CN114151398A - 垂直式垃圾压缩站液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直式垃圾压缩站液压控制系统，通过高压柱塞泵和低压叶片泵共同控制压缩油缸动作，低压叶片泵仅参与压缩油缸快速下行动作中压制压力值到达3MPa前阶段作业，高压柱塞泵主要控制前闸门油缸、中闸门油缸、挂箱油缸、保险油缸及推板油缸的动作；前闸门油缸、中闸门油缸、挂箱油缸、保险油缸和推板油缸分别通过三位四通电磁换向阀、叠加式节流阀、叠加式液控单向阀控制或比例换向阀控制其活塞杆的伸缩。本发明采用混合式动力系统，增强了系统运行的节能性；比例换向阀的使用，保障了垃圾装车时的稳定性；闸门油缸阀组采用三位四通电磁换向阀、叠加式液控单向阀和叠加式双单向节流的组合，提升了闸门起落及中停的可靠性。

Description

垂直式垃圾压缩站液压控制系统

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，具体的说是一种垂直式垃圾压缩站液压控制系统。

背景技术

伴随城市化进程的大力推进，生活垃圾的处理越来越严峻。针对一些需填埋垃圾，其松散运输效率低下且易造成二次污染，填埋时耗费空间大还易造成所在地塌陷等危险。垂直式垃圾压缩站将垃圾压缩成块，方便集中后妥善处理。

垂直式垃圾压缩站主机整体为立式结构，采用垂直压缩方式，主要由压缩装置、推出装置、垃圾收集装置、挂箱装置、保险装置、喷淋降尘除臭系统、自动排污系统及对应部分的液压电器控制系统组成。压缩装置主要完成对垃圾进行往复压缩及垃圾箱装车时提升工况；推出装置负责将第一块压缩后垃圾推至储存区及箱体提升至运载汽车适宜高度后推送两块垃圾进入装载车箱；垃圾收集装置包含压缩箱、存储箱、中闸门及前闸门等；挂箱装置通过挂箱油缸带动滑销伸缩控制压头挂上或脱开垃圾收集箱；保险装置通过保险栓钩住压头上方横梁，起安全保障作用；喷淋除臭系统在垃圾处理时喷洒水雾、除臭剂及杀虫剂等，进行除尘除臭消灭蚊蝇，并可用水枪清理垃圾箱及地坑；排污系统则将压缩垃圾时产生的废水进行沉淀及二次沉淀等处理，直到污水达标后流入城市排污管网；液压电器控制系统则对以上动作进行系统化控制。本发明着重说明垂直式垃圾站的液压控制系统对以上机构的运作工况的控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直式垃圾压缩站液压控制系统，通过对与垂直式垃圾站各机构相连接的液压缸的控制，以实现松散垃圾的压缩、装箱，便于垃圾的运输及处理。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种垂直式垃圾压缩站液压控制系统，包括低压叶片泵和高压柱塞泵；

低压叶片泵与油箱相连接的进油管路上安装有第一截止阀，低压叶片泵的出油口通过供油管路与压缩油缸的无杆腔相连接，压缩油缸的活塞杆与压缩箱的压头相连接，低压叶片泵的供油管路上还安装有单向阀、压力表、压力传感器和压力插件，压力插件与油箱相连接；

高压柱塞泵与油箱连接的进油管路上安装有第二截止阀，高压柱塞泵的出油口通过供油管路分别与压缩油缸阀组、中闸门油缸阀组、前闸门油缸阀组、挂箱油缸阀组、保险油缸阀组及比例换向阀的P口相连接，压缩油缸阀组与压缩油缸相连接，中闸门油缸阀组与中闸门油缸相连接，前闸门油缸阀组与前闸门油缸相连接，挂箱油缸阀组与挂箱油缸相连接，保险油缸阀组与保险油缸相连接，比例换向阀的A口与推板油缸的有杆腔相连接，比例换向阀的B口与推板油缸的无杆腔相连接，比例换向阀的T口与油箱相连接；高压柱塞泵的供油管路上还安装有第二单向阀、第二压力表和电磁溢流阀，电磁溢流阀与油箱相连接。

