CN115370629B

CN115370629B - 一种泵控与阀控的液压顶升系统

Info

Publication number: CN115370629B
Application number: CN202211162894.5A
Authority: CN
Inventors: 米成宏; 衣磊; 钟耀伟; 赵玉香; 时浩然
Original assignee: Xuzhou Construction Machinery Group Co Ltd XCMG
Current assignee: Xuzhou Construction Machinery Group Co Ltd XCMG
Priority date: 2022-09-23
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2042-09-23
Also published as: CN115370629A

Abstract

本发明公开一种泵控与阀控的液压顶升系统，用于控制多个油缸的同步顶升，包括：油箱、电机泵组，电机泵组通过管路从油箱吸油，电机泵组的油液经多路阀、平衡阀、二位三通电磁阀、油缸液控阀到油缸的无杆腔中,油缸的有杆腔经油缸液控阀、分流集流阀、多路阀、回油过滤器回到油箱中，电机泵组经高压过滤器后通过经切换阀、先导控制阀分别于辅助回路和先导回路相连，所述切换阀和多路阀之间的管路通过溢流阀与油箱连通，采用泵控+阀控系统，避免某一电控泵失效无法进行顶升工作；通过平衡阀保证油缸同步精度；分流集流阀保证油缸同步精度；二位三通电磁阀实现油缸单动；先导控制阀可实现先导油二级控制，避免平衡阀非正常开启。

Description

一种泵控与阀控的液压顶升系统

技术领域

本发明涉及一种液压顶升系统，具体涉及一种泵控与阀控的液压顶升系统。

背景技术

现有超大吨位塔机液压顶升系统通常采用单侧多缸顶升或双侧单缸顶升。但采用双侧多缸顶升易出现单侧多缸及双侧多缸不同步现象，易出现顶升过程中钢结构卡滞，引起连接油缸处耳板撕裂，套架损坏，塔机上部倾斜，造成安全事故。

现有大吨位塔机液压顶升系统通常采用单侧顶升或双侧顶升，采用手动阀控控制方案。靠操作人员的观察手动调整油缸伸缩行程，使顶升油缸实现基本同步，保证基本顶升要求。存在同步调整难度大，危险性高，人员工作强度大，操作复杂，易出现位移超差导致套架钢结构件卡滞，造成顶升困难。因此需要设计一种新的塔机液压顶升系统，实现塔机多缸同步顶升。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种泵控与阀控的液压顶升系统，巧妙运用泵控+阀控联合调速，同时运用两级平衡阀控制单侧及两侧油缸同步性,假如两个泵其中一个出现故障，此系统可继续工作，只需切换阀控节流模式，借助多路阀中的合流联，可继续给两侧4缸供油,若平衡阀异常得电或电控端盖卡时，会引起平衡阀非正常开启，导致油缸无杆腔油液回油箱，造成塔机失控，在此系统中有先导油源的二级控制，即先导控制阀，避免出现此类现象发生,在每根油缸无杆腔出处增加二位三通电磁阀，可实现单缸动作,解决上述问题。

1.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种泵控与阀控的液压顶升系统，用于控制多个油缸的同步顶升，包括：油箱、电机泵组、溢流阀A、多路阀、平衡阀、分流集流阀、二位三通电磁阀、油缸液控阀、油缸、溢流阀B、切换阀、先导控制阀、回油过滤器，电机泵组通过管路从油箱吸油，电机泵组的油液经多路阀、平衡阀、二位三通电磁阀、油缸液控阀到油缸的无杆腔中,油缸的有杆腔经油缸液控阀、分流集流阀、多路阀、回油过滤器回到油箱中，电机泵组经高压过滤器后通过经切换阀、先导控制阀分别于辅助回路和先导回路相连，回油过滤器的进油口还通过管路将回油分别供给溢流阀B和切换阀，溢流阀B出油口与高压过滤器连通，所述切换阀和多路阀之间的管路通过溢流阀A与油箱连通。

进一步的，电机泵组与油箱之间的管路上还吸油过滤器，所述高压过滤器的进油口、电机泵组的出油口设有单向阀。

进一步的，油缸液控阀包括：平衡阀、节流阀、单向阀、顺序阀，所述二位三通电磁阀出油口通过管路、油缸液控阀中的平衡阀与油缸的无杆腔中连通，所述油缸的有杆腔出油口通过油缸液控阀中的节流阀、单向阀、顺序阀与分流集流阀连接，其中，单向阀、顺序阀串联在一起后再整体与节流阀并联在一起。

