CN112065786A - 一种跷跷板过山车液压系统 - Google Patents

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薛艳
余亿坤
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张超
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Abstract

本发明公开了一种跷跷板过山车液压系统，液压系统包括速度控制主回路、控制油回路、安全缓降回路，在速度控制主回路中，第一比例换向阀通过二个液控单向阀连接前油缸，第二比例换向阀通过液控单向阀连接后油缸；在控制油回路中，油箱的出油口通过管道与第二电动泵组件、蓄能器连接至两个电磁换向阀；在安全缓降回路中，单向阀与汽油机泵组之间设有手动球阀和手动换向阀；后油缸的无杆腔用手动球阀连接防爆阀和溢流阀回到油箱。本发明能够提高点头动作速度，并在异常时驱使游艺设备自动回到安全位置，提高了液压系统的性能和游艺设备安全可靠性。

Description

一种跷跷板过山车液压系统
技术领域
本发明涉及液压系统技术领域，尤其是涉及一种跷跷板过山车游艺设施的液压系统。
背景技术
随着国民生活水平的日益提高，人们对娱乐设施也提出了更高的要求。娱乐设备不能仅仅满足于为人们带来惊险刺激的快感，还要保证安全可靠。现有游艺设备主要采用液压系统，至少存在以下缺陷：
1、点头动作速度过慢，导致游客无法体验游艺项目的刺激感，且游艺设备的速度难以控制；
2、当游艺设备出现异常时，只能锁在原地而无法平稳的自动回到安全位置，不得不采用其他措施。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供了一种跷跷板过山车液压系统，能够提高点头动作速度，并在异常时驱使游艺设备自动回到安全位置，提高了液压系统的性能和游艺设备安全可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种液压系统，包括：
速度控制主回路，在所述速度控制主回路中，油箱的第一出油口通过管道与发讯蝶阀、第一电动泵组件分别连接至第一比例换向阀、第二比例换向阀，所述第一比例换向阀通过二个液控单向阀连接前油缸的无杆腔，所述第二比例换向阀通过液控单向阀连接后油缸的无杆腔；
控制油回路，在所述控制油回路中，所述油箱的第二出油口通过管道与第二电动泵组件、蓄能器连接至所述第一比例换向阀、所述第二比例换向阀和两个电磁换向阀的控制油口，其中，一个所述电磁换向阀连接至所述后油缸的无杆腔的液控单向阀，另一个所述电磁换向阀连接至所述前油缸的无杆腔的液控单向阀；
安全缓降回路，其由手动安全缓降回路组成；在所述安全缓降回路中，所述油箱的第三出油口通过汽油机泵组、单向阀与所述前油缸的无杆腔连接，且所述单向阀与所述汽油机泵组之间的管道上设有手动球阀和手动换向阀；所述油箱的第四出油口通过管道依次连接溢流阀、防爆阀、手动球阀、所述后油缸的无杆腔。
在本发明的其中一种实施例中，在所述速度控制主回路中，所述发讯蝶阀与所述第一电动泵组件之间的管道上设有避震喉；
所述第一电动泵组件与所述第一比例换向阀/所述第二比例换向阀之间的管道上设有压油过滤器、单向阀，且所述压油滤油器与所述单向阀之间的管道通过电磁溢流阀连接所述油箱的回油口。
在本发明的其中一种实施例中，在所述速度控制主回路中，所述第一电动泵组件与所述第一比例换向阀之间的管道装设有压力传感器，所述液控单向阀与所述前油缸的无杆腔之间的油路、所述液控单向阀与所述后油缸的无杆腔之间的油路上均设有压力检测点；
所述第一电动泵组件与所述第一比例换向阀/所述第二比例换向阀之间的管道上设有压力表开关和压力表。
在本发明的其中一种实施例中，在所述控制油回路中，所述第二电动泵组件与所述蓄能器之间的管道上设有单向阀、压油滤油器；
所述单向阀与所述压油滤油器之间的管道通过先导式溢流阀连接所述油箱的回油口。
在本发明的其中一种实施例中，在所述控制油回路中，所述第二电动泵组件与所述蓄能器之间的管道上设有压力表开关和压力表；所述蓄能器处设有手动球阀。
在本发明的其中一种实施例中，在所述安全缓降回路中，所述汽油机泵组通过单向阀、所述手动换向阀、手动球阀、所述单向阀连接所述前油缸的无杆腔，所述后油缸的无杆腔通过所述手动球阀、所述防爆阀、所述溢流阀连接所述油箱的回油口。