优选的，所述低压叶片泵与低压叶片泵伺服电机组相连接，高压柱塞泵与高压柱塞泵电机组相连接。

优选的，所述压缩油缸阀组、中闸门油缸阀组和前闸门油缸阀组分别包括一个三位四通电磁换向阀、一个叠加式液控单向阀和一个叠加式双单向节流阀；挂箱油缸阀组和保险油缸阀组分别包括一个三位四通电磁换向阀和一个叠加式双单向节流阀。

优选的，所述压缩油缸的无杆腔与快回插件相连接，快回插件与油箱相连接。

优选的，所述中闸门油缸和前闸门油缸的结构相同，均包括两组并联的常规活塞缸，中闸门油缸的活塞端与垃圾收集装置的中闸门相连接；前闸门油缸的活塞端与垃圾收集装置的前闸门相连接。

优选的，所述挂箱油缸包括两组并联的双向出杆活塞缸，由第四三位四通电磁换向阀及第四叠加式双单向节流阀控制挂箱油缸的活塞杆左右运行，挂箱油缸的活塞端分别与挂箱装置的滑销相连接。

优选的，所述保险油缸包括两组并联的常规活塞缸，保险油缸的活塞端分别与保险装置的保险栓钩相连接。

优选的，述推板油缸为复式三级缸结构，推板油缸的活塞端与推出装置的推板相连接，通过比例换向阀控制，通过限位信号距离反馈调节比例换向阀开口大小，保持推板油缸活塞杆以恒定速度推出或拉回。

优选的，所述油箱中液面上方安装有空气滤清器。

优选的，所述油箱上安装有液位温度计。

本发明工作时，当启动高压柱塞泵和低压叶片泵后，油泵开始从油箱连续吸入液压油，并从油泵出口排出高压油，经过各个油缸阀组及液压元件输入各个油缸的有杆腔和无杆腔，使油缸活塞上下或左右移动，控制垃圾站的各个机构动作，实现垃圾的压缩、提升及装车。

本发明通过高压柱塞泵和低压叶片泵共同控制压缩油缸动作，将松散垃圾压缩成块；其中：低压叶片泵仅参与压缩油缸快速下行动作中压制压力值到达3MPa前阶段作业，其余时段低压叶片泵的伺服电机组均接近零转速机待用，极大降低了电能损耗；高压柱塞泵主要控制前闸门油缸、中闸门油缸、挂箱油缸、保险油缸及推板油缸的动作；前闸门油缸和中闸门油缸分别通过三位四通电磁换向阀、叠加式节流阀及叠加式液控单向阀控制，保障闸门油缸稳定提升、下落及中停；挂箱油缸采用双向出杆油缸结构，由第四三位四通电磁换向阀及第四叠加式双单向节流阀控制其活塞杆左右运行；保险油缸包括两组相互并联的常规活塞缸，由第五三位四通电磁换向阀及第五叠加式双单向节流阀控制其活塞杆伸缩；推板油缸为复式三级缸结构，采用比例换向阀控制，通过限位信号距离反馈调节比例换向阀开口大小，控制其活塞杆的推出或拉回速度恒定，保障垃圾装车的平稳性。

本发明采用混合式动力系统，增强了系统运行的节能性；比例换向阀的使用，保障了垃圾装车时的稳定性；闸门油缸阀组采用三位四通电磁换向阀、叠加式液控单向阀和叠加式双单向节流的组合，提升了闸门起落及中停的可靠性；本发明整体结构紧凑、运行平稳。

