CN109026870A - 一种液压启闭机泄油同步控制装置及同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压启闭机控制技术领域，尤其涉及一种液压启闭机泄油同步控制装置及同步方法，该装置包括左侧同步装置和右侧同步装置，所述左侧同步装置与右侧同步装置的结构相同，所述左侧同步装置包括第一油箱、第一电机、第一油泵以及设置在第一油箱上的第一放油阀，所述第一油箱内部设有第一液位液温计，所述第一电机连接第一油泵，所述第一油泵通过第一吸油过滤器和第一油箱相连，所述左侧同步装置还包括二位四通电磁换向阀1DT、三位四通电磁换向阀2DT、三位四通电磁换向阀3DT。该装置对电磁阀断电同步法进行优化，实现了闸门的同步启闭，实现了对液压启闭机的双缸行程定位，设备原理简单，成本低，运行平稳，实用性强。

Description

一种液压启闭机泄油同步控制装置及同步方法

技术领域

本发明涉及液压启闭机控制技术领域，尤其涉及一种液压启闭机泄油同步控制装置及同步方法。

背景技术

液压启闭机一般由液压系统和液压缸组成，在液压系统的控制下，液压缸内的活塞体内壁做轴向往复运动，从而带动连接在活塞上的连杆和闸门做直线运动，以达到开启、关闭孔口的目的。

在水利水电中，钢坝闸闸门的启门及闭门，正常使用的双吊点液压集成式启闭机，虽然双吊点液压启闭机的钢闸门本身具有较大的刚度，但是在运行过程中，两套液压启闭机的油缸同步运行偏差较大，导致闸门卡阻或闸门扭曲变形。

现有技术有三种常用控制方式：1.变频同步，当变频启动时，对传感器干扰大，信号不稳，变频器成本高，一个7.5KW的变频器约在0.5万左右，非专业人员不能维护；2.比例阀同步，一个比例阀成本在1.0万左右，且灵敏度高，对油液要求较高，经常卡阀，维护成本高。3.电磁阀断电同步，此法最古老，成本最低，同步过程中，电磁阀不断断电及得电，线圈极容易烧毁，且闸门启闭过程中，不断停止、运行，共振响声很大。

发明内容

鉴于此，本发明提出一种液压启闭机泄油同步控制装置及同步方法，对电磁阀断电同步法进行优化，解决了液压启闭机在控制闸门启闭时不能同步的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种液压启闭机泄油同步控制装置，包括左侧同步装置和右侧同步装置，所述左侧同步装置与右侧同步装置的结构相同，所述左侧同步装置包括第一油箱、第一电机、第一油泵以及设置在第一油箱上的第一放油阀，所述第一油箱内部设有第一液位液温计，所述第一电机连接第一油泵，所述第一油泵通过第一吸油过滤器和第一油箱相连，所述左侧同步装置还包括二位四通电磁换向阀1DT、三位四通电磁换向阀2DT、三位四通电磁换向阀3DT,其中，所述三位四通电磁换向阀2DT依次通过第一溢流阀、第一单向节流阀、第一双液控单向阀连接第一液压缸，所述三位四通电磁换向阀3DT依次通过第二溢流阀、第二单向节流阀、第二双液控单向阀连接第一液压缸，所述二位四通电磁换向阀1DT的一端连接三位四通电磁换向阀2DT，该端同时还连接第一油泵，所述二位四通电磁换向阀1DT的另外一端连接三位四通电磁换向阀3DT，该端同时连接所述第一油箱。

作为优选，所述右侧同步装置包括第二油箱、第二电机、第二油泵以及设置在第二油箱上的第二放油阀，所述第二油箱内部设有第二液位液温计，所述第二电机连接第二油泵，所述第二油泵通过第二吸油过滤器和第二油箱相连，所述左侧同步装置还包括二位四通电磁换向阀4DT、三位四通电磁换向阀5DT、三位四通电磁换向阀6DT,其中，所述三位四通电磁换向阀5DT依次通过第三溢流阀、第三单向节流阀、第三双液控单向阀连接第二液压缸，所述三位四通电磁换向阀6DT依次通过第四溢流阀、第四单向节流阀、第四双液控单向阀连接第二液压缸，所述二位四通电磁换向阀4DT的一端连接三位四通电磁换向阀5DT，该端同时还连接第二油泵，所述二位四通电磁换向阀4DT的另外一端连接三位四通电磁换向阀6DT，该端同时连接所述第二油箱。

