CN2383958Y

CN2383958Y - 液压冲击器

Info

Publication number: CN2383958Y
Application number: CN 99218218
Authority: CN
Inventors: 杨襄璧; 丁问司; 张新; 胡均平; 杨国平
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 1999-07-24
Filing date: 1999-07-24
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2009-07-24

Abstract

本实用新型包括冲击油缸、活塞、控制阀,其特征在于:设有通过以高速开关阀PWM控制方式来调节冲击器流量的HD变量泵;设有由压力变送器、模数(A/D)转换器、单片机组成的检测传感及控制系统。实现了机电一体化、改变了工作环境、降低油压损失、提高了作业效率、便利了加工制造。

Description

液压冲击器

本实用新型涉及一种由冲击油缸、配流机构、压力变送器和氮气室组成的，由气体爆炸实施冲击的，由计算机系统进行监控的冲击振动机械。

为适应工作对象及工作环境变化的需要，冲击器工作时必须要有调节冲击能与冲击频率的功能。目前，冲击能及频率的调节控制方法大致分为两种：一种是以行程反馈作为控制原理的冲击器；一种是以中国专利申请CN96118034.X(1997年8月6日公开)为代表的以压力反馈作为控制原理的冲击器。前一类型应用形式多种多样，后一类型尚处于研究阶段。但不论哪一类现有的冲击装置其能量与频率的调节均采用机械式后动调节的方法，缺乏随工作对象及工作环境的变化而自我调节冲击能与冲击频率的能力；且由于控制原理及调节方式的局限性，使得冲击装置工作时能量消耗大；冲击装置中配流阀与冲击缸一体的复杂结构使得冲击器的加工是一个高能耗、高难度的制造过程；结构上的多台阶设计，使得冲击活塞并非均匀细长干件，而不利于能量的传递，且易损耗。

为了克服以上不足，本实用新型提供一种可根据工作对象及工作环境变化而自动调节冲击能与冲击频率的液压冲击器。

本实用新型液压冲击器的特征是：装配在缸体8中的冲击活塞1有台肩5，缸体内形成三个容腔，即开有2孔的前腔3；开有7孔的回油储油腔6和密闭的氮气腔9。油缸前腔3经油孔2由油路24接入配流阀组，配流阀组吭压油路锥阀12经油路15连接高压油源HD泵；配流阀组中低压油路锥阀23经油路22连接油箱；高压油路上设有高压蓄能器14，低压油路上设有低压蓄能器21；高压油路上设有高压蓄能器14，低压油路上设有低压蓄能器21；高压油路上设有安全阀18；低压油路上设有滤清器20；氮气腔9接有压力变送器10，氮气腔中氮气压力由压力变送器10转化为电压值传送给计算机；计算机将此信号分析处理后，通过控制电路控制二位三通高速开关阀11、13动作，高速4阀11、13分别为锥阀23、12的先导阀；其两种位置状态分别将锥阀控制腔与高压油源或油箱相连，以控制插装阀的打开与关闭；取自高压油路上的油压经调整开关阀17后转化为HD泵的压力控制器的压力，控制着泵的输出流量；高速开关阀17由计算机对其实施PWM控制。

本实用新型液压冲击器由于采用了检测氮气室压力的压力变送器；设有通过以高速开关阀PWM控制方式来调节冲击器流量的HD变量泵；设有与冲击缸体分离安装的配流阀体；设有以高速开关阀为先导阀的插装阀组组合成的配流机构：设有实现无级调节冲击能与冲击频率、由压力变送器、模数(A/D)转换器、单片机组成的检测传感及控制系统。液压冲击器的冲击油缸为普通液压油缸；在不使用回油储油腔的条件下，冲击油缸与配流阀间只有一根液压软管供压力油进入或回油。液压冲击器，利用氮气室气压的变化率可判断工作对象的性能，从而利用对氮气室压力的检测可识别由于温度变化或气体泄漏而引起的工作环境改变，从而改变冲击能与工作对象相适应。

本实用新型液压冲击器由于利用传感器系统对气缸中活塞行程变化而引起的压力变化进行检测，并据此通过计算机系统控制配流阀中锥阀的开启与关闭，命名得冲击器前腔交替与高压油源或油箱相通，从而控制活塞行程，达到控制冲击能的目的。冲击活塞在打击点时的反弹速度因不同的工作对象(岩石等)而不一致，因此，会导致气缸内压力变化率不同，计算机系统由此识别工作对象，并按设定值主动调整冲击能与冲击频率。冲击频率经高速开关阀17以PWM方式控制HD泵19，达到可连续调节输出流量，从而连续调节冲击频率的目的。配流机构以插装锥阀组合形式替代传统的套阀、柱阀等结构形式，并使其与冲击缸体分离，而中间则以大孔径的软管相连接；同时也采用了回油储油箱等结构形式，达到降低油压损失、提高效率、方便制造的目的。

