本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，具體涉及一種重載舉升電液控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在大型工程建設(shè)中，常有一些大型結(jié)構(gòu)件，例如橋梁、重型桁架、大型建筑物等，在安裝時需要使用液壓系統(tǒng)進(jìn)行舉升操作。當(dāng)重物舉升到位后，因為各種原因可能需要長時間的保持在該位置，由于環(huán)境溫度的變化、液壓缸的內(nèi)泄漏等，液壓缸的活塞桿難免會回縮一定的長度，這個回縮長度就是液壓缸的沉降量。如果沉降量很小，一般不會對舉升系統(tǒng)和被舉升的重物產(chǎn)生影響，但是如果沉降量過大，就會造成部分舉升液壓缸載荷不均勻，特別是對于被舉升的結(jié)構(gòu)件為精密設(shè)備時，極易使其結(jié)構(gòu)發(fā)生變形或損壞。

現(xiàn)有的技術(shù)中，有利用蓄能器進(jìn)行保壓的技術(shù)方案，如圖1所示，液控單向閥a300的作用是保證液壓缸a100內(nèi)油液不反向流出，當(dāng)因為某些因素造成液壓缸a100內(nèi)的油液減少時，蓄能器a200內(nèi)的油液可以對其進(jìn)行補充，此方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，容易實施且成本低廉，存在的缺點是，蓄能器并不能完全保證液壓缸不發(fā)生沉降。即使沒有發(fā)生沉降，也不能保證液壓缸內(nèi)的壓力不降低，也就是說液壓缸的輸出力也會減小，對于多個舉升液壓缸而言仍存在液壓缸之間載荷不均勻的問題，由此依舊可能造成被舉升、支撐的結(jié)構(gòu)件發(fā)生扭曲變形甚至損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種重載舉升電液控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)及時向液壓缸中補充高壓油液，能防止當(dāng)舉升液壓缸出現(xiàn)沉降和輸出力變小時，被舉升、支撐的結(jié)構(gòu)件因沉降或偏載引起的變形等問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種重載舉升電液控制系統(tǒng)，包括液壓泵、舉升閥、油箱、先導(dǎo)控制閥、舉升液壓缸和蓄能器，還包括增壓缸和控制器，所述的液壓泵進(jìn)油口通過管路與油箱連接，其出油口與舉升閥的p口以及先導(dǎo)控制閥的p口連接；

舉升閥的a口與液控單向閥的進(jìn)油口連接，所述液控單向閥的出油口與舉升液壓缸的無桿腔連接；

所述先導(dǎo)控制閥的a口與液控單向閥的控制口以及舉升液壓缸的有桿腔連接；

所述的舉升液壓缸上設(shè)置有位移傳感器和第二壓力傳感器；

所述液控單向閥的出油口還與第四換向閥的p口以及t口連接，在與t口的連接油路上串接有第一換向閥、第二換向閥、增壓缸和第二單向閥；所述第一換向閥的a口與第二換向閥的p口連接，第二換向閥的a口和b口分別與增壓缸的大腔和第一單向閥的進(jìn)油口連通；增壓缸的小腔和第一單向閥的出油口連通后與第二單向閥的進(jìn)油口連通，增壓缸的回油口與油箱連通；

所述第四換向閥的a口與蓄能器的工作油口連接，蓄能器的工作油口還連接有第一壓力傳感器；

所述舉升閥的t口、先導(dǎo)控制閥的t口和第二換向閥的t口均與油箱連通；

所述第一壓力傳感器、位移傳感器、第二壓力傳感器、舉升閥的電控口、先導(dǎo)控制閥的電控口、第一換向閥的電控口、第二換向閥的電控口和第四換向閥的電控口均與控制器連接。

進(jìn)一步地，所述液控單向閥的b口與舉升液壓缸的a口之間還串接有第三換向閥，第三換向閥的電控口與控制器連接。通過設(shè)置第三換向閥，與液控單向閥構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，能防止舉升液壓缸內(nèi)的油液泄露，并避免補償工作時其油液反向流出，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

進(jìn)一步地，為了限制系統(tǒng)的最高工作壓力，從而有效地保障系統(tǒng)可靠地運行，還包括溢流閥，所述溢流閥的p口與液壓泵的出油口連接，其t口與油箱連接。

