CN111173783B - 一种便携式液压扩张水切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式液压扩张水切割装置。本发明由柱塞泵提供高压流体，通过溢流阀调节压强小，并通过二位三通溢流阀分别为液压扩张装置和增压器提供能量，增压器为高压水射流提供更高的压强条件，蓄能器保持高压水射流的压力稳性，从而实现液压支撑与物体的切割。本发明将液压扩张装置与水切割装置相合，共用一个柱塞泵提供动力，不仅能够有效减小装置的体积，还能够顾及破拆救援装置的功能的全面性，从而提高消防员及其他非专业人员救援的效率和成功率。

Description

一种便携式液压扩张水切割装置

技术领域

本发明涉及一种便携式液压扩张水切割装置。

背景技术

传统的液压扩张装置以及水切割装置基本上运用于大型的施工现场或者是由专业的消防救援车辆来进行配置。这类液压扩张装置往往由于尺寸、重量太大致使其运输以及短距离搬运条件非常苛刻，处处受到限制。尤其是面对经历地震重创的灾区，开展紧急救援工作必须依靠仅有专业消防救援部队才能够配备的大型救援设备，这也导致武警官兵及志愿者无法开展有效的救援工作。特别是面对紧急且复杂的情况时，救援人员往往缺乏便携式设备束手无策，只能等待专业救援部队以及专业救援设备的调度，造成营救不及时的情形，导致更为严重的人民生命及财产损失。

当前市面上的无论是液压扩张装置还是水切割装置，都离不开固定的液压源，它们都不具备便携性，它们的使用需要严格的人员数量要求和地域条件，在不满足人员配备或者是压力源配备的情况下不能够发挥其装置的作用，造成资源的浪费。当前只有专业消防救援队配备特种消防救援车才能够开展这类救援活动，首先实施这类救援工作需要专业素养极高的专业人员以及专业的消防救援车，这对救援工作的人员配备和资源配备提出了很高的要求。地震重创过后的重灾区内的事发现场是大范围的、高风险的；情况非常紧急；路况处于瘫痪状态；需要紧急救援的遇难人员数量庞大。第一，从时间的角度来看，人员的调度需要时间；第二，从人员数量的角度来看，当地的消防救援中心也可能遭受到了灾害的袭击，丧失了部分救援能力，设想它们完整无缺，以最好的状态投入救援工作，面对如此大的灾害，人员一定也是不够的；第三从实际救援现场来看，交通基本处于瘫痪状态，消防救援车不能够实现随叫随到、随到随用的效果，从而影响了救援的效率，后果将会损失惨重。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种便携式液压扩张水切割装置。

本发明包括柱塞泵、水箱、先导型溢流阀、二位三通溢流阀、增压器、蓄能器、液压扩张装置和水切割装置；所述水箱分别与柱塞泵、先导型溢流阀和增压器管道连接，柱塞泵依次与先导型溢流阀和二位三通溢流阀密封性连接，二位三通溢流阀分别与液压扩张装置和增压器连接，增压器依次与蓄能器和水切割装置进行连接，柱塞泵和增压器从水箱中吸取液体，溢流阀溢流出来的液体流回水箱，水切割装置向外排液。

进一步地，柱塞泵设置有进水口和出水口，泵内密封良好，进水口设置通向水箱的管道。

进一步地，所述先导型溢流阀设置在柱塞泵与二位三通溢流阀之间，用来接收从柱塞泵输出的高压流体，同时检测流体压力，并能通过溢流口的流体分流来控制流体压力的大小，从而进一步控制系统的工作压力；水箱与溢流口之间有管道连接，水箱收集从溢流口流出的多余流体，通过柱塞泵又能流至溢流阀，以实现水资源的循环利用。

进一步地，所述二位三通溢流阀设置有一个进水口，两个出水口，进水口接收从柱塞泵输出的高压流体，通过自行选择出水口，溢流阀能控制高压流体的流向，最终决定装置实现液压扩张或者水切割功能。

