阅读说明：本技术 清污机的液压抓斗及液压控制系统 (Hydraulic grab bucket of trash remover and hydraulic control system ) 是由 陈佛生 赵沃洲 彭昭辉 吴永刚 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种清污机的液压抓斗及液压控制系统,定耙和两个以上分别与定耙铰接的动耙,每个动耙上都设有驱动该动耙开合的液压油缸。液压控制系统,还包括M型电磁换向阀、电接点压力表、单向阀和油泵,以及溢流阀和油箱。本发明的清污机的液压抓斗的设置了两个以上动耙,动耙与动耙之间无刚性连接,而且每个动耙的开合由单独的液压油缸控制,每个动耙闭合的幅度可以根据其实际抓取的垃圾的尺寸来调整,从而避免抓斗各个部分受力不均匀,以至于液压抓斗整体被破坏的情况。(The invention discloses a hydraulic grab bucket of a trash remover and a hydraulic control system. The hydraulic control system also comprises an M-shaped electromagnetic directional valve, an electric contact pressure gauge, a one-way valve, an oil pump, an overflow valve and an oil tank. The hydraulic grab bucket of the trash remover is provided with more than two movable rakes, the movable rakes are not rigidly connected with each other, the opening and closing of each movable rake is controlled by a single hydraulic oil cylinder, and the closing amplitude of each movable rake can be adjusted according to the size of garbage actually grabbed by each movable rake, so that the condition that all parts of the grab bucket are stressed unevenly and the whole hydraulic grab bucket is damaged is avoided.)

清污机的液压抓斗及液压控制系统

技术领域

本发明涉及水利工程清污领域，特别涉及一种清污机的液压抓斗及液压控制系统。

背景技术

在水利水电工程中，高速水流携带的各种污物通过拦污栅进行阻挡，这些污物种类、形状、大小均不同，并且被拦污栅拦下后，其堆积无规律，而且水底污物又不可见。需要使用清污机对拦污栅拦住的污物进行清理。

现有液压抓斗通常由一组定耙和一组动耙构成，动耙上设置液压两组或多组油缸控制抓斗的开合，油缸大多设置在动耙两侧，抓斗中段的受力往往比较小。用于控制开合的油缸控制系统采用液压同步的方法，当抓斗两侧抓取的污物尺寸、形状相差比较大的时候，会出现抓斗局部夹住污物，其余部位夹空的情况，或者抓斗各个部分受力不均匀，常常导致液压抓斗整体破坏。

发明内容

本发明的目的是要提供一种清污机的液压抓斗及液压控制系统，可解决上述现有技术问题的一种或几种。

根据本发明的一个方面，提供了一种清污机的液压抓斗，包括定耙和两个以上分别与定耙铰接的动耙，每个动耙上都设有一个用于驱动该动耙开合的液压油缸。

本发明的清污机的液压抓斗的设置了两个或以上动耙，动耙与动耙之间无刚性连接，而且每个动耙的开合由单独的液压油缸控制，每个动耙闭合的幅度可以根据其实际抓取的垃圾的尺寸来调整，从而避免抓斗各个部分受力不均匀，以至于液压抓斗整体被破坏的情况。在抓斗闭耙抓污时，当某一个动耙被体积较大的污物顶住，该动耙不能再继续闭合，但可以将污物压住，未被污物顶住的动耙会继续闭合。此工况下，液压回路的液压油通过电接点压力表控制M型电磁换向阀换位(换至中间位)以及溢流阀将后续液压油直接流回油箱，M型电磁换向阀后的液压系统中的压力不再继续上升，从而避免液压抓斗整体被破坏的情况。

在一些实施方式中，本发明的清污机的液压抓斗的液压油缸的活塞杆端通过连接轴与动耙连接，大缸端通过连接轴与定耙连接。

根据本发明的另一个方面，提供了一种清污机的液压抓斗的液压控制系统，包含上述液压油缸，其特征在于，还包括M型电磁换向阀、电接点压力表、压力开关、单向阀和油泵，以及溢流阀和油箱；

