一种垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法及控制系统与流程

[0001]
本发明属于垃圾处理领域，具体涉及一种垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法及控制系统。


背景技术：

[0002]
市面上的三缸联动垂直式垃圾压缩机液压控制系统普遍采用液压泵直泵供给液压油，其液压源均为两级压力控制，然而三缸垂直站至少有6组动作，各组动作的压力不尽相同，这样会导致存在高压控制低压动作的情形，容易使得整个系统长时间处于高能耗状态，进而造成相当程度的能源浪费。


技术实现要素：

[0003]
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法，所述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法步骤简单，解决了垂直式垃圾压缩机不能合理利用能源并造成浪费的问题。本发明还提出了一种垂直式垃圾压缩机液压系统控制系统。
[0004]
根据本发明第一方面实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法，包括以下步骤：
[0005]
将充液油箱设置在液压系统的上方；
[0006]
压头向下运动时，检测驱动压头下降的第一油压；
[0007]
检测到压头下降信号且所述第一油压小于预设的第一压缩油压门限值时，同时使用总油箱中液压油和所述充液油箱中液压油驱动所述压头下降；
[0008]
检测到压头下降信号且所述第一油压大于等于预设的第一压缩油压门限值时，仅使用所述总油箱中液压油驱动所述压头工降；
[0009]
检测到压头上升信号时，使用总油箱中液压油驱动所述压头上升，并向所述充液油箱中补入液压油。
[0010]
根据本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法，至少具有如下技术效果：通过增设充液油箱并将充液油箱设置在液压系统的上方，可以在进行液压驱动时有效的利用充液油箱带来的势能，极大的节约了能源。通过在不同压力的情形下驱动压头进行下降和工降，可以有效的利用压头下降带来的势能以及充液油箱带来的势能，减少了压头一开始下降便驱动压头进行工降造成的能源浪费。同时，在驱动压头工降时，仅采用总油箱避免使用充液油箱，可以有效的保持液压系统中的压力，使得压头工降更为平稳。此外，在压头上升时，及时为充液油箱进行补油，可以便于下次压缩时，继续利用充液油箱的势能。
[0011]
根据本发明的一些实施例，所述液压系统中设置有用于控制压头工作的压缩执行组件，所述压缩执行组件具有压缩驱动端和上升驱动端；所述压缩驱动端用于注入液压油驱动所述压头向下压缩，所述压缩驱动端的油压用作所述第一油压；所述上升驱动端用于注入液压油驱动所述压头上升。
[0012]
根据本发明的一些实施例，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：当所述压头上升时，控制所述压缩驱动端中液压油补入所述充液油箱。
[0013]
根据本发明的一些实施例，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：当所述第一油压大于等于预设的第二压缩油压门限值时，所述压头停止工降。
[0014]
根据本发明的一些实施例，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：
[0015]
每次在刚检测到所述压头下降信号时，重新计时所述压头的下降时间；
[0016]
持续计时所述下降时间；
[0017]
当所述下降时间大于预设的第一时间门限值且第一油压小于第二压缩油压门限值时，发出下降故障报警信号。
[0018]
根据本发明的一些实施例，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：
[0019]
所述压头向上运动时，检测驱动所述压头上升的第二油压；
[0020]
所述第二油压小于预设的第一上升油压门限值时，发出压头上升故障信号。
[0021]
根据本发明的一些实施例，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：
[0022]
在所述压头的上升行程顶端设置压头上限位开关；
[0023]
每次在刚检测到所述压头上升信号时，重新计时所述压头的上升时间；
[0024]
持续计时所述上升时间；
[0025]