附图说明

图1是本发明的液压原理图；

图2是本发明运行工况图；

图中：1、油箱；2、液位液温计；3、第一截止阀；4、低压叶片泵；5、压力插件；6、压力传感器；7、第一压力表；8、第一单向阀； 9、第一三位四通电磁换向阀；10、第一叠加式液控单向阀；11、第一叠加式双单向节流阀；12、第二三位四通电磁换向阀；13、第二叠加式液控单向阀；14、第二叠加式双单向节流阀；15、压头；16、压缩油缸；17、快回插件；18、中闸门油缸；19、前闸门油缸；20、挂箱油缸；21、保险油缸；22、推板油缸；23、第四叠加式双单向节流阀；24、第四三位四通电磁换向阀；25、第五叠加式双单向节流阀；26、第五三位四通电磁换向阀；27、比例换向阀；28、第二单向阀；29、第二压力表；30、电磁溢流阀；31、空气滤清器；32、高压柱塞泵电机组；33、第二截止阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示的一种垂直式垃圾压缩站液压控制系统，包括低压叶片泵4和高压柱塞泵32；

低压叶片泵4与油箱1相连接的进油管路上安装有第一截止阀3，低压叶片泵4的出油口通过供油管路与压缩油缸16的无杆腔相连接，压缩油缸16的活塞杆与压缩箱的压头15相连接，低压叶片泵4的供油管路上还安装有单向阀8、压力表7、压力传感器6和压力插件5，压力插件5与油箱1相连接；

高压柱塞泵32与油箱1连接的进油管路上安装有第二截止阀33，高压柱塞泵32的出油口通过供油管路分别与压缩油缸阀组、中闸门油缸阀组、前闸门油缸阀组、挂箱油缸阀组、保险油缸阀组及比例换向阀27的P口相连接，压缩油缸阀组与压缩油缸16相连接，中闸门油缸阀组与中闸门油缸18相连接，前闸门油缸阀组与前闸门油缸19相连接，挂箱油缸阀组与挂箱油缸20相连接，保险油缸阀组与保险油缸21相连接，比例换向阀27的A口与推板油缸22的有杆腔相连接，比例换向阀27的B口与推板油缸22的无杆腔相连接，比例换向阀27的T口与油箱1相连接；高压柱塞泵32的供油管路上还安装有第二单向阀28、第二压力表29和电磁溢流阀30，电磁溢流阀30与油箱1相连接。

低压叶片泵4与低压叶片泵伺服电机组相连接，高压柱塞泵32与高压柱塞泵电机组相连接。

压缩油缸阀组、中闸门油缸阀组和前闸门油缸阀组分别包括一个三位四通电磁换向阀、一个叠加式液控单向阀和一个叠加式双单向节流阀；挂箱油缸阀组和保险油缸阀组分别包括一个三位四通电磁换向阀和一个叠加式双单向节流阀。

压缩油缸16的无杆腔与快回插件17相连接，快回插件17与油箱1相连接。

中闸门油缸18和前闸门油缸19的结构相同，均包括两组并联的常规活塞缸，中闸门油缸18的活塞端与垃圾收集装置的中闸门相连接；前闸门油缸19的活塞端与垃圾收集装置的前闸门相连接。

挂箱油缸20包括两组并联的双向出杆活塞缸，由第四三位四通电磁换向阀24及第四叠加式双单向节流阀23控制挂箱油缸20的活塞杆左右运行，挂箱油缸24的活塞端分别与挂箱装置的滑销相连接。

保险油缸21包括两组并联的常规活塞缸，保险油缸21的活塞端分别与保险装置的保险栓钩相连接。

推板油缸22为复式三级缸结构，推板油缸22的活塞端与推出装置的推板相连接，通过比例换向阀27控制，通过限位信号距离反馈调节比例换向阀27开口大小，保持推板油缸22活塞杆以恒定速度推出或拉回。