作为优选，所述第一液压缸、第二液压缸上分别安装有第一行程检测装置、第二行程检测装置。

作为优选，所述第一行程检测装置、第二行程检测装置均包括位移传感器。

作为优选，所述第一行程检测装置、第二行程检测装置均连接外部控制器，所述外部控制器还连接有二位四通电磁换向阀1DT、二位四通电磁换向阀4DT、第一油泵、第二油泵以及警报装置。

本发明还提供一种液压启闭机泄油同步方法，该方法包括：

设定行程偏差定值以及临界值，并将该值输入给外部控制器；

在液压启闭机控制闸门启闭过程中,外部控制器通过行程检测装置全程连续检测两只液压缸的行程偏差值；

当行程偏差值>行程偏差定值时,二位四通电磁换向阀1DT或4DT自动得电,调整液压缸进油量,使液压缸同步运行。

作为优选，当液压启闭机关闭闸门时，左侧第一液压缸较快，且行程偏差值>行程偏差定值时，左侧二位四通电磁换向阀1DT得电，控制第一油泵泄油，左侧第一液压缸缓慢运行等待右侧第二液压缸，当行程偏差值≤行程偏差定值时，左侧二位四通电磁换向阀1DT失电，继续运行；

当液压启闭机关闭闸门时，右侧第二液压缸较快，且行程偏差值>行程偏差定值时，右侧二位四通电磁换向阀4DT得电，控制第二油泵泄油，右侧第二液压缸缓慢运行等待左侧第一液压缸，当行程偏差值≤行程偏差定值时，右侧二位四通电磁换向阀4DT失电，继续运行。

作为优选，当液压启闭机开启闸门时，左侧第一液压缸较快，且行程偏差值>行程偏差定值时，左侧二位四通电磁换向阀1DT得电，控制第一油泵泄油，左侧第一液压缸缓慢运行等待右侧第二液压缸，当行程偏差值≤行程偏差定值时，左侧二位四通电磁换向阀1DT失电，继续运行；

当液压启闭机开启闸门时，右侧第二液压缸较快，且行程偏差值>行程偏差定值时，右侧二位四通电磁换向阀4DT得电，控制第二油泵泄油，右侧第二液压缸缓慢运行等待左侧第一液压缸，当行程偏差值≤行程偏差定值时，右侧二位四通电磁换向阀4DT失电，继续运行。

作为优选，当行程偏差值≥行程偏差临界值时,液压启闭机自动停机并通过警报装置发出报警信号。

本发明的有益效果：

1.对电磁阀断电同步法进行优化，解决了液压启闭机在控制闸门启闭时不能同步的问题；

2.实现了对液压启闭机的双缸行程定位；

3.设备原理简单，成本低，运行平稳，实用性强。

附图说明

图1为液压启闭机泄油同步控制装置的左侧同步装置示意图；

图2为液压启闭机泄油同步控制装置的右侧同步装置示意图；

图3为液压启闭机泄油同步方法整体流程图；

图4为液压启闭机关闭阀门时的流程图；

图5为液压启闭机开启阀门时的流程图；

图6为行程偏差值≥行程偏差临界值时的流程图；

其中：1、放油阀；11、第一放油阀；12、第二放油阀；2、油箱；21、第一油箱；22、第二油箱；3、液位液温计；31、第一液位液温计；32、第二液位液温计；4、吸油过滤器；41、第一吸油过滤器；42、第二吸油过滤器；5、空气滤清器；51、第一空气滤清器；52、第二空气滤清器；6、电机；第一61、电机；62、第二电机；7、联轴器；71、第一联轴器；72、第二联轴器；8、油泵；81、第一油泵；82、第二油泵；9、二位四通电磁换向阀；91、二位四通电磁换向阀1DT；92、二位四通电磁换向阀4DT；10、三位四通电磁换向阀；101、三位四通电磁换向阀2DT；102、三位四通电磁换向阀5DT；103、三位四通电磁换向阀3DT；104、三位四通电磁换向阀6DT；11、溢流阀；111、第一溢流阀；112、第二溢流阀；113、第三溢流阀；114、第四溢流阀；12、单向节流阀；121、第一单向节流阀；122、第二单向节流阀；123、第三单向节流阀；124、第四单向节流阀；13、双液控单向阀；131、第一双液控单向阀；132、第二双液控单向阀；133、第三双液控单向阀；134、第四双液控单向阀；14、行程检测装置；141、第一行程检测装置；142、第二行程检测装置；15、液压缸；151、第一液压缸；152、第二液压缸。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：

