顶升液压系统及其顶升方法和回顶方法
【专利摘要】本发明公开了一种顶升液压系统及其顶升方法和回顶方法，属于液压顶升【技术领域】，解决了现有的半自动液压顶升系统的控制点的数量有限，而且各个控制点同步顶升的精度较差，难以满足当前大型建筑物的需求的问题。该顶升液压系统，包括一个主站和至少一个从站，由主站为各从站中的千斤顶提供油压，各从站中的第一球阀和第二球阀还能够进一步提高活塞及活塞杆的控制精度。
【专利说明】顶升液压系统及其顶升方法和回顶方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液压顶升【技术领域】，具体地说，涉及一种顶升液压系统及其顶升方法 和回顶方法。
【背景技术】
[0002] 随着各地的大型建筑物越来越多，同步顶升系统也被越来越多的应用在大型建筑 物的顶托过程中。
[0003] 目前，在大型建筑物的顶托过程中，普通采用半自动液压顶升系统，这些半自动液 压顶升系统能够较好的解决重载的顶升问题。但对于结构复杂、载荷分布不均的大重量、大 体积的情况，需要增加顶升的控制点，而现有的半自动液压顶升系统的控制点的数量有限， 而且各个控制点同步顶升的精度较差，难以满足当前大型建筑物的需求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种顶升液压系统及其顶升方法和回顶方法，以解决现有 技术中多个控制点同步顶升的精度较差的技术问题。
[0005] 本发明提供一种顶升液压系统，包括一个主站和至少一个从站；
[0006] 所述主站包括油箱、第一换向阀、液控单向阀、数字溢流阀、压力传感器和控制 器；
[0007] 所述油箱通过带有变频电机的油泵与所述第一换向阀连通，所述压力传感器设置 于所述油泵与所述第一换向阀之间，所述第一换向阀连通第一接口和第二接口，所述液控 单向阀串连在所述第一换向阀与所述第一接口之间，所述数字溢流阀设置于所述液控单向 阀与所述第一接口之间；
[0008] 每个所述从站包括千斤顶，所述千斤顶中的活塞将所述千斤顶中的油缸分为第一 腔体和第二腔体，所述活塞连接有活塞杆，所述千斤顶安装有测量顶升位移的传感器；
[0009] 所述第一腔体分别通过进油路和回油路连通所述第一接口，所述进油路中串连有 第一球阀，所述回油路中串连有第二球阀，所述第二腔体连通所述第二接口；
[0010] 所述第一换向阀、所述数字溢流阀、所述压力传感器，以及每个所述从站中的位移 传感器、第一球阀和第二球阀，均与所述控制器连接。
[0011] 进一步，所述主站还包括第二换向阀，所述第二换向阀串连在所述油泵与所述液 控单向阀的控制端之间。
[0012] 优选的，所述第一换向阀和所述第二换向阀均为三位四通换向阀。
[0013] 优选的，所述控制器包括PLC。
[0014] 本发明还提供一种上述的顶升液压系统的顶升方法，包括：
[0015] 步骤1，由控制器调节数字溢流阀的压力，并打开各从站的第一球阀，由主站向各 从站中千斤顶的第一腔体进油；
[0016] 步骤2,由控制器控制各从站的第一球阀，使各千斤顶进行顶升；
[0017] 步骤3,在各千斤顶进行顶升过程中，读取各从站的每顶升点处位移传感器的位 移，计算各顶升点处的位移差，并通过控制器控制各从站的第一球阀，保持各顶升点处的位 移差处于控制精度范围之内，直至各顶升点处的顶升位移均到达目标位置。
[0018] 进一步，在所述步骤3中，包括：
[0019] 步骤31，读取各从站的每顶升点处的位移，计算各顶升点处的位移差；
[0020] 步骤32,判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于控制精度，如果 是则进行步骤33,否则进行步骤34 ;
[0021] 步骤33,调节变频电机，降低油泵流量，并返回步骤31 ;
[0022] 步骤34,判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于0. 6倍控制精 度，如果是则关闭位移最大的顶升点处所在的从站中的第一球阀，并进行步骤35,否则打开 各从站的第一球阀，并进行步骤35 ;
[0023] 步骤35,判断各顶升点处的顶升位移是否均到达目标位置，如果是则结束顶升，否 则返回步骤31。
[0024] 优选的，所述控制精度为±0.5mm。