油箱1中液面上方安装有空气滤清器31。油箱1上安装有液位温度计2。

垂直式垃圾压缩站主要致力于将生活垃圾压缩成块，方便其妥善处理。生活垃圾集中于中转站后，启用喷淋除臭装置处理后倒入压缩箱，到一定体积后驱动压缩油缸进行一次下压过程，把松散的垃圾挤压成块，再保压，然后抬起压头，进行再次倾倒，重复压制工况，多次后直到压缩成块的垃圾高度满足装车要求，提起中闸门，用推板将第一块垃圾推至储存箱，然后退回推出装置，放下中闸门；向压缩箱继续倾倒垃圾，重复第一块垃圾成型过程，第二块压好后将压头下降到挂箱装置，驱动挂箱油缸伸出滑销插入到压缩储存箱的吊耳上，将压缩油缸提升直到压缩储存箱装车适宜高度，将两块垃圾推至运载汽车箱体待运；垃圾装车后，压缩油缸将压缩储存箱放至地坑，滑销退回，压缩油缸上升至高点等待进一步压制，同时排污系统将污水进行收集并进行妥善处理。

以上各机构的动作依靠本发明所述的液压控制系统配合完成，本发明的工作过程为：

1、系统启动：低压叶片泵4、压力插件5和第一截止阀3组成低压叶片泵压力控制系统，高压柱塞泵32、电磁溢流阀30和第二截止阀33组成高压柱塞泵压力控制系统，调定各自所需工作压力，通过第一压力表7和第二压力表29分别确定两套压力控制系统的压力值，第一单向阀8和第二单向阀28将两套压力系统分开运行确保其互不干扰，此时系统空载运行；空气滤清器31保证整个密封系统正常运行时有干净的对流空气；液位液温计2显示整个运行系统的液位高度及温度，提示是否需要加注液压油及油液降温或加热。

2、缩油缸动作：

①压头快下：压力插件5的电磁铁YV1、电磁溢流阀30的电磁铁YV2和第一三位四通电磁换向阀9的电磁铁YV4同时带电，压力插件5及电磁溢流阀30封住压力油，高压柱塞泵32泵出压力油通过第一三位四通电磁换向阀9、第一叠加式液控单向阀10及第一叠加式双单向节流阀11进入压缩油缸16无杆腔，另外大量油液则由低压叶片泵4直接通过管道注入压缩油缸16无杆腔，同时压缩油缸16有杆腔中的油液通过压缩油缸阀组对应的回路流回油箱1，此时压缩油缸16驱动压头15快速进入压缩箱，压头15快速下行；

②压头工进：压头15快速下行到接触垃圾块并且压力值到达3MPa时，压力传感器6发出信号，压力插件5的电磁铁YV1停止带电，电磁溢流阀30的电磁铁YV2和第一三位四通电磁换向阀9的电磁铁YV4继续带电，低压叶片泵4接近零转速运行，压力插件5停止工作，此时压缩油缸16无杆腔仅由高压柱塞泵32提供压制动力，压缩油缸16有杆腔中的油液经压缩油缸阀组对应的回路流回油箱1，压头15执行工进工况；

③压头保压：电磁溢流阀30的电磁铁YV2、第一三位四通电磁换向阀9的电磁铁YV4继续带电，压头15的压缩压力到达设定压力后多余压力由电磁溢流阀30卸掉，系统进行保压工况；

④压头返程：保压设定时间结束后，电磁溢流阀30的电磁铁YV2、第一三位四通电磁换向阀9的电磁铁YV3、第一三位四通电磁换向阀9的电磁铁YV5带电，高压柱塞泵32泵出的压力油经第一三位四通电磁换向阀9、第一叠加式液控单向阀10及第一叠加式双单向节流阀11作用到压缩油缸16有杆腔，压缩油缸16的无杆腔中大量油液经快回插件17流回油箱1，另一小部分经压缩油缸阀组对应的回路流回油箱1，压头15执行返程工况。

3、闸门油缸动作：

①抬起：电磁溢流阀30的电磁铁YV2、第二三位四通电磁换向阀12的电磁铁YV6带电，高压柱塞泵电机组32泵出压力油，经第二三位四通电磁换向阀12、第二叠加式液控单向阀13及第二叠加式双单向节流阀14进入中闸门油缸18的两组并联活塞缸的无杆腔，中闸门油缸18的有杆腔油液经中闸门油缸阀组对应的回路流回油箱1，中闸门油缸18抬起；