进一步的，所述油缸设有4个，分成左右两个油缸组，左油缸组包括：左一油缸和左二油缸，右油缸组包括：右一油缸和右二油缸。

进一步的，所述油缸液控阀、二位三通电磁阀与油缸一一对应，二位三通电磁阀分别为二位三通电磁阀Y4a、二位三通电磁阀Y4b、二位三通电磁阀Y4c、二位三通电磁阀Y4d，油缸液控阀分别为油缸液控阀Y5a、油缸液控阀Y5b、油缸液控阀Y4c、油缸液控阀Y4d。

进一步的，所述分流集流阀、平衡阀与油缸组一一对应，所述平衡阀为平衡阀Y3a、平衡阀Y3b。

进一步的，所述分流集流阀中设有两个子分流集流阀，两个所述子分流集流阀的进口分别通过管道与同一油缸组中不同油缸的有杆腔油口连接。

进一步的，所述多路阀中设有两联液压阀，液压阀的进油口与电机泵组的出油口连接，液压阀的出油口与平衡阀进油口连接，同一平衡阀的出口与同组中两个油缸对应的二位三通电磁阀连接，液压阀的回油口通过平衡阀与分流集流阀出油口连接。

进一步的，所述多路阀包括：合流联YO、液压阀Y1、液压阀Y2、压力传感器P，液压阀Y1和液压阀Y2的进油口与电机泵组的出油口连接，合流联YO的两端与液压阀Y1和液压阀Y2的进油口连接，所述压力传感器P设置在合流联YO两侧的管道上，用于检测液压阀Y1和液压阀Y2的进油口的压力，液压阀Y1和液压阀Y2与平衡阀的进油口连接。

进一步的，所述电机泵组为单电机带动三联泵给执行元件供油的电机泵组，其中其中两个相同大排量的泵分别于多路阀的两联液压阀相连，给主顶升系统供油，另一个小排量的泵经切换阀分别给辅助回路和先导回路供油。

本发明的有益效果是：

（1）采用泵控+阀控系统，避免某一电控泵失效时无法进行顶升工作；

（2）两级平衡阀可保证油缸同步精度；

（3）分流集流阀可保证油缸同步精度；

（4）二位三通电磁阀可实现油缸单动；

（5）先导控制阀可实现先导油二级控制，避免异常得电或电控端盖卡时，会引起平衡阀非正常开启；

（6）油缸液控阀中的节流阀可初步调进入油缸有杆腔油液，顺序阀回油背压，承受活塞杆自动和顶升横梁重量，避免失控；

（7）位移传感器，实时监控两侧油缸位移差，及时纠偏；

（8）压力传感器，实时监测系统压力；

（9）多路阀，在空载工况下，可对油缸有杆腔无杆腔加压，提高同步精度；

（10）切换阀和先导控制阀共用一个液压泵。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图中：0、油箱；1、吸油过滤器；2、电机泵组；3、溢流阀A； 4、多路阀；5、平衡阀；6、分流集流阀；7、二位三通电磁阀；8、油缸液控阀；9、油缸；10、高压过滤器；11、溢流阀B；12、切换阀；13、先导控制阀；14、回油过滤器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

假设本液压顶升系统采用左右侧对称布置，每侧2个油缸，两侧共4个油缸，同侧的2个油缸安装在一个顶升横梁上，液压顶升系统采用泵控与阀控的液压顶升系统，实现单侧2及左右两侧同步平稳顶升，单侧2缸通过一阀控2缸，2缸无杆腔贯通，压力基本一致实现单侧同步平稳顶升；两侧4缸采用位移传感器，实时监控油缸伸出或缩回位移量，采用闭环控制，改变串联的两台电控泵斜盘倾角进而控制泵的排量，从而调节变量泵出口流量，达到两侧4缸同步顶升效果，也可通过调节多路阀阀杆尺寸，调控过阀的通流截面调控进入执行元件的流量，实现两侧4缸同步顶升。

