CN105351126A - 柴油打桩锤及其燃油系统的断油装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油打桩锤及其燃油系统的断油装置，其中，所述断油装置包括油量控制单元、压油杠杆、转轴、油泵、喷嘴和停油机构；压油杠杆可旋转连接于转轴，用以驱动油泵向喷嘴供油；停油机构包括紧停电磁阀、摇臂和挂钩，紧停电磁阀与所述摇臂连接，所述摇臂还与所述挂钩连接；所述油量控制单元包括一控制器，所述紧停电磁阀在所述控制器接收到停油信号时带动所述摇臂摆动，进而带动所述挂钩摆动；在所述挂钩摆动时，所述压油杠杆的第一端部通过旋转钩于所述挂钩上，以使得所述油泵向所述喷嘴供油的供油量为零。本发明弥补了现有的燃油系统在控制喷嘴停止喷油时，喷嘴仍有少量燃油喷出的不足，能够保证油泵进入喷嘴的油量为零。

Description

柴油打桩锤及其燃油系统的断油装置

技术领域

本发明涉及一种柴油打桩锤及其燃油系统的断油装置。

背景技术

目前，柴油打桩锤，尤其是筒式柴油打桩锤，采用的燃油系统是机械式燃油系统，包括油箱、油泵和喷嘴，油箱与油泵通过输油管路连接并通过输油管路向油泵输油，油泵与喷嘴连接并为喷嘴供油，油泵与油箱还通过回油管路连接并通过回油管路向油箱回油，由于回油管路中存在流通阻力，所以在控制喷嘴停止喷油时，喷嘴仍有少量燃油喷出。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中柴油打桩锤在控制喷嘴停止喷油时，喷嘴仍有少量燃油喷出的缺陷，提供一种能够保证油泵进入喷嘴的油量为零的柴油打桩锤及其燃油系统的断油装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种燃油系统的断油装置，其特点是，所述断油装置包括一油量控制单元、一压油杠杆、一转轴、一油泵、一喷嘴和一停油机构；

所述压油杠杆可旋转连接于所述转轴，用以驱动所述油泵向所述喷嘴供油；

所述停油机构包括一紧停电磁阀、一摇臂和一挂钩，所述紧停电磁阀与所述摇臂连接，所述摇臂还与所述挂钩连接；

所述油量控制单元包括一控制器，所述紧停电磁阀在所述控制器接收到一停油信号时带动所述挂钩摆动；在所述挂钩摆动时，所述压油杠杆的第一端部通过旋转钩于所述挂钩上，以使得所述油泵向所述喷嘴供油的供油量为零。

其中，在所述压油杠杆的第一端部被所述挂钩钩住后，所述压油杠杆就不能再移动，保证了油泵向喷嘴供油的供油量为零。本技术方案采用电控配合机械结构的方案，能够克服回油管路中的流通阻力柴油，一旦控制喷嘴停止喷油，喷嘴就不会有燃油喷出。

较佳地，所述紧停电磁阀还在所述控制器断电时，带动所述摇臂摆动，进而带动所述挂钩摆动。

本技术方案还能在控制器断电时控制喷嘴停止喷油，制止打桩锤继续打桩，保证了设备安全，防止设备故障。

较佳地，所述紧停电磁阀通过一连接管与所述摇臂连接，所述紧停电磁阀拉动所述连接管以带动所述摇臂摆动。

较佳地，所述停油机构还包括一连接杆和一扭簧，所述摇臂与所述连接杆连接，所述挂钩固定于所述连接杆上，所述摇臂在摆动时带动所述连接杆转动，进而带动所述挂钩摆动；

所述扭簧设于所述连接杆上，用于在所述紧停电磁阀未拉动所述连接管时控制所述连接杆复位，以使得所述第一端部从所述挂钩上脱离。

较佳地，所述压油杠杆由一第一连接部和一第二连接部连接而成，所述第一连接部与所述第二连接部形成一夹角部，所述夹角部与所述转轴枢接。

较佳地，所述压油杠杆的第二端部与一弹簧连接，通过所述弹簧的弹力控制所述第二端部的位置，进而控制所述压油杠杆的旋转。

较佳地，所述断油装置还包括一HMI操作箱，所述HMI操作箱与所述控制器电连接；

所述HMI操作箱用于接收一第一外部控制指令并将所述第一外部控制指令转换为停油信号传输至所述控制器。

本技术方案中，若工作人员输入第一外部控制指令，则表明了需要柴油打桩锤停止工作，本技术方案的控制器通过控制油泵停止向喷嘴供油，来控制喷嘴停止喷油，进而使得柴油打桩锤停止工作。