進(jìn)一步地，舉升閥、先導(dǎo)控制閥和第四換向閥均為兩位三通電磁換向閥。

進(jìn)一步地，第二換向閥為兩位四通電磁換向閥。

優(yōu)選的，為提高密封效果，第一換向閥、第三換向閥、第四換向閥均選用球閥結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明適用于重載舉升的場合，可以防止舉升液壓缸出現(xiàn)沉降和偏載的問題，提高舉升的效果。當(dāng)在舉升液壓缸舉升重物時，通過增加的具有大小腔的增壓缸，油液從大腔輸入，小腔輸出，從而產(chǎn)生一定的高壓油夜并儲存在蓄能器中，當(dāng)舉升液壓缸維持舉升高度，油液壓力下降時，控制器通過設(shè)置在舉升液壓缸內(nèi)的位移傳感器和第二壓力傳感器來及時獲知液壓缸的壓力及回縮情況，進(jìn)而通過控制第四換向閥、第三換向閥來實現(xiàn)蓄能器對液壓缸無桿腔進(jìn)行高壓油液補充，防止了舉升液壓缸出現(xiàn)沉降及輸出力變小，有效避免了被舉升、支撐的結(jié)構(gòu)件沉降或多個舉升液壓缸偏載引起的結(jié)構(gòu)件發(fā)生扭曲變形甚至損壞。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的工作原理示意圖。

圖中：100、液壓缸a，200、蓄能器a，300、液控單向閥a，1、液壓泵，2、溢流閥，3、舉升閥，4、油箱，5、先導(dǎo)控制閥，6、液控單向閥，7、第一換向閥，8、第二換向閥，9、增壓缸，10、第一單向閥，11、第三換向閥，12、舉升液壓缸，12-1、位移傳感器，12-2、第二壓力傳感器，13、第四換向閥，14、蓄能器，15、第一壓力傳感器，16、第二單向閥，17、控制器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖2所示，一種重載舉升電液控制系統(tǒng)，包括液壓泵1、舉升閥3、油箱4、先導(dǎo)控制閥5、舉升液壓缸12和蓄能器14，還包括增壓缸9和控制器17，所述的液壓泵1進(jìn)油口通過管路與油箱4連接，其出油口與舉升閥3的p口以及先導(dǎo)控制閥5的p口連接；

舉升閥3的a口與液控單向閥6的進(jìn)油口連接，所述液控單向閥6的出油口與舉升液壓缸12的無桿腔連接；

所述先導(dǎo)控制閥5的a口與液控單向閥6的控制口以及舉升液壓缸12的有桿腔連接；

所述的舉升液壓缸12上設(shè)置有位移傳感器12-1和第二壓力傳感器12-2；

所述液控單向閥6的出油口還與第四換向閥13的p口以及t口連接，在與t口的連接油路上串接有第一換向閥7、第二換向閥8、增壓缸9和第二單向閥16；所述第一換向閥7的a口與第二換向閥8的p口連接，第二換向閥8的a口和b口分別與增壓缸9的大腔和第一單向閥10的進(jìn)油口連通；增壓缸9的小腔和第一單向閥10的出油口連通后與第二單向閥16的進(jìn)油口連通，增壓缸9的回油口與油箱4連通；

所述第四換向閥13的a口與蓄能器14的工作油口連接，蓄能器14的工作油口還連接有第一壓力傳感器15；

所述舉升閥3的t口、先導(dǎo)控制閥5的t口和第二換向閥8的t口均與油箱4連通；

所述第一壓力傳感器15、位移傳感器12-1、第二壓力傳感器12-2、舉升閥3的電控口、先導(dǎo)控制閥5的電控口、第一換向閥7的電控口、第二換向閥8的電控口和第四換向閥13的電控口均與控制器17連接。

為防止舉升液壓缸12內(nèi)的油液泄漏，并避免補償工作時其油液反向流出，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，本系統(tǒng)液控單向閥6的出油口與舉升液壓缸12的無桿腔之間還串接有第三換向閥11，第三換向閥11的電控口(第三換向閥11的電磁鐵4ya)與控制器17連接。液控單向閥6和第三換向閥11構(gòu)成冗余設(shè)計，能提高系統(tǒng)的可靠性。第三換向閥11除了防止舉升液壓缸12內(nèi)的油液泄漏的作用外，還可以避免補償工作時舉升液壓缸12的油液反向流出。

