CN109650252A - 一种液压抓斗系统以及抓斗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压抓斗系统以及抓斗装置，属于抓斗技术领域，其包括液压缸、有杆油路、第一液控换向阀、无杆油路、控制油路和差动油路；液压缸包括有杆腔和无杆腔；所述有杆油路的一端与有杆腔相连，其另一端与第一液控换向阀相连；无杆油路与所述无杆腔相连；控制油路一端与有杆油路相连，另一端与所述第一控制口相连，所述控制油路中设置有用于控制第一液控换向阀换向的第一电磁换向阀；差动油路可连通无杆油路和无杆油路。本发明克服了现有液压抓斗闭斗速度慢，工作效率低的特点，当抓斗需要闭合时，传动技术的差动回路，将液压抓斗的开闭斗时间缩短，从而使作业效率提升。

Description

一种液压抓斗系统以及抓斗装置
技术领域
本发明涉及抓斗技术领域，尤其涉及一种液压抓斗系统以及抓斗装置。
背景技术
液压抓斗是地下连续墙施工的重要设备，抓斗的开闭合速度，是能否提高工效的重要指标，由于液压抓斗的作业条件限制，输送到斗体的液压流量和功率是有一定限制的，在现有功率和流量条件下，运用液压传动技术，增加储能和控制元件，使液压抓斗的开闭斗时间缩短1/3，从而使作业效率提升5-10％。
液压抓斗在地下连续墙施工中，由于设备体积、能耗、效率及动力传输管路限制等诸多因素，抓斗的动力配置受到限制，如何在现有基础上，提高液压抓斗的作业效率，达到提高施工速度与效率。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种液压抓斗系统以及抓斗装置，用于提高抓斗装置的施工效率。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种液压抓斗系统，其特征在于，包括：
液压缸，包括有杆腔和无杆腔；
有杆油路、具有第一控制口的第一液控换向阀；所述有杆油路的一端与有杆腔相连，其另一端与第一液控换向阀相连；
无杆油路，与所述无杆腔相连；
控制油路，其一端与有杆油路相连，另一端与所述第一控制口相连，所述控制油路中设置有用于控制第一液控换向阀换向的第一电磁换向阀；
差动油路，包括第一支路、第二支路和第三支路，所述第三支路一端与无杆油路相连，其另一端与第一液控换向阀相连；第一支路与第一液控换向阀相连；第二支路的一端与第二支路相连，另一端与第一电磁换向阀相连；
其中，第一电磁换向阀得电时，无杆油路通过第一电磁换向阀与第一控制口连通，所述有杆油路与差动油路连通；第一电磁换向阀失电时，所述有杆油路与第一支路连通，且，第二支路通过第一电磁换向阀与第一控制口连通；或者，第一电磁换向阀失电时，无杆油路通过第一电磁换向阀与第一控制口连通时，所述有杆油路与差动油路连通；第一电磁换向阀得电时，所述有杆油路与第一支路连通，且，第二支路通过第一电磁换向阀与第一控制口连通。
优选地，还包括储能油路，包括第三支路、第四支路、第五支路、第二电磁换向阀和第二液控换向阀，所述第三支路上设置有储能器；所述第三支路的一端与有杆油路相连，另一端与第二电磁换向阀相连，所述第二液控换向阀设置有第三控制口，所述第二电磁换向阀与第三控制口相连；所述第二液控换向阀一端与第三支路相连，其另一端通过第四支路与无杆油路相连，所述第五支路连接有杆油路与第二电磁换向阀；
第二电磁换向阀得电时，第二液控换向阀连通第四支路和第三支路；
当第二电磁换向阀失电时，且有杆油路压力达到预设压力时，所述第二液控换向阀连通第四支路和第三支路；而有杆油路压力未达到预设压力时，所述第二液控换向阀中断第四支路和第三支路的连通。
优选地，所述无杆油路中设置液控单向阀，所述液控单向阀设置有第二控制口，所述第二控制口与有杆油路连通。
优选地，还包括压力传感器，所述压力传感器用于检测所述无杆油路的压力。
优选地，还包括根据无杆油路的压力来控制第一电磁换向阀得电和失电的控制器。
优选地，所述第一电磁换向阀和所述第一液控换向阀均为二位四通阀。
优选地，所述差动油路设有往无杆油路通油的单向阀。