简言之：本实用新型液压冲击器由于采用压力反馈原理，引进计算机控制方式；并对传统的配流机构进行突破，使其与冲击缸体分离安装，从而具有自动控制、能耗降低、易于制造、方便使用的良好特性。

下面结合附图对本实用新型液压冲击器作进一步的描述：

图1为本实用新型的回程开始状态的系统示意图。

图2为本实用新型的冲程开始状态的系统示意图。

附图描述了本实用新型液压冲击器的结构特征：装配在缸体8中的冲击活塞1有台肩5，缸体内形成三个容腔，即开有2孔的前腔3；开有7孔的回油储油腔6和密闭的氮气腔9。油缸前腔3经油孔2由油路24接入配流阀组，配流阀组吭压油路锥阀12经油路15连接高压油源HD泵；配流阀组中低压油路锥阀23经油路22连接油箱；高压油路上设有高压蓄能器14，低压油路上设有低压蓄能器21；高压油路上设有高压蓄能器14，低压油路上设有低压蓄能器21；高压油路上设有安全阀18；低压油路上设有滤清器20；氮气腔9接有压力变送器10，氮气腔中氮气压力由压力变送器10转化为电压值传送给计算机；计算机将此信号分析处理后，通过控制电路控制二位三通高速开关阀11、13动作，高速4阀11、13分别为锥阀23、12的先导阀；其两种位置状态分别将锥阀控制腔与高压油源或油箱相连，以控制插装阀的打开与关闭；取自高压油路上的油压经调整开关阀17后转化为HD泵的压力控制器的压力，控制着泵的输出流量；高速开关阀17由计算机对其实施PWM控制，出口压力连续可调。因此，泵的流量亦可连续调节。

附图还描述了本实用新型的液压冲击器的工作过程：

1.返回行程，见图1所示活塞和阀芯的位置：

压力变送器10将活塞处于打击点时的压力值传送给计算机，计算机分析处理后控制高速开关阀11、13动作。高速开头阀11将锥阀23的控制腔与高压油接通，锥阀23关闭。同时，高速开关阀13将锥阀12的控制腔与油箱接通，锥阀12打开，油路15将冲击缸前腔3与高压油源相连，活塞1在高压作用下作回程运动。同时压缩氮气腔9中的氮气，而回油储油腔通过油路22向油箱排油。当氮气室中压力达到某一设定值时，计算机发出指令高速开关阀13将锥阀12控制腔连通高压油，锥阀12关闭，切断高压油路15，回程结束。

2.冲程行程，见图2所示活塞和阀芯的位置

计算机发出指令，高速开关阀11将锥阀23控制腔与油箱连通，锥阀23打开，前腔接通回油路而卸荷，活塞1在压缩氮气作用下向前冲击，前腔3中油一部分进入回油储油腔6，一部分进入油箱。同时高压油路中油液充入高压蓄能器14，备以回程需要。当活塞冲击钎杆25并反弹时，计算机记录下由反弹引起的氮气室内压力变化率，并据此调整压力设定值，以备调节冲击能和冲击频率，同时，计算机发出指令控制高速开关阀13动作使锥阀12打开并接通高压油路，冲程过程结束。重新开始下一循环过程。

Claims

1.一种液压冲击器，包括冲击油缸、活塞、控制阀、配流阀组、高速开关阀、蓄能器、压力变送器、计算机控制系统，其特征在于：

装配在缸体8中的冲击活塞1有台肩5，缸体内形成三个容腔，即开有2孔的前腔3；开有7孔的回油储油腔6和密闭的氮气腔9，油缸前腔3经油孔2由油路24接入配流阀组，配流阀组吭压油路锥阀12经油路15连接高压油源HD泵；配流阀组中低压油路锥阀23经油路22连接油箱；高压油路上设有高压蓄能器14，低压油路上设有低压蓄能器21；高压油路上设有高压蓄能器14，低压油路上设有低压蓄能器21；高压油路上设有安全阀18；低压油路上设有滤清器20；氮气腔9接有压力变送器10，氮气腔中氮气压力由压力变送器10转化为电压值传送给计算机；计算机将此信号分析处理后，通过控制电路控制二位三通高速开关阀11、13动作，高速4阀11、13分别为锥阀23、12的先导阀；其两种位置状态分别将锥阀控制腔与高压油源或油箱相连，以控制插装阀的打开与关闭；取自高压油路上的油压经调整开关阀17后转化为HD泵的压力控制器的压力，控制着泵的输出流量；高速开关阀17由计算机对其实施PWM控制。

2.根据权利要求1所述的液压冲击器，其特征在于

(1)冲击油缸可为普通液压油缸；

(2)在不使用回油储油腔的条件下，冲击油缸与配流阀间只有一根液压软管供压力油进入或回油。