压动力单元的输出端相连通；所述双联叶片泵电机组从油箱吸入液压油经多级调压控制阀组调定系统压力，输入液压控制单元，然后进入液压缸，驱动小车行走。

所述每只液压缸的缸旁锁紧回路均由两个分别与液压缸有杆腔、无杆腔相连通的液控单向阀和保护液压缸压力的溢流阀组成；

所述差动回路包括与液压缸有杆腔油路相连通的单向节流阀和电液换向阀以及电磁换向阀组成；所述电液换向阀的一个出口与液压缸无杆腔油路相连通，另一个出口与所述单向节流阀相连通，所述电磁换向阀控制电液换向阀的换向机能，电液换向阀的一个进口与油箱上的回油滤油器相连，另一个进口与所述节流调速回路的一组流量控制阀组的出口相连通；

节流调速回路包括一个电液换向阀、一组流量控制阀块；所述流量控制阀块由两个相并联的大、小通径不同的流量控制阀组成；所述大通径流量控制阀入口与所述的电液换向阀的一个出口相通，小通径流量控制阀入口和电液换向阀入口共同与多级调压控制阀组的出口相通；电液换向阀同时控制两个液压缸的大通径流量控制阀；

所述多级调压控制阀组包括电磁溢流阀、三位四通电磁换向阀、叠加式溢流阀、控制盖板和溢流插装阀；所述电磁溢流阀与大流量叶片泵出口相通；所述三位四通电磁换向阀、叠加式溢流阀、控制盖板和溢流插装阀组成的两级调压阀组与小流量叶片泵出口相通；

所述双联叶片泵电机组由两个大、小流量不同的单级叶片泵组构成的双联泵以及驱动电机组成；

所述旁路纠偏回路包括单向节流阀和电磁换向阀。

本发明优点在于自节流调速回路分别旁引出油路连接到所述旁路纠偏回路中的电磁换向阀上，其回油路至油箱。当设置在两个液压缸上的行程测量装置检测出两个液压缸运行出现偏差时，反馈给PLC发出指令，根据偏差信号电磁换向阀动作，使先行的液压缸旁路泄油回油箱，达到调整两个缸位移同步的目的。当两个液压缸的位移偏差达到设定允许范围值时，电磁换向阀失电复位，停止泄油。PLC通过对两个液压缸行程测量装置实时比对→反馈信号→发出指令，电磁换向阀不断得、失电，达到调整两个液压缸同步的目的。同时，本发明为开环控制，与采用比例、伺服液压元件控制的闭环控制系统相比更为经济、简单，对油液的污染等级要求较低，便于后期保养维护，而又满足小车运行同步精度的要求。

附图说明

图1是本发明所述的液压控制系统原理框图。

图2是本发明所述的液压控制系统原理图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述斜拉门式启闭机小车驱动的液压控制系统，它包括两个液压缸1、2，分别控制液压缸1、2的液压控制单元、液压动力单元、油箱9及传感器；所述液压控制单元由两组分别控制液压缸1、2动作的液压回路组成；所述液压控制单元包括节流调速回路5、旁路纠偏回路7、差动回路6、缸旁锁紧回路8；所述液压动力单元由两个双联叶片泵电机组3和两个两级调压控制阀组4组成；所述传感器包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、液位传感器；每个液压缸的有杆腔、无杆腔分别经液压控制单元中的缸旁锁紧回路8、差动回路6、旁路纠偏回路7、节流调速回路5与液压动力单元的输出端相连通；所述双联叶片泵电机组3从油箱9吸入液压油经多级调压控制阀组4调定系统压力，输入液压控制单元，然后进入液压缸，驱动小车行走。

所述每只液压缸1、2的缸旁锁紧回路8均由两个分别与液压缸1、2有杆腔、无杆腔相连通的液控单向阀10和保护液压缸1、2压力的溢流阀11组成。实现斜拉启门工况液压缸持住小车保持斜拉位置功能，同时小车停车时实现锚固、锁定功能，防止滑移。

所述差动回路6由与液压缸1、2有杆腔油路相连通的单向节流阀12和电液换向阀13以及电磁换向阀组成；所述电液换向阀13的一个出口与液压缸1、2无杆腔油路相连通，另一个出口与所述单向节流阀12相连通，所述电磁换向阀控制电液换向阀13的换向机能，电液换向阀13的一个进口与油箱9上的回油滤油器14相连，另一个进口与所述节流调速回路5的一组流量控制阀组的出口相连通。解决液压缸1、2有杆腔、无杆腔由于面积差造成液压缸活塞杆伸出和缩回速度相差较大的问题，使小车前进、后退速度接近。

所述节流调速回路5包括一个电液换向阀15、一组流量控制阀块16；所述流量控制阀块16由两个相并联的大、小通径不同的流量控制阀组成；所述大通径流量控制阀入口与所述的电液换向阀15的一个出口相通，小通径流量控制阀入口和电液换向阀15入口共同与多级调压控制阀组4的出口相通；电液换向阀15同时控制两个液压缸1、2的大通径流量控制阀。与双联叶片泵电机组3组合作用，解决斜拉门机在各种工况下多种速度要求，液压系统实现5-10倍的大范围调速功能。