具体实施方式1：如图1所示，一种液压启闭机泄油同步控制装置，包括左侧同步装置和右侧同步装置，左侧同步装置与右侧同步装置的结构相同，其特征在于，左侧同步装置包括第一油箱21、第一电机61、第一油泵81以及设置在第一油箱21上的第一放油阀11，第一油箱21内部设有第一液位液温计31，所述第一电机61连接第一油泵81，第一油泵81通过第一吸油过滤器41和第一油箱21相连，左侧同步装置还包括二位四通电磁换向阀1DT 91、三位四通电磁换向阀2DT 101、三位四通电磁换向阀3DT 103,其中，三位四通电磁换向阀2DT101依次通过第一溢流阀111、第一单向节流阀121、第一双液控单向阀131连接第一液压缸151，三位四通电磁换向阀3DT 102依次通过第二溢流阀112、第二单向节流阀122、第二双液控单向阀132连接第一液压缸151，二位四通电磁换向阀1DT 91的一端连接三位四通电磁换向阀2DT 101，该端同时还连接第一油泵81，二位四通电磁换向阀1DT 91的另外一端连接三位四通电磁换向阀3DT 103，该端同时连接第一油箱21。

如图2所示，右侧同步装置包括第二油箱22、第二电机62、第二油泵82以及设置在第二油箱22上的第二放油阀12，第二油箱22内部设有第二液位液温计32，第二电机62连接第二油泵82，第二油泵82通过第二吸油过滤器42和第二油箱22相连，左侧同步装置还包括二位四通电磁换向阀4DT 92、三位四通电磁换向阀5DT 102、三位四通电磁换向阀6DT 104,其中，三位四通电磁换向阀5DT 102依次通过第三溢流阀113、第三单向节流阀123、第三双液控单向阀133连接第二液压缸152，三位四通电磁换向阀6DT 104依次通过第四溢流阀114、第四单向节流阀124、第四双液控单向阀134连接第二液压缸152，所述二位四通电磁换向阀4DT 92的一端连接三位四通电磁换向阀5DT 102，该端同时还连接第二油泵82，二位四通电磁换向阀4DT 92的另外一端连接三位四通电磁换向阀6DT 104，该端同时连接第二油箱22。

第一液压缸151、第二液压缸152上分别安装有第一行程检测装置141、第二行程检测装置142，第一行程检测装置141、第二行程检测装置142均包括位移传感器，第一行程检测装置141、第二行程检测装置142均连接外部控制器，所述外部控制器还连接有二位四通电磁换向阀1DT 91、二位四通电磁换向阀4DT 92、第一油泵81、第二油泵82以及警报装置。

在关闭闸门时，空载启动液压泵组,延时10秒左右,三位四通电磁换向阀2DT或5DT得电,压力油由三位四通电磁换向阀换向后经单向调速阀初调同步后进入左右液压缸无杆腔,同时打开液控单向阀,液压缸有杆腔油液流回油箱。

在开启闸门时，空载启动液压泵组,延时10秒左右,三位四通电磁换向阀3DT或6DT得电,压力油由三位四通电磁换向阀换向后经单向调速阀初调同步后进入左右液压缸有杆腔，同时打开液控单向阀,液压缸无杆腔油液流回油箱。

该液压启闭机控制装置，不仅能实现液压启闭机的双缸行程定位，而且能保证闸门同步启闭。结合钢坝闸门工作原理，优化电磁阀断电同步法，闸门两侧液压启闭机双缸同时不间断运行。实时检测在启闭运行过程中产生的偏差，通过位移传感器发出信号传输给外部控制器来控制泄油阀工作，哪边快，哪边泄油。泄油时，油缸缓慢运行，等待另一侧油缸。待两侧油缸位置相同时，泄油阀关闭。重复动作，达到双缸全行程同步运行。

