CN108661989A - 一种实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，包含液压泵和连接至液压泵的机械反馈式伺服液压马达，液压泵为机械反馈式伺服液压马达提供压力油并驱动机械反馈式伺服液压马达旋转，机械反馈式伺服液压马达控制螺旋输送机运行。本发明的数字液压系统通过对机械反馈式伺服液压马达转速的精准控制，实现螺旋输送机物料输送量的精准计量；通过机械反馈式伺服液压马达特有的低速性能来保证螺旋输送机在低转速时能够稳定运行。

Description

一种实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统
技术领域
本发明涉及物料输送技术领域，特别涉及一种实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统。
背景技术
螺旋输送机是一种常用的不具有挠性牵引构件的连续输送机械，利用工作构件即螺旋的旋转作用，进行物料的输送，是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一。例如螺旋输送机应用于混砂车的输砂系统，其输砂系统采用液压马达驱动螺旋输送机旋转，旋转的螺旋输送机将砂斗里的物料输送至距离地面一定高度的混合罐中，与液体进行混合搅拌。螺旋输送机不仅承担着输送压裂支撑剂的重任，同时需要精准地计量输砂量。计量的准确性直接影响到压裂作业的成败。通常，影响螺旋输送机物料输送量的主要参数包括：输砂轴叶片螺旋直径D、输砂轴轴径d、叶片螺距P和输砂器转速n、充满系数U、倾角系数C、物料与叶片、壳体之间的摩擦系数f等，当螺旋输送机设计制造完成且输送物料种类确定后，螺旋输送机的输砂量与螺旋输送机的转速呈线性关系，一般来说，螺旋输送机转速加快，输砂量提高，转速小则输砂量下降。即通过精准控制螺旋输送机转速,可精准计量螺旋输送机的物料输送量。然而，传统输砂系统采用液压泵结合液压马达的闭式回路，采用容积调速原理，低转速下的液压马达容易产生爬行现象，导致输砂轴卡阻，无法保证输砂的连续性，这将直接影响压裂作业的质量，这也是困扰行业已久的难点。
因此，如何避免螺旋输送机低速卡阻以及精确控制输砂量的问题成为领域亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提供一种数字液压系统，以通过对机械反馈式伺服液压马达转速的精准控制，实现螺旋输送机物料输送量的精准计量；通过机械反馈式伺服液压马达特有的低速性能来保证螺旋输送机在低转速时能够稳定运行。
根据本发明，提供一种实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，数字液压系统包含液压泵和连接至液压泵的机械反馈式伺服液压马达，液压泵为机械反馈式伺服液压马达提供压力油并驱动机械反馈式伺服液压马达旋转，机械反馈式伺服液压马达控制螺旋输送机运行。其中，机械反馈机构的反馈形式包含但不限于液压马达输出轴直接反馈、齿轮啮合、齿轮齿条、链条、同步带等类型。
根据本发明的一个实施例，机械反馈式伺服液压马达控制螺旋输送机运行，包含机械反馈式伺服液压马达的输出轴通过机械传动机构带动螺旋输送机旋转。
根据本发明的一个实施例，机械反馈式伺服液压马达包含集成的电机、数字伺服阀、机械反馈机构和液压马达，其中，电机连接至数字伺服阀，数字伺服阀与液压马达连接。
根据本发明的一个实施例，数字伺服阀上的电机响应于来自控制器的指令而打开数字伺服阀，数字伺服阀输出高压油驱动液压马达运动，液压马达的运动带动机械反馈机构控制数字伺服阀的阀口进行相应的调节变化。
根据本发明的一个实施例，电机的转动速度与机械反馈机构决定液压马达的转速，电机的转动角度与机械反馈机构决定液压马达的转角，由此实现对机械反馈式伺服液压马达的方向、转速和转角的控制。
根据本发明的一个实施例，数字液压系统包含设置于液压泵和机械反馈式伺服液压马达之间的液压阀组，液压阀组用于防止系统过载并进行卸压保护。
根据本发明的一个实施例，数字液压系统包含液压附件，液压附件用于保证数字液压系统正常工作。
根据本发明，提供一种螺旋输送机，螺旋输送机包含上述实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统。
由于采用于上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1依据本发明的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统采用的机械反馈式伺服液压马达具有良好的低速性能，能够保证螺旋输送机在低转速时稳定运行，提高了作业质量。
2使用液压阀组，一方面可以防止系统过载，进行卸压保护；另一方面可将机械反馈式伺服液压马达的工作压力反馈到负载敏感液压泵的控制阀，使液压泵输出的流量压力跟随负载变化，实现系统节能。
3依据本发明的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统可由电机的转动速度与机械反馈机构决定液压马达的转速，电机的转动角度与机械反馈机构决定液压马达的转角，实现对机械反馈式伺服液压马达的方向、转角和转速的控制，最终实现螺旋输送机物料输送量的精准计量。
附图说明
图1示出了依据本发明的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统一实施例的示意图；
图2示出了依据本发明的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统另一实施例的示意图；
图3示出了依据本发明的机械反馈式伺服液压马达的示意图。