较佳地，所述油量控制单元还包括一油量控制阀，所述油量控制阀用于控制喷嘴的喷油量；

所述HMI操作箱还用于接收一第二外部控制指令，并在接收到所述第二外部控制指令之后，接收输入的油量值，并将接收到的油量值转换为油量信号传输至所述控制器，以使得所述控制器通过所述油量信号调节所述油量控制阀；

所述HMI操作箱还用于接收一第三外部控制指令，并在接收到所述第三外部控制指令之后，接收输入的油量值和柴油打桩锤的打击次数，并将接收到的打击次数和由输入的油量值转换成的油量信号传输至所述控制器，以使得所述控制器通过所述油量信号调节所述油量控制阀以及控制所述柴油打桩锤在实际的打击次数达到输入的打击次数时停止打击。

本技术方案中，若工作人员输入第二外部控制指令，则表明了断油装置进入手动油量控制模式，油量控制单元根据手动输入的油量值来调节油量控制阀，进而调节喷嘴的喷油量；若工作人员输入第三外部控制指令，则表明了断油装置进入自动控制模式，油量控制单元根据手动输入的油量值来调节油量控制阀，进而调节喷嘴的喷油量，同时油量控制单元还根据手动输入的打击次数对柴油打桩锤的打击次数进行监控，进一步实现了对柴油打桩锤的控制。

较佳地，所述油量控制单元还包括一执行器；

所述执行器与所述控制器电连接，所述控制器还用于利用所述油量信号计算所述执行器的设定位置并将所述执行器调节至所述设定位置；

所述执行器还与所述油量控制阀的阀芯连接，所述阀芯随着所述执行器的移动而移动。

其中，所述执行器可以为电磁执行器。由于执行器可以连续移动，所以油量控制阀的阀芯的移动也变得十分灵活，通过油量控制阀的阀芯的改变可以改变油量控制阀的流通面积，进而控制喷嘴的喷油量，实现喷油量的连续调节。

较佳地，所述油量控制单元还包括一位置传感器和一驱动电路，所述位置传感器用于采集所述执行器的实际位置；

所述控制器还用于计算所述设定位置与所述实际位置的差值，利用前馈和PID(比例-积分-微分)算法计算并输出PWM(脉冲宽度调制)值；

所述驱动电路与所述控制器电连接，并用于接收所述PWM值以及驱动所述执行器移动。

本技术方案能够准确地计算出执行器的位置，进而准确地控制阀芯的位置，使得喷嘴的实际喷油量与输入的油量值保持一致。

较佳地，所述油泵通过第一油道与喷嘴连通，所述第一油道上设有一第一单向阀，所述第一单向阀用于控制所述油泵内的油向所述喷嘴单向流动。

本技术方案能够防止进入喷嘴的燃油回流至油泵内。

较佳地，所述第一油道上还形成有一第一油道支路，所述第一油道支路与所述第一油道的连通点分别位于所述第一单向阀的两端，所述第一油道支路上设有一第一旁通阀，所述第一旁通阀用于控制所述第一油道的排气。

较佳地，所述断油装置还包括一油箱，所述油箱通过第二油道与所述油泵连通，所述第二油道上设有一第二单向阀，所述第二单向阀用于控制所述油箱内的油向所述油泵单向流动。

本技术方案能够防止进入油泵的燃油回流至油箱内。

较佳地，所述第二油道上还形成有一第二油道支路，所述第二油道支路与所述第二油道的连通点分别位于所述第二单向阀的两端，所述第二油道支路上设有一第二旁通阀，所述第二旁通阀用于控制所述第二油道的排气。

