液压打桩锤油路、提升液压打桩锤管道部件寿命的方法、液压打桩锤与流程

本发明涉及液压打桩锤技术领域，具体涉及一种液压打桩锤油路，一种提升液压打桩锤管道部件寿命的方法，一种液压打桩锤。

背景技术：

专利文献cn107034885a记载了一种液压打桩锤的使用方法，包括以下步骤：(a)在单阀芯二位三通电液换向阀中，阀盖板、阀芯体、阀座体构成一个小型液压缸，阀芯体的上面构成液压缸的活塞部分，阀芯体的下面构成小型液压缸的活塞杆部分，阀盖板构成小型液压缸的缸体部分和后部端盖；阀座体上部构成液压缸的前端盖，阀芯体的下面部分与阀座体的下面部分配合实现二位三通阀的功能；当电磁阀控制阀芯体活塞上移时，锤的进油通道与单阀芯二位三通电液换向阀的中心连通，锤的回油通道被阀芯封闭，来自油泵和高压蓄能器的液压油通过导油钢管向下到配气舱进入双介质液压缸的油杆腔，推动液压缸活塞上行，活塞杆拉动液压锤锤芯上行；实现提锤的动作；(b)当电磁阀控制阀芯体下移时，锤的回油通道与单阀芯二位三通电液换向阀的中心孔连通，液压缸油杆腔内的液压油通过配气舱的配油层，导油钢管进入配油舱中，单阀芯二位三通电液换向阀的中心孔，然后经锤的回油通道，排到低压蓄能器内，以及锤外的油箱内，此时锤的活塞在氮气或压缩空气的作用下，推动活塞杆下行，给重力作用下的锤芯一个附加的推力，同时锤的进油通道被封闭，来自油泵的液压油被储存在高压蓄能器，由此通过控制电磁换向阀的通电和控制单阀芯二位三通电液换向阀的阀芯的上下移动，实现双介质液压缸有杆腔的充油和放油，达到提升液压锤锤芯的提升和下落。

技术实现要素：

发明人发现：第一，在液压打桩锤工作过程中，由于不能同步切换安装在进油通道上的进油阀与安装在回油通道上的回油阀，造成落锤转提锤过程中，进油阀由关闭切换为开启，同时回油阀由开启切换为关闭，这期间需要一定的切换时长，以及提锤转落锤过程中，进油阀由开启转为关闭，回油阀由关闭转为开启，这期间也需要一定的切换时长。第二，重锤靠近下端时，重锤击打在砧铁上，砧铁将能量传递给桩体，在动量作用下，重锤反冲造成重锤与液压腔下部距离迅速拉开，油液供给不足以填充液压腔新扩的空间，致使液压腔内出现真空区域，由于液压油为混合物，负压环境中液压油会析出气体，析出的气体致使液压油中产生泡沫，在液压腔内发生气蚀。当重锤向上运动到到达设定最高点前，进油阀快速关闭，此时重锤惯性上冲也会使液压腔压力降低并在液压腔上端形成真空区域。以上两种情况会导致液压腔内产生负压，产生气蚀现象，降低与液压腔相连通的管道部件的寿命。

本发明的第一目的是提供一种液压打桩锤油路，以解决重锤在不可控力作用下反向运动对液压油相接的管道部件的不利影响。

本发明的第二目的是提供一种液压打桩锤，以解决重锤在不可控力作用下反向运动对液压油相接的管道部件的不利影响。

本发明的第三目的是提供一种提升液压打桩锤管道部件寿命的方法，以解决重锤在不可控力作用下反向运动对液压腔相连通的管道部件的不利影响。

本发明的技术方案是：

一种液压打桩锤油路，包括锤壳、重锤、补压单向阀和补压容器；所述锤壳与所述重锤滑动连接形成液压腔，所述液压腔的进油口管道连接有进油阀，所述液压腔的排油口管道连接有回油阀；所述补压单向阀的进口与所述补压容器的内腔管道连通，所述补压单向阀的出口与所述液压腔管道连通。

优选的，所述补压容器设置在所述锤壳处。

优选的，所述补压容器为蓄能器，所述蓄能器的蓄能接口与所述补压单向阀的进口管道连通，所述蓄能器的蓄能接口还与所述回油阀的出口管道连通。

一种液压打桩锤，包括油箱、动力泵和前述的液压打桩锤油路；所述动力泵的吸油口管道延伸入所述油箱内，所述动力泵的输油口和所述进油阀的进口管道连通，所述回油阀的出口通过管道延伸入所述油箱内。

优选的，还包括高压蓄能器和低压蓄能器，所述动力泵的输油口、所述进油阀的进口和所述高压蓄能器的蓄能接口管道连通，所述低压蓄能器的蓄能接口与所述补压单向阀的进口管道连通，所述低压蓄能器的蓄能接口还与所述回油阀的出口管道连通。