本液压启闭机控制装置原理简单，成本低，运行平稳，实用性强。在外部控制器程序设定后，一般技术人员即可操作。设备运行维护成本低，油液清洁度要求低，无需经常更换油液。

另外，该液压启闭机控制装置采用分开控制，由于闸门关闭时压力较大，闸门开启时，受水流及闸门自重影响，所需压力很小，故每台机器俩个独立的直动式溢流阀，分别控制启门及闭门压力，互不干涉；采用P腔泄油方式实现同步，控制原理简单；采用普通二位四通电磁换向阀泄油，成本低，采用的H型三位四通电磁换向阀，空载电机时，三位四通电磁换向阀不工作情况下，P、T互通，无压力，电机能耗很小采用集成式布置，和油缸布置在一起，美观，且省去了现场布油管的程序。

具体实施方式2：下面对液压启闭机泄油同步方法作具体介绍，在本实施例中，设定行程偏差定值为10mm，行程偏差临界值为30mm,对于其他行程偏差定值以及临界值的设定均在本发明的保护范围之内。

如图3所示，设定行程偏差定值为10mm以及临界值为30mm，并将该值输入给外部控制器；

在液压启闭机控制闸门启闭过程中,外部控制器通过行程检测装置14全程连续检测两只液压缸15的行程偏差值；

当行程偏差值>10mm时,二位四通电磁换向阀1DT 91或4DT 92自动得电,调整液压缸15进油量,使液压缸15同步运行。

如图4所示，当液压启闭机关闭闸门时，左侧第一液压缸151较快，且行程偏差值>10mm时，左侧二位四通电磁换向阀1DT 91得电，控制第一油泵81泄油，左侧第一液压缸151缓慢运行等待右侧第二液压缸152，当行程偏差值≤10mm时，左侧二位四通电磁换向阀1DT91失电，继续运行；

当液压启闭机关闭闸门时，右侧第二液压缸152较快，且行程偏差值>10mm时，右侧二位四通电磁换向阀4DT 92得电，控制第二油泵82泄油，右侧第二液压缸152缓慢运行等待左侧第一液压缸151，当行程偏差值≤10mm时，右侧二位四通电磁换向阀4DT 92失电，继续运行。

如图5所示，当液压启闭机开启闸门时，左侧第一液压缸151较快，且行程偏差值>10mm时，左侧二位四通电磁换向阀1DT 91得电，控制第一油泵81泄油，左侧第一液压缸151缓慢运行等待右侧第二液压缸152，当行程偏差值≤10mm时，左侧二位四通电磁换向阀1DT91失电，继续运行；

当液压启闭机开启闸门时，右侧第二液压缸152较快，且行程偏差值>10mm时，右侧二位四通电磁换向阀4DT 92得电，控制第二油泵82泄油，右侧第二液压缸152缓慢运行等待左侧第一液压缸151，当行程偏差值≤10mm时，右侧二位四通电磁换向阀4DT失电92，继续运行。

如图6所示，当行程偏差值≥30mm时,液压启闭机自动停机并通过警报装置发出报警信号。

通过本方法，设定行程偏差定值以及临界值，通过外部控制器控制泄油阀工作，实现了在可控范围内的闸门同步启闭。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的具体实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种液压启闭机泄油同步控制装置，包括左侧同步装置和右侧同步装置，所述左侧同步装置与右侧同步装置的结构相同，其特征在于，所述左侧同步装置包括第一油箱(21)、第一电机(61)、第一油泵(81)以及设置在第一油箱上(21)的第一放油阀(11)，所述第一油箱(21)内部设有第一液位液温计(31)，所述第一电机(61)连接第一油泵(81)，所述第一油泵(81)通过第一吸油过滤器(41)和第一油箱(21)相连，所述左侧同步装置还包括二位四通电磁换向阀1DT(91)、三位四通电磁换向阀2DT(101)、三位四通电磁换向阀3DT(103),其中，所述三位四通电磁换向阀2DT(101)依次通过第一溢流阀(111)、第一单向节流阀(121)、第一双液控单向阀(131)连接第一液压缸(151)，所述三位四通电磁换向阀3DT(102)依次通过第二溢流阀(112)、第二单向节流阀(122)、第二双液控单向阀(132)连接第一液压缸(151)，所述二位四通电磁换向阀1DT(91)的一端连接三位四通电磁换向阀2DT(101)，该端同时还连接第一油泵(81)，所述二位四通电磁换向阀1DT(91)的另外一端连接三位四通电磁换向阀3DT(103)，该端同时连接所述第一油箱(21)。

