CN219865675U - 集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头，包括油箱、油泵、电磁换向阀、液压缸及增压器，增压器包括增压油缸、液控换向阀、液控单向阀、进液单向阀及出液单向阀；使用时电磁换向阀一工作油口出来的液压油通过增压器增压后持续地进入液压缸的无杆腔，可满足液压缸工作时所需的高压力；本实用新型可采用低压液压系统和低压电源，既降低成本和管路接头漏油风险，又可满足施工现场的用电安全，并保证支撑头的正常工作。

Description

集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头

技术领域

本实用新型涉及一种钢支撑轴力伺服支撑头，特别是用于深基坑工程防护的集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头。

背景技术

目前应用于深基坑工程防护使用的集成式钢支撑轴力伺服支撑头，其集成式液压系统包含：油箱、带电机的油泵、相关阀组和作为液压千斤顶的液压缸；各支撑头间的液压缸采用串联连接，最长串联距离能够到达100米；使用时，液压系统控制液压缸的活塞杆伸出，活塞杆固联有支撑板以支撑深基坑、避免塌陷；其存在的主要问题为：

1．因支撑深基坑、避免塌陷，液压缸工作时所需压力高，整个液压系统包含管路均是高压，则造成系统元件和接头均需承受高压，导致成本增加，并增加管路接头漏油风险；

2. 如电机电源采用380V交流电源时，因掘土施工过程中容易造成串联线外皮破损，裸露其中的电线，并且整个施工现场通常被钢筋、钢管等导体覆盖，具有触电风险，或者因漏电保护开关跳闸，造成整个钢支撑支护系统全部断电；考虑上述用电安全问题，如电机电源采用低压直流电源，因液压系统所需压力高，油泵需要的扭矩大，此时需要匹配足够大的电机功率。根据公式P=UI，电压恒定或减小时，电机功率越大，电流就越大；电流越大，长距离电源线发热越严重；为解决电源线发热问题，有增大电源线、缩短电源传输距离或降低电机功率的方式，增大电源线则成本高，缩短电源传输距离则不适应大型基坑施工，降低电机功率则造成液压千斤顶推进速度慢，施工效率低。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头，它可采用低压液压系统和低压电源，既降低成本和管路接头漏油风险，又可满足施工现场的用电安全，并保证支撑头的正常工作。

为达到上述目的，本实用新型的集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头，包括油箱、油泵、电磁换向阀、液压缸；其特征在于还包括增压器，增压器包括增压油缸、液控换向阀、液控单向阀、进液单向阀及出液单向阀，增压油缸包括不等径的缸筒、相联并设于缸筒内的小活塞和大活塞、设于缸筒上的前腔油口、中腔油口和后腔油口，液控换向阀设有一进油口、一换向控制油口、一复位控制油口及两出油口；电磁换向阀的一工作油口通过所述液控单向阀与液压缸的无杆腔油口相连，该工作油口还通过所述进液单向阀与增压油缸的前腔油口相连，该工作油口还与液控换向阀的进油口及复位控制油口相连；增压油缸的前腔与液控换向阀的换向控制油口相连，液控换向阀的两出油口分别与各自对应的中腔油口或后腔油口相连；电磁换向阀的另一工作油口与液压缸的有杆腔油口、液控单向阀的控制油口及增压油缸的中腔均相连；增压油缸的前腔通过出液单向阀与液压缸的无杆腔油口相连。

使用时，电磁换向阀一工作油口出来的液压油通过增压器增压后持续地进入液压缸的无杆腔，可满足液压缸工作时所需的高压力，因此可采用低压液压系统，对应的油泵的电机可采用低压电源，既降低成本和管路接头漏油风险，又可满足施工现场的用电安全，并保证支撑头的正常工作；

作为本实用新型的进一步改进，还设有检测液压缸的无杆腔的压力变送器；压力变送器及电磁换向阀均与PLC控制器相连；当压力变送器检测到无杆腔内压力达到预设值时，PLC控制器切断电源，电磁换向阀的滑阀回到中位，液压缸进行保压，维持支撑状态，实现自动控制；

作为本实用新型的进一步改进，所述液压缸的无杆腔油口还通过外置液控单向阀与油箱相连，外置液控单向阀的控制油口与电磁换向阀的另一工作油口相连；当液压缸的活塞杆需要缩回时，电磁换向阀换向，无杆腔内的液压油大部分通过外置液控单向阀流回油箱，可提升活塞杆的缩回速度以及匹配其他大速比的液压缸；