进一步地，所述增压器设置有双向换向阀和双出水口并与蓄能器相连接，工作状态中，增压器连续不间断的对从水箱吸入的水进行压缩并送入蓄能器进行储存。

进一步地，所述水箱容量设置为8L，既能为柱塞泵和增压器提供水源，保证装置的正常工作的进行和开展，又能有效控制装置的体积和重量，同时兼顾了它的实用性和便携性。

进一步地，作为储存动力输出介质和切割介质的水箱设置为开源状态，可以随意添加和更换水资源，水箱内设置有过滤网，增加了水箱对水资源的包容性。

进一步地，该便携式液压扩张水切割装置的工作原理为：操作人员首先设定装置需要执行的功能，液压扩张或者水切割，然后设定动力系统的工作压力，随后启动柱塞泵使装置进入工作状态。当启动的为液压扩张装置时，高压流体从柱塞泵输入至液压扩张装置的液压缸，推动液压缸内活塞的移动，形成机械位移，利用液压扩张系统的机械支撑结构，对外界结构形成安全稳定的扩张支撑作用，为接下来的救援活动提供条件；当启动的为水切割装置时，高压流体从柱塞泵输入至增压器的双口液压缸中，通过双向换向阀推动液压缸内的活塞往复运动，活塞的每一次向左(右)运动，活塞左边(右边)的流体就会被压缩通过输出单向阀门输出至蓄能器中，同时活塞的右边(左边)形成低压区，流体就会通过输入单向阀从水箱中流入液压缸中，如此往复，增压器源源不断的向蓄能器输出高压流体，保证蓄能器中压力的保持与稳定，保证水切割装置输出连续稳定的高速水射流。

进一步地，所述水箱、柱塞泵、增压器、先导型溢流阀、二位三通溢流阀、液压扩张装置和水切割装置全部采用微型或小型规模，使装置更好的具备便携性。

本发明的有益效果：本发明将液压扩张装置与水切割装置相合，共用一个柱塞泵提供动力，不仅能够有效减小装置的体积，还能够顾及破拆救援装置的功能的全面性，从而提高消防员及其他非专业人员救援的效率和成功率。

附图说明

图1为本发明一种便携式液压扩张水切割装置的示意图。

图2为本发明一种便携式液压扩张水切割装置的组装图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种便携式液压扩张水切割装置，包括柱塞泵、水箱、先导型溢流阀、二位三通溢流阀、增压器、蓄能器、液压扩张装置和水切割装置，所述水箱分别与柱塞泵、先导型溢流阀和增压器管道连接，柱塞泵依次与先导型溢流阀和二位三通溢流阀密封性连接，二位三通溢流阀分别与液压扩张装置和增压器连接，增压器依次与蓄能器和水切割装置进行连接，柱塞泵和增压器从水箱中吸取液体，溢流阀溢流出来的液体流回水箱，水切割装置向外排液。

在其中的一实施例中，先导型溢流阀不但能控制所输出水压的大小，精确控制装置压力条件，保证装置各部件处于安全承压范围以内，系统还能对整个动力系统进行压力卸载。

在其中的一实施例中，二位三通溢流阀控制从柱塞泵和先导溢流阀流来的高压流体的流向，控制液压扩张装置和水切割装置的使用选择，灵活操控装置进行各种复杂条件下的紧急救援作业。

在其中的一实施例中，增压器与蓄能器相互配合将柱塞泵输送过来的流体能量不断地进行累积，从而形成压力更高的流体使之进入蓄能器进行储存，以便达到形成的高压水射流有能力完成切割钢结构、混凝土结构和弹性结构等各种结构的目的。

在其中的一实施例中，蓄能器不但能储存大量多余的流体能量，保证资源的合理运用，蓄能器还能提供高质量的连续的高压流体，保证水切割装置获得稳定的高压流体，输出稳定的高速流体，保证了切割力的强度和耐性。

在其中的一实施例中，所述水箱容量设置为8L，既能为柱塞泵和增压器提供水源，保证装置的正常工作的进行和开展，又能有效控制装置的体积和重量，同时兼顾了它的实用性和便携性。作为储存动力输出介质和切割介质的水箱设置为开源状态，可以随意添加和更换水资源，水箱内设置有过滤网，增加了水箱对水资源的包容性。

实施例中的装置工作过程：当启动的为液压扩张装置时，高压流体从柱塞泵输入至液压扩张装置的液压缸，推动液压缸内活塞的移动，形成机械位移，利用液压扩张系统的机械支撑结构，对外界结构形成安全稳定的扩张支撑作用，为接下来的救援活动提供条件。当启动的为水切割装置时，高压流体从柱塞泵输入至增压器的双口液压缸中，通过双向换向阀推动液压缸内的活塞往复运动，活塞的每一次向左(右)运动，活塞左边(右边)的流体就会被压缩通过输出单向阀门输出至蓄能器中，同时活塞的右边(左边)形成低压区，流体就会通过输入单向阀从水箱中流入液压缸中，如此往复，增压器源源不断的向蓄能器输出高压流体，保证蓄能器中压力的保持与稳定，保证水切割装置输出连续稳定的高速水射流。