较佳地，所述燃油机构还包括一油量控制箱，所述油量控制单元和所述紧停电磁阀设于所述油量控制箱内。

较佳地，所述油泵还通过一第一回油管与所述油量控制箱连通并通过所述第一回油管向所述油量控制箱输油，所述油量控制箱还通过一第二回油管与所述油箱连通并通过所述第二回油管向所述油箱输油。

较佳地，所述油量控制箱放置于一支撑架上，所述油量控制箱与所述支撑架之间设有至少一减震器。

本技术方案中减震器的设置可以防止油量控制箱因为震动太大而被震坏。

本发明还提供一种柴油打桩锤，其特点是，所述燃油打桩锤包括上述各优选条件任意组合的一种的断油装置。其中，，所述柴油打桩锤可以为筒式柴油打桩锤。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过电控与机械结构相配合的方式，自动调节所述油泵进入所述喷嘴的油量，在控制喷嘴停止喷油时，保证油泵进入喷嘴的油量为零。并且本发明还具有控制简单、节省人力的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的燃油系统的断油装置的结构示意图。

图2为图1的局部结构示意图。

图3为图2的局部剖面示意图。

图4为图3的侧面结构示意图。

图5为本发明实施例的燃油系统的断油装置的系统示意图。

图6为本发明实施例的燃油系统的断油装置的油量控制单元的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

一种燃油系统的断油装置，如图1所示，所述断油装置包括一油量控制箱101、一油泵102、一喷嘴(图5中示出的118)、一停油机构、一油箱103、一HMI操作箱104、一压油杠杆105和一转轴106。所述压油杠杆105可旋转连接于所述转轴106，用以驱动所述油泵102向所述喷嘴供油。如图1-4所示，所述停油机构包括一紧停电磁阀(图5中示出的Valve_3)、一摇臂107和一挂钩108，所述紧停电磁阀与所述摇臂107连接，所述摇臂107还与所述挂钩108连接。

所述紧停电磁阀设于所述油量控制箱101内，所述油量控制箱101放置于一支撑架109上，所述支撑架109固定于外壁2上，所述油量控制箱101与所述支撑架109之间设有至少一减震器。图1中示出所述支撑架109为L形，所述油量控制箱101放置于所述支撑架109的上表面，所述油量控制箱101的底面与所述支撑架109的上表面之间设有两个减震器110和111，所述油量控制箱101的侧面靠于所述支撑架109的侧面，所述油量控制箱101的侧面与所述支撑架109的侧面之间设有一个减震器112。该些减震器110、111和112的设置可以防止油量控制箱101因为震动太大而被震坏。

所述油量控制箱101内还设有一油量控制单元，所述油量控制单元包括一控制器。所述HMI操作箱104通过电线113与所述控制器电连接。

所述HMI操作箱104用于接收一第一外部控制指令并将所述第一外部控制指令转换为停油信号传输至所述控制器。其中，所述第一外部控制指令用于表征控制断油装置停止工作。

如图2-4所示，所述紧停电磁阀在所述控制器接收到一停油信号时或在所述控制器断电时，带动所述摇臂107摆动，进而带动所述挂钩108摆动；在所述挂钩108摆动时，所述压油杠杆105的第一端部1051通过旋转钩于所述挂钩108上，以使得所述油泵102向所述喷嘴供油的供油量为零。

具体地，所述压油杠杆105由一第一连接部1052和一第二连接部1053连接而成，所述第一连接部1052与所述第二连接部1053形成一夹角部1054，所述夹角部1054的夹角在0～90°之间，所述夹角部1054与所述转轴106枢接，所述压油杠杆105与所述转轴106可旋转连接。所述压油杠杆105具有两个端部，分别为第一端部1051(即第一连接部的端部)和第二端部1055(即所述第二连接部的端部)。所述断油装置还包括一弹簧114，所述压油杠杆105的第二端部1055与所述弹簧114连接，通过所述弹簧114的弹力控制所述第二端部1055的位置，进而控制所述压油杠杆105绕着所述转轴106的旋转。