在本发明的其中一种实施例中，在所述安全缓降回路中，所述汽油机泵组通过所述手动球阀连接至所述单向阀的进油口，且所述单向阀的出油口连接至所述前油缸的无杆腔。
在本发明的其中一种实施例中，所述液压系统还包括：
循环冷却油路，在所述循环冷却油路中，所述油箱的第五出油口依次通过发讯蝶阀、第三电动泵组件、回油滤油器、风冷却器和单向阀连接至所述油箱的回油口。
在本发明的其中一种实施例中，所述液压系统还包括用于控制电控阀件和处理传感器检测信号的控制器；所述油箱设有放油球阀、加热器、液位控制器、温度传感器、空气滤清器、液位温度计。
相比于现有技术，本发明实施例至少具有如下有益效果：
通过速度控制主回路的电液比例控制技术，在点头动作时，后油缸的第一比例换向阀和单向阀一起供油，前油缸的第二比例换向阀回油，通过调节这两个比例换向阀调节速度，可提高点头动作速度，使游客能够体验到游艺项目的刺激感，且控制可靠；
在游艺设备发生异常时，可通过安全缓降回路的手动方式将游艺设备回到初始位置，提高液压系统和游艺设备的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例中的液压系统的结构示意图；
图2a～2f展示了本发明实施例中的跷跷板过山车的动作原理；
其中，说明书附图中的附图标记如下：
1、油箱；2、加热器；3、液位控制器；4、温度传感器；5、空气滤清器；6、液位温度计；7、放油球阀；8、发讯蝶阀；9、避震喉；10、变量柱塞泵；11、电机；12、压油过滤器；13、电磁溢流阀；14、压力表开关；15、压力表；16、单向阀；17、压力传感器；18、第一比例换向阀；19、第二比例换向阀；20、油泵机组；201、齿轮泵；21、汽油机；22、单向阀；23、压力表开关；24、压力表；25、手动换向阀；26、溢流阀；27、手动球阀；28、测压接头；29、单向阀；30、溢流阀；31、液控单向阀；32、液控单向阀；33、单向阀；34、手动球阀；35、防爆阀；36、溢流阀；37、发讯蝶阀；38、叶片泵；39、电机；40、回油滤油器；41、风冷却器；42、单向阀；43、高压齿轮泵；44、电机；45、单向阀；46、溢流阀；47、压油滤油器；48、压力表开关；49、压力表；50、蓄能器；51、手动球阀；52、电磁换向阀；53、前油缸；54、后油缸。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参见图1，本发明实施例提供了一种液压系统，可应用于如图2a～2f所示跷跷板过山车或其他游艺设备，通过一系列元件，驱动前、后油缸使其形成不同的角度，列车自由滑下，在点头动作时，后油缸供油，后油缸伸出，前油缸被动缩回，乘客体验失重感觉。液压系统具体设计如下，包括：
速度控制主回路，在速度控制主回路中，油箱1的第一出油口通过管道与发讯蝶阀8、第一电动泵组件分别连接至第一比例换向阀18、第二比例换向阀19，第一比例换向阀18通过二个液控单向阀31连接前油缸53的无杆腔，第二比例换向阀19通过液控单向阀32连接后油缸54的无杆腔；
在本发明的其中一种实施例中，在速度控制主回路中，发讯蝶阀8与第一电动泵组件之间的管道上设有避震喉9；
第一电动泵组件与第一比例换向阀18/第二比例换向阀19之间的管道上设有压油过滤器12、单向阀16，且压油滤油器12与单向阀16之间的管道通过电磁溢流阀13连接油箱1的回油口。
第一电动泵组件与第一比例换向阀18之间的管道设有压力传感器13，也可单向阀31与前油缸53的无杆腔之间的油路、液控单向阀32与后油缸54的无杆腔之间的油路上均设有测压接头28；第一电动泵组件与第一比例换向阀18/第二比例换向阀19之间的管道上设有压力表开关14和压力表15。
在本实施例中，速度控制主回路主要为油缸伸出和缩回提供主动供油。油缸的上升下降速度依靠电液比例阀的开度配合来调节。本实施例由带发讯开关的发讯蝶阀8、避震候9、第一电动泵组件、压油过滤器12、电磁溢流阀13、压力表开关14、压力表15、单向阀16、压力传感器17、第一比例换向阀18、第二比例换向阀19组成速度控制主回路，与后油缸54的液控单向阀32以及前油缸53的液控单向阀31组合，能够使前、后油缸支撑的过山车跷跷板轨道按照一定速度形成一定角度。在点头动作时，控制后油缸54的第一比例换向阀19供油，前油缸53的第二比例换向阀18回油，从而通过调节两个比例换向阀的开度调节速度，让游客在跷跷板的一头享受失重惊险刺激带来的快乐。其中作为示例性的，第一电动泵组件由变量柱塞泵10、电机11组成。