[0025] 本发明还提供一种上述的顶升液压系统的回顶方法，包括：
[0026] 步骤1，由控制器调节数字溢流阀的压力，并打开各从站的第二球阀，使各从站中 千斤顶的第一腔体中的油液通过所述数字溢流阀流回油箱；
[0027] 步骤2,由控制器控制各从站的第二球阀，使各活塞杆进行回顶；
[0028] 步骤3,在各千斤顶进行回顶过程中，读取各从站的每顶升点处位移传感器的位 移，计算各顶升点处的位移差，并通过控制器控制各从站的第二球阀，保持各顶升点处的位 移差处于控制精度范围之内，直至各顶升点处的顶升位移均到达目标位置。
[0029] 进一步，在所述步骤3中，包括：
[0030] 步骤31，读取各从站的每顶升点处的位移，计算各顶升点处的位移差；
[0031] 步骤32,判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于控制精度，如果 是则进行步骤33,否则进行步骤34 ;
[0032] 步骤33,调节变频电机，降低油泵流量，并返回步骤31 ;
[0033] 步骤34,判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于0. 6倍控制精 度，如果是则关闭位移最大的顶升点处所在的从站中的第二球阀，并进行步骤35,否则打开 各从站的第二球阀，并进行步骤35 ;
[0034] 步骤35,判断各顶升点处的顶升位移是否均到达目标位置，如果是则结束回顶，否 则返回步骤31。
[0035] 优选的，所述控制精度为±0.5mm。
[0036] 本发明带来了以下有益效果：本发明提供的顶升液压系统由一个主站和多个从站 组成，可根据实际需要设置从站的数量，以实现多点同步顶升。并且，由主站为各从站中的 千斤顶提供油压，各从站中的第一球阀和第二球阀还能够进一步提高活塞及活塞杆的控制 精度。因此，本发明提供的顶升液压系统及其顶升方法和回顶方法，能够实现高精度的多个 控制点的同步顶升和同步回顶。
[0037] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的 附图做简单的介绍：
[0039] 图1是本发明实施例提供的顶升液压系统的主站的示意图；
[0040] 图2是本发明实施例提供的顶升液压系统的从站的示意图；
[0041] 图3是本发明实施例提供的顶升液压系统的顶升方法的流程图；
[0042] 图4是本发明实施例提供的顶升液压系统的回顶方法的流程图。
【具体实施方式】
[0043] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0044] 如图1和图2所不，本发明实施例提供一种顶升液压系统，包括一个主站100和至 少一个从站200。
[0045] 主站100包括油箱1、第一换向阀21、液控单向阀3、数字溢流阀4、压力传感器5 和控制器（图中未示出）。
[0046] 油箱1通过带有变频电机11的油泵12与第一换向阀21连通，压力传感器5设置 于油泵12与第一换向阀21之间。此外，还可以设置与压力传感器5相连的压力表50,以便 于实时观测压力传感器5的读数。
[0047] 第一换向阀21连通第一接口 61和第二接口 62,液控单向阀3串连在第一换向阀 21与第一接口 61之间，数字溢流阀4设置于液控单向阀3与第一接口 61之间。
[0048] 每个从站200包括千斤顶7,千斤顶7中的活塞70将千斤顶7中的油缸分为第一 腔体71和第二腔体72,活塞70连接有活塞杆73,活塞杆73连接有位移传感器（图中未示 出）。其中，位移传感器用于实时感测活塞70及活塞杆73伸出的相对位移。
[0049] 第一腔体71分别通过进油路和回油路连通第一接口 61，进油路中串连有第一球 阀81，回油路中串连有第二球阀82,第二腔体72连通第二接口 62。此外，进油路上也可以 设置有压力传感器5。
[0050] 第一换向阀21、数字溢流阀4、压力传感器5,以及每个从站中的位移传感器、第 一球阀81和第二球阀82,均与控制器连接。其中，控制器中可包括可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller,简称 PLC) 〇