所述紧停电磁阀通过一连接管115与所述摇臂107连接，其中，所述连接管115为一软轴，通过将由胶皮包覆于钢丝的外部而制成。所述停油机构还包括一连接杆116。所述摇臂107与所述连接杆116连接，所述挂钩108固定于所述连接杆116上。所述控制器106在接收到所述停油信号时或者断电时，所述紧停电磁阀拉动所述连接管115以带动所述摇臂107摆动。所述摇臂107在摆动时带动所述连接杆116转动，进而带动所述挂钩108摆动。在所述挂钩108摆动时，所述压油杠杆105的第一端部1051通过旋转钩于所述挂钩108上，以使得所述油泵102向所述喷嘴供油的供油量为零。

所述停油机构还包括一扭簧117。所述扭簧117设于所述连接杆116上，用于在所述紧停电磁阀未拉动所述连接管115时控制所述连接杆116复位，以使得所述第一端部1051从所述挂钩108上脱离。

如图5所示，所述油量控制单元还包括一油量控制阀Valve_4。所述油量控制阀Valve_4用于控制喷嘴118的喷油量。

所述HMI操作箱104还用于接收一第二外部控制指令和一第三外部控制指令。所述第二外部控制指令用于表征控制断油装置进入手动油量控制模式，所述手动油量控制模式是指工作人员手动设定油量值，喷嘴118的喷油量自动达到设定的油量值；所述第三外部控制指令用于表征控制断油装置进入自动控制模式，所述自动控制模式是指工作人员手动设定油量值和柴油打桩锤的打击次数，喷嘴118的喷油量自动达到设定的油量值并且柴油打桩锤在实际的打击次数达到设定的打击次数自动停止打击。

为了实现手动油量控制模式和自动控制模式，所述HMI操作箱104还用于在接收到所述第二外部控制指令之后，接收输入的油量值，并将接收到的油量值转换为油量信号传输至控制器119，以使得所述控制器119通过所述油量信号调节所述油量控制阀Valve_4，进而控制喷嘴118的喷油量。如所述HMI操作箱104在接收到所述第一外部控制指令之后，若接收工作人员输入的油量值为50％，那么通过所述控制器119的控制，该些喷嘴118的喷油量就应该为50％。所述HMI操作箱104还用于在接收到所述第三外部控制指令之后，接收输入的油量值和柴油打桩锤的打击次数，并将接收到的打击次数和由输入的油量值转换成的油量信号传输至所述控制器119，以使得所述控制器119通过所述油量信号调节所述油量控制阀Valve_4，进而控制该些喷嘴118的喷油量，以及控制所述柴油打桩锤在实际的打击次数达到输入的打击次数时停止打击。如所述HMI操作箱104在接收到所述第二外部控制指令之后，若接收工作人员输入的油量值为40％、打击次数为100次，那么通过所述控制器119的控制，该些喷嘴118的喷油量就应该为40％并且所述柴油打桩锤还会在实际的打击次数达到100次时停止打击。

下面具体说明一下，所述控制器119根据所述控制信号(即由输入的油量值转换成的油量信号)调节所述油量控制阀Valve_4、控制喷嘴118的喷油量的具体过程：

如图6所示，所述油量控制单元还包括一执行器、一位置传感器120和一驱动电路121。本实施例中的执行器为电磁执行器122。所述电磁执行器122、所述位置传感器120和所述驱动电路121分别与所述控制器119电连接。所述油量控制阀Valve_4的阀芯与所述电磁执行器122连接，并且所述阀芯随着所述电磁执行器122的移动而移动。

所述位置传感器120用于采集所述电磁执行器122的实际位置并将所述实际位置传输至所述控制器119。

所述控制器119用于接收所述控制信号和所述实际位置，并利用所述控制信号计算所述电磁执行器122的设定位置，以及计算所述设定位置与所述实际位置的差值，利用前馈和PID算法计算PWM值并将PWM值输出至所述驱动电路121。

所述驱动电路121用于接收所述PWM值以及驱动所述电磁执行器122移动，并将所述电磁执行器122移动至所述设定位置，进而控制所述阀芯移动。在所述阀芯移动时，所述油量控制阀Valve_4的流通面积发生改变，进而使得喷嘴118的喷油量发生改变，达到了输入的油量值。