当未检测到所述压头上限位开关到位且所述上升时间大于预设的第二时间门限值时，发出压头上升故障信号。
[0026]
根据本发明的一些实施例，所述液压系统中设置有电磁比例阀，所述电磁比例阀用于调节所述液压系统中液压油的油压和流量。
[0027]
根据本发明的一些实施例，所述液压系统中设置有电磁溢流阀，所述电磁溢流阀用于控制所述液压系统的溢流状态。
[0028]
根据本发明第二方面实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制系统，包括：压力传感器，用于检测压头下降时的第一油压；开关组件，用于控制充液油箱与液压系统的连接状态；驱动组件，用于控制所述液压系统中液压油工作状态；控制器，分别与所述压力传感器、开关组件、驱动组件连接。
[0029]
根据本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制系统，至少具有如下技术效果：通过压力传感器可以直接有效的采集到压头下降时的第一油压值，便于后续控制器控制驱动组件改变液压系统中的液压油流向和驱动液压油进行液压的压力。开关组件可以实现对充液油箱是否参与到液压驱动过程的控制，通过控制器可以实现对开关组件的控制。
[0030]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0031]
本发明的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0032]
图1是本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法的压头下降流程简图；
[0033]
图2是本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法的压头上升流程简图；
[0034]
图3是本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制系统的结构框图；
[0035]
图4是本发明实施例的垂直式垃圾压缩机的液压系统图。
[0036]
附图标记：
[0037]
充液油箱110、充液阀111、总油箱120、第一液压泵130、第二液压泵140、辅压缸151、主压缸152、第三换向阀161、液控单向阀 162、电磁比例阀170、电磁溢流阀180、第四换向阀191、第五换向阀192、第六换向阀193、第七换向阀194、第八换向阀195、
[0038]
压力传感器210、压头上限位开关220、温度传感器230、控制器240、回油过滤器300。
具体实施方式
[0039]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0040]
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0041]
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
[0042]
下面参考图1至图4描述根据本发明第一方面实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法。
[0043]
根据本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法，包括以下步骤：
[0044]
将充液油箱110设置在液压系统的上方；
[0045]
压头向下运动时，检测驱动压头下降的第一油压；
[0046]
检测到压头下降信号且第一油压小于预设的第一压缩油压门限值时，同时使用总油箱120中液压油和充液油箱110中液压油驱动压头下降；
[0047]
检测到压头下降信号且第一油压大于等于预设的第一压缩油压门限值时，仅使用总油箱120中液压油驱动压头工降；
[0048]
检测到压头上升信号时，使用总油箱120中液压油驱动压头上升，并向充液油箱110中补入液压油。
[0049]
在介绍本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法之前，这里先对实现该方法的液压系统进行一个简单的叙述。
[0050]
参考图4，该液压系统包括：总油箱120、第一液压泵130、第二液压泵140、并联出口、多级调压回路、执行机构。第一液压泵 130，连接总油箱120，用于提供第一压力和第一流量的液压油；第二液压泵140，连接总油箱120，用于提供第二压力和第二流量的液压油，第二压力小于第一压力，第二流量大于第一流量；并联出口，连接第一液压泵130和第二液