一种提升液压打桩锤管道部件寿命的方法，包括在重锤与锤壳形成的液压腔内的液压不受控降低时，向所述液压腔补压的步骤。

优选的，所述锤体还包括与所述液压腔相连的蓄能器，使用所述蓄能器内的液体向所述液压腔补压。

进一步优选的，所述蓄能器与所述液压腔之间的连通管道上串接有补压单向阀，所述补压单向阀的进口与所述蓄能器的内腔管道连通，所述补压单向阀的出口与所述液压腔管道连通。

进一步优选的，所述锤体还包括高压蓄能器和低压蓄能器，所述液压腔的进油口管道连接有进油阀，所述液压腔的排油口管道连接有回油阀，所述高压蓄能器的蓄能接口与所述进油阀的进口连通，所述低压蓄能器的蓄能接口与所述回油阀的出口连通，使用所述低压蓄能器内的液体向所述液压腔补压。

本发明的有益效果是：

1.液压腔内出现负压过程中，液压油会析出气体，析出的气体致使液压油中产生泡沫，出现气蚀现象。高压环境中，气蚀现象对液压元件的破坏性极大，减损油路管道内的液压元件的寿命，严重时影响油路管道内的液压元件功能的实现。补压容器通过补压单向阀与液压腔连通，当液压腔压力低于补压容器时，补压单向阀开启，补压容器内的油液经补压单向阀补入液压腔，可以缩小液压腔内的真空区域，降低液压腔内负压的出现频率，从而降低气蚀现象的发生频率和发生后的危害度。

2.补压容器设置在锤壳内，这样，补压容器与液压腔之间的管道短。在液压腔内液压不受控降低时，补油速度快，相同时间内补油量大，可以在极短的时间内实现液压腔补油作业，进而缩小液压腔内的真空区域，降低液压腔内负压的出现频率，降低液压腔内气蚀现象的发生频率和发生后的危害度。

3.单向阀可以实现快速响应效果，且蓄能器与液压腔油路短。在液压腔内液压低于蓄能器内液压时，可以实现自动补油作业。

4.使用带本发明的液压打桩锤油路的液打压桩锤时，气蚀现象可以得到较好的控制，与液压腔相接的管道部件寿命长，设备维护成本低。

5.第一种情形：重锤在击打砧铁前，进油阀处于关闭状态，回油阀处于开启状态，低压蓄能器与液压腔之间的油路长度比油箱与液压腔之间的油路长度短，所以，液压腔排出的油液更易进入低压蓄能器，也即低压蓄能器内的油液压力接近于或等同于液压腔内的油液压力。重锤击打在砧铁上，并反向弹起过程对应于回油阀处于由开启切换为关闭状态，进油阀处于由关闭切换为开启状态，实际中，液压腔内的存量液压油量与液压腔内后补充的液压油量之和与液压腔的容腔大小不匹配，致使液压腔内出现负压。此时，补压单向阀的及时开启可以将低压蓄能器内油液快速、适量地补充到液压腔内，缩小液压腔内的真空区域，降低液压腔内负压的出现频率，从而降低气蚀现象的发生频率和发生后的危害度。

第二种情形：进油阀关闭后，重锤惯性上升，低压蓄能器内的油液经补压单向阀补入液压腔的方式可以迅速地补充适量油液，缩小液压腔内的真空区域，降低液压腔内负压的出现频率，从而降低气蚀现象的发生频率和发生后的危害度。

6.使用提升液压打桩锤管道部件寿命的方法可以减轻气蚀对与液压腔相连通管道部件的危害，提高管道部件的可用时长。

附图说明

图1为一种本发明的液压打桩锤的局部结构示意图。

附图标记说明，10-锤壳，11-缓冲帽，12-重锤，131-进油阀，132-回油阀，141-进气阀，142-排气阀，15-真空区域，20-高压蓄能器，30-低压蓄能器，321-补压单向阀。

具体实施方式

下面结合附图，以实施例的形式说明本发明，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本发明。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。

本发明中，默认补压容器内油液压力高于液压腔内形成负压时的油液压力。单向阀的进口、出口指单向阀允许流体从进口侧单向流向出口侧。

实施例1：一种液压打桩锤油路，参见图1，包括锤壳10、重锤12、补压单向阀321和补压容器。

其中，锤壳10与重锤12滑动连接形成液压腔，液压腔的进油口管道连接有进油阀131，液压腔的排油口管道连接有回油阀132。一般的，进油阀131安装在锤壳10的与液压腔连通的进油口处，回油阀132安装在锤壳10的与液压腔连通的排油口处。

