CN102912988B - 一种张拉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种张拉系统，包括：张拉设备，其包括千斤顶以及设置在千斤顶的缸筒内部的压力传感器、位移探测装置；与张拉设备流体连通的液压装置，包括油泵单元以及控制器；和计算机；其中，所述控制器基于从计算机中接收的信号来控制油泵单元，以驱动所述千斤顶进行张拉操作，并且所述控制器还将所述压力传感器和位移探测装置采集的信息传输到所述计算机作进一步处理。本发明操作简便、结构简单紧凑、成本低廉、可靠性好、精度高、自动化程序。

Description

一种张拉系统
技术领域
本发明涉及到土木工程施工设备领域，特别地涉及一种预应力张拉系统。
背景技术
现有技术主要包括预应力张拉设备及其控制组件。控制组件包括张拉启闭控制单元和用来采集张拉作业时各数据的采集控制单元，张拉设备包括驱动泵、电机、驱动控制机构、油箱、油缸装置。油箱内装设有测量油压值的压力传感器；张拉油缸装置上安装了用来测量油缸活塞位移值的位移探测装置；油箱内装设有用来控制液压油进出的电磁控制阀；油箱上安装了数据采集控制单元，通过无线或有线的方式与计算机装置相连。实施张拉作业时对张拉力、伸长量的数据自动采集，并保存数据，可进行同步性作业，完成张拉记录表，基本实现了智能张拉过程。现有技术在张拉过程中无需人工测量或读数，减少了人为干扰因素，解决了以往传统预应力人工张拉方法存在的问题，一定程度上规范了张拉过程，但是也存在许多不足。
现有技术存在如下的不足：
（1）传感器问题，压力传感器位于油箱内直接测量为油泵单元的进油压强，测量值不是千斤顶的油压值，所以压力值不能准确体现张拉力。位移探测装置安装在千斤顶外壳，受环境影响较大，传感器受潮后导致测量值不准，而且搬运、更换千斤顶过程容易造成位移探测装置损坏，影响作业。
（2）张拉控制方面，现有技术中张拉液压装置中电机、油泵进油速度恒定不变，导致加载速度一定，张拉力不能实时调整，容易造成张拉力施加过快。持荷状态不稳定，不能进行自动补张拉，这样可能导致两端同步张拉时造成两端张拉力不同，难以做到真正张拉同步。
（3）油泵单元电机所用电机速率不可调，导致进油速度和张拉速率不可调，出现小吨位千斤顶启顶过快，大吨位千斤顶启顶过慢，影响张拉效率；同时对张拉力精度影响比较大，特别是对负弯矩的张拉力精度影响较大；
（4）张拉力值达到设计值后进行回油卸荷时需要继续提高进油压强冲开安全阀后才能实现卸荷、回缸功能。这种现象叫“超载卸荷”现象，它对预应力筋预应力损失、滑丝、对夹具的冲击影响较大；
（5）采用普通笔记本电脑，因施工现场坏境较差，其阳光可视频性、电池续航能力、适应温度、防尘、防水、防震等比较差，导致笔记本容易出现故障，影响作业。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构简单紧凑、操作简单、自动程度高、可靠性强、实用性更广泛的智能张拉系统，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种张拉系统，包括：张拉设备，其包括千斤顶以及设置在千斤顶缸筒内部的压力传感器、位移探测装置；与张拉设备流体连通的液压装置，包括油泵单元以及控制器和计算机；其中，所述控制器基于从计算机中接收的信号来控制油泵单元，以驱动所述千斤顶进行张拉操作，并且所述控制器还将所述压力传感器、位移探测装置采集的信息传输到所述计算机作进一步处理。
优选地，所述压力传感器通过设置在千斤顶的缸筒壁内的导油孔与千斤顶的张拉油缸连通。
优选地，千斤顶的活塞杆外层有等间距的若干个凹槽，位移探测装置包括设于缸筒的端部处的探头和位于凹槽内的凹槽填充物，所述凹槽填充物的材料与活塞杆的材料不同。
优选地，所述油泵单元还包括变频器和变频电机，其中变频电机通过变频器与控制器相连接。
优选地，所述油泵单元还包括电磁换向阀和电磁球阀，其中所述控制器通过驱动电磁换向阀及电磁球阀，在实现张拉操作结束后使千斤顶先卸压再回缸。