附图标记说明：
1液压泵，11柱塞液压泵，12控制阀，2液压阀组，21电磁换向阀，22安全阀，23单向阀，3机械传动机构，4机械反馈式伺服液压马达，41电机，42数字伺服阀，43机械反馈机构，44液压马达，5液压附件，6螺旋输送机，控制器7。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，依据本发明的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统(以下简称数字液压系统)的一个实施例包含液压泵1、液压阀组2、机械传动机构3、机械反馈式伺服液压马达4和液压附件5。其中，液压泵1通过液压阀组2连接至机械反馈式伺服液压马达4，以为机械反馈式伺服液压马达4提供压力油并驱动机械反馈式伺服液压马达4旋转。
在图2所示的实施例中，液压泵1具体为负载敏感液压泵，其可以包含柱塞液压泵11和设置于柱塞液压泵11上的控制阀12，液压阀组2可以包含电磁换向阀21，安全阀22以及单向阀23，其中，控制阀12与电磁换向阀21连接。具体地，当机械反馈式液压马达4工作时，电磁换向阀21电磁铁得电，在上位工作，此时电磁换向阀21将机械反馈式液压马达4的工作压力接通到控制阀12的控制腔，调节柱塞液压泵11排量，使液压泵1的输出流量压力追跟随负载变化；当液压泵1出口压力超过安全阀22设定开启压力后，安全阀22打开，系统压力卸荷，防止系统过载，保护液压元件；当机械反馈式液压马达4停止工作后，电磁换向阀21失电，在下位工作时，电磁换向阀21将回油接通到控制阀12的控制腔，调节柱塞液压泵11排量到最小，实现节能。单向阀23用于防止系统油液倒流，保护液压泵1。
机械传动机构3连接至机械反馈式伺服液压马达4的输出轴，用于将动力传递给例如螺旋输送机6这样的机械。液压附件5包含但不限于油箱、油液过滤器、空气过滤器、液位液温计等部件，用于保证数字液压系统的正常工作。
如图2所示，机械反馈式伺服液压马达4具体可以包电机41、数字伺服阀42、机械反馈机构43和液压马达44。其中，电机41与控制器7通信连接，以接收控制器7发送的指令并响应于该指令驱动电机41打开与之相连的数字伺服阀42。数字伺服阀42与液压马达44连接，以通过输出高压油驱动液压马达44运动；液压马达44通过机械反馈机构43对数字伺服阀42进行相应的调节，以在液压马达44完成设定运动时关闭数字伺服阀42。具体地，机械反馈式伺服液压马达4的机械反馈机构43是将例如螺旋输送机6这样的机械的运动通过等速或加减速形式反馈到数字伺服阀42的所有类型的机械传动机构，包含但不限于液压马达输出轴直接反馈、齿轮啮合、齿轮齿条、链条、同步带等类型的机械反馈机构。
依据本发明的数字液压系统的工作原理如下：通过液压泵1提供压力油，驱动机械反馈式伺服液压马达4旋转，机械反馈式伺服液压马达4的输出轴通过机械传动机构3带动螺旋输送机6旋转，通过对机械反馈式伺服液压马达4旋转速度的精准控制，实现螺旋输送机6转速的精准控制，从而实现螺旋输送机6物料输送量的精准计量，保证施工工艺。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，其特征在于，所述数字液压系统包含液压泵和连接至所述液压泵的机械反馈式伺服液压马达，所述液压泵为所述机械反馈式伺服液压马达提供压力油并驱动所述机械反馈式伺服液压马达旋转，所述机械反馈式伺服液压马达控制所述螺旋输送机运行。
2.根据权利要求1所述的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，其特征在于，所述机械反馈式伺服液压马达控制所述螺旋输送机运行，包含所述机械反馈式伺服液压马达的输出轴通过机械传动机构带动所述螺旋输送机旋转。
3.根据权利要求1所述的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，其特征在于，所述机械反馈式伺服液压马达包含集成的电机、数字伺服阀、机械反馈机构和液压马达，其中，所述电机连接至所述数字伺服阀，所述数字伺服阀与所述液压马达连接。
4.根据权利要求3所述的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，其特征在于，所述数字伺服阀上的电机响应于来自控制器的指令而打开所述数字伺服阀，所述数字伺服阀输出高压油驱动所述液压马达运动，所述液压马达的运动带动所述机械反馈机构控制所述数字伺服阀的阀口进行相应的调节变化。
5.根据权利要求4所述的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，其特征在于，所述电机的转动速度与机械反馈机构决定所述液压马达的转速，所述电机的转动角度与机械反馈机构决定所述液压马达的转角，由此实现对所述机械反馈式伺服液压马达的方向、转速和转角的控制。
6.根据权利要求1所述的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，其特征在于，所述数字液压系统包含设置于所述液压泵和所述机械反馈式伺服液压马达之间的液压阀组，所述液压阀组用于防止系统过载并进行卸压保护。
7.根据权利要求1所述的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统，其特征在于，所述数字液压系统包含液压附件，所述液压附件用于保证所述数字液压系统正常工作。
8.一种螺旋输送机，其特征在于，所述螺旋输送机包含权利要求1-7中任一项所述的实现螺旋输送机转速精准控制的数字液压系统。
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