為了對系統(tǒng)起到過載保護(hù)的作用，還設(shè)置有溢流閥2，所述溢流閥2的p口與液壓泵1的出油口連接，其t口與油箱4連接。

舉升閥3、先導(dǎo)控制閥5和第四換向閥13均為兩位三通電磁換向閥，第二換向閥8為兩位四通電磁換向閥。所述舉升閥3的電磁鐵不得電時，其工作在左位，其油口p的油液被截止，其油口a和油口t間的油液可以自由流動；其電磁鐵得電時，其工作在右位，其油口t的油液被截止，油口p和油口a間的油液可以自由流動。所述先導(dǎo)控制閥5的電磁鐵不得電時，其工作在右位，其油口p的油液被截止，其油口a和油口t間的油液可以自由流動；其電磁鐵得電時，其工作在左位，其油口t的油液被截止，油口p和油口a間的油液可以自由流動。所述第四換向閥13是兩位兩通電磁換向閥，其電磁鐵不得電時，工作在左位，其油口p的油液被截止，其油口a的油液可以單向地流向油口t；其電磁鐵得電時，工作在右位，其油口a的油液可以單向地流向油口p，其油口t的油液被截止。所述第二換向閥8是兩位四通電磁換向閥，其電磁鐵不得電時，工作在上位，其油口p和油口b間的油液可以自由流動,油口t和油口a間的油液可以自由流動；其電磁鐵得電時，工作在下位，其油口p和油口a間的油液可以自由流動,油口t和油口b間的油液可以自由流動。

為提高密封效果，第一換向閥7、第三換向閥11、第四換向閥13均選用球閥結(jié)構(gòu)。特別的，所述第一換向閥7是兩位兩通電磁換向閥，其電磁鐵不得電時，工作在上位，其油口a的油液可以單向地流向油口p，反向油液被截止；其電磁鐵得電時，工作在下位，其油口p和油口a間的油液可以正反向自由流動。所述第三換向閥11是兩位兩通電磁換向閥，其電磁鐵不得電時，工作在右位，其油口p的油液可以單向地流向油口a，反向油液被截止；其電磁鐵得電時，工作在左位，其油口p和油口a間的油液可以正反向自由流動。

本系統(tǒng)的具體工作過程如下：

對于重物舉升工程而言，事先都是知道需要舉升的高度和負(fù)載大小的，至少是可以估算的。據(jù)此，可以先計算出舉升液壓缸的工作行程和工作壓力。首先在控制器17中設(shè)定好舉升液壓缸12的工作行程和系統(tǒng)的壓力。

一、在舉升液壓缸12未接觸到被舉升的重物時，此時增壓缸9未起到增壓作用?？刂破?7發(fā)出控制信號，使舉升閥3的電磁鐵5ya和第一換向閥7的電磁鐵3ya得電，舉升閥3的右位接入系統(tǒng)工作，第一換向閥7的下位接入系統(tǒng)工作，此時第三換向閥11未得電，保持工作在右位。舉升液壓缸12伸出、增壓缸8的小腔充液、蓄能器114充能運動過程分別如下：

舉升液壓缸12的油液流動情況為：油箱4的油液流經(jīng)液壓泵1的作用輸入到舉升閥3的p口再至a口流出，舉升閥3的a口輸出的油液輸入液控單向閥6的a口再至b口流出，液控單向閥6的b口輸出的油液一部分輸入到第三換向閥11的p口再至a口流出，第三換向閥11的a口輸出的高壓湍流到達(dá)舉升液壓缸12的無桿腔，進(jìn)而推動活塞向有桿腔方向移動。而原本位于舉升液壓缸12無桿腔中的油液經(jīng)先導(dǎo)控制閥5的a口至t口，最終回流到油箱4中，舉升液壓缸12的活塞桿伸出。

增壓缸9的油液流動情況為：液控單向閥6的b口輸出的油液中還有一部分油液輸入到第一換向閥7的p口，此時，第一換向閥7工作在下位，其p口進(jìn)油再經(jīng)其a口輸出給第二換向閥8的p口，此時，第二換向閥8未得電，其工作在上位，其p口進(jìn)油經(jīng)其b口輸出并輸入到第一單向閥10的a口，第一單向閥10的b口輸出的油液中的一部分輸入到增壓缸9的b口連通的小腔，原本位于增壓缸9大腔中的油液經(jīng)第二換向閥8的a口流至其t口，進(jìn)而進(jìn)入油箱。這個過程中增壓缸的活塞向左運動，小腔充液。

蓄能器14的油液流動情況：第一單向閥10的b口輸出的油液中的另一部分經(jīng)過第二單向閥16輸入到第四換向閥13的t口，第四換向閥13此時未得電，其工作在左位，其t口進(jìn)入的油液經(jīng)其a口流入到蓄能器14中進(jìn)行充能。

二、在舉升液壓缸12接觸到被舉升重物后，且第二壓力傳感器12-2監(jiān)測到舉升液壓缸12內(nèi)的油液壓力高于設(shè)定值的一定比例時(如0.7)，此時，增壓缸9開始增壓，在舉升閥3的電磁鐵5ya和第一換向閥7的電磁鐵3ya得電的基礎(chǔ)上，控制器17發(fā)出控制信號使第二換向閥8的電磁鐵1ya得電，舉升閥3的右位接入系統(tǒng)工作，第一換向閥7的下位接入系統(tǒng)工作，第二換向閥8的下位接入系統(tǒng)工作。舉升液壓缸12伸出、增壓缸8的小腔充液、蓄能器114充能運動過程分別如下：