本实施例中的油量控制阀Valve_4具体可以为溢流阀或者其它能够根据阀芯的移动而改变流通面积的控制阀。

此外，所述控制器119还用于记录柴油打桩锤在实际的打击次数，比较实际的打击次数与输入的打击次数，在实际的打击次数达到输入的打击次数时控制所述柴油打桩锤停止打击。

如图1和图5所示，所述油泵102通过第一油道201与该些喷嘴118连通，并且所述油泵102通过所述第一油道201向该些喷嘴118供油；该些喷嘴118与柴油打桩锤的燃烧室3连通，并向所述燃烧室3喷油，图1中油泵102的下方向下的箭头表示了燃油的流向。所述第一油道201上设有一第一单向阀Valve_2，所述第一单向阀Valve_2用于控制所述油泵102内的油向所述喷嘴118单向流动。所述第一油道201上还形成有一第一油道支路，所述第一油道支路与所述第一油道201的连通点分别位于所述第一单向阀Valve_2的两端，所述第一油道支路上设有一第一旁通阀Bypass_2，所述第一旁通阀Bypass_2用于控制所述第一油道201的排气。所述油箱103通过第二油道202与所述油泵102连通，并通过所述第二油道202向所述油泵102输油，图中第二油道202上的箭头表示燃油的流向。所述第二油道202上设有一第二单向阀Valve_1，所述第二单向阀Valve_1用于控制所述油箱103内的油向所述油泵102单向流动。所述第二油道202上还形成有一第二油道支路，所述第二油道支路与所述第二油道的连通点分别位于所述第二单向阀Valve_1的两端，所述第二油道支路上设有一第二旁通阀Bypass_1，所述第二旁通阀Bypass_1用于控制所述第二油道202的排气。

所述油泵102还通过一第一回油管203与所述油量控制箱101连通并通过所述第一回油管203向所述油量控制箱101输油，所述油量控制箱101还通过一第二回油管204与所述油箱103连通并通过所述第二回油管204向所述油箱103输油。图1中的箭头表明了燃油的流向。

本实施例的一种柴油打桩锤，包括本实施例的燃油系统的断油装置。具体地，本实施例的柴油打桩锤可以为筒式柴油打桩锤。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种燃油系统的断油装置，其特征在于，所述断油装置包括一油量控制单元、一压油杠杆、一转轴、一油泵、一喷嘴和一停油机构；

所述压油杠杆可旋转连接于所述转轴，用以驱动所述油泵向所述喷嘴供油；

所述停油机构包括一紧停电磁阀、一摇臂和一挂钩，所述紧停电磁阀与所述摇臂连接，所述摇臂还与所述挂钩连接；

所述油量控制单元包括一控制器，所述紧停电磁阀在所述控制器接收到一停油信号时带动所述摇臂摆动，进而带动所述挂钩摆动；

在所述挂钩摆动时，所述压油杠杆的第一端部通过旋转钩于所述挂钩上，以使得所述油泵向所述喷嘴供油的供油量为零。

2.如权利要求1所述的断油装置，其特征在于，所述紧停电磁阀还在所述控制器断电时，带动所述摇臂摆动，进而带动所述挂钩摆动。

3.如权利要求1所述的断油装置，其特征在于，所述紧停电磁阀通过一连接管与所述摇臂连接，所述紧停电磁阀拉动所述连接管以带动所述摇臂摆动。

4.如权利要求3所述的断油装置，其特征在于，所述停油机构还包括一连接杆和一扭簧，所述摇臂与所述连接杆连接，所述挂钩固定于所述连接杆上，所述摇臂在摆动时带动所述连接杆转动，进而带动所述挂钩摆动；

所述扭簧设于所述连接杆上，用于在所述紧停电磁阀未拉动所述连接管时控制所述连接杆复位，以使得所述第一端部从所述挂钩上脱离。

5.如权利要求1所述的断油装置，其特征在于，所述压油杠杆由一第一连接部和一第二连接部连接而成，所述第一连接部与所述第二连接部形成一夹角部，所述夹角部与所述转轴枢接。