②落下：电磁溢流阀30的电磁铁YV2、第二三位四通电磁换向阀12的电磁铁YV7带电，高压柱塞泵32泵出压力油，经第二三位四通电磁换向阀12、第二叠加式液控单向阀13及第二叠加式双单向节流阀14进入中闸门油缸18的两组并联活塞缸的有杆腔，中闸门油缸18无杆腔中的油液经中闸门油缸阀组对应的回路流回油箱1，中闸门油缸18落下；其运行速度可由第二叠加式双单向节流阀14对应侧调定。

⒋前闸门油缸动作：

前闸门油缸19的动作方式与中闸门油缸18动作方式相同，仅第三三位四通电磁换向阀的电磁铁YV8和第三三位四通电磁换向阀的电磁铁YV9参与换向运作，控制前闸门的起落。

⒌挂箱油缸动作：

伸出：电磁溢流阀30的电磁铁YV2、第四三位四通电磁换向阀24的电磁铁YV10带电，高压柱塞泵32泵出压力油，经第四三位四通电磁换向阀24及第四叠加式双单向节流阀23进入挂箱油缸20的两组并联双向出杆活塞缸的无杆腔，挂箱油缸20的有杆腔中的油液经挂箱油缸阀组对应的回路流回油箱1，挂箱油缸20的活塞杆伸出；

缩回：电磁溢流阀30的电磁铁YV2、第四三位四通电磁换向阀24的电磁铁YV11带电，高压柱塞泵32泵出压力油，经第四三位四通电磁换向阀24及第四叠加式双单向节流阀23进入挂箱油缸20的两组并联双向出杆活塞缸的有杆腔，挂箱油缸20的无杆腔中的油液经挂箱油缸阀组对应的回路流回油箱1，挂箱油缸20的活塞杆缩回；挂箱油缸20的运行速度可由第四叠加式双单向节流阀23对应侧调定。

⒍保险油缸动作：

伸出：电磁溢流阀30的电磁铁YV2、第五三位四通电磁换向阀26的电磁铁YV12带电，高压柱塞泵32泵出压力油，经第五三位四通电磁换向阀26及第五叠加式双单向节流阀25进入保险油缸21的两组并联活塞缸的无杆腔，保险油缸21的有杆腔中的油液经保险油缸阀组对应回路流回油箱1，保险油缸21活塞杆伸出；

②缩回：电磁溢流阀30的电磁铁YV2、第五三位四通电磁换向阀26的电磁铁YV13带电，高压柱塞泵32泵出压力油，经第五三位四通电磁换向阀26及第五叠加式双单向节流阀25进入保险油缸21的两组并联活塞缸的有杆腔，保险油缸21无杆腔中的油液经保险油缸阀组对应的回路流回油箱1，保险油缸21活塞杆缩回；保险油缸21的运行速度可由第五叠加式双单向节流阀25对应侧调定。

⒎推板油缸动作：

伸出：电磁溢流阀30的电磁铁YV2带电，高压柱塞泵32泵出的压力油到比例换向阀27的P口，阀芯正向开启较小开口，压力油进入推板油缸22无杆腔，有杆腔中的油液经比例换向阀27的T口对应回路流回油箱1，推板油缸22的一级缸伸出，一级缸伸出达到限位后，比例阀正向开口适度增大推动二级缸，二级缸伸出达到限位后，比例阀正向开口增至最大，直到将第三级缸完全推出，比例换向阀27回到中位；

②缩回：电磁溢流阀30的电磁铁YV2带电，高压柱塞泵32泵出的压力油到比例换向阀27的P口，阀芯负向开启较小开口，压力油作用到推板油缸22有杆腔，无杆腔油液经比例换向阀27的T口对应回路流回油箱1，推板油缸22的一级缸缩回，到达二级缸限位后，比例换向阀27的阀芯开口负向适度增大，到三级缸限位后阀芯负向增至最大，直到将推板油缸22完全缩回, 比例换向阀27回到中位；其运行速度可通过比例换向阀27的阀芯开口调定。