液压油缸两端分别与M型电磁换向阀的A口和B口流体连通；

M型电磁换向阀的P口与单向阀的出口流体连通；

单向阀的进口与油泵的出口流体连通；

油泵的的进口与油箱流体连通；

M型电磁换向阀的T口与油箱连通；

溢流阀的两端分别于M型电磁换向阀的P口和T口流体连通；

电接点压力表及压力开关用于检测和控制系统压力，设置为当系统压力超过设定值时，控制M型电磁换向阀的阀芯回至中间位，并将压力信号反馈给溢流阀；

溢流阀用于接收压力信号，并卸压。

在一些实施方式中，本发明的清污机的抓斗的液压控制系统的液压油缸的活塞杆端与M型电磁换向阀的B口流体连通，液压油缸的大缸端与M型电磁换向阀的A口流体连通；当液压油缸的活塞杆收回大缸内，抓斗张开；当液压油缸的活塞杆伸出大缸，抓斗闭合。

在一些实施方式中，本发明的清污机的抓斗的液压控制系统的液压油缸的活塞杆端与M型电磁换向阀的A口流体连通，液压油缸的大缸端与M型电磁换向阀的B口流体连通；当液压油缸的活塞杆伸出大缸内，抓斗张开；当液压油缸的活塞杆收回大缸，抓斗闭合。

在一些实施方式中，本发明的清污机的抓斗的液压控制系统还包括分别与油泵的进口和油箱流体连通的吸油过滤器。

在一些实施方式中，本发明的清污机的抓斗的液压控制系统还包括回油过滤器，回油过滤器的一端与M型电磁换向阀的T口和溢流阀流体连通，另一端与油箱流体连通。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的清污机的液压抓斗的结构示意图。

图2为本发明一种实施方式的清污机的液压抓斗的动耙打开状态的结构示意图。

图3为本发明一种实施方式的清污机的液压抓斗的动耙抓取污物状态的结构示意图。

图4为本发明一种实施方式的清污机的液压控制系统的结构示意图。

图5为图4所示的液压控制系统在清污机开耙时的结构示意图。

图6为图4所示的液压控制系统在清污机闭耙时的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等、逆时针和顺时针之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的清污机的液压抓斗的结构。

参考图1所示，该清污机的液压抓斗包括一个定耙10和三个动耙(第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23)。第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23呈L形，分别依次铰接在定耙10上，第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23的自由端向下。第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23上分别设置有一个驱动其开合的液压油缸(第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33)。

本发明的清污机的液压抓斗的设置了至少一个动耙，而且每个动耙的开合由单独的液压油缸控制，每个动耙开合的幅度可以根据其实际抓取的垃圾的体积来调整，从而避免抓斗各个部分受力不均匀，以至于液压抓斗整体破坏的情况。

在本实施例中，第一液压油缸31的活塞杆端通过连接轴与第一动耙21连接，大缸端通过连接轴与定耙10连接。第二液压油缸32的活塞杆端通过连接轴与第二动耙22连接，大缸端通过连接轴与定耙10连接。第三液压油缸33的活塞杆端通过连接轴与第三动耙23连接，大缸端通过连接轴与定耙10连接。

在其它实施例中，也可以是第一液压油缸31的活塞杆端通过连接轴与定耙10连接，大缸端通过连接轴与第一动耙21连接。第二液压油缸32的活塞杆端通过连接轴与定耙10连接，大缸端通过连接轴与第二动耙22连接。第三液压油缸33的活塞杆端通过连接轴与定耙10连接，大缸端通过连接轴与第三动耙23连接。

在本实施例中，清污机的液压抓斗设置了三个宽度0.8米的动耙，每个动耙与动耙之间无刚性连接，而且每个动耙的开合由单独的液压油缸控制，每个动耙闭合的幅度可以根据其实际抓取的垃圾的尺寸来调整，从而避免抓斗各个部分受力不均匀，以至于液压抓斗整体被破坏的情况。在其它实施例中，每个动耙的数量和宽度都可以根据需要设置。