控制油回路，在控制油回路中，油箱1的第二出油口通过管道与第二电动泵组件、蓄能器50连接至第一比例换向阀18、第二比例换向阀19和两个电磁换向阀52的控制油口，其中，一个电磁换向阀52连接后油缸54的无杆腔的液控单向阀32，另一个电磁换向阀52连接至前油缸53的无杆腔的液控单向阀31。
在本发明的其中一种实施例中，在控制油回路中，第二电动泵组件与蓄能器50之间的管道上设有单向阀45、压油滤油器47；单向阀45与压油滤油器47之间的管道通过溢流阀46连接油箱1的回油口。
此外，第二电动泵组件与蓄能器50之间的管道上设有压力表开关48和压力表49；蓄能器50处设有手动球阀51。
在本实施例中，控制油回路主要为整个系统的比例阀、液控单向阀提供控制油，至少由第二电动泵组件(电机44、高压齿轮泵43)、单向阀45、直动式溢流阀46、压油滤油器47、压力表开关48、压力表49、蓄能器50、电磁换向阀52组成。控制油回路通过电磁换向阀52的得电换向控制液控单向阀31、液控单向阀32的开关，从而控制前、后油缸的运动，并且在控制油回路断电情况下，能够使得系统的前、后油缸处于锁定状态。
安全缓降回路，其由手动安全缓降回路组成；在安全缓降回路中，油箱1的第三出油口通过带有齿轮泵201、汽油机21的汽油机泵组20连接单向阀29的进油口、单向阀29的出油口与前油缸53的无杆腔连接，且单向阀29的进油口与汽油机泵组20之间的管道上设有手动球阀27和手动换向阀25；油箱1的第四出油口通过管道连接至溢流阀36的进油口、溢流阀36的出油口通过防爆阀35、手动球阀34连接至后油缸54的无杆腔。
在本发明的其中一种实施例中，在安全缓降回路中，汽油机泵组20通过单向阀22连接手动换向阀25、手动球阀27、单向阀29，且单向阀29的出油口连接至前油缸53的无杆腔。
在本实施例中，安全缓降回路为手动安全缓降回路。用于异常发生时启动安全缓降回路，控制油缸伸出缩回，以使跷跷板轨道回到初始的安全位置。安全缓降回路主要由汽油机泵组20(汽油机21、齿轮泵201)、单向阀22、手动换向阀25、手动球阀27、单向阀29连接前油缸53的无杆腔，后油缸54的无杆腔通过手动球阀34、防爆阀35、溢流阀36连接油箱1的回油口。其中的压力调节原理为：将溢流阀36压力调节为负载压力-0.5MPa做平稳回落的背压。
本实施例还设计了应急救援回路，当异常发生时，控制回路切断，前、后油缸将安全锁在原来的地方。此时直接启动手动救援回路，控制手动换向阀25换向至右侧机能，同时低压启动汽油机21，然后将手动换向阀25回到中位，打开手动球阀27和手动球阀34，使得前油缸53会伸出，后油缸54缩回，从而跷跷板轨道回到初始位置。
在本发明的其中一种实施例中，液压系统还包括：
循环冷却油路，在循环冷却油路中，油箱1的第五出油口依次通过发讯蝶阀37、第三电动泵组件(叶片泵38、电机39)、回油滤油器40、风冷却器41和单向阀42连接至油箱1的回油口。风冷却器41与循环泵组连通能够用于冷却循环泵组从油箱循环的液压油，循环泵组的出口设有单向阀。此外，循环冷却油路设有旁通阀42以消除循环冷却的流量冲击和防止冷却器堵塞时油液对冷却器的破坏。
在本发明的其中一种实施例中，液压系统还包括用于控制电控阀件和处理传感器检测信号的控制器；油箱1设有放油球阀7、加热器2、液位控制器3、温度传感器4、空气滤清器5、液位温度计6、测压接头28。液压系统由控制器按照设定的程序协调各个阀件、传感器等进行工作，以实现液压传动系统的各种功能。
综上，本发明实施例至少具有如下有益效果：
1、适时节能，利用电机、变量柱塞泵、电磁溢流阀的设计组合只做油缸主动伸出缩回动作的动力源，点头动作利用自身的重力等不主动做功，可以很好的节能。
2、在控制油回路中装有蓄能器，以使控制组能够相应设计的较小。
3、通过速度控制主回路的电液比例控制技术，在点头动作时，后油缸54的第一比例换向阀18和单向阀33供油，前油缸53的第二比例换向阀19回油，通过控制这两个比例换向阀调节速度，可提高点头动作速度，使游客能够体验到游艺项目的刺激感，且控制可靠；此外，利用电液比例控制技术，模拟出跷跷板过山车游艺设备不同的工作动态，正常工作时，列车轨道的升降速度通过比例阀控制达到高精度高灵敏度的控制效果。
4、在游艺设备发生异常时，可通过安全缓降回路手动方式将游艺设备回到初始位置，提高液压系统和游艺设备的安全性；运用汽油机泵组+安全缓降控制组件，在异常情况下，可以调节跷跷板轨道升降速度，从而保证轨道在任意状况下，都可以回到安全的初始位置，保障游客及设备的安全，达到游艺设备的高可靠高安全性要求。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种跷跷板过山车液压系统，其特征在于，包括：