优选地，所述第二支路设有往第一电磁换向阀通油的单向阀。
一种抓斗装置，其特征在于，包括：
液压抓斗系统；
斗体；
活动设置在斗体上的斗头；其由液压抓斗系统中的液压缸驱动开斗和闭斗；所述斗头包括两个铰接在斗体上的抓取件；每个抓取件均设置有连杆，连杆与所述液压抓斗系统中液压缸相连。
优选地，所述斗体包括支架和设置于支架上配重。
本发明克服了现有液压抓斗闭斗速度慢，工作效率低的特点，当抓斗需要闭合时，传动技术的差动回路，将液压抓斗的开闭斗时间缩短，从而使作业效率提升，设置有储能油路，在系统油压高时，通过储能油路储能，在系统油压低时，储能油路释放液压油为系统供给油压。
附图说明
图1为实施例中抓斗装置开斗的结构示意图。
图2为实施例中抓斗装置闭斗的结构示意图。
图3为实施例中液压抓斗系统的油路示意图。
图4为实施例中液压抓斗系统的差动模式与高压模式切换的油路示图。
图5为实施例中液压抓斗系统中储能油路连接示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
请参照图1-图5，本发明公开了一种液压抓斗系统以及抓斗装置；所述的液压抓斗系统100应用在抓斗装置上。液压抓斗系统100具有两种模式，即差动模式和高压模式；差动模式和高压模式可切换；在差动模式时，抓斗装置可快速抓斗；高压模式下，抓斗装置在抓斗速度上比差动模式下慢，但是系统中的油压比差动模式下油压高，高压模式下抓合力比差动模式下的抓合力大。
抓斗装置包括斗体200、液压抓斗系统100和斗头300；斗头300由液压抓斗系统100中的液压缸110驱动开斗和闭斗；所述斗头300包括两个铰接在斗体200上的抓取件310；每个抓取件310均设置有连杆320，连杆320与所述液压抓斗系统100中液压缸110相连。
具体的说，液压缸110中可伸缩，液压缸110伸长时，液压缸110驱动两个斗头300转动，两个斗头300做抓合动作；当液压缸110缩短时，液压缸110驱动两个斗头300，使得两个斗头300做张开的动作。
所述斗体200包括支架210和配重220，所述配重220固定在支架210上，其中，斗头300可活动的设置于支架210上。
通过液压抓斗系统100切换抓斗装置中的差动模式和高压模式。
具体的说，液压抓斗系统100包括液压缸110、有杆油路120、无杆油路130、控制油路140、差动油路160和压力传感器170。
第一支路161连通有杆油路120和无杆油路130时，液压抓斗系统100为差动模式。
有杆油路120和无杆油路130断开，液压抓斗系统100为高压模式。
在本次实施例中，液压缸110包括有杆腔111和无杆腔112；
有杆油路120、具有第一控制口121a的第一液控换向阀121；其一端与有杆腔111相连，其另一端与第一液控换向阀121相连；
无杆油路130，与所述无杆腔112相连；
控制油路140，其一端与有杆油路120相连，另一端与所述第一控制口121a相连，所述控制油路140中设置有用于控制第一液控换向阀121换向的第一电磁换向阀141。
差动油路160，其包括第一支路161和第二支路162，所述第一支路161一端与无杆油路相连，其另一端与第一液控换向阀121相连；第二支路162与第一液控换向阀121相连，其另一端与第一电磁换向阀141相连。
其中，第一电磁换向阀141得电时，无杆油路130通过第一电磁换向阀141与第一控制口121a连通，所述有杆油路120通过第一支路161与无杆油路130连通；第一电磁换向阀141失电时，所述有杆油路120与第二支路162连通，且，第二支路162通过第一电磁换向阀141与第一控制口121a连通；或者，第一电磁换向阀141失电时，无杆油路130通过第一电磁换向阀141与第一控制口121a连通，所述有杆油路120通过第一支路161与无杆油路130连通；第一电磁换向阀141得电时，所述有杆油路120与第二支路162连通，且，第二支路162通过第一电磁换向阀141与第一控制口121a连通。