其中，补压单向阀321的进口与补压容器30的内腔管道连通，补压单向阀321的出口与液压腔管道连通。

其中，补压单向阀321最好选择灵敏度高的单向阀。补压容器最好设置在锤壳处，这样，补压容器与液压腔之间的管道较短，补压效率高。

本实施例中，补压容器为蓄能器，蓄能器的蓄能接口与补压单向阀321的进口管道连通，蓄能器的蓄能接口还与回油阀132的出口管道连通。

重锤反冲造成重锤与液压腔下部距离迅速拉开，油液供给不足以填充液压腔内扩增空间，造成液压腔内压力不受控降低。此时，蓄能器内压力高于液压腔，其压差满足补压单向阀321的开启条件，补压单向阀321开启，蓄能器内的油液经补压单向阀321补入液压腔。

对应的，重锤靠近上端时，进油阀快速关闭，重锤的惯性上冲也会在液压腔上端形成真空区域，造成液压腔内压力不受控降低，此时，蓄能器内压力高于液压腔，其压差满足补压单向阀321的开启条件，补压单向阀321开启，蓄能器内的油液经补压单向阀321补入液压腔。

在液压腔内形成负压时，通过补压容器及补压单向阀的补压管道向液压腔补充油液，可以缩小液压腔内的真空区域，降低液压腔内负压的出现频率，从而降低气蚀现象的发生频率和发生后的危害度。

实施例2：一种液压打桩锤，包括油箱(未画)、动力泵(未画)和实施例1中的液压打桩锤油路，动力泵的吸油口管道延伸入油箱的液面下，动力泵的输油口与进油阀131的进口管道连通，回油阀132的出口通过管道延伸入油箱内。

实施例3：一种海工用液压打桩锤，包括油箱(未画)、动力泵(未画)、高压蓄能器20、低压蓄能器30和实施例1中的液压打桩锤油路，动力泵的吸油口管道延伸入油箱的液面下，动力泵的输油口、进油阀131的进口和高压蓄能器20的蓄能接口管道连通，回油阀132的出口通过管道延伸入油箱内，低压蓄能器30的蓄能接口、补压单向阀321的进口、回油阀的出口还通过管道相连通。

在海工用液压打桩锤中，油箱与液压腔之间的油路管道长度远远长于高压蓄能器20或低压蓄能器30与液压腔之间的油路管道，因而，低压蓄能器30内的油液压力更为接近于液压腔内油液压力。

重锤在击打砧铁前，进油阀处于关闭状态，回油阀处于开启状态，低压蓄能器与液压腔之间的油路长度比油箱与液压腔之间的油路长度短，所以，液压腔排出的油液更易进入低压蓄能器，也即低压蓄能器内的油液压力接近于或等同于液压腔内的油液压力。重锤击打在砧铁上，并反向弹起过程对应于回油阀处于由开启切换为关闭状态，进油阀处于由关闭切换为开启状态，实际中，液压腔内的存量液压油量与液压腔内后补充的液压油量之和与液压腔的容腔大小不匹配，致使液压腔内出现负压。此时，补压单向阀的及时开启可以将低压蓄能器内油液快速、适量地补充到液压腔内，缩小液压腔内的真空区域，降低液压腔内负压的出现频率，从而降低气蚀现象的发生频率和发生后的危害度。

进油阀关闭后，重锤惯性上升，低压蓄能器内的油液经补压单向阀补入液压腔的方式可以迅速地补充适量油液，缩小液压腔内的真空区域，降低液压腔内负压的出现频率，从而降低气蚀现象的发生频率和发生后的危害度。

实施例4：一种提升液压打桩锤管道部件寿命的方法，包括在重锤与锤壳形成的液压腔内的液压不受控降低时，向液压腔补压的步骤。液压腔内的液压不受控降低指使用过程中非设计目的的降低，比如本发明中指出的重锤击打在砧铁上反向弹起过程引起的液压腔内的液压不受控降低，以及进油阀关闭后重锤惯性上升引起的液压腔内的液压不受控降低。

若锤体还包括与液压腔相连的蓄能器，使用蓄能器内的液体向液压腔补压。蓄能器内的压力更接近于液压腔内的压力，且其设置位置极为接近液压腔，在液压腔内液压不受控降低时，由蓄能器向液压腔内补压效率高，用时短。

为提高补压的及时性，蓄能器与液压腔之间的连通管道上串接有补压单向阀，补压单向阀的进口与蓄能器的内腔管道连通，补压单向阀的出口与液压腔管道连通。

若液压打桩锤还包括高压蓄能器和低压蓄能器，液压腔的进油口管道连接有进油阀，液压腔的排油口管道连接有回油阀，高压蓄能器的蓄能接口与进油阀的进口连通，低压蓄能器的蓄能接口与回油阀的出口连通，使用低压蓄能器内的液体向液压腔补压。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽地说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能的阐述本发明得发明构思。在不脱离本发明的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有技术对本发明已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施例，均应属于为本发明隐含公开的内容。