上述部件的具体选型如下：

在其中的一实施例中，柱塞泵选型为广东伊特液压有限公司生产的P系列P08-A*-F-R-01,最高容许压力达到25.5Mpa，重量仅为9kg。不仅满足液压扩张装置的工作压力，而且符合它的便携性。

在其中的一实施例中，增压器选型为深圳市恒成液压科技有限公司生产的小流量超高压HTHG系列液压增压器。液压增压器增压倍数能够达到7.0～10.0倍，正常工作状态下液压增压器输入压力为20MPA，液压增压器能够输出压力为140～200MPA，满足水切割装置的使用条件，且重量为2.8kg外径尺寸为117.5mmX50mm。

在其中的一实施例中，水箱材料选用工程塑料，它具有重量轻，比强度高，并具有突出的减摩、耐磨性等优点。

在其中的一实施例中，液压扩张装置选型为济宁佳硕工矿设备有限公司生产的Q型液压撑顶器GYCD-120/570-Q，扩张力能够达到100KN，质量<9kg。主要部件为高强度轻质合金精加工而成，撑顶力大、重量轻；可手提、可背负，机动性强。

在其中的一实施例中，水切割装置选型为河北锐迅水射流技术开发有限公司生产的T-S1手持切割枪，便携且可执行简单的切割工作。

综上，本发明结构简单，体积较小，生产成本低，便携性突出。柱塞泵选用微小型型号，体积不超过30dm³，重量不超过10kg；增压器选用小流量超高压液压增压器，体积小、重量轻、转换效率高、输出压力高、综合成本低廉，重量不超过3kg；水箱材质选用高比刚度的新型材料，体积不超过10dm³，装满水状态重量不超过10kg；液压扩张装置以及水切割装置体积和重量都不大，使用时从储物仓拿出，非使用期间可收纳以便于运输和携带。整套装置集成度高，便携性好，其示意图参考图2。其不但能满足专业人员在日常救援工作中使用，还能适用于其他非专业人员在紧急情况中开展救援活动，其装置还实现了液压扩张于水切割相结合，既实现了此装置的多功能性，又能有效减少装置的体积，增加它的便携性和提高柱塞泵的使用效率，此装置的应用，将大大提高消防救灾的救援效率，大大减少人员伤亡率。

上述实施例，只是本发明的一个实例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡与本发明权利要求所述内容相同或等同的技术方案，均应包括在本发明保护范围内。

Claims (2)

1.一种便携式液压扩张水切割装置，包括柱塞泵、水箱、先导型溢流阀、二位三通换向阀、增压器、蓄能器、液压扩张装置和水切割装置，其特征在于：所述水箱分别与柱塞泵、先导型溢流阀和增压器管道连接，柱塞泵依次与先导型溢流阀和二位三通换向阀密封性连接，二位三通换向阀分别与液压扩张装置和增压器连接，增压器依次与蓄能器和水切割装置进行连接，柱塞泵和增压器从水箱中吸取液体，先导型溢流阀溢流出来的液体流回水箱，水切割装置向外排液；

所述先导型溢流阀用于控制所输出水压的大小，同时还能对整个装置进行压力卸载；

所述二位三通换向阀控制从先导溢流阀出来的高压流体的流向，控制液压扩张装置和水切割装置的使用选择；

所述增压器与蓄能器相互配合将柱塞泵输送过来的流体能量不断地进行累积，从而形成压力更高的流体使之进入蓄能器进行储存，以便达到形成的高压水射流有能力完成切割动作。

2.根据权利要求1所述的一种便携式液压扩张水切割装置，其特征在于：所述增压器设置有双向换向阀和双出水口并与蓄能器相连接，高压流体从柱塞泵输入至增压器的双口液压缸中，通过双向换向阀推动液压缸内的活塞往复运动，活塞的每一次向左或右运动，活塞左边或右边的流体就会被压缩,通过输出单向阀门输出至蓄能器中，同时活塞的右边或左边形成低压区，流体通过输入单向阀从水箱中流入双口液压缸中，如此往复，增压器源源不断的向蓄能器输出高压流体。

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