所述两级调压控制阀组4包括电磁溢流阀16、三位四通电磁换向阀17、叠加式溢流阀18、控制盖板和溢流插装阀19；所述电磁溢流阀16与大流量叶片泵出口相通，按设计要求调定其压力；所述三位四通电磁换向阀17、叠加式溢流阀18、控制盖板和溢流插装阀19组成的两级调压阀组与小流量叶片泵出口相通，按设计要求调定其压力。实现各种工况下液压缸1、2有杆腔、无杆腔的多个压力值的设定要求。

所述双联叶片泵电机组3由两个大、小流量不同的单级叶片泵组构成的双联泵以及驱动电机组成，用以获得多种流量，适应液压缸不同速度的要求。

所述旁路纠偏回路7包括单向节流阀和电磁换向阀，当两个液压缸1、2位移差超出设定值，PLC发出指令，电磁换向阀动作，速度快的液压缸放油回油箱9。

斜拉门机小车运行工况分为斜拉工况和吊运工况，简述如下：

斜拉工况：门机小车行驶到启门斜拉起始位置，小车上的主起升机构启动下钩，拉杆挂住闸门吊具，小车后退，并与主起升卷筒的放绳保持同步速度。当到达启门斜拉位置时，液压缸位移传感器输出信号上传PLC,PLC发出控制指令，小车停止，液压缸自锁。小车驱动机构完成斜拉就位运行工况。小车上的主起升机构启动，卷筒缠绕钢丝绳回收，这时液压缸持住或拉动小车保持在启门斜拉位置，当闸门完成开启动作，小车驱动机构即完成主小车斜拉启门工况。

吊运工况：小车驱动机构的吊运工况就是小车上的主起升机构在吊挂重物或空钩状态下沿轨道运行，须达到一定的运行速度，以提高生产效率。由于斜拉门机有吊运行走工况、斜拉行走就位工况、斜拉启门工况。对应着小车须高速行走吊运；又须与小车上主起升卷筒的放绳速度保持一致，平稳放绳；还有在启门时液压缸持住小车保持斜拉位置，以便闸门沿斜门槽开启。因此液压系统需具有5～10倍大范围调速功能。同时，每种工况下液压缸前进、后退时对应液压缸有杆腔、无杆腔的压力不同。在液压系统中，采取分别设定压力的控制方式，即多级调压，适应相应的工况要求。为防止轨道坡度、风荷载或其它外力造成门机小车滑移，液压系统须具有锚固、锁定功能。

Claims (1)

1.一种斜拉门式启闭机小车驱动机构的液压系统，它包括两个液压缸（1、2），分别控制液压缸（1、2）的液压控制单元、液压动力单元、油箱（9）及传感器；其特征在于：所述液压控制单元主要由两组分别控制液压缸（1、2）动作的液压回路组成；所述液压回路包括节流调速回路（5）、旁路纠偏回路（7）、差动回路（6）、缸旁锁紧回路（8）；所述液压动力单元主要由两个双联叶片泵电机组（3）和两个多级调压控制阀组（4）组成；所述传感器包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、液位传感器；每个液压缸（1、2）的有杆腔、无杆腔分别经液压控制单元中的缸旁锁紧回路（8）、差动回路（6）、旁路纠偏回路（7）、节流调速回路（5）与液压动力单元的输出端相连通；所述双联叶片泵电机组（3）从油箱（9）吸入液压油经多级调压控制阀组（4）调定系统压力，输入液压控制单元，然后进入液压缸，驱动小车行走；

每只液压缸（1、2）的缸旁锁紧回路（8）均由两个分别与液压缸（1、2）有杆腔、无杆腔相连通的液控单向阀（10）和保护液压缸（1、2）压力的溢流阀（11）组成；

所述差动回路（6）包括与液压缸（1、2）有杆腔油路相连通的单向节流阀（12）和第一电液换向阀（13）以及电磁换向阀；所述第一电液换向阀（13）的一个出口与液压缸（1、2）无杆腔油路相连通，另一个出口与所述单向节流阀（12）相连通，所述电磁换向阀控制第一电液换向阀（13）的换向机能，第一电液换向阀（13）的一个进口与油箱（9）上的回油滤油器（14）相连，另一个进口与所述节流调速回路（5）的一组流量控制阀块的出口相连通；

节流调速回路（5）包括一个第二电液换向阀（15）、一组流量控制阀块（16）；所述流量控制阀块（16）由两个相并联的大、小通径不同的流量控制阀组成；所述大通径流量控制阀入口与所述的第二电液换向阀（15）的一个出口相通，小通径流量控制阀入口和第二电液换向阀（15）入口共同与多级调压控制阀组（4）的出口相通；第二电液换向阀（15）同时控制两个液压缸（1、2）的大通径流量控制阀；

所述双联叶片泵电机组（3）由两个大、小流量不同的单级叶片泵组构成的双联泵以及驱动电机组成；

所述多级调压控制阀组（4）包括电磁溢流阀（16）、三位四通电磁换向阀（17）、叠加式溢流阀（18）、控制盖板和溢流插装阀（19）；所述电磁溢流阀（16）与大流量叶片泵出口相通；所述三位四通电磁换向阀（17）、叠加式溢流阀（18）、控制盖板和溢流插装阀（19）组成的两级调压阀组与小流量叶片泵出口相通；

所述旁路纠偏回路（7）包括单向节流阀和电磁换向阀。

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