综上所述，本实用新型可采用低压液压系统和低压电源，既降低成本和管路接头漏油风险，又可满足施工现场的用电安全，并保证支撑头的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例的液压原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，该实施例的集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头，包括油箱1、相连的油泵2与电磁换向阀3、增压器4及液压缸5；增压器4包括增压油缸6、液控换向阀7、液控单向阀8、进液单向阀9及出液单向阀10，增压油缸6包括不等径的缸筒11、相联并设于缸筒11内的小活塞12和大活塞13、设于缸筒11上的前腔油口、中腔油口和后腔油口，液控换向阀7设有一进油口P1、一换向控制油口、一复位控制油口及两出油口A1和B1；电磁换向阀3的一工作油口A通过液控单向阀8与液压缸5的无杆腔油口相连，该工作油口A还通过所述进液单向阀9与增压油缸6的前腔油口相连，该工作油口A还与液控换向阀7的进油口P1及复位控制油口相连；增压油缸6的前腔与液控换向阀7的换向控制油口相连，液控换向阀7的两出油口A1、B1分别与缸筒11上各自对应的中腔油口或后腔油口相连；电磁换向阀3的另一工作油口B与液压缸5的有杆腔油口、液控单向阀8的控制油口及增压油缸6的中腔均相连；增压油缸6的前腔通过出液单向阀10与液压缸5的无杆腔油口相连；液压缸5上设有检测其无杆腔的压力变送器14，压力变送器14及电磁换向阀3均与PLC控制器（未示出）相连；液压缸5的无杆腔油口还通过外置液控单向阀15与油箱1相连，外置液控单向阀15的控制油口与电磁换向阀3的另一工作油口B相连；

使用时，通过PLC控制器预设压力值，启动油泵输出低压油；PLC控制器控制电磁换向阀3的线圈Y1得电、使滑阀换向，工作油口A出来的大部分低压油通过液控单向阀8进入液压缸5的无杆腔，小部分低压油通过进液单向阀9进入缸筒11的前腔，此时液压缸5的活塞杆伸出速度快；当因活塞杆接触负载、无杆腔压力升高至系统设定压力后，该液控单向阀8关闭，低压油继续进入缸筒11的前腔、使得小活塞12和大活塞13后移一段位移后，低压油进入液控换向阀7的换向控制油口，使得液控换向阀换向，进油口P1与出油口B1接通，低压油进入缸筒11上的后腔，推动小活塞12和大活塞13前移一段行程，使得缸筒11前腔内的低压油变成高压油、推开出液单向阀10进入液压缸5的无杆腔，同时使得进液单向阀9关闭，工作油口A出来的低压油进入复位控制油口、使得液控换向阀7复位，进油口P1与出油口B1断开，低压油重新通过进液单向阀9进入缸筒11的前腔，如此循环，可将低压油增压后持续地通入液压缸5的无杆腔，可满足液压缸工作时所需的高压力；在此过程中，在液控换向阀7复位时，两出油口A1和B1连通，缸筒11后腔内的油液可进入缸筒11的中腔，再经另一工作油口B回油箱1；当压力变送器14检测到液压缸5的无杆腔压力达到预设值之后，PLC控制器控制电磁换向阀3失电、滑阀回到中位，压力油从电磁换向阀3直回油箱，液压缸5的无杆腔实现低压到高压的转变，并保压、维持支撑状态；需缩回液压缸5的活塞杆时，PLC控制器控制电磁换向阀3的线圈Y2得电、换向，油泵2输出的压力油进入液压缸5的有杆腔，同时进入液控单向阀8和外置液控单向阀15的控制油口，打开两液控单向阀后液压缸5的无杆腔泄压；

本实用新型通过增压器4增压后将油液持续地通入液压缸5的无杆腔，可满足液压缸工作时所需的高压力，因此可采用低压液压系统，对应的油泵2的电机可采用低压电源，既降低成本和管路接头漏油风险，又可满足施工现场的用电安全，并保证支撑头的正常工作；通过PLC控制器、压力变送器14及电磁换向阀3，可实现自动控制；外置液控单向阀15可提升活塞杆的缩回速度以及匹配其他大速比的液压缸。

Claims (3)

1.一种集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头，包括油箱、油泵、电磁换向阀、液压缸；其特征在于还包括增压器，增压器包括增压油缸、液控换向阀、液控单向阀、进液单向阀及出液单向阀，增压油缸包括不等径的缸筒、相联并设于缸筒内的小活塞和大活塞、设于缸筒上的前腔油口、中腔油口和后腔油口，液控换向阀设有一进油口、一换向控制油口、一复位控制油口及两出油口；电磁换向阀的一工作油口通过所述液控单向阀与液压缸的无杆腔油口相连，该工作油口还通过所述进液单向阀与增压油缸的前腔油口相连，该工作油口还与液控换向阀的进油口及复位控制油口相连；增压油缸的前腔与液控换向阀的换向控制油口相连，液控换向阀的两出油口分别与各自对应的中腔油口或后腔油口相连；电磁换向阀的另一工作油口与液压缸的有杆腔油口、液控单向阀的控制油口及增压油缸的中腔均相连；增压油缸的前腔通过出液单向阀与液压缸的无杆腔油口相连。

2.如权利要求1所述的集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头，其特征在于还设有检测液压缸的无杆腔的压力变送器；压力变送器及电磁换向阀均与PLC控制器相连。

3.如权利要求1或2所述的集成式低压钢支撑轴力伺服支撑头，其特征在于所述液压缸的无杆腔油口还通过外置液控单向阀与油箱相连，外置液控单向阀的控制油口与电磁换向阀的另一工作油口相连。