[0051] 本实施例中，主站100中还进一步包括第二换向阀22,第二换向阀22串连在油泵 12与液控单向阀3的控制端之间。第一换向阀21和第二换向阀22均优选为三位四通换向 阀。
[0052] 该顶升液压系统的工作原理如下：
[0053] 在主站100中，变频电机11带动油泵12启动，第一换向阀21和第二换向阀22 - 开始均处于中间位置。此时系统处于卸荷状态，油泵12的出油口输出的油液经第二换向阀 22流回油箱1。
[0054] 当第二换向阀22切换至右位、第一换向阀21切换至左位时，油泵12的出油口输 出的油液依次经过第一换向阀21、液控单向阀3和第一接口 61进入各从站200。打开各从 站200中的第一球阀81，油液即可进入各从站200中的千斤顶7的第一腔体71。
[0055] 本实施例中，数字溢流阀4内部为步进电机通过齿轮传动、螺纹导向推动顶杆压 缩弹簧，弹簧顶压锥阀，控制步进电机位置可调节弹簧压缩量，从而控制溢流压力。因此，顶 升液压系统中的压力由数字溢流阀4中弹簧的压力决定，此时数字溢流阀4中的弹簧处于 无压力状态，所以系统中没有压力，千斤顶7中的活塞70及活塞杆73静止不动。然后，由 控制器缓慢调节数字溢流阀4,活塞70在油液的作用下移动，当达到所需的压力时，数字溢 流阀4停止继续增压以保证系统安全。如果万一出现系统超载的情况，压力超过安全阀41 的预定压力，安全阀41会瞬间打开以保证系统安全。
[0056] 当千斤顶7需要保压时，由控制器将第二换向阀22切换至中间位置，油泵12的出 油口输出的油液经第二换向阀22流回油箱1，千斤顶7内的油液由第一球阀81和第二球阀 82封闭实现保压。当油液泄漏造成压力下降时，只需切换第二换向阀22就可实现补压。
[0057] 千斤顶7的第一腔体71中的油液回程时，首先由控制器将数字溢流阀4的压力调 低至原工作压力的95%以下，打开各从站的第二球阀82,油液在荷载自重压力下经数字溢 流阀4流回油箱1。此时可以通过调整数字溢流阀4的压力，实现带载下降的功能。
[0058] 当荷载外力消除时，如果活塞70和活塞杆73还没有完全回到位，可由控制器将第 一换向阀21切换到右位，将第二换向阀22切换到左位。油泵12的出油口输出的油液经第 二换向阀22流入液控单向阀3的控制端，使液控单向阀3能够逆向流通。液控单向阀3的 控制端的压力超过安全阀42的预定压力时，安全阀42会打开以保证系统安全。
[0059] 油泵12的出油口输出的油液经第一换向阀21流入各千斤顶7的第二腔体72,推 动活塞70和活塞杆73退回。在此过程中，如果出现超载，安全阀43会及时打开以保证系 统安全。同时，千斤顶7的第一腔体71中的油液经液控单向阀3和第一换向阀21流回油 箱1。
[0060] 本发明实施例还提供一种该顶升液压系统的顶升方法，能够实现高精度的多个控 制点的同步顶升。如图3所示，该顶升方法包括：
[0061] S1 :对系统进行初始化。
[0062] 首先设定同步顶升的目标位置等参数，然后由控制器调节数字溢流阀的压力，并 打开各从站的第一球阀，由主站向各从站中千斤顶的第一腔体进油。
[0063] S2:由压力传感器读取系统压力，并由控制器判断当前系统压力是否高于称重压 力的2至3Mpa。
[0064] 如果是则由控制器控制各从站的第一球阀，使各活塞杆进行顶升。如果不是，则返 回步骤S1，继续加压。
[0065] S3:在各千斤顶进行顶升过程中，读取各从站的每顶升点处位移传感器的位移，计 算各顶升点处的位移差，并通过控制器控制各从站的第一球阀，保持各顶升点处的位移差 处于控制精度范围之内，直至各顶升点处的顶升位移均到达目标位置。
[0066] 具体包括：
[0067] S31 :读取各从站的每顶升点处的位移，计算各顶升点处的位移差。
[0068] S32:判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于控制精度，如果是则 进行步骤S33,否则进行步骤S34。
[0069] 作为一个优选方案，该控制精度为±0. 5mm。
[0070] S33 :调节变频电机，降低油泵流量，并返回步骤S31。
[0071] S34 :判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于0. 6倍控制精度。