优选地，所述油泵单元还包括油管和叠加阀，其中油管通过叠加阀与油管接头相连接。
优选地，所述油泵单元的吸油口外接吸油过滤器。
优选地，所述油泵单元还包括高压油泵和低压油泵。
优选地，所述液压装置为二个或二个以上，所述张拉设备为二个或二个以上。
优选地，所述液压装置包括无线路由器，无线路由器与控制器相连通，控制器与计算机通过无线WIFI局域网交互数据。
本发明具有以下有益效果：（1）传感器置于缸筒内部，能够适应复杂的施工现场，不受环境影响，测量更准确，传感器与控制器相连接，实现数据智能处理；（2）压力传感器通过导油孔连通张拉油缸，能直接测量张拉油缸的压力值，测量精度高，不受人为因素干扰。（3）位移探测模块的探头利用磁敏效应原理，通过探测凹凸槽口的变化情况来计量位移变化，能够实时感应活塞杆的位移变化，反应预应力筋的伸长值，测量精度高，不受人为因素干扰。（4）千斤顶先卸压再回缸，有效的控制了退顶回油的速度，避免了卸压回油过程中存在的预应力筋超张拉、滑丝、回顶过快冲撞锚具等问题；（5）油泵流量、压力大小可依据张拉目标值实时可调；（6）多个千斤顶可同时同步进行张拉施工；（7）油泵单元包括低压泵和高压泵，在油温高和低的情况下，都能保证很好的吸油性，提高供油效果；（8）采用无线WIFI局域网交互数据，根据各张拉系统的唯一IP地址实现识别操作，排除了同一场地多台张拉系统的干扰作业。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的张拉设备的剖视图
图3是本发明优选实施例的液压装置的剖视图。
标记说明：1、压力传感器；2、探头；3、千斤顶；4、油嘴接头；5、油管；6、油泵单元；7、变频电机；8、油箱；9、电磁换向阀；10、控制器；11、吸油过滤器；12、计算机；13、电磁球阀；14、缸筒；15、导油孔；16、活塞杆；17、张拉油缸；18、凹槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1、图2和图3，一种张拉系统包括张拉设备、液压装置、计算机12，张拉设备包括千斤顶3以及设置在千斤顶3的缸筒14内部的压力传感器1和位移探测装置；液压装置包括油泵单元6以及控制器10；液压装置与张拉设备流体连通；控制器10基于从计算机12中接收的信号来控制油泵单元，以驱动所述千斤顶3进行张拉操作，并且所述控制器10还将所述压力传感器1、位移探测装置采集的信息传输到所述计算机12作进一步处理。
使用时，油泵单元6的出油口与千斤顶3的进油口通过油管5连接，油泵单元6的回油口与千斤顶3的出油口通过油管5连接，接通电源，启动计算机12后，打开计算机12的张拉控制软件，根据工程实际情况选择相应工作功能界面，输入张拉必要数据，如工程项目信息、张拉构件信息等，输入完毕以后启动张拉程序，控制器10接收到来自计算机12的控制信号，启动电机；油箱8中的液压油经油泵单元6、油管5后压入千斤顶3的进油口，千斤顶3将活塞顶出，进行张拉施工；与此同时，位于千斤顶3缸筒14内的压力传感器1采集到油缸的压力，位移探测装置采集到活塞的伸长值，两个实时数值传输到控制器10，再反馈到计算机12进行分析和处理。此张拉系统的位移探测装置和压力传感器1都位于千斤顶的缸筒14内，加强了对传感器的保护，使传感器能够适应复杂的施工现场，不受环境影响，测量更准确，并且传感器通过控制器10与计算机12相连接，实现真正的数据智能处理。
作为上述压力传感器1的进一步改进，压力传感器通过设置在千斤顶的缸筒壁内的导油孔与千斤顶的张拉油缸连通。导油孔可以设置在千斤顶的内壁内侧，也可以是外壁的外侧，或者是内壁与外壁之间。操作时，压力传感器1测量值的是张拉油缸17的压力值，测量精度更高，不受人为因素干扰。
另外，还可以在千斤顶3的活塞杆16的外层设置有等间距的若干个凹槽18，位移探测装置包括设于缸筒14的端部处的探头2和位于凹槽18内的凹槽填充物，所述凹槽填充物的材料与活塞杆16的材料不同。在磁场作用下，探头2利用磁敏效应原理，通过探测凹凸槽口的变化情况来计量位移变化，实时感应活塞杆16的位移变化，反应的是预应力筋的伸长值，因此测量精度高，不受人为因素干扰。凹槽填充物一般为铜、镍、瓷等其它与活塞杆16不同的材质。