速度控制主回路，在所述速度控制主回路中，油箱(1)的第一出油口通过管道与发讯蝶阀(8)、第一电动泵组件分别连接至第一比例换向阀(18)、第二比例换向阀(19)，所述第一比例换向阀(18)通过二个液控单向阀(31)连接前油缸(53)的无杆腔，所述第二比例换向阀(19)通过液控单向阀(32)连接后油缸(54)的无杆腔；
控制油回路，在所述控制油回路中，所述油箱(1)的第二出油口通过管道与第二电动泵组件、蓄能器(50)连接至所述第一比例换向阀(18)、第二比例换向阀(19)和两个电磁换向阀(52)的控制油口，其中，一个所述电磁换向阀(52)连接所述液控单向阀(32)，另一个所述电磁换向阀(52)连接至所述液控单向阀(31)；
安全缓降回路，其由手动安全缓降回路组成；在所述安全缓降回路中，所述油箱(1)的第三出油口通过汽油机泵组(20)连接单向阀(29)的进油口，单向阀(29)的出油口与所述前油缸(53)的无杆腔连接，且所述单向阀(29)的进油口与所述汽油机泵组(20)之间的管道上设有手动球阀(27)和手动换向阀(25)；所述油箱(1)的第四出油口通过管道依次连接溢流阀(36)、防爆阀(35)、手动球阀(34)、所述后油缸(54)的无杆腔。
2.如权利要求1所述的跷跷板过山车液压系统，其特征在于，在所述速度控制主回路中，所述发讯蝶阀(8)与所述第一电动泵组件之间的管道上设有避震喉(9)；
所述第一电动泵组件与所述第一比例换向阀(18)/所述第二比例换向阀(19)之间的管道上设有压油过滤器(12)、单向阀(16)，且所述压油滤油器(12)与所述单向阀(16)之间的管道通过电磁溢流阀(13)连接所述油箱(1)的回油口。
3.如权利要求1或2所述的跷跷板过山车液压系统，其特征在于，在所述速度控制主回路中，所述第一电动泵组件与所述第一比例换向阀(18)之间的管道设有压力传感器(13)，所述液控单向阀(31)与所述前油缸(53)的无杆腔之间的油路、所述液控单向阀(32)与所述后油缸(54)的无杆腔之间的油路上均设有测压点(28)；
所述第一电动泵组件与所述第一比例换向阀(18)/所述第二比例换向阀(19)之间的管道上设有压力表开关(14)和压力表(15)。
4.如权利要求1所述的跷跷板过山车液压系统，其特征在于，在所述控制油回路中，所述第二电动泵组件与所述蓄能器(50)之间的管道上设有单向阀(45)、压油滤油器(47)；
所述单向阀(45)与所述压油滤油器(47)之间的管道通过直动式溢流阀(46)连接所述油箱(1)的回油口。
5.如权利要求1或4所述的跷跷板过山车液压系统，其特征在于，在所述控制油回路中，所述第二电动泵组件与所述蓄能器(50)之间的管道上设有压力表开关(48)和压力表(49)；所述蓄能器(50)处设有手动球阀(51)。
6.如权利要求1所述的跷跷板过山车液压系统，其特征在于，在所述安全缓降回路中，所述汽油机泵组(20)通过单向阀(22)、所述手动换向阀(25)、所述手动球阀(27)、所述单向阀(29)连接所述前油缸(53)的无杆腔，所述后油缸(54)的无杆腔通过所述手动球阀(34)、所述防爆阀(35)、所述溢流阀(36)连接所述油箱(1)的回油口。
7.如权利要求1或5所述的跷跷板过山车液压系统，其特征在于，在所述安全缓降回路中，所述汽油机泵组(20)通过所述手动球阀(27)连接至所述单向阀(29)的进油口，且所述单向阀(29)的出油口端连接至所述前油缸(53)的无杆腔。
8.如权利要求1所述的跷跷板过山车液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括：
循环冷却油路，在所述循环冷却油路中，所述油箱(1)的第五出油口依次通过发讯蝶阀(37)、第三电动泵组件、回油滤油器(40)、风冷却器(41)和单向阀(42)连接至所述油箱(1)的回油口。
9.如权利要求1所述的跷跷板过山车液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括用于控制电控阀件和处理传感器检测信号的控制器；所述油箱(1)设有放油球阀(7)、加热器(2)、液位控制器(3)、温度传感器(4)、空气滤清器(5)、液位温度计(6)。
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