如图1所示，一种泵控与阀控的液压顶升系统，用于控制多个油缸的同步顶升，包括：油箱0、电机泵组2、溢流阀A3、多路阀4、平衡阀5、分流集流阀6、二位三通电磁阀7、油缸液控阀8、油缸9、溢流阀B11切换阀12、先导控制阀13、回油过滤器14，电机泵组2通过管路从油箱0吸油，电机泵组2的油液经多路阀4、平衡阀5、二位三通电磁阀7、油缸液控阀8到油缸9的无杆腔中,油缸9的有杆腔经油缸液控阀8、分流集流阀6、多路阀4、回油过滤器14回到油箱中，电机泵组2经高压过滤器10后通过经切换阀12、先导控制阀13分别于辅助回路和先导回路相连，回油过滤器14的进油口还通过管路将回油分别供给溢流阀B11和切换阀12，溢流阀B11出油口与高压过滤器10连通，所述切换阀12和多路阀4之间的管路通过溢流阀A3与油箱0连通，

电机泵组2与油箱0之间的管路上还吸油过滤器1。

所述高压过滤器10的进油口、电机泵组的出油口设有单向阀。

油缸液控阀包括：平衡阀、节流阀、单向阀、顺序阀，所述二位三通电磁阀7出油口通过管路、油缸液控阀8中的平衡阀与油缸9的无杆腔中连通，所述油缸9的有杆腔出油口通过油缸液控阀中的节流阀、单向阀、顺序阀与分流集流阀6连接，其中，单向阀、顺序阀串联在一起后再整体与节流阀并联在一起。

本实例中进一步的，所述油缸设有4个，分成左右两个油缸组，左油缸组包括：左一油缸和左二油缸，右油缸组包括：右一油缸和右二油缸。

本实例中进一步的，所述油缸液控阀8、二位三通电磁阀7与油缸一一对应，二位三通电磁阀7分别为二位三通电磁阀7Y4a、二位三通电磁阀7Y4b、二位三通电磁阀7Y4c、二位三通电磁阀7Y4d，油缸液控阀8分别为油缸液控阀8Y5a、油缸液控阀8Y5b、油缸液控阀8Y4c、油缸液控阀8Y4d。

本实例中所述分流集流阀6、平衡阀5与油缸组一一对应，所述平衡阀5为平衡阀5Y3a、平衡阀5Y3b。

本实例中进一步的，所述分流集流阀6中设有两个子分流集流阀6，两个所述子分流集流阀6的进口分别通过管道与同一油缸组中不同油缸的有杆腔油口连接。

本实例中进一步的，所述多路阀4中设有两联液压阀，液压阀的进油口与电机泵组2的出油口连接，液压阀的出油口与平衡阀5进油口连接，同一平衡阀5的出口与同组中两个油缸对应的二位三通电磁阀7连接，液压阀的回油口通过平衡阀5与分流集流阀6出油口连接。

本实例中进一步的，所述多路阀4包括：合流联YO、液压阀Y1、液压阀Y2、压力传感器P，液压阀Y1和液压阀Y2的进油口与电机泵组2的出油口连接，合流联YO的两端与液压阀Y1和液压阀Y2的进油口连接，所述压力传感器P设置在合流联YO两侧的管道上，用于检测液压阀Y1和液压阀Y2的进油口的压力，液压阀Y1和液压阀Y2与平衡阀5的进油口连接。

本实例中进一步的，所述电机泵组2为单电机带动三联泵给执行元件供油的电机泵组2，其中其中两个相同大排量的泵分别于多路阀的两联液压阀相连，给主顶升系统供油，另一个小排量的泵经切换阀分别给辅助回路和先导回路供油。

典型工况1：安装销轴

整套装备初装时，每个油缸的绞点需要与顶升横梁通过销轴连接，需要控制单缸伸缩在指定位置后插销，此时要求系统单缸伸缩的微动控制精度越高越好，系统中二位三通电磁阀7可实现油缸单独动作，也可控制阀口开度，进而控制进入油缸的流量。

伸缸：面向泵站以左侧两个油缸为例，进油：启动电机泵组中的电机，电机带动液压泵运行，电气控制多路阀中液压阀 Y1a得电，多路阀工作在左位，经平衡阀5油路一分二进入两个二位三通电磁阀7;如果此时需要左一油缸单独动作，电气控制多路阀中液压阀Y4b得电，油液经二位三通电磁阀7的右位经节流阀8进入左一油缸无杆腔；左二油缸需要单独动作时，电气控制多路阀中液压阀 Y4a得电，油液经二位三通电磁阀7的右位经油缸液控阀8进入左二油缸无杆腔，回油：左侧两油缸有杆腔经油缸液控阀8、分流集流阀6和多路阀4回油箱,右侧油缸同理操作。