作为油泵单元6的进一步改进，油泵单元6中的电机为变频电机7，另还包括变频器，变频电机7通过变频器与控制器10相连接。使用时，控制器10根据计算机12的信号指令调节变频器，通过变频器来改变变频电机7的工作频率，从而影响千斤顶3的进油流量，控制张拉速度，使千斤顶3的压力、位移大小可依据计算机12输入的张拉目标值实时调整，克服了预应力不均匀、冲撞锚具等问题。
作为油泵单元6的进一步改进，油泵单元6还包括电磁换向阀9、电磁球阀13，所述控制器10通过驱动电磁换向阀9及电磁球阀13，实现张拉操作结束后千斤顶3先卸压再回缸。张拉行程结束以后，控制器10根据计算机12的信号指令控制卸压回油过程，打开电磁球阀13，首先对千斤顶3卸压，压力达到目标值后再开启电磁换向阀9让千斤顶3的油缸回油，液压油经油管5流至油箱8。这样千斤顶3先卸压再回缸，有效的控制了退顶回油的速度，避免了卸压回油过程中存在的预应力筋超张拉、滑丝、回顶过快冲撞锚具等问题。
在实际工作当中，也可用一台计算机12同时控制二台或多台张拉设备、二台或多台液压装置，实现多个千斤顶3同时进行张拉施工。
作为上述实施例的改进，为了进一步清洁液压油，油泵单元6的吸油口可以外接一个吸油过滤器11，液压油通过过滤器后才进入油泵单元6内。油泵单元6也可包括高压泵、低压泵二个油泵，这样在油温高和低的情况下，都能保证油泵单元6有很好的吸油性能，提高供油效果。为了使油管5接头安装、拆卸方便且不易损坏，也可以在油管5与油管5接头之间连接一个叠加阀。
作为上述实施例的改进，液压装置还可以包括无线路由器，无线路由器与控制器相连通，控制器与计算机通过无线WIFI局域网交互数据。具体使用时，采用无线WIFI局域网交互数据，根据各张拉系统的唯一IP地址实现识别操作，排除了同一场地多台张拉系统的干扰作业。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种张拉系统，包括：
张拉设备，其包括千斤顶以及设置在千斤顶的缸筒内部的压力传感器和位移探测装置；所述压力传感器通过设置在千斤顶的缸筒壁内的导油孔与千斤顶的张拉油缸连通；
与张拉设备流体连通的液压装置，包括油泵单元以及控制器；和
计算机；
其中，所述控制器基于从计算机中接收的信号来控制油泵单元，以驱动所述千斤顶进行张拉操作，并且所述控制器还将所述压力传感器、位移探测装置采集的信息传输到所述计算机作进一步处理。
2.根据权利要求1所述的张拉系统，其特征在于，千斤顶的活塞杆外层有等间距的若干个凹槽，位移探测装置包括设于缸筒的端部处的探头和位于凹槽内的凹槽填充物，所述凹槽填充物的材料与活塞杆的材料不同。
3.根据权利要求1或2所述的张拉系统，其特征在于，所述油泵单元还包括变频器和变频电机，其中变频电机通过变频器与控制器相连接。
4.根据权利要求1或2所述的张拉系统，其特征在于，所述油泵单元还包括电磁换向阀和电磁球阀，其中所述控制器通过驱动电磁换向阀及电磁球阀，在实现张拉操作结束后使千斤顶先卸压再回缸。
5.根据权利要求1或2所述的张拉系统，其特征在于，所述油泵单元还包括油管和叠加阀，其中油管通过叠加阀与油管接头相连接。
6.根据权利要求1或2所述的张拉系统，其特征在于，所述油泵单元的吸油口外接吸油过滤器。
7.根据权利要求1或2所述的张拉系统，其特征在于，所述油泵单元还包括高压油泵和低压油泵。
8.根据权利要求1或2所述的张拉系统，其特征在于，所述液压装置为二个或二个以上，所述张拉设备为二个或二个以上。
9.根据权利要求1或2所述的张拉系统，其特征在于，所述液压装置包括无线路由器，无线路由器与控制器相连通，控制器与计算机通过无线WIFI局域网交互数据。
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