6.如权利要求1所述的断油装置，其特征在于，所述压油杠杆的第二端部与一弹簧连接，通过所述弹簧的弹力控制所述第二端部的位置，进而控制所述压油杠杆的旋转。

7.如权利要求1所述的断油装置，其特征在于，所述断油装置还包括一HMI操作箱，所述HMI操作箱与所述控制器电连接，所述HMI操作箱用于接收一第一外部控制指令并将所述第一外部控制指令转换为停油信号传输至所述控制器。

8.如权利要求7所述的断油装置，其特征在于，所述油量控制单元还包括一油量控制阀，所述油量控制阀用于控制喷嘴的喷油量；

所述HMI操作箱还用于接收一第二外部控制指令，并在接收到所述第二外部控制指令之后，接收输入的油量值，并将接收到的油量值转换为油量信号传输至所述控制器，以使得所述控制器通过所述油量信号调节所述油量控制阀；

所述HMI操作箱还用于接收一第三外部控制指令，并在接收到所述第三外部控制指令之后，接收输入的油量值和柴油打桩锤的打击次数，并将接收到的打击次数和由输入的油量值转换成的油量信号传输至所述控制器，以使得所述控制器通过所述油量信号调节所述油量控制阀以及控制所述柴油打桩锤在实际的打击次数达到输入的打击次数时停止打击。

9.如权利要求8所述的断油装置，其特征在于，所述油量控制单元还包括一执行器；

所述执行器与所述控制器电连接，所述控制器还用于利用所述油量信号计算所述执行器的设定位置并将所述执行器调节至所述设定位置；

所述执行器还与所述油量控制阀的阀芯连接，所述阀芯随着所述执行器的移动而移动。

10.如权利要求9所述的断油装置，其特征在于，所述油量控制单元还包括一位置传感器和一驱动电路，所述位置传感器用于采集所述执行器的实际位置；

所述控制器还用于计算所述设定位置与所述实际位置的差值，利用前馈和PID算法计算并输出PWM值；

所述驱动电路与所述控制器电连接，并用于接收所述PWM值以及驱动所述执行器移动。

11.如权利要求1所述的断油装置，其特征在于，所述油泵通过第一油道与喷嘴连通，所述第一油道上设有一第一单向阀，所述第一单向阀用于控制所述油泵内的油向所述喷嘴单向流动。

12.如权利要求11所述的断油装置，其特征在于，所述第一油道上还形成有一第一油道支路，所述第一油道支路与所述第一油道的连通点分别位于所述第一单向阀的两端，所述第一油道支路上设有一第一旁通阀，所述第一旁通阀用于控制所述第一油道的排气。

13.如权利要求1所述的断油装置，其特征在于，所述断油装置还包括一油箱，所述油箱通过第二油道与所述油泵连通，所述第二油道上设有一第二单向阀，所述第二单向阀用于控制所述油箱内的油向所述油泵单向流动。

14.如权利要求13所述的断油装置，其特征在于，所述第二油道上还形成有一第二油道支路，所述第二油道支路与所述第二油道的连通点分别位于所述第二单向阀的两端，所述第二油道支路上设有一第二旁通阀，所述第二旁通阀用于控制所述第二油道的排气。

15.如权利要求1所述的断油装置，其特征在于，所述燃油机构还包括一油量控制箱，所述油量控制单元和所述紧停电磁阀设于所述油量控制箱内。

16.如权利要求15所述的断油装置，其特征在于，所述油泵还通过一第一回油管与所述油量控制箱连通并通过所述第一回油管向所述油量控制箱输油，所述油量控制箱还通过一第二回油管与所述油箱连通并通过所述第二回油管向所述油箱输油。

17.如权利要求15所述的断油装置，其特征在于，所述油量控制箱放置于一支撑架上，所述油量控制箱与所述支撑架之间设有至少一减震器。

18.一种柴油打桩锤，其特征在于，所述燃油打桩锤包括如权利要求1-17中任意一项所述的断油装置。