CN219452553U - 一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，包括泵送单元、用于为泵送单元提供液压油的液压油箱、用于对液压油箱提供的液压油定压输油的第一油泵、用于进行过载保护的第一溢流阀、用于控制油路通断的第一电液换向阀组、用于吸收液压冲击压力的第一蓄能器，用于系统降低温度的散热器，第一蓄能器设置在第一电液换向阀组的回油口相邻位置。其中，第一蓄能器通过三通接入泵送主回油路中，将泵送单元因高频换向所带来的液压冲击所吸收，确保尖峰压力低于散热器的耐压值，实现对散热器的有效保护，避免了液压油散热器因液压冲击而爆裂的重大质量问题，更能使泵送喷射更加平稳，机手操作更加容易，喷浆的质量得到显著提高。

Description

一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统

技术领域

本实用新型涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统。

背景技术

目前，在对隧道初支喷射混凝土作业时，大多采用湿喷机进行喷射作业，而湿喷机是利用液压泵产生的推力，使两个油缸往复交替运动，将混凝土由输送管道泵送至混流座处，经压缩空气形成稀薄流通过管道送至喷头处，在喷头处加入一定比例的速凝剂，直接喷射到受喷面上的一种隧道专用作业机械。

其中，混凝土湿喷机可用于喷浆、充填、注浆、泵送等施工，采用液压泵送式，是液压泵送式混凝土湿喷机，由泵送油缸即推送机构、摆动油缸即分配阀机构、搅拌机构、机架及底盘行走机构、润滑系统、液压系统、电气系统及输送管路等构成，广泛应用于铁路公路隧道、水利水电、地铁隧道、矿山巷道、军事设施、各种地下建筑和抢险等领域的工程施工。

然而湿喷机液压系统在工作过程中由于泵送油缸、摆动油缸工作时的高频切换，导致液压系统必然存在一定的液压冲击，其峰值压力也超过了散热器的耐压值，这种尖峰压力长期的冲击，会使散热器内部结构因长期禁受压力冲击及洗刷而最终导致疲劳损坏。其中，泵送回油液压冲击的峰值压力过高是导致散热器爆裂的根本原因。而散热器一旦爆裂，不仅会损失大量的液压油，更会导致湿喷机无法正常工作，从而带来更大的经济损失。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，旨在解决液压冲击引发的冲击峰值压力过高的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为提供一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，包括泵送单元、用于为所述泵送单元提供液压油的液压油箱、用于对所述液压油箱提供的液压油定压输油的第一油泵、用于进行过载保护的第一溢流阀、用于控制油路通断的第一电液换向阀组、用于吸收液压冲击压力的第一蓄能器，用于系统降低温度的散热器，所述第一蓄能器设置在第一电液换向阀组的回油口相邻位置。

作为一种实施方式，还包括第一泵送工作油路和第二泵送工作油路。

作为一种实施方式，所述第一泵送工作油路用于油路送油，具体的，油液从液压油箱经过第一油泵吸油油路、第一油泵、泵送压力油路、第一电液换向阀组进入泵送单元。

作为一种实施方式，所述第二泵送工作油路用于油路回油，具体的，油液从泵送单元经过第一电液换向阀组、泵送主回油路、第一蓄能器、散热器进入液压油箱。

作为一种实施方式，所述第一蓄能器为皮囊式蓄能器。

作为一种实施方式，所述第一蓄能器的容积为2L，所述第一蓄能器的预充压力为0.2MPa。

作为一种实施方式，所述第一蓄能器通过三通接入泵送主回油路中。

作为一种实施方式，还包括用于缓解回油压力的旁通油路，所述旁通油路上设置有单向阀。

本实用新型提供一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，包括泵送单元、用于为所述泵送单元提供液压油的液压油箱、用于对所述液压油箱提供的液压油定压输油的第一油泵、用于进行过载保护的第一溢流阀、用于控制油路通断的第一电液换向阀组、用于吸收液压冲击压力的第一蓄能器，用于系统降低温度的散热器，所述第一蓄能器设置在第一电液换向阀组的回油口相邻位置。其中，第一蓄能器通过三通接入泵送主回油路中，通过第一蓄能器的设置将泵送单元因高频换向所带来的液压冲击所吸收，确保尖峰压力低于散热器的耐压值，实现对散热器的有效保护，避免了液压油散热器因液压冲击而爆裂的重大质量问题，同时，液压冲击得到有效的削弱或降低后，更能使泵送喷射更加的平稳，机手操作更加平顺容易，喷浆的质量将得到显著提高，液压系统中的其它元件寿命也会得到延长，机体等结构件寿命也会提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统液压原理图；

图2是本实用新型一实施例提供的一种加蓄能器峰值压力测试结果示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的另一种加蓄能器峰值压力测试结果示意图；

