專利名稱：卷管器液壓系統及樁工機械的制作方法
技術領域：
本發明涉及卷管器控制技術領域，特別涉及一種卷管器液壓系統及樁工機械。
背景技術：
目前連續墻液壓抓斗、擴孔鉆機等深基礎樁工機械一般由底盤、工作裝置等組成。在施工過程中，為了實現工作裝置的往復動作，需要通過分別纏繞在左右兩卷管器上的兩根液壓膠管(又稱左右主油管)實現進油和回油，具體而言，其中一根液壓膠管將底盤主泵輸出的高壓液壓油傳輸給工作裝置，另一根液壓膠管為工作裝置提供回油通道。由于兩根液壓膠管需要與工作裝置一起深入地下進行施工作業，隨著工作裝置的提升/下放，左右兩卷管器需隨之進行上提/下放操作，實現主油管的收管/放管，以保證主油管與工作裝置的隨動運動。現有的卷管器液壓系統一般采用定量泵開式液壓系統，提升時，卷管器液壓系統具有最大的恒定提升溢流壓力，以保證此壓力輸出的卷管器扭矩能夠將最大施工深度時的主油管提起，并使主油管時刻承受較大的恒張力，也保證了主油管與工作裝置的同步；下放時，工作裝置拽著主油管同步下放，卷管器液壓系統具有恒定溢流背壓。現有的卷管器液壓系統存在著以下不足或缺陷由于在提升/下放時，液壓系統的調定壓力為一個比較大的恒定值，使得主油管在任何深度都承受著最大的張緊力，降低了主油管的使用壽命，增加了施工成本；另外，由于采用定量泵，在工作裝置(左右主油管)提升/下放時，液壓系統一直存在溢流損失，系統效率低。
發明內容
有鑒于此，本發明旨在提出一種卷管器液壓系統及樁工機械，通過控制卷管器液壓系統中的比例控制閥組的設定值，能夠改變主油管承受的張緊力的大小，使主油管承受的張緊力與其所處的深度相適應，從而提高主油管的使用壽命。一方面，本發明提供了一種卷管器液壓系統，所述卷管器液壓系統包括變量泵、t匕例控制閥組和卷管器馬達；所述變量泵的第一油口接于所述卷管器馬達的上提油口 ；所述比例控制閥組的進出油口分別接于所述變量泵的第一油口和所述變量泵的變量活塞缸，從而形成所述變量泵的負反饋通道；所述變量泵的第一油口的油液在其壓力達到所述比例控制閥組的設定值時經所述比例控制閥組作用于所述變量活塞缸。進一步地，所述變量泵為閉式變量泵，所述變量泵的第一油口接于所述卷管器馬達的上提油口，所述變量泵的第二油口接于所述卷管器馬達的下放油口。進一步地，所述卷管器馬達包括第一卷管器馬達和第二卷管器馬達；所述卷管器液壓系統還包括同步控制閥組；所述變量泵的第一油口通過所述同步控制閥組接于所述第一卷管器馬達和所述第二卷管器馬達的上提油口，所述變量泵的第二油口通過所述同步控制閥組接于所述第一卷管器馬達和所述第二卷管器馬達的下放油口。進一步地，所述比例控制閥組與所述變量泵的第一油口之間的油路上設置有換向閥和/或第一節流閥。進一步地，所述比例控制閥組為比例順序閥組或者比例換向閥組。進一步地，所述比例順序閥組包括順序閥和第一溢流閥；所述順序閥為液控式，所述第一溢流閥為比例電磁閥；所述順序閥的進油口接于所述變量泵的第一油口，所述順序閥的出油口接于所述變量泵的變量活塞缸，所述順序閥的第一液控端接于所述順序閥的進油口，所述順序閥的第二液控端同時接于所述順序閥的進油口和所述第一溢流閥的進油口，所述第一溢流閥的溢流口接于油箱。進一步地，所述比例順序閥組還包括第二節流閥和第三節流閥；所述順序閥的進油口和第二液控端分別通過所述第一節流閥和所述第二節流閥接于所述第一溢流閥的進油口。進一步地，所述比例順序閥組還包括第二溢流閥，所述第二溢流閥的進油口接于所述順序閥的出油口，所述第二溢流閥的溢流口接于油箱。進一步地，所述比例順序閥組還包括第四節流閥，所述第四節流閥設置于所述順序閥的出油口至所述變量活塞缸之間的油路上。另一發明，本發明還提供了一種樁工機械，該樁工機械設置有上述任一項所述的卷管器液壓系統。