压泵140的泵出端；多级调压回路，设置在并联出口和总油箱120之间，用于调节并联出口的油压和流量；执行机构，设置在并联出口和总油箱120之间，执行机构设置有压缩执行组件、压缩控制回路和充液油箱110，压缩执行组件设置在压缩控制回路上，充液油箱110设置在压缩执行组件的上方，充液油箱110设置有连接压缩执行组件的压缩驱动端的充液管路，充液管路上设置有向压缩执行组件单向导通的充液阀111，充液阀111 在外部控制作用下双向导通充液管路。
[0051]
上述液压系统通过多级调压回路可以调节并联出口的油压和流量来达到调节整个进油管路上的液压油状态的目的，通过设置有高位的充液油箱110可以为压缩执行组件驱动压头下降时提供额外的重力势能和流量。
[0052]
下面开始简述发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法的具体实现过程。
[0053]
参考图1至图4，在压头下降时，随着下压程度的增加，驱动压头下降所需要的液压压力则需要越大，在驱动压力大于充液油箱110 提供的重力时，则需要及时的断开充液油箱110，防止液压油反向流回充液油箱110。因此为了保证对充液油箱110的是否参与驱动的准确控制，则需要对驱动压头下降的第一油压进行准确检测，并且需要能够完成对充液油箱110是否接入的控制。可以通过压力传感器 210完成对第一油压的检测，压力传感器210直接采用压力传感器 210即可。可以通过充液阀111完成对充液油箱110是否参与压头下降液压驱动过程的控制。本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法将压头下降和压头工降的过程通过第一压缩油压门限值进行了明确的区分，可以便于对压头下降过程中的重力势能进行最大程度利用。
[0054]
根据本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法，通过增设充液油箱110并将充液油箱110设置在液压系统的上方，可以在进行液压驱动时有效的利用充液油箱110带来的势能，极大的节约了能源。通过在不同压力的情形下驱动压头进行下降和工降，可以有效的利用压头下降带来的势能以及充液油箱110带来的势能，减少了压头一开始下降便驱动压头进行工降造成的能源浪费。同时，在驱动压头工降时，仅采用总油箱120避免使用充液油箱110，可以有效的保持液压系统中的压力，使得压头工降更为平稳。此外，在压头上升时，及时为充液油箱110进行补油，可以便于下次压缩时，继续利用充液油箱110的势能。
[0055]
在本发明的一些实施例中，参考图4，充液油箱110的上端连通总油箱120，充液管路设置在充液油箱110的下端，通过这种上下连通的结构可在异常工作状态下利用充液油箱110发挥一定程度的卸荷作用。
[0056]
在本发明的一些实施例中，参考图4，压缩执行组件具有压缩驱动端和上升驱动端；压缩驱动端用于注入液压油驱动压头向下压缩，压缩驱动端的油压用作第一油压；上升驱动端用于注入液压油驱动压头上升。
[0057]
为了便于对压缩执行组件控制过程进行较为清晰的描述，这里进一步对上述液压系统的结构进行介绍，继续参考图4，压缩控制回路上设置有第三换向阀161，第三换向阀161的b出油口设置有连接压缩执行组件的压缩驱动端的第一连接管，第一连接管可在第三换向阀161换向导通时连通进油，进而充分配合充液油箱110内充好的液压油输送至压缩执行组件的压缩驱动端内，驱动压缩执行组件进行下压压头动作，在这个输送过程中适当调
低经由第三换向阀161 换向后流入第一连接管内的液压油的油压和流量，也可满足压缩执行组件的使用需求，这样即可达到降低能耗的目的。在本发明的一些实施例中，为了准确采集压头下降时的第一油压，则会在压缩执行组件的压缩驱动端设置压力传感器210，采集此处的压力作为第一油压。
[0058]
在本发明的一些实施例中，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：当压头上升时，控制压缩驱动端中液压油补入充液油箱110。为了便于对充液油箱110和充液阀111补油过程进行较为清晰的描述，这里进一步对上述液压系统的结构进行介绍，继续参考图4，第三换向阀161的a出油口设置有连接压缩执行组件的上升驱动端的第二连接管和连接充液阀111的第一外控回路，第一外控回路在导通状态下双向导通充液阀111，显然，当液压油在压缩执行组件驱动压头上升时时，充液阀111双向导通，上升驱动端中液压油进入充液阀111内完成对充液阀111的充油以及对充液油箱110的补油，以待下次辅助下压压头时使用。
[0059]