舉升液壓缸12的油液的流動情況如前所述。

增壓缸9的油液流動情況為：油箱4的油液流經(jīng)液壓泵1的作用輸入到舉升閥3的p口并至a口流出，舉升閥3的a口輸出的油液經(jīng)液控單向閥6的a口至b口，液控單向閥6的b口輸出的油液輸入第一換向閥7的p口，因第一換向閥7工作在下位，其其p口進(jìn)液再由其a口輸出，第一換向閥7的a口輸出的油液經(jīng)第二換向閥8的p口再至a口流出，第二換向閥8的a口輸出的油液進(jìn)入到達(dá)增壓缸9的大腔，增壓缸9的活塞向右運動，處于其小腔內(nèi)的油液被增壓輸出。

蓄能器14的油液流動情況：增壓缸9小腔內(nèi)的增壓油液進(jìn)入第二單向閥16的a口并經(jīng)其b口進(jìn)入第四換向閥13的t口再至a口流出，第四換向閥13的a口輸出的油液進(jìn)入蓄能器14的工作油口，此時高壓油流入蓄能器14，對其進(jìn)行再次充能。

三、當(dāng)重物被舉升到合適的高度后，控制器17控制所有的電磁鐵斷電，舉升閥3和第四換向閥均工作在左位、先導(dǎo)控制閥5和第三換向閥11均工作在右位，第一換向閥7和第二換向閥8均工作在上位，此時舉升液壓缸12內(nèi)的油液被第三換向閥截止，舉升液壓缸12將維持重物的高度不變，同時，控制器17記錄下舉升重物需要的正常壓力p1。

補償工作原理：在沒有任何操作的情況下，控制器17通過第二壓力傳感器12-2實時監(jiān)測舉升液壓缸12的工作壓力，舉升液壓缸12內(nèi)的壓力會因泄漏及環(huán)境等當(dāng)舉升液壓缸12內(nèi)的油壓下降值超過某一定值(例如1mpa)時，控制器17可以通過控制第四換向閥13的電磁鐵2ya得電，使之右位接入系統(tǒng)工作，蓄能器14內(nèi)高壓油液即可經(jīng)第四換向閥13的a口至p口流入第三換向閥11的p口至a口，最后進(jìn)入舉升液壓缸12的大腔，當(dāng)舉升液壓缸12內(nèi)的壓力恢復(fù)至正常壓力p1時，控制器17使第四換向閥13的電磁鐵2ya斷電，第四換向閥13工作在左位，蓄能器14內(nèi)的油液停止向外輸出，亦停止向舉升液壓缸12補充；第一壓力傳感器15實時監(jiān)測蓄能器14內(nèi)油液的壓力并將此信號送至控制器17，只要蓄能器14內(nèi)有足夠的高壓油液，舉升液壓缸12內(nèi)的壓力就可以得到不斷的補充，即可避免出現(xiàn)舉升液壓缸12的沉降和多個舉升液壓缸12之間的偏載問題。

舉升工作完成，控制器17使先導(dǎo)控制閥5的電磁鐵6ya、第三換向閥11的電磁鐵4ya和第四換向閥13的電磁鐵2ya得電，此時先導(dǎo)控制閥5的左位、第三換向閥11的左位和第四換向閥13的右位接入系統(tǒng)工作，液壓泵1的輸出油液經(jīng)先導(dǎo)控制閥5的p口至a口流出，進(jìn)而進(jìn)入舉升液壓缸12的有桿腔，同時進(jìn)入液控單向閥6的控制油口x(當(dāng)作用于控制油口x的油液壓力超過一定值時，液控單向閥6具有反向?qū)üδ?，即其b口處的油液可以經(jīng)其a口流出)，具體油液的流動順序是：油箱4內(nèi)的油液經(jīng)液壓泵1的作用進(jìn)入先導(dǎo)控制閥5的p口至a口流出，進(jìn)而流入舉升液壓缸12的有桿腔，原本位于其無桿腔的油液進(jìn)入第三換向閥11的a口，因第三換向閥11工作在左位，其a口進(jìn)油經(jīng)p口流出，再徑液控單向閥6的b口至a口流出，再流到舉升閥3的a口，因舉升閥3此時示得電，其工作在左位，其a口進(jìn)油經(jīng)t口流出，進(jìn)而回流至油箱4，舉升液壓缸12的活塞桿縮回。

同時，第四換向閥13工作在右位，蓄能器14內(nèi)殘留的高壓油液進(jìn)入第四換向閥13的a口至p口流出，再經(jīng)液控單向閥6的b口至a口流出，再經(jīng)舉升閥3的a口至t口注入油箱4。