[0072] 如果该差值不大于0.6倍控制精度，则（继续）打开各从站的第一球阀，进行同步 顶升。如果该差值大于〇. 6倍控制精度，则还可以进一步判断各顶升点处位移与最小位移 之差是否大于0.8倍控制精度。
[0073] 如果该差值不大于0.8倍控制精度，则（继续）打开各从站的第一球阀，进行同步 顶升。如果该差值大于〇. 8倍控制精度，则关闭位移最大的顶升点处所在的从站中的第一 球阀。
[0074] 然后，进行步骤S35。
[0075] S35 :判断各顶升点处的顶升位移是否均到达目标位置，如果是则结束顶升，否则 返回步骤S31。
[0076] 本发明实施例还提供一种该顶升液压系统的回顶方法，能够实现高精度的多个控 制点的同步回顶。如图4所示，该顶升方法包括：
[0077] S1 :对系统进行初始化。
[0078] 首先读取回顶的初始位置等参数，然后由控制器调节数字溢流阀的压力，并打开 各从站的第二球阀，使各从站中千斤顶的第一腔体中的油液通过数字溢流阀流回油箱。
[0079] S2:由压力传感器读取系统压力，并由控制器判断当前系统压力是否低于称重压 力的3至5Mpa。
[0080] 如果是则由控制器控制各从站的第二球阀，使各活塞杆进行回顶。如果不是则返 回步骤S1，继续降压。
[0081] S3:在各千斤顶进行回顶过程中，读取各从站的每顶升点处位移传感器的位移，计 算各顶升点处的位移差，并通过控制器控制各从站的第二球阀，保持各顶升点处的位移差 处于控制精度范围之内，直至各顶升点处的顶升位移均到达目标位置。
[0082] 具体包括：
[0083] S31 :读取各从站的顶升点处的位移，计算各顶升点处的位移差。
[0084] S32:判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于控制精度，如果是则 进行步骤S33,否则进行步骤S34。
[0085] 作为一个优选方案，该控制精度为±0. 5mm。
[0086] S33 :调节变频电机，降低油泵流量，并返回步骤S31 ;
[0087] S34 :判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于0. 6倍控制精度。
[0088] 如果该差值不大于0.6倍控制精度，则（继续）打开各从站的第二球阀，进行同步 回顶。如果该差值大于〇. 6倍控制精度，则还可以进一步判断各顶升点处位移与最小位移 之差是否大于0.8倍控制精度。
[0089] 如果该差值不大于0.8倍控制精度，则（继续）打开各从站的第二球阀，进行同步 回顶。如果该差值大于〇. 8倍控制精度，则关闭位移最大的顶升点处所在的从站中的第二 球阀。
[0090] 然后，进行步骤S35。
[0091] S35:判断各顶升点处的顶升位移是否均到达目标位置，如果是则结束回顶，否则 返回步骤S31。
[0092] 本发明提供的顶升液压系统由一个主站和多个从站组成，可根据实际需要设置从 站的数量，以实现多点同步顶升。并且，由主站为各从站中的千斤顶提供油压，各从站中的 第一球阀和第二球阀还能够进一步提高活塞及活塞杆的控制精度。因此，本发明提供的顶 升液压系统及其顶升方法和回顶方法，能够实现高精度的多个控制点的同步顶升和同步回 顶，同步精度可达到±0. 5mm。
[0093] 虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采 用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属【技术领域】内的技术人员，在不脱离本 发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化， 但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1. 一种顶升液压系统，其特征在于，包括一个主站和至少一个从站； 所述主站包括油箱、第一换向阀、液控单向阀、数字溢流阀、压力传感器和控制器； 所述油箱通过带有变频电机的油泵与所述第一换向阀连通，所述压力传感器设置于所 述油泵与所述第一换向阀之间，所述第一换向阀连通第一接口和第二接口，所述液控单向 阀串连在所述第一换向阀与所述第一接口之间，所述数字溢流阀设置于所述液控单向阀与 所述第一接口之间； 每个所述从站包括千斤顶，所述千斤顶中的活塞将所述千斤顶中的油缸分为第一腔体 和第二腔体，所述活塞连接有活塞杆，所述千斤顶安装有测量顶升位移的传感器； 所述第一腔体分别通过进油路和回油路连通所述第一接口，所述进油路中串连有第一 球阀，所述回油路中串连有第二球阀，所述第二腔体连通所述第二接口； 所述第一换向阀、所述数字溢流阀、所述压力传感器，以及每个所述从站中的位移传感 器、第一球阀和第二球阀，均与所述控制器连接。