图4是本实用新型另一实施例提供的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统液压原理图。

附图标记说明：

1-第一油泵、2-第一溢流阀、3-第一电液换向阀组、4-泵送单元、5-第一蓄能器、6-单向阀、7-节流截止阀、8-第二蓄能器、9-分配单元、10-第二电液换向阀组、11-第二溢流阀、12-第二蓄能器油路、13-第一蓄能器油路、14-第二油泵、15-液压油箱、16-散热器、17-第一油泵吸油油路、18-泵送压力油路、19-旁通油路、20-泵送主回油路、21-分配压力油路、22-分配回油油路、23-回油合流阀块、24-第三蓄能器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型实施例，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

目前，现有品牌主机厂家降低泵送系统回油液压冲击的主要技术为：

在泵送油缸到头即将进行换向时，控制器采集到水箱接近开关或油缸内置接近开关的电信号，通过程序立即主动快速降低油泵的流量(要求在200ms内油泵流量从100％降至0％)，从而使泵送油缸在即将撞缸时，主动快速地降低油缸运行速度，减缓撞缸及换向带来的液压冲击。

待换向完成后则快速将油泵流量恢复(200ms内流量从0％提升至100％)，此处一般会进行流量线性控制，其控制程序将比较复杂。

此技术一般存在以下问题：

1、200ms内要求主泵斜盘完成降流量的动作，时间过于短暂，一般斜盘很难响应及时。

2、泵送工况属于高频换向，每次油缸到头都需要斜盘进行相应高频动作进行配合，影响油泵寿命！

3、这种柔性换向看似有降低液压冲击的效果，但实际使用时，针对不同工况，往往需要大量的工况数据统计分析，很难自适应，反而会造成换向动作不协调，甚至还会加剧液压冲击！

有鉴于此，参照图1，是本实施例提供的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统液压原理图。

一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，包括：泵送单元4、用于为泵送单元4提供液压油的液压油箱15、用于对液压油箱15提供的液压油定压输油的第一油泵1、用于进行过载保护的第一溢流阀2、用于控制油路通断的第一电液换向阀组3、用于吸收液压冲击压力的第一蓄能器5，用于系统降低温度的散热器16，第一蓄能器5设置在第一电液换向阀组3的回油口相邻位置。

本实施例提供的防液压冲击系统还包括第一泵送工作油路A和第二泵送工作油路B，其中，第一泵送工作油路A用于油路送油，具体的，油液从液压油箱15经过第一油泵吸油油路17、第一油泵1、泵送压力油路18、第一电液换向阀组3进入泵送单元4；第二泵送工作油路B用于油路回油，具体的，油液从泵送单元4经过第一电液换向阀组3、泵送主回油路20、第一蓄能器5、散热器16进入液压油箱。

需要说明的是，第一蓄能器5选用皮囊式蓄能器，且容积为2L，预充压力为0.2MPa，通过三通将第一蓄能器5接入泵送主回油路中。

此外，本实施例提供的防液压冲击系统还包括用于缓解回油压力的旁通油路19，该旁通油路19上设置有单向阀6，当泵送主回油路20中压力过大时，开启单向阀6，利用旁通油路19缓解主回油路的回油压力。

本实用新型的核心在于，通过在湿喷机泵送主回油路上增设蓄能器，吸收泵送油缸高频换向所导致的液压冲击，只要使流经散热器的泵送回油尖峰压力得到有效的削弱或降低，确保最终回油尖峰压力控制在散热器的耐压值安全值之内，则散热器就不会出现爆裂的重大质量问题。

需要说明的是，本实用新型提供的液压系统中的分配系统回油直接回液压油箱，因其没有经过散热器，因此无需考虑分配系统的液压冲击。

进一步的，本实施例通过对液压冲击油路进行实验测试提供佐证基础，具体的：

吸收压力冲击时，按下面经验公式计算：

V0＝0.004qp3(0.0164L-t)/(p3-p1)；

式中V0——蓄能器的总容积(L)；

p1——阀门关闭前管内液压油的工作压力(Pa)；

p3——阀门关闭后允许的最大冲击压力，般取p3＝1.5p1(Pa)；

q——阀门关闭前管内的流量(L/min)；

L——产生冲击压力的管道长度(m)；

t——关闭阀门的时间(s),t＝0为突然关闭。

依据计算结果，当计算结果V0为正值时，才有设置蓄能器的必要。

根据试验设备系统情况，以上数据值取当时设备的实时数据，其计算最终的结果：蓄能器的总容积为：0.5L左右(泵送系统回油流量为800L；散热器设计值：3.5MPa；管路长度：4米，阀门关闭时间：0秒)

蓄能器预充压力计算公式如下：

p0V0＝p1V1＝p2V2＝常数；

式中p0——供油前充气压力(Pa)；

p1——最高工作压力(Pa)；

p2——最低工作压力(Pa)；

V0——供油前蓄能器体容积，即蓄能器的总容量(L)；

V1——压力p1时的气体容积(L)；

V2——压力p2时的气体容积(L)；

由上式可知，处于最高工作压力及最低工作压力时，蓄能器气囊此时的气体容积需要进行确定。

预充压力的确定：皮囊式蓄能器允许容量利用率为实际气体容量的75％。因此预充氮气压力和最高工作压力间的比例限于1：4，另外预充压力不得超过最低系统压力的90％。该种规定可以保证较长的皮囊使用寿命。