也就是说，通过控制油路140控制无杆油路130和有杆油路120的通断，即通过控制油路140控制液压抓斗系统100的工作模式(差动模式或高压模式)。
通过液压抓斗系统100驱动抓斗装置抓斗，在无需很大的抓斗力情况下，为了提高抓斗装置的抓斗速度；无杆油路130通过第一支路161与有杆油路120连通，在闭斗时(液压缸110伸长)，无杆油路130往液压缸110中无杆腔112中注油，有杆腔111中的液压油经过无杆油路130注入无杆腔112中，其中，液压缸110无杆腔112的面积与有杆腔111面积接近2:1，在液压缸110有杆腔111的压力油进入无杆腔112，提高了油缸的运动速度。
在需要很大的抓斗力时，液压抓斗系统100需要更大的油压，使无杆油路130和有杆油路120断开，无杆油路130储压，无杆腔112中压力变高，使得抓斗装置具有更大的抓合力。
所述无杆油路130中设置液控单向阀131，所述液控单向阀131设置有第二控制口131a，所述第二控制口131a与有杆油路120连通。
还包括压力传感器170，所述压力传感器170用于检测所述无杆油路130的压力。
还包括根据无杆油路130的压力来控制第一电磁换向阀141得电和失电的控制器。
具体的说，通过控制器可自动控制液压抓斗系统100切换模式(即自动使差动模式和高压模式相切换)，预先设定无杆油路130中油压的切换数值，并通过压力传感器170实时检测无杆油路130的压力值，通过比较切换数值和无杆油路130的压力值的大小，进而控制第一电磁换向阀141得电还是失电，进而控制无杆油路130是否与有杆油路120连通。
在本次实施例中，当无杆油路130的压力值小于切换数值时，第一电磁换向阀141得电，无杆油路130通过第一电磁换向阀141与第一控制口121a连通，所述有杆油路120通过第一液控换向阀121、第一支路161与无杆油路130连通；以此提高液压缸110伸缩的速度，进而提高抓斗装置开斗和闭斗的速度。
当无杆油路130的压力值大于切换数值时，第一电磁换向阀141失电，第一电磁换向阀中断第一控制口与无杆油路的连通，所述有杆油路120通过第二支路162、第一电磁换向阀和第一控制口连通，且，有杆油路没有触发第一液控换向阀换向；即有杆油路120与无杆油路130断开，以此提高有杆油路120中的油压，进而提高抓斗装置中的抓合力。
液压抓斗系统还包括储能油路150，包括第三支路151、第四支路152、第五支路153、第二电磁换向阀154和第二液控换向阀155，所述第三支路151上设置有储能器156；所述第三支路151的一端与有杆油路相连，另一端与第二电磁换向阀154相连，所述第二液控换向阀155设置有第三控制口155a，所述第二电磁换向阀154与第三控制口155a相连；所述第二液控换向阀155一端与第三支路151相连，其另一端通过第四支路152与无杆油路相连，所述第五支路153连接有杆油路与第二电磁换向阀154；
第二电磁换向阀154得电时，第二液控换向阀155连通第四支路152和第三支路151；
当第二电磁换向阀154失电时，且有杆油路压力达到预设压力时，所述第二液控换向阀155连通第四支路152和第三支路151；而有杆油路压力未达到预设压力时，所述第二液控换向阀155中断第四支路152和第三支路151的连通。
具体的说，当无杆油路中压力偏小时，控制第二电磁换向阀154换向，第三支路151中液压油经过第二电磁换向阀154进入第三控制口155a，使得第二液控换向阀155换向，进而使得第三支路151和第四支路152连通，即，第三支路151中储能器156可释放液压油到无杆油路中，以提高无杆油路的油压，无杆油路压力在正常工作状态下，第三控制口155a通过第二电磁换向阀154与有杆油路连通，有杆油路的压力不足以使第二液控换向阀155换向，所述第二液控换向阀155中断第三支路151和第四支路152的连通，当有杆油路压力达到32Mpa时，有杆油路中液压油经过第二电磁换向阀154进入第三控制口155a，可使得第二液控换向阀155换向，进而使得有杆油路往储能器156中注油加压。
其中，所述第一电磁换向阀141和所述第一液控换向阀121均为二位四通阀。