2. 如权利要求1所述的顶升液压系统，其特征在于，所述主站还包括第二换向阀，所述 第二换向阀串连在所述油泵与所述液控单向阀的控制端之间。
3. 如权利要求2所述的顶升液压系统，其特征在于，所述第一换向阀和所述第二换向 阀均为三位四通换向阀。
4. 如权利要求1所述的顶升液压系统，其特征在于，所述控制器包括PLC。
5. -种如权利要求1所述的顶升液压系统的顶升方法，其特征在于，包括： 步骤1，由控制器调节数字溢流阀的压力，并打开各从站的第一球阀，由主站向各从站 中千斤顶的第一腔体进油； 步骤2,由控制器控制各从站的第一球阀，使各千斤顶进行顶升； 步骤3,在各千斤顶进行顶升过程中，读取各从站的每顶升点处位移传感器的位移，计 算各顶升点处的位移差，并通过控制器控制各从站的第一球阀，保持各顶升点处的位移差 处于控制精度范围之内，直至各顶升点处的顶升位移均到达目标位置。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，包括： 步骤31，读取各从站的每顶升点处的位移，计算各顶升点处的位移差； 步骤32,判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于控制精度，如果是则 进行步骤33,否则进行步骤34 ; 步骤33,调节变频电机，降低油泵流量，并返回步骤31 ; 步骤34,判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于0. 6倍控制精度，如 果是则关闭位移最大的顶升点处所在的从站中的第一球阀，并进行步骤35,否则打开各从 站的第一球阀，并进行步骤35; 步骤35,判断各顶升点处的顶升位移是否均到达目标位置，如果是则结束顶升，否则返 回步骤31。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制精度为±0. 5mm。
8. -种如权利要求1所述的顶升液压系统的回顶方法，其特征在于，包括： 步骤1，由控制器调节数字溢流阀的压力，并打开各从站的第二球阀，使各从站中千斤 顶的第一腔体中的油液通过所述数字溢流阀流回油箱； 步骤2,由控制器控制各从站的第二球阀，使各千斤顶进行回顶； 步骤3,在各千斤顶进行回顶过程中，读取各从站的每顶升点处位移传感器的位移，计 算各顶升点处的位移差，并通过控制器控制各从站的第二球阀，保持各顶升点处的位移差 处于控制精度范围之内，直至各顶升点处的顶升位移均到达目标位置。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，包括： 步骤31，读取各从站的每顶升点处的位移，计算各顶升点处的位移差； 步骤32,判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于控制精度，如果是则 进行步骤33,否则进行步骤34 ; 步骤33,调节变频电机，降低油泵流量，并返回步骤31 ; 步骤34,判断各顶升点处中的最大位移与最小位移之差是否大于0. 6倍控制精度，如 果是则关闭位移最大的顶升点处所在的从站中的第二球阀，并进行步骤35,否则打开各从 站的第二球阀，并进行步骤35; 步骤35,判断各顶升点处的顶升位移是否均到达目标位置，如果是则结束回顶，否则返 回步骤31。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制精度为±0. 5mm。
【文档编号】F15B13/02GK104100590SQ201410350140
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】章照宏, 梁晓东, 王文昌, 陈庆, 谭少海 申请人:湖南联智桥隧技术有限公司