缩缸：面向泵站以左侧两个油缸为例，进油：启动电机泵组中的电机，电机带动液压泵运行，电气控制多路阀中液压阀Y1b得电，多路阀4工作在右位，经分流集流阀6油路一分二进入两个油缸液控阀8，之后进入油缸有杆腔。如果此时需要左一油缸单独动作，电气控制Y4a得电，左一油缸无杆腔油液经油缸液控阀8、二位三通电磁阀7的左位经进入平衡阀5、多路阀4回油箱。左二油缸需要单独动作时，电气控制多路阀中液压阀Y4b得电，左一油缸无杆腔油液经油缸液控阀8、二位三通电磁阀7的左位经进入平衡阀5、多路阀4回油箱。回油：左侧两油缸无杆腔经油缸液控阀8、二位三通电磁阀7、平衡阀5和多路阀4回油箱。右侧油缸同理操作.

典型工况2：单侧2缸调平

单侧2油缸同步伸缩，受机械结构联接限制，需要伸油缸1的同时，缩油缸2，要求速度均等。

面向泵站以左侧两个油缸为例，左一油缸伸缸，左二油缸缩缸：进油：启动电机泵组中的电机，电机带动液压泵运行，电气控制多路阀中液压阀Y1a得电，多路阀4工作在左位，经平衡阀5油路一分二进入两个二位三通电磁阀。电气控制多路阀中液压阀Y4a得电，油液经二位三通电磁阀的右位经油缸液控阀8进入左一油缸无杆腔，左一油缸有杆腔经油缸液控阀8、分流集流阀6和多路阀4回油箱，电气控制多路阀中液压阀Y4b得电，多路阀中液压阀Y5b得电，左2油缸无杆腔油液经油缸液控阀8、二位三通电磁阀7、平衡阀5和多路阀4流回油箱。右侧油缸同理操作。

典型工况3：两侧4缸调平

正常情况，电机泵组中的一个变量液压泵控制一侧油缸，双泵出口流量压力基本一致，经平衡阀5、二位三通电磁阀7和油缸液控阀8保证进入每个油缸流量一致。当两侧油缸同步伸缩时，当实时误差大于设定值时，两侧4个油缸需要调平。

例如，左侧油缸伸出量大于右侧油缸伸出量时，需要左侧油缸缩缸，右侧油缸伸缸，最终达到两侧油缸同步。左侧进油：启动电机泵组中的电机，电机带动液压泵运行，电气控制多路阀中液压阀Y1b得电，多路阀4工作在右位，经分流集流阀6油路一分二进入两个油缸液控阀8，之后进入油缸有杆腔。左侧油缸回油：油缸无杆腔经油缸液控阀8、分流集流阀6和多路阀4回油箱。右侧进油：启动电机，电机带动液压泵2运行，电气控制多路阀中液压阀Y2a，得电多路阀4工作在左位，油液经平衡阀5、二位三通电磁阀7和油缸液控阀8进入右侧油缸的无杆腔。右侧油缸回油：油缸有杆腔经油缸液控阀8、分流集流阀6和多路阀4回油箱。

典型工况4：空载或重载顶升

电机泵组中的电机通过联轴器带动液压泵，两台电控泵组出口流量基本一致，经单向阀保证油液单向流动，保护电控泵，之后经过多路阀4控制油液流量的大小和方向，进而控制执行元件，经平衡阀5油路一分二进入二位三通电磁阀7，经油缸液控阀8进入一侧的2个油缸无杆腔。2油缸无杆腔贯通保证单侧2个油缸同步性，但当自动纠偏失效，单侧2缸位移量超过自动纠偏最大设定值时，可通过控制二位三通电磁阀7可实现油缸的单独动作，手动纠偏。回油时油缸液控阀具有回油背压的能力，承受活塞杆自重和顶升横梁重量，防止油缸失控。两侧4油缸可通过实时监控位移传感器观察两侧油缸位移量，当两侧位移差超过自动纠偏起始设定值时，系统自动调节泵出口流量和过阀流量，进而控制进入油缸的流量。油缸液控阀8中的平衡阀即可调控回油的流量，亦可防止软管爆管泄油，造成安全事故，充当防爆阀的功能，也可当某一油缸发生内泄时，防止其他油缸内泄。

