一种超高压液压系统

文档序号:611808 发布日期:2021-05-07 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种超高压液压系统 (Ultrahigh pressure hydraulic system ) 是由 刘伟 蒋满国 张明明 周赛群 曾定荣 唐从炜 张文豪 于 2021-01-06 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种超高压液压系统,包括换向阀、模式切换阀、单向阀、第一增压器、第二增压器和油缸;换向阀的进油口、回油口分别与主机的预留油源进油口、回油口连接;换向阀的工作油口与模式切换阀连接;模式切换阀的第一组工作油口通过单向阀与油缸连接;模式切换阀的第二组工作油口通过第一增压器和第二增压器与油缸连接。本发明结合劈裂机的工作工况,提出了一种超高压液压系统,其能够根据工况自动切换工作模式来适应不同工况所需的液压压力和流量,可以解决流量损失的问题而显著提高劈裂机的工作效率,同时可以独立控制油缸大、小腔高压输出时的压力和流量,可以解决楔块组无法卸载而卡机的问题。(The invention provides an ultrahigh pressure hydraulic system which comprises a reversing valve, a mode switching valve, a one-way valve, a first supercharger, a second supercharger and an oil cylinder, wherein the reversing valve is arranged on the mode switching valve; an oil inlet and an oil return port of the reversing valve are respectively connected with an oil inlet and an oil return port of a reserved oil source of the main machine; a working oil port of the reversing valve is connected with the mode switching valve; a first group of working oil ports of the mode switching valve are connected with the oil cylinder through a one-way valve; and a second group of working oil ports of the mode switching valve are connected with the oil cylinder through a first supercharger and a second supercharger. The invention provides an ultrahigh pressure hydraulic system in combination with the working condition of a splitting machine, which can automatically switch working modes according to the working condition to adapt to hydraulic pressure and flow required by different working conditions, can solve the problem of flow loss to obviously improve the working efficiency of the splitting machine, can independently control the pressure and flow of a large cavity and a small cavity of an oil cylinder during high-pressure output, and can solve the problem that a wedge block set cannot be unloaded and blocked.)

一种超高压液压系统

技术领域

本发明涉及隧道掘进装备技术领域,具体涉及一种超高压液压系统。

背景技术

劈裂机是挖掘机、钻劈台车、极硬岩掘进机等隧道施工设备以及救援设备和矿石开采设备的破岩关键部件之一,其具有功率密度大、安全可靠、使用灵活、工作时无振动、无冲击、无噪音、无粉尘等特点,可广泛使用在隧道开挖、房屋改建、市政建设等基础建设和采石、矿产等开采业中,特别在对周边环境有不能爆破、无冲击、无振动等要求或极硬岩隧道、短隧道、异形截面隧道等施工工况时是最佳的破岩设备。

劈裂机的作业过程为:将油缸前部的楔块组整体插入原先已经开好的岩石孔内,接着控制油缸伸出使得楔块组快速胀大贴紧岩壁然后继续胀大直到胀裂岩石,劈裂完成后缩回油缸释放岩石对楔块组的反作用力对楔块组进行卸载,接着拔出楔块组进行下一个循环工作。劈裂机使用的液压压力属于超高压领域,而功率一定的情况下增压就会伴随着速度的牺牲,因此是如何增压和何时增压是劈裂机液压系统比较关键的技术。

目前,劈裂机的液压系统主要有两种:一种为直接使用超高压油源直接输入油缸,采用这种液压系统方案的劈裂机需要对应的主机比如挖掘机等专门配备超高压油泵或额外配置超高压泵站,其通用性非常差,推广应用非常受限,且没有做工况适应性的控制;另一种为直接使用主机通用的低压压力油源,然后经过劈裂机上集成的同一个增压器进行增压后输入油缸,采用此种方案虽然解决了超高压油源问题进而增强了通用性,但由于无法控制增压器何时启动而存在流量损失的情况,那么不需要增压时也会增压导致输出流量低,比如在小负载或空载返回工况并不需要增压而是需要低压大流量输出,从而导致速度过慢影响工作效率的问题,同时由于采用单一增压器导致油缸大、小腔压力相等而大腔输出力远大于小腔输出力,因此会出现某些工况下楔块组无法卸载而卡机的问题。

综上所述,急需一种超高压液压系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种超高压液压系统,以解决工作效率低以及卡机问题。

为实现上述目的,本发明提供了一种超高压液压系统,包括换向阀、模式切换阀、单向阀、第一增压器、第二增压器和油缸;换向阀的进油口、回油口分别与主机的预留油源进油口、回油口连接;换向阀的工作油口与模式切换阀连接;模式切换阀的第一组工作油口通过单向阀与油缸连接;模式切换阀的第二组工作油口通过第一增压器和第二增压器与油缸连接;第一增压器的进油口与第二增压器的回油口连通,第一增压器的回油口与第二增压器的进油口连通,第一增压器与第二增压器组成双增压器回路。