本液压抓斗还包括支架，支架包括横杆51、第一竖杆521和第二竖杆522。横杆51的一端与第一竖杆521连接，另一端与第二竖杆522连接；定耙10的一端与第一竖杆521连接，另一端与第二竖杆522连接。

第一竖杆521和第二竖杆522的上端设有第一滚轮531，下端设有第二滚轮532。第一滚轮531包括同轴转动的第一圆台5311和第二圆台5312，第一圆台5311的半径大于第二圆台5312的半径。

第一竖杆531和横杆51的连接处设有倾斜的第一支撑杆541，第二竖杆532和横杆51的连接处设有倾斜的第二支撑杆542。

横杆51固定设置在定耙10上方，第一液压油缸31的活塞杆端通过连接轴与第一动耙21连接，大缸端通过连接轴与横杆51连接。第二液压油缸32的活塞杆端通过连接轴与第二动耙22连接，大缸端通过连接轴与横杆51连接。第三液压油缸33的活塞杆端通过连接轴与第三动耙23连接，大缸端通过连接轴与横杆51连接。

给液压油缸提供动力的液压泵站40设置在支架的横杆51上。

图2示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的清污机的液压抓斗打开状态的结构。

参考图2所示，当需要进行清污作业的时候，第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆缩进大缸，将第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23向上提起，清污机的液压抓斗张开，第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23，以及定耙10的耙齿均垂直向下。此时，可以使用卷扬机将放下至水面以下进行清污作业。

图3示意性地显示了根据本发明一种实施方式的清污机的液压抓斗的动耙抓取污物状态的结构。

液压抓斗抓取污物时，第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆伸出来的长度可以分别根据对应的第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23与定耙10之间夹取的污物的体积不同进行调整。参考图3所示，第二动耙22与定耙10之间夹取的污物的体积大于第一动耙21与定耙10之间夹取的污物的体积，也大于第三动耙23与定耙10之间夹取的污物的体积。

图4示意性地显示了根据本发明一种实施方式的清污机的抓斗的液压控制系统的结构。

参考图4所示，该清污机的抓斗的液压控制系统包括三个液压油缸(第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33)、M型电磁换向阀901、电接点压力表801、压力开关701和油泵401，以及溢流阀601、单向阀501、吸油过滤器101、回油过滤器201和油箱。

M型电磁换向阀包括左、中、右三个功能位置，阀芯在不同的位置可让回路液压油形成不同的通断模式。

第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33分别驱动第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23开合。

第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33并联。第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的两端分别与M型电磁换向阀901的A口和B口流体连通。

在本实施例中，第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆端与M型电磁换向阀901的B口流体连通，液压油缸30的大缸端与M型电磁换向阀901的A口流体连通。当第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆收回大缸内，每个液压油缸对应的动耙张开；当第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆伸出大缸，每个液压油缸对应的动耙闭合。

在其它实施例中，也可以是第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆端与M型电磁换向阀901的A口流体连通，液压油缸30的大缸端与M型电磁换向阀901的B口流体连通。当第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆收回大缸内，每个液压油缸对应的动耙闭合；当第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆伸出大缸，每个液压油缸对应的动耙张开。

M型电磁换向阀901的P口与单向阀501的出口流体连通，油泵401的进口与油箱流体连通。

M型电磁换向阀901的T口与油箱连通。

压力开关701与电接点压力表801配套使用，用于检测和控制系统压力，设置为系统压力超过设定值时，控制M型电磁换向阀901的阀芯回至中间位，并将压力信号反馈给溢流阀601。

溢流阀601的进口通过单向阀501与油泵401的出口流体连通，溢流阀601的出口通过回油过滤器201油箱流体连通。溢流阀601接收电接点压力表801的压力信号，从油泵401出来的液压油就会通过溢流阀601，再经回油过滤器201直接流回油箱，系统卸压。