本發明的卷管器液壓系統在使用時，可通過控制比例控制閥組的(壓力)設定值，例如可使該設定值與主油管下放深度成比例同步增加或者減少，在提升時，若卷管器的收管速度大于工作裝置的提升速度，主油管將被拉到超緊狀態，此時，系統壓力(即變量泵第一油口的壓力)達到比例控制閥組的設定值，比例控制閥組打開，變量泵第一油口的油液將通過比例控制閥組作用至變量泵的變量活塞缸，變量泵的排量減少，卷管器的收管速度放緩，主油管由超緊狀態變松為比例控制閥組的設定值所對應的張緊度；若卷管器的收管速度低于工作裝置的提升速度，主油管將處于松弛狀態，此時，系統壓力小于比例控制閥組的設定值，比例控制閥組關閉，變量泵第一油口的油液未反饋作用至變量活塞缸，變量泵的排量增大，卷管器快速收管，直至主油管達到比例控制閥組的設定值對應的張緊度；與現有技術相比，本發明的卷管器液壓系統能夠改變主油管承受的張緊力的大小，使主油管承受的張緊力與其所處的深度相適應，即避免了主油管在任何深度都承受著最大的張緊力，提高了主油管的使用壽命，從而降低了施工成本。本發明的樁工機械設置有上述的卷管器液壓系統，由于上述的卷管器液壓系統具有上述技術效果，因此，該樁工機械也具有相應的技術效果。
構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1為本發明實施例提供的一種卷管器液壓系統的結構示意圖；圖2為圖1所示卷管器液壓系統的一種具體實施方式
的液壓原理示意圖。主要元件符號說明I發動機2變量泵
3同步控制閥組4比例控制閥組5第一卷管器6第二卷管器7第一卷管器馬達8第二卷管器馬達9比例順序閥組11順序閥12第二節流閥13第三節流閥14第一溢流閥15第二溢流閥16第四節流閥17第一節流閥18換向閥
具體實施例方式應當指出，本部分中對具體結構的描述及描述順序僅是對具體實施例的說明，不應視為對本發明的保護范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實施例以及實施例中的特征可以相互組合。請參考圖1和圖2，下面將結合實施例對本發明作詳細說明。結合圖1所示，該實施例的卷管器液壓系統包括變量泵2、同步控制閥組3、比例控制閥組4、第一卷管器馬達7和第二卷管器馬達8。為了描述的方便，同時便于公眾理解，圖中還示出發動機1、第一卷管器5和第二卷管器6;但應當說明的是，本發明實施例提供的液壓系統可以不包括發動機1、第一卷管器5和第二卷管器6。其中，發動機I的動力輸出軸與變量泵2的動力輸入軸驅動連接；變量泵2為閉式變量泵，變量泵2的第一油口 A通過同步控制閥組接于第一卷管器馬達7和第二卷管器馬達8的上提油口，變量泵2的第二油口 B通過同步控制閥接于第一卷管器馬達7和第二卷管器馬達的下放油口。比例控制閥組4的進出油口分別接于變量泵2的第一油口和變量泵2的變量活塞缸，從而形成所述變量泵2的負反饋通道；比例控制閥組4具有比例可調的(壓力)設定值，當變量泵2的第一油口 A的油液壓力達到該設定值時，比例控制閥組4打開，第一油口 A的油液經比例控制閥組4作用于變量泵2的變量活塞缸，使變量泵2的斜盤角度變小，進而使變量泵2的排量減小，當變量泵2的第一油口 A的油液壓力小于該設定值時，比例控制閥組4關閉。在具體實施時，可將第一卷管器5和第二卷管器6對稱安裝于樁工機械(如連續墻抓斗或者旋挖擴孔鉆機)的臂架上，第一卷管器馬達7和第二卷管器馬達8分別與第一卷管器5和第二卷管器6驅動連接，左右主油管的一端分別纏繞于第一卷管器5和第二卷管器5上，另一端繞經臂架頂端的托架后向下連接于工作裝置，從而為工作裝置提供進油通道和回油通道；發動機I和變量泵2安裝于樁工機械的上車內部；同步控制閥組3和比例控制閥組4安裝于上車頂部。另外，同步控制閥組3可采用分流集流閥塊實現。在工作過程中，可控制比例控制閥組4的設定值，例如可使該設定值與主油管下放深度成比例同步增加或者減少。