典型工况5：空载或重载下降

电机泵组中的电机经联轴器带动电控泵，经单向阀多路阀4油路一分二，经分流集流阀6和油缸液控阀8进入一侧的2个油缸有杆腔，油缸液控阀8中的节流调速阀可初步调节进入油缸无杆腔的流量。油缸无杆腔油液经油缸液控阀8、二位三通电磁阀7、平衡阀5和多路阀4回油箱。

典型工况6：辅助控制单元

顶升油缸伸缸或缩缸到位后，本液压顶升系统配备辅助控制单元，即切换阀12，用于推拉顶升横梁，减轻操作人员的劳动强度，提高操作人员舒适性，增加系统的安全可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种泵控与阀控的液压顶升系统，用于控制多个油缸的同步顶升，其特征在于，包括：油箱、电机泵组、溢流阀A、多路阀、平衡阀、分流集流阀、二位三通电磁阀、油缸液控阀、油缸、溢流阀B、切换阀、先导控制阀、回油过滤器，电机泵组通过管路从油箱吸油，电机泵组的油液经多路阀、平衡阀、二位三通电磁阀、油缸液控阀到油缸的无杆腔中,油缸的有杆腔经油缸液控阀、分流集流阀、多路阀、回油过滤器回到油箱中，电机泵组经高压过滤器后通过经切换阀、先导控制阀分别于辅助回路和先导回路相连，回油过滤器的进油口还通过管路将回油分别供给溢流阀B和切换阀，溢流阀B出油口与高压过滤器连通，所述切换阀和多路阀之间的管路通过溢流阀A与油箱连通；油缸液控阀包括：平衡阀、节流阀、单向阀、顺序阀，所述二位三通电磁阀出油口通过管路、油缸液控阀中的平衡阀与油缸的无杆腔中连通，所述油缸的有杆腔出油口通过油缸液控阀中的节流阀、单向阀、顺序阀与分流集流阀连接，其中，单向阀、顺序阀串联在一起后再整体与节流阀并联在一起；所述油缸设有4个，分成左右两个油缸组，左油缸组包括：左一油缸和左二油缸，右油缸组包括：右一油缸和右二油缸；所述分流集流阀、平衡阀与油缸组一一对应，所述平衡阀为平衡阀Y3a、平衡阀Y3b；所述分流集流阀中设有两个子分流集流阀，两个所述子分流集流阀的进口分别通过管道与同一油缸组中不同油缸的有杆腔油口连接；所述多路阀中设有两联液压阀，液压阀的进油口与电机泵组的出油口连接，液压阀的出油口与平衡阀进油口连接，同一平衡阀的出口与同组中两个油缸对应的二位三通电磁阀连接，液压阀的回油口通过平衡阀与分流集流阀出油口连接。

2.根据权利要求1所述的一种泵控与阀控的液压顶升系统，其特征在于，电机泵组与油箱之间的管路上还吸油过滤器，所述高压过滤器的进油口、电机泵组的出油口设有单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种泵控与阀控的液压顶升系统，其特征在于，所述油缸液控阀、二位三通电磁阀与油缸一一对应，二位三通电磁阀分别为二位三通电磁阀Y4a、二位三通电磁阀Y4b、二位三通电磁阀Y4c、二位三通电磁阀Y4d，油缸液控阀分别为油缸液控阀Y5a、油缸液控阀Y5b、油缸液控阀Y4c、油缸液控阀Y4d。

4.根据权利要求1所述的一种泵控与阀控的液压顶升系统，其特征在于，所述多路阀包括：合流联YO、液压阀Y1、液压阀Y2、压力传感器P，液压阀Y1和液压阀Y2的进油口与电机泵组的出油口连接，合流联YO的两端与液压阀Y1和液压阀Y2的进油口连接，所述压力传感器P设置在合流联YO两侧的管道上，用于检测液压阀Y1和液压阀Y2的进油口的压力，液压阀Y1和液压阀Y2与平衡阀的进油口连接。

5.根据权利要求1所述的一种泵控与阀控的液压顶升系统，其特征在于，所述电机泵组为单电机带动三联泵给执行元件供油的电机泵组，其中其中两个相同大排量的泵分别于多路阀的两联液压阀相连，给主顶升系统供油，另一个小排量的泵经切换阀分别给辅助回路和先导回路供油。