单向阀501的进口与油泵401的出口流体连通，出口与M型电磁换向阀901的P口流体连通的。

吸油过滤器101的两端分别与油泵401的进口和油箱流体连通的。

回油过滤器201的一端与M型电磁换向阀901的T口和溢流阀601流体连通，另一端与油箱流体连通。

图5示意性地显示了图4所示的液压控制系统在清污机开耙时的结构。

参考图5所示，需要开耙的时候，M型电磁阀换向阀901右侧2DT得电，M型电磁阀换向阀901的左工位形成通路。启动驱动油泵401的电动机301，油箱里的液压油经吸油过滤器101，并经油泵401加压后，经单向阀501，再经M型电磁阀换向阀901的P口进入、B口流出后，经液压油管进入第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆端，推动活塞杆往大缸内收进。液压油缸的大缸端的液压油通过液压管路，经M型电磁阀换向阀901的A口进入、T口流出后，再经回油滤油器回21到液压油箱。

清污机有两个情况需要开耙，一个是抓取污物之前，一个是抓取污物之后放下污物。由于不同动耙所在管路阻力及污物的粘滞力不同，其开耙速度并不相同。本发明中的抓斗设置为“一缸一动耙”结构，动耙与动耙之间并无刚性连接，所以并不要求每个动耙开耙同步。

图6示意性地显示了图4所示的液压控制系统在清污机闭耙时的结构。

参考图6所示，第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23的开合由相互独立的液压油缸控制，各液压油缸没有设置同步元件。各液压油缸的压力受系统整体压力所控制，即受电接点压力表801和溢流阀601调节及控制。

抓斗执行闭耙指令时，M型电磁阀换向阀901左侧1DT得电，M型电磁阀换向阀901的右工位形成通路。油箱里的液压油经吸油过滤器101，并经油泵401加压后，经单向阀501，再经M型电磁阀换向阀901的P口进入、A口流出后，经液压油管进入第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的大缸端，推动活塞杆从大缸内向外伸出。第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆端的液压油通过液压管路，经M型电磁阀换向阀901的B口进入、T口流出后，再经回油滤油器21回到液压油箱。

在闭耙(抓取污物)过程中，由于管路系统中没有设置流量控制元件，各液压油缸的闭耙过程中并不同步，因此其伸出长度各不相同，各液压油缸伸出长度完全依赖于所抓取的污物的体积，抓到污物比较大时，油缸伸出较短，反之较长。这种控制方式可以适应污物大小分布不均的工况。如果某一个动耙被体积较大的污物顶住，该动耙不能再继续闭合，但可以将污物压住，未被污物顶住的动耙继续闭合。此工况下，液压回路的液压油通过电接点压力表801控制M型电磁换向阀换位(换至中间位)以及溢流阀601将后续液压油直接流回油箱，M型电磁换向阀后的液压系统中的压力不再继续上升，参考图4所示。

在开耙卸物时，抓斗执行开耙指令，电磁阀换向阀901右侧2DT得电，M型电磁换向阀左工位(图示左侧)形成通路。液压油经吸油滤油器101、并经油泵401加压后，经单向阀501、M型电磁换向阀和液压油管直接进入第一液压油缸31、第二液压油缸32和第三液压油缸33的活塞杆端，推动活塞杆往大缸内收；油缸大缸端的液压油经液压管路、M型电磁换向阀及回油滤油器201回到液压油箱。由于第一动耙21、第二动耙22和第三动耙23所在管路阻力及污物的粘滞力不同，其开耙速度并不同，由于本发明中的动耙为“一缸一动耙”结构，各个动耙之间并无刚性连接，并不要求每个动耙的开耙动作同步。

本发明的清污机的液压抓斗的设置了两个以上动耙，动耙与动耙之间无刚性连接，而且每个动耙的开合由单独的液压油缸控制，每个动耙闭合的幅度可以根据其实际抓取的垃圾的尺寸来调整，从而避免抓斗各个部分受力不均匀，以至于液压抓斗整体被破坏的情况。

液压抓斗采用“一油缸一动耙”分段结构和无同步控制方法，解决了现有液压抓斗制造精度要求高、适应污物能力差、控制系统复杂，且同步效果不佳、清污效果不佳以及液压抓斗容易整体损坏的问题。

以上的仅是本发明的一些实施方式，并非对本发明构思的限定。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。