进一步地,所述换向阀进油口的油路上设有第一溢流阀;用来限制低压油源的压力。

进一步地,所述模式切换阀的控制油路上设有梭阀;用于获取换向阀的工作油路上的负载压力作为信号源,来控制模式切换阀左位、右位的切换。

进一步地,所述油缸具有大腔和小腔,大腔液压油作用面积大于小腔液压油作用面积。

进一步地,所述第一增压器与油缸的大腔连接,第一增压器与油缸连接的油路上设有第二溢流阀;第二溢流阀作为安全阀,用来限制油缸大腔的压力。

进一步地,所述第二增压器与油缸的小腔连接,第二增压器与油缸连接的油路上设有第三溢流阀;第三溢流阀作为安全阀,用来限制油缸小腔的压力。

进一步地,所述模式切换阀为两位六通液控换向阀;左位包括两个带单向节流口的小流量通道,与低压油源侧的第一溢流阀组成进油节流调速回路,两个小流量通道的单向节流口过流截面大小不一样;右位包括两个相同的大开口的全流量通道,右位内部设有弹簧,通过调节弹簧,来控制左位、右位切换的压力范围。

进一步地,所述单向阀为带预卸荷的液控单向阀,液控单向阀的额定流量大于第一增压器或第二增压器。

进一步地,所述第一增压器的增压比小于第二增压器的增压比,第一增压器的额定流量大于第二增压器的额定流量。

进一步地,所述第二溢流阀和第三溢流阀设定的压力值是不同的。

应用本发明的技术方案,具有以下有益效果:

(1)本发明采用双模式切换回路设计,设计低压全流量和高压小流量两种模式,利用模式切换阀和梭阀来实现两种模式的自动切换,系统可以根据工况自动切换工作模式来适应不同工况所需的液压压力和流量,提高了劈裂机的工作效率;在相同工况条件下,由于避免了增压器不必要的启动,增压器寿命更长。

(2)本发明采用双增压器回路设计,系统可以独立控制油缸大、小腔高压输出时的压力和流量;采用相对较小增压器比、较大流量的增压器作为重载劈裂工况时的高压小流量输出单元;采用相对较大增压器比、较小流量的增压器作为卸载卡机工况时的高压小流量输出单元。油缸的大、小腔可以获得不同的超高压力输出,完全消除卡机现象。

(3)本发明中,在空载或轻载工况时,完全消除流量损失,工作速度更快,效率提高明显。

(4)在相同效率、相同劈裂力的情况下,可以选用更小规格(功率更小)的增压器。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1是一种超高压液压系统的原理图;

其中,1、第一溢流阀,2、换向阀,3、梭阀,4、模式切换阀,5、液控单向阀,6、第一增压器,7、第二增压器,8、第二溢流阀,9、第三溢流阀,10、油缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1:

参见图1,一种超高压液压系统,本实施例应用于劈裂机,本实施例所述的“左”,“右”方向均是相对于图纸方向来说的。需要特别说明的是,本发明中提及的“低压”在一般常识的液压系统中也是高压范畴,只是相对于增压器增压后的高压而言是低压;本发明中提及的“高压”在一般常识的液压系统中是超高压范畴,只是相对于增压器未增压前的压力而言是高压。

一种超高压液压系统,包括换向阀2、模式切换阀4、单向阀、第一增压器6、第二增压器7和油缸10;换向阀2的进油口P、回油口T分别与主机的预留油源进油口、回油口连接;换向阀2的工作油口与模式切换阀4连接;模式切换阀4的第一组工作油口通过单向阀与油缸10连接;模式切换阀4的第二组工作油口通过第一增压器6和第二增压器7与油缸10连接;第一增压器6的进油口与第二增压器7的回油口连通,第一增压器6的回油口与第二增压器7的进油口连通,第一增压器6与第二增压器7组成双增压器回路。本实施例中,所述主机为劈裂机。

换向阀2进油口的油路上设有第一溢流阀1。第一溢流阀1用来限制低压油源的压力,保护第一增压器6和第二增压器7,又与模式切换阀4组成进油节流调速回路,分别控制第一增压器6和第二增压器7的进油路A2和B2的流量。

换向阀2用来控制油缸10的伸出和缩回动作,也就是用来将低压油源油路P的压力油,选择性的切换到油路A或者油路B,换向阀2再左位即切换到油路B,在右位即切换到油路A。

模式切换阀4为两位六通液控换向阀2;左位包括两个带单向节流口的小流量通道,与低压油源侧的第一溢流阀1组成进油节流调速回路,两个小流量通道的单向节流口过流截面大小不一样;右位包括两个相同的大开口的全流量通道,右位内部设有弹簧,通过调节弹簧,来控制左位、右位切换的压力范围,压力范围是根据施工经验获取的负载确定的。当模式切换阀4处于左位时,从换向阀2过来的压力油源会被节流后进入到第一增压器6或者第二增压器7,系统进入高压小流量模式;当模式切换阀4处于右位时,从换向阀2过来的压力油源经过大开口全流量通道后进入到液控单向阀5,系统进入低压大流量模式。