在提升時，變量泵2的第一油口 A向卷管器馬達的上提油口進油，卷管器馬達的下放油口向變量泵2的第二油口 B回油，若卷管器的收管速度大于工作裝置的提升速度，主油管將被拉到超緊狀態，此時，系統壓力(即變量泵2第一油口的壓力)達到比例控制閥組4的設定值，比例控制閥組4打開，變量泵第一油口的油液將通過比例控制閥組作用至變量泵2的變量活塞缸，變量泵的排量減少，卷管器的收管速度放緩，主油管由超緊狀態變松為比例控制閥組4的設定值所對應的張緊度；若卷管器的收管速度低于工作裝置的提升速度，主油管將處于松弛狀態，此時，系統壓力小于比例控制閥組4的設定值，比例控制閥組4關閉，變量泵2第一油口的油液未反饋作用至變量活塞缸，變量泵2的排量增大，卷管器快速收管，直至主油管達到比例控制閥組的設定值對應的張緊度；在具體實施時，通過給定相應的設定值，可使主油管在任何深度時的張緊力為在該深度位置時的自身重力。在下放時，主油管向下拽著卷管器使其反向旋轉，卷管器馬達的下放油口為進油狀態，卷管器馬達的上提油口為回油狀態，若主油管的張緊力較大，將造成變量泵2第一油口的油液壓力過大并超過比例控制閥組4的設定值，此時，負反饋通道其作用，變量泵2的排量減少，使主油管由超緊狀態變松為比例控制閥組4的設定值所對應的張緊度。從上述可知，本發明上述實施例的卷管器液壓系統能夠改變主油管承受的張緊力的大小，使主油管承受的張緊力與其所處的深度相適應，即避免了主油管在任何深度都承受著最大的張緊力，提高了主油管的使用壽命，從而降低了施工成本；另外，由于采用閉式變量泵與兩卷管器馬達形成閉式液壓回路，與現有技術相比，避免了系統溢流的發熱損失，提聞了系統效率。為了更清楚的展示上述實施例的核心部分，下面結合圖2給出上述實施的一種優選實施方式。另外，為了便于說明，圖2中省略了同步控制閥組3。結合圖2所示，在該優選方式中，變量泵2采用A4VG泵，比例控制閥組4采用比例順序閥組9。具體而言，比例順序閥組9優選地包括順序閥11和第一溢流閥14 ;順序閥11為液控式兩位兩通閥，第一溢流閥14為比例電磁閥，順序閥11的進油口接于變量泵2的第一油口 A，順序閥11的出油口通過變量泵2的X4 口接于變量活塞缸的右腔，順序閥11的第一液控端接于順序閥11的進油口，順序閥11的第二液控端接于順序閥11和第一溢流閥14的進油口，第一溢流閥14的溢流口接于油箱；在使用過程中，通過改變第一溢流閥14的控制電流(電磁線圈的電流)，即可控制比例順序閥組9的設定值。更優選地，比例順序閥組9與變量泵2的第一油口之間的油路上設置有換向閥18和/或第一節流閥17，通過控制換向閥18的狀態，可決定是否啟用負反饋通道，而第一節流閥17能夠避免第一油口 A的油液因壓力過大而對比例控制閥組9造成影響。在上述兩種優選情形的基礎上，比例順序閥組9還優選地包括第二節流閥12和第三節流閥13 ;順序閥11的進油口和第二液控端分別通過第二節流閥12和第三節流閥13接于第一溢流閥14的進油口。在上述三種優選情形的基礎上，比例順序閥組9還優選地包括第二溢流閥15，第二溢流閥15的進油口接于順序閥11的出油口，第二溢流閥15的溢流口接于油箱。在上述四種優選情形的基礎上，比例順序閥組9還優選包括第四節流閥16，第四節流閥16設置于順序閥11的出油口至所述變量活塞缸之間的油路上。各種節流閥的設置有助于減少液壓沖擊力并使液壓系統的控制更加平穩、精確。需要說明的是，上述優選方式中，比例順序閥組9采用如上形式，但并不局限于此，在其他實施例中，只要能實現上述功能的比例順序閥組均可采用。需要說明的是，上述優選方式中，比例控制閥組4采用比例順序閥組9，但并不局限于此，在其他實施例中，只要能實現上述功能的比例控制閥均可采用，例如，該比例控制閥組4還可以是比例換向閥組。需要說明的是，上述實施方式中，變量泵2為閉式變量泵，并且整個系統采用閉式液壓系統，但在其他實施例中，也可以采用開始液壓系統，在這種情形下，變量泵的進油口接于油箱，變量泵的出油口(第一油口)(通過主換向閥、分流集流閥等)接于第一卷管器馬達7和第二卷管器馬達8的上提油口，第一卷管器馬達7和第二卷管器馬達8的下放油口(通過分流集流閥、主換向閥等)接于油箱，如此也能實現本發明的相應功能。本發明實施例還提供了一種樁工機械，例如旋挖擴孔鉆機或者連續墻抓斗，該樁工機械設置有上述實施例所述的卷管器液壓系統，由于上述的卷管器液壓系統具有上述技術效果，因此，該樁工機械也應具備相應的技術效果，其相應部分的具體實施過程與上述實施例類似，其他部分的具體實施過程可參見現有技術的相關描述，茲不贅述。