本发明采用混合式动力系统，增强了系统运行的节能性；比例换向阀的使用，保障了垃圾装车时的稳定性；闸门油缸阀组采用三位四通电磁换向阀、叠加式液控单向阀和叠加式双单向节流的组合，提升了闸门起落及中停的可靠性；本发明整体结构紧凑、运行平稳。

以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为机械领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：包括低压叶片泵（4）和高压柱塞泵（32）；

低压叶片泵（4）与油箱（1）相连接的进油管路上安装有第一截止阀（3），低压叶片泵（4）的出油口通过供油管路与压缩油缸（16）的无杆腔相连接，压缩油缸（16）的活塞杆与压缩箱的压头（15）相连接，低压叶片泵（4）的供油管路上还安装有单向阀（8）、压力表（7）、压力传感器（6）和压力插件（5），压力插件（5）与油箱（1）相连接；

高压柱塞泵（32）与油箱（1）连接的进油管路上安装有第二截止阀（33），高压柱塞泵（32）的出油口通过供油管路分别与压缩油缸阀组、中闸门油缸阀组、前闸门油缸阀组、挂箱油缸阀组、保险油缸阀组及比例换向阀（27）的P口相连接，压缩油缸阀组与压缩油缸（16）相连接，中闸门油缸阀组与中闸门油缸（18）相连接，前闸门油缸阀组与前闸门油缸（19）相连接，挂箱油缸阀组与挂箱油缸（20）相连接，保险油缸阀组与保险油缸（21）相连接，比例换向阀（27）的A口与推板油缸（22）的有杆腔相连接，比例换向阀（27）的B口与推板油缸（22）的无杆腔相连接，比例换向阀（27）的T口与油箱（1）相连接；高压柱塞泵（32）的供油管路上还安装有第二单向阀（28）、第二压力表（29）和电磁溢流阀（30），电磁溢流阀（30）与油箱（1）相连接。

2.如权利要求1所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述低压叶片泵（4）与低压叶片泵伺服电机组相连接，高压柱塞泵（32）与高压柱塞泵电机组相连接。

3.如权利要求1或2所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述压缩油缸阀组、中闸门油缸阀组和前闸门油缸阀组分别包括一个三位四通电磁换向阀、一个叠加式液控单向阀和一个叠加式双单向节流阀；挂箱油缸阀组和保险油缸阀组分别包括一个三位四通电磁换向阀和一个叠加式双单向节流阀。

4.如权利要求3所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述压缩油缸（16）的无杆腔与快回插件（17）相连接，快回插件（17）与油箱（1）相连接。

5.如权利要求4所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述中闸门油缸（18）和前闸门油缸（19）的结构相同，均包括两组并联的常规活塞缸，中闸门油缸（18）的活塞端与垃圾收集装置的中闸门相连接；前闸门油缸（19）的活塞端与垃圾收集装置的前闸门相连接。

6.如权利要求5所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述挂箱油缸（20）包括两组并联的双向出杆活塞缸，由第四三位四通电磁换向阀（24）及第四叠加式双单向节流阀（23）控制挂箱油缸（20）的活塞杆左右运行，挂箱油缸（24）的活塞端分别与挂箱装置的滑销相连接。

7.如权利要求6所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述保险油缸（21）包括两组并联的常规活塞缸，保险油缸（21）的活塞端分别与保险装置的保险栓钩相连接。

8.如权利要求7所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述推板油缸（22）为复式三级缸结构，推板油缸（22）的活塞端与推出装置的推板相连接，通过比例换向阀（27）控制，通过限位信号距离反馈调节比例换向阀（27）开口大小，保持推板油缸（22）活塞杆以恒定速度推出或拉回。

9.如权利要求8所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述油箱（1）中液面上方安装有空气滤清器（31）。

10.如权利要求9所述的垂直式垃圾压缩站液压控制系统，其特征在于：所述油箱（1）上安装有液位温度计（2）。

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