所述第三支路163设有往无杆油路130通油的单向阀。
所述第二支路162设有往第一电磁换向阀141通油的单向阀。
本实施例专利克服了现有液压抓斗闭斗速度慢，工作效率低的特点，当抓斗需要闭合时，传动技术的差动回路，将液压抓斗的开闭斗时间缩短1/3，从而使作业效率提升5-10％。按照每天工作20小时，10分钟一斗，平均每斗2立方，提升了作业效率8％，19.2立方米/日。
传统的抓斗装置在空载时，抓斗闭斗流量为744L/min，闭斗速度13米/分钟，本实施例中抓斗装置，闭斗速度可达18米/分钟以上。
传统的抓斗装置在负载等级280bar，抓斗闭斗流量为426L/min，7.5米/分钟，本实施例中抓斗装置，闭斗速度可达到10.3米/分钟。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种液压抓斗系统，其特征在于，包括：
液压缸，包括有杆腔和无杆腔；
有杆油路、具有第一控制口的第一液控换向阀；所述有杆油路的一端与有杆腔相连，其另一端与第一液控换向阀相连；
无杆油路，与所述无杆腔相连；
控制油路，其一端与有杆油路相连，另一端与所述第一控制口相连，所述控制油路中设置有用于控制第一液控换向阀换向的第一电磁换向阀；
差动油路，包括第一支路和第二支路，所述第一支路一端与无杆油路相连，其另一端与第一液控换向阀相连；第二支路与第一液控换向阀相连，其另一端与第一电磁换向阀相连；
其中，第一电磁换向阀得电时，无杆油路通过第一电磁换向阀与第一控制口连通，所述有杆油路通过第一支路与无杆油路连通；第一电磁换向阀失电时，所述有杆油路与第二支路连通，且，第二支路通过第一电磁换向阀与第一控制口连通；
或者，第一电磁换向阀失电时，无杆油路通过第一电磁换向阀与第一控制口连通，所述有杆油路通过第一支路与无杆油路连通；第一电磁换向阀得电时，所述有杆油路与第二支路连通，且，第二支路通过第一电磁换向阀与第一控制口连通。
2.如权利要求1所述的一种液压抓斗系统，其特征在于：还包括储能油路，包括第三支路、第四支路、第五支路、第二电磁换向阀和第二液控换向阀，所述第三支路上设置有储能器；所述第三支路的一端与有杆油路相连，另一端与第二电磁换向阀相连，所述第二液控换向阀设置有第三控制口，所述第二电磁换向阀与第三控制口相连；所述第二液控换向阀一端与第三支路相连，其另一端通过第四支路与无杆油路相连，所述第五支路连接有杆油路与第二电磁换向阀；
第二电磁换向阀得电时，第二液控换向阀连通第四支路和第三支路；
当第二电磁换向阀失电时，且有杆油路压力达到预设压力时，所述第二液控换向阀连通第四支路和第三支路；而有杆油路压力未达到预设压力时，所述第二液控换向阀中断第四支路和第三支路的连通。
3.如权利要求1所述的一种液压抓斗系统，其特征在于：所述无杆油路中设置液控单向阀，所述液控单向阀设置有第二控制口，所述第二控制口与有杆油路连通。
4.如权利要求1所述的一种液压抓斗系统，其特征在于：还包括压力传感器，所述压力传感器用于检测所述无杆油路的压力。
5.如权利要求1所述的一种液压抓斗系统，其特征在于：还包括根据无杆油路的压力来控制第一电磁换向阀得电和失电的控制器。
6.如权利要求1所述的一种液压抓斗系统，其特征在于：所述第一电磁换向阀和所述第一液控换向阀均为二位四通阀。
7.如权利要求1所述的一种液压抓斗系统，其特征在于：所述差动油路设有往无杆油路通油的单向阀。
8.如权利要求1所述的一种液压抓斗系统，其特征在于：所述第二支路设有往第一电磁换向阀通油的单向阀。
9.一种抓斗装置，其特征在于，包括：
如权利要求1-8任一项所述的液压抓斗系统；
斗体；
活动设置在斗体上的斗头；其由液压抓斗系统中的液压缸驱动开斗和闭斗；所述斗头包括两个铰接在斗体上的抓取件；每个抓取件均设置有连杆，连杆与所述液压抓斗系统中液压缸相连。
10.如权利要求9所述的一种抓斗装置，其特征在于：所述斗体包括支架和设置于支架上配重。
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