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種卷管器液壓系統，其特征在于 包括變量泵(2)、比例控制閥組(4)和卷管器馬達； 所述變量泵(2)的第一油口接于所述卷管器馬達的上提油口 ； 所述比例控制閥組(4)的進出油口分別接于所述變量泵(2)的第一油口和所述變量泵(2)的變量活塞缸，形成所述變量泵(2)的負反饋通道； 所述變量泵(2)的第一油口的油液在其壓力達到所述比例控制閥組(4)的設定值時經所述比例控制閥組(4)作用于所述變量活塞缸。
2.如權利要求1所述的卷管器液壓系統，其特征在于所述變量泵(2)為閉式變量泵，所述變量泵(2)的第一油口接于所述卷管器馬達的上提油口，所述變量泵(2)的第二油口接于所述卷管器馬達的下放油口。
3.如權利要求2所述的卷管器液壓系統，其特征在于所述卷管器馬達包括第一卷管器馬達(7)和第二卷管器馬達(8);所述卷管器液壓系統還包括同步控制閥組(3);所述變量泵(2)的第一油口通過所述同步控制閥組(3)接于所述第一卷管器馬達(7)和所述第二卷管器馬達(8)的上提油口，所述變量泵(2)的第二油口通過所述同步控制閥組(3)接于所述第一卷管器馬達(7)和所述第二卷管器馬達(8)的下放油口。
4.如權利要求1所述的卷管器液壓系統，其特征在于所述比例控制閥組(4)與所述變量泵(2)的第一油口之間的油路上設置有換向閥(18)和/或第一節流閥(17)。
5.如權利要求1至4任一項所述的卷管器液壓系統，其特征在于所述比例控制閥組(4)為比例順序閥組(9)或者比例換向閥組。
6.如權利要求5所述的卷管器液壓系統，其特征在于所述比例順序閥組(9)包括順序閥(11)和第一溢流閥(14);所述順序閥(11)為液控式，所述第一溢流閥(14)為比例電磁閥；所述順序閥(11)的進油口接于所述變量泵(2)的第一油口，所述順序閥(11)的出油口接于所述變量泵(2 )的變量活塞缸，所述順序閥(11)的第一液控端接于所述順序閥(11)的進油口，所述順序閥(11)的第二液控端同時接于所述順序閥(11)的進油口和所述第一溢流閥(14)的進油口，所述第一溢流閥(14)的溢流口接于油箱。
7.如權利要求6所述的卷管器液壓系統，其特征在于所述比例順序閥組(9)還包括第二節流閥(12)和第三節流閥(13);所述順序閥(11)的進油口和第二液控端分別通過所述第一節流閥(12)和所述第二節流閥(13)接于所述第一溢流閥(14)的進油口。
8.如權利要求6所述的卷管器液壓系統，其特征在于所述比例順序閥組(9)還包括第二溢流閥(15)，所述第二溢流閥(15)的進油口接于所述順序閥(11)的出油口，所述第二溢流閥(15)的溢流口接于油箱。
9.如權利要求6所述的卷管器液壓系統，其特征在于所述比例順序閥組(9)還包括第四節流閥(16)，所述第四節流閥(16)設置于所述順序閥(11)的出油口至所述變量活塞缸之間的油路上。
10.一種樁工機械，其特征在于所述樁工機械設置有權利要求1至9任一項所述的卷管器液壓系統。
全文摘要
本發明公開了一種卷管器液壓系統及樁工機械。所述卷管器液壓系統包括變量泵、比例控制閥組和卷管器馬達；所述變量泵的第一油口接于所述卷管器馬達的上提油口；所述比例控制閥組的進出油口分別接于所述變量泵的第一油口和所述變量泵的變量活塞缸，從而形成所述變量泵的負反饋通道；所述變量泵的第一油口的油液在其壓力達到所述比例控制閥組的設定值時經所述比例控制閥組作用于所述變量活塞缸。實施本發明，能夠改變主油管承受的張緊力的大小，使主油管承受的張緊力與其所處的深度相適應，即避免了主油管在任何深度都承受著最大的張緊力，提高了主油管的使用壽命，從而降低了施工成本。
文檔編號F15B11/16GK103062142SQ20121058366
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者楊東升, 許慧, 余曉軍 申請人:三一重工股份有限公司