2.根据权利要求1所述的一种液压启闭机泄油同步控制装置，其特征在于，所述右侧同步装置包括第二油箱(22)、第二电机(62)、第二油泵(82)以及设置在第二油箱(22)上的第二放油阀(12)，所述第二油箱(22)内部设有第二液位液温计(32)，所述第二电机(62)连接第二油泵(82)，所述第二油泵(82)通过第二吸油过滤器(42)和第二油箱(22)相连，所述左侧同步装置还包括二位四通电磁换向阀4DT(92)、三位四通电磁换向阀5DT(102)、三位四通电磁换向阀6DT(104),其中，所述三位四通电磁换向阀5DT(102)依次通过第三溢流阀(113)、第三单向节流阀(123)、第三双液控单向阀(133)连接第二液压缸(152)，所述三位四通电磁换向阀6DT(104)依次通过第四溢流阀(114)、第四单向节流阀(124)、第四双液控单向阀(134)连接第二液压缸(152)，所述二位四通电磁换向阀4DT(92)的一端连接三位四通电磁换向阀5DT(102)，该端同时还连接第二油泵(82)，所述二位四通电磁换向阀4DT(92)的另外一端连接三位四通电磁换向阀6DT(104)，该端同时连接所述第二油箱(22)。

3.根据权利要求1或2所述的一种液压启闭机泄油同步控制装置，其特征在于，所述第一液压缸(151)、第二液压缸(152)上分别安装有第一行程检测装置(141)、第二行程检测装置(142)。

4.根据权利要求3所述的一种液压启闭机泄油同步控制装置，其特征在于，所述第一行程检测装置(141)、第二行程检测装置(142)均包括位移传感器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种液压启闭机泄油同步控制装置，其特征在于，所述第一行程检测装置(141)、第二行程检测装置(142)均连接外部控制器，所述外部控制器还连接有二位四通电磁换向阀1DT(91)、二位四通电磁换向阀4DT(92)、第一油泵(81)、第二油泵(82)以及警报装置。

6.一种液压启闭机泄油同步方法，其特征在于，该方法包括：

设定行程偏差定值以及临界值，并将该值输入给外部控制器；

在液压启闭机控制闸门启闭过程中,外部控制器通过行程检测装置(14)全程连续检测两只液压缸(15)的行程偏差值；

当行程偏差值>行程偏差定值时,二位四通电磁换向阀1DT(91)或4DT(92)自动得电,调整液压缸(15)进油量,使液压缸(15)同步运行。

7.根据权利要求6所述的一种液压启闭机泄油同步方法，其特征在于，

当液压启闭机关闭闸门时，左侧第一液压缸(151)较快，且行程偏差值>行程偏差定值时，左侧二位四通电磁换向阀1DT(91)得电，控制第一油泵(81)泄油，左侧第一液压缸(151)缓慢运行等待右侧第二液压缸(152)，当行程偏差值≤行程偏差定值时，左侧二位四通电磁换向阀1DT(91)失电，继续运行；

当液压启闭机关闭闸门时，右侧第二液压缸(152)较快，且行程偏差值>行程偏差定值时，右侧二位四通电磁换向阀4DT(92)得电，控制第二油泵(82)泄油，右侧第二液压缸(152)缓慢运行等待左侧第一液压缸(151)，当行程偏差值≤行程偏差定值时，右侧二位四通电磁换向阀4DT(92)失电，继续运行。

8.根据权利要求6所述的一种液压启闭机泄油同步方法，其特征在于，

当液压启闭机开启闸门时，左侧第一液压缸(151)较快，且行程偏差值>行程偏差定值时，左侧二位四通电磁换向阀1DT(91)得电，控制第一油泵(81)泄油，左侧第一液压缸(151)缓慢运行等待右侧第二液压缸(152)，当行程偏差值≤行程偏差定值时，左侧二位四通电磁换向阀1DT(91)失电，继续运行；

当液压启闭机开启闸门时，右侧第二液压缸(152)较快，且行程偏差值>行程偏差定值时，右侧二位四通电磁换向阀4DT(92)得电，控制第二油泵(82)泄油，右侧第二液压缸(152)缓慢运行等待左侧第一液压缸(151)，当行程偏差值≤行程偏差定值时，右侧二位四通电磁换向阀4DT失电(92)，继续运行。

9.根据权利要求6所述的一种液压启闭机泄油同步方法，其特征在于，

当行程偏差值≥行程偏差临界值时,液压启闭机自动停机并通过警报装置发出报警信号。