模式切换阀4的控制油路上设有梭阀3;用于获取换向阀2的工作油路上的负载压力作为信号源,来控制模式切换阀4左位、右位的切换。负载压力为油路A和油路B中压力更高的那一个,当负载压力大于弹簧力时,模式切换阀4就自动切换到左位,当负载压力小于弹簧力时,模式切换阀4就自动切换到右位。

单向阀为带预卸荷的液控单向阀5,液控单向阀5的额定流量大于第一增压器6或第二增压器7。液控单向阀5是低压大流量模式下油液的通道,也用来阻断高压油回窜。

油缸10是劈裂机的执行机构,具有大腔和小腔,大腔液压油作用面积大于小腔液压油作用面积,比如大、小腔作用面积比为2:1。

第一增压器6和第二增压器7分别将低压油源增压到更高压力后输出到油缸10的大腔和小腔,第一增压器6的P1口与第二增压器7的T2口连通,第一增压器6的T1口与第二增压器7的P2口连通,第一增压器6的H1口与油缸10的大腔连通,第二增压器7的H2口与劈裂机的小腔连通,第一增压器6和第二增压器7组成双增压器回路。

第一增压器6和第二增压器7可以分别独立控制油缸10大、小腔的压力和流量,第一增压器6和第二增压器7的额定流量、增压比是不一样的,第一增压器6相比于第二增压器7来说增压比更小而额定流量更大,这样就可以有效解决卡机问题。

第一增压器6与油缸10连接的油路上设有第二溢流阀8;第二溢流阀8作为安全阀,用来限制油缸10大腔的压力。

第二增压器7与油缸10的小腔连接,第二增压器7与油缸10连接的油路上设有第三溢流阀9;第三溢流阀9作为安全阀,用来限制油缸10小腔的压力。第二溢流阀8和第三溢流阀9设定的压力值是不同的。

劈裂动作的具体实施过程:换向阀2处于右位,低压油源从油路P进入油路A,梭阀3获取压力信号输入到模式切换阀4,此时由于压力低于模式切换阀4右侧的弹簧力,因此,模式切换阀4处于右位,低压油从油路A经过模式切换阀大开口的全流量通道进入油路A1,然后进入大流量液控单向阀5而不是进入第一增压器6进行增压而导致流量损失,接着低压油进入到油缸10的大腔实现快速动作即一般公知常识上的“快进”工序,以上所述过程称之为低压大流量模式。随着油缸10的伸出,岩石负载不断增大,当负载增大到比模式切换阀4右侧弹簧对应设定压力值大时,比如200bar(此压力值可以根据经验数据进行调整),负载信号通过梭阀3把压力传递到模式切换阀4左侧,模式切换阀4自动切换到左位,油路A与油路A1之间将被关闭,油路A经过模式切换阀左位的带节流的小流量通道进入油路A2,此时由于节流作用,系统多余的流量将会通过第一溢流阀1进行溢流回油箱(需要特别说明的是,此时的工况在于更大力的输出而不需要大流量的输出,一般公知常识来说过大流量的输入会导致增压器的寿命降低),同时,低压油进入第一增压器6的P1口进行增压后再进入油缸10的大腔,油缸10输出力得到放大实现劈裂动作,同时油缸的小腔的回油经过第二增压器7的H2口进入P2口接入油路B2,再经过模式切换阀4以及换向阀2后返回低压油源侧的油路T,以上所述过程称之为高压小流量模式。劈裂过程中如果负载突然剧增或其他原因造成系统压力达到第三溢流阀9设定压力时,系统压力将被限定在第三溢流阀9的设定压力之下。

卸载动作的具体实施过程:卸载的实施过程与上面所述的劈裂动作实施过程是类似的,同样是根据负载压力与模式切换阀4右侧弹簧力大小的对比,模式切换阀4自动切换到合适的工作模式,只不过是在高压小流量模式下时,低压油源是经过更大增压比和更小额定流量的第二增压器7进行增压后进入油缸10的小腔的,这样也就实现了油缸10大、小腔输出压力及流量的独立控制,能更好的满足不同工况需求。

本实施例中梭阀3也可以是压力继电器或传感器,只要是用于获取负载压力作为信号源,并用来控制模式切换阀4的都是可行的;模式切换阀4也可以是电磁换向阀,同时也可以是单向节流阀和其他阀比如顺序阀等的组合来达到本发明所述的功能;液控单向阀5也可以是电磁球阀或其他形式的换向阀来达到本发明所述的功能。

本发明结合劈裂机的工作工况,提出了一种超高压液压系统,其能够根据工况自动切换工作模式来适应不同工况所需的液压压力和流量,可以解决流量损失的问题而显著提高劈裂机的工作效率,同时可以独立控制油缸大、小腔高压输出时的压力和流量,可以解决楔块组无法卸载而卡机的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

8页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种伺服电动气液增压缸装置

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!