因散热器设计的耐压值为3.5MPa(为确保散热器的安全)，此压力即为泵送回油系统的最高压力。故按照1：4的比例计算，其蓄能器预充压力为：0.8MPa左右。其最低压力经试验测试为：0.75MPa左右。故此时蓄能器相关的理论参数可以基本确定为：总容积为0.5L，预充压力为0.8MPa。

但此时预充压力已明显大于最低压力了，将影响皮囊的使用寿命。同时，根据此理论数据进行蓄能器选型后，用在系统上并进行相关测试后，吸震效果并不好，未达到试验的要求。

故此组数据存在问题，因而在不改变其压缩比的情况下，根据公式：p0V0＝p1V1＝p2V2＝常数。将蓄能器容积增加4倍即容积改为2L，预充压力降为原来的1/4即改为：0.2MPa。

经试验测试，如图2、图3所示，依据测试图，可以确定的是，泵送回油峰值压力能有效降低到1.0-1.5MPa以内，完全在散热器的耐压值范围内。因此，实现了降低冲击压力峰值的目的。

进一步的，作为一种改进，本实施例提供一种针对于单独分配系统的回油经过散热器，所产生的液压冲击的消除或减弱的方法，如图1可知，分配系统包括分配单元9、第二电液换向阀组10、第二蓄能器8、第二溢流阀11、第二油泵14。其中，第二蓄能器采用皮囊式蓄能器，容积为2L，预充压力为0.2MPa。其工作油路分别为第三工作油路C和第四工作油路D，具体的，第三工作油路C与第四工作油路的油路连接方式及油液供回油方式与泵送系统中第一工作油路A和第二工作油路B等同，在此不做过多赘述。

通过将第二蓄能器8设置在第二电液换向阀组10的回油口相邻位置，起到与第一蓄能器5针对泵送系统的液压冲击相同的作用，消除或减弱因分配系统产生的液压冲击。从而保护散热器不会被液压冲击尖峰压力值过大，超过散热器耐压值而产生爆裂的重大质量问题。

进一步的，作为一种改进，本实施例还提供针对泵送系统和分配系统共同产生液压冲击的情况，此时可以在回油合流油路上，也就是散热器前设置一个回油合流阀块23，如图4所示，回油合流阀块用于将泵送系统的回油以及分配系统的回油进行合流，统一流向散热器，进而回到油箱中，此时，第三蓄能器24同样采用三通的方式接入油路中，并具体设置在该回油合流阀块上(或者可以设置在该回油合流阀块边侧)，且该第三蓄能器无论设置于该回油合流阀块上还是边侧，均立式设置，将第三蓄能器依照上述方法进行设置也能达到削弱或降低液压冲击的效果。其中，第三蓄能器采用皮囊式蓄能器，容积为2L，预充压力为0.2MPa。将第三蓄能器设置在散热器之前就是为了将泵送系统产生的液压冲击和分配系统产生的液压冲击在波及到散热器之前先被第三蓄能器削弱或降低一部分压力值，以使液压冲击的尖峰压力低于散热器的耐压值，对散热器进行有效保护，避免散热器因液压冲击而爆裂的重大质量问题。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，其特征在于，包括泵送单元、用于为所述泵送单元提供液压油的液压油箱、用于对所述液压油箱提供的液压油定压输油的第一油泵、用于进行过载保护的第一溢流阀、用于控制油路通断的第一电液换向阀组、用于吸收液压冲击压力的第一蓄能器，用于系统降低温度的散热器，所述第一蓄能器设置在第一电液换向阀组的回油口相邻位置。

2.根据权利要求1所述的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，其特征在于，还包括第一泵送工作油路和第二泵送工作油路。

3.根据权利要求2所述的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，其特征在于，所述第一泵送工作油路用于油路送油，具体的，油液从液压油箱经过第一油泵吸油油路、第一油泵、泵送压力油路、第一电液换向阀组进入泵送单元。

4.根据权利要求2所述的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，其特征在于，所述第二泵送工作油路用于油路回油，具体的，油液从泵送单元经过第一电液换向阀组、泵送主回油路、第一蓄能器、散热器进入液压油箱。

5.根据权利要求1所述的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，其特征在于，所述第一蓄能器为皮囊式蓄能器。

6.根据权利要求5所述的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，其特征在于，所述第一蓄能器的容积为2L，所述第一蓄能器的预充压力为0.2MPa。

7.根据权利要求1所述的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，其特征在于，所述第一蓄能器通过三通接入泵送主回油路中。

8.根据权利要求1所述的一种湿喷机泵送机构的防液压冲击系统，其特征在于，还包括用于缓解回油压力的旁通油路，所述旁通油路上设置有单向阀。