在本发明的一些实施例中，也可单独设计管系，通过增加补给泵直接从主油箱向充液油箱110补油，上升驱动端中的液压油可直接新增溢流管系溢流至主油箱。
[0060]
这里需要说明，为了实现快速回油的目的，上述液压系统在第二连接管上设置有连接总油箱120的快速回油支路，具体结构可参考图4。第二连接管上设置有连接总油箱120的快速回油支路，快速回油支路上设置有向压缩执行组件单向导通的液控单向阀162，液控单向阀162设置有第二外控回路，第二外控回路在导通状态下双向导通液控单向阀162，这里的快速回油支路的设计意义在于，如果使得压缩执行组件的压缩驱动端在充液油箱110和第一连接管的共同进油作用下快速驱动压头下降，为了避免对第三换向阀161和其他部位造成冲击，需要将压缩执行组件内的液压油经由上升驱动端和双向导通的快速回油支路回流至总油箱120内，进而达到快速回油的目的，显然，这样做还可以在实现压头快速下降的同时减少一定程度的能耗。
[0061]
为了进一步清晰了解压缩执行组件的控制过程，这里对本发明一些实施例中的压缩执行组件的结构进行具体介绍。参考图4，压缩执行组件包括两个辅压缸151和一个主压缸152，主压缸152和辅压缸151皆采用柱塞缸，且主压缸152的活塞杆连接压头，两个辅压缸151的有杆腔相互连通并形成上升驱动端与第二连接管连接，同时两个辅压缸151的有杆腔还与主压缸152的有杆腔连通，两个辅压缸151的无杆腔相互连通并形成压缩驱动端与第一连接管和充液管路连接，同时两个辅压缸151的有杆腔与主压缸152的无杆腔连接，这样即可形成同时作用且具有大流量和大压力的三缸联动结构来控制垂直式垃圾压缩机的压头进行压缩工作。在本发明的一些实施例中，辅压缸151和主压缸152的活塞杆移动方向设置为竖直方向的移动，以便于配合充液油箱110控制压头的上升或下降，优选的，这里的辅压缸151的活塞缸向上设置，主压缸152的活塞杆向下设置。
[0062]
在本发明的一些实施例中，为了实现对垃圾压缩的自动控制，则在垃圾压缩成形时需要自动停止压缩。自动停止压缩一方面可以有效的保护液压系统，另一方面可以有效的节约能源。因此，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：当第一油压大于等于预设的第二压缩油压门限值时，压头停止工降。第二压缩油压门限值可以根据不同类型的垃圾、不同型号的垃圾压缩机进行适当的修改，以保证对能源的合理化使用。
[0063]
在本发明的一些实施例中，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下
步骤：每次在刚检测到压头下降信号时，重新计时压头的下降时间；持续计时下降时间；当下降时间大于预设的第一时间门限值且第一油压小于第二压缩油压门限值时，发出下降故障报警信号。垃圾压缩可能会出现液压系统故障、机械故障等问题，而对于这些问题都需要及时的进行处理，以免对设备和人员造成伤害。对于故障判断最容易的依据便是压力和时间。例如：在压头长时间处于下降压缩状态，但是压力长时间上不去时，则需要判断是否出现故障，此时最容易出现的便是液压系统故障导致的液压压力不足。为了完成对下降时间的准确及时，在每次接收到压头下降信号时都需要对下降时间进行归零，然后重新开始计时。
[0064]
在本发明的一些实施例中，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：压头向上运动时，检测驱动压头上升的第二油压；第二油压小于预设的第一上升油压门限值时，发出压头上升故障信号。压头上升同样会出现故障，容易出现的且影响较大的故障便是压头无法上升，而导致压头无法上升的原因较多，通常是因为第二油压不足导致的，因此在第二油压小于预设的第一上升油压门限值时就应该发出告警，提示操作人员出现了故障，需要及时排查。
[0065]
在本发明的一些实施例中，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法还包括以下步骤：在压头的上升行程顶端设置压头上限位开关220；每次在刚检测到压头上升信号时，重新计时压头的上升时间；持续计时上升时间；当未检测到压头上限位开关220到位且上升时间大于预设的第二时间门限值时，发出压头上升故障信号。
[0066]
对于压头上升时，容易出现的问题，仅靠油压判断还不够，当上升时间过长时，也应该及时排查故障，此时还能存在安全隐患。对于压头上升的行程判断则需要采用压头上限位开关220进行辅助判断，在收到压头上升信号到触发压头上限位开关220则是一个计时周期，即上述的上升时间，上升时间大于预设的第二时间门限值时则可以判定出现了故障，需要进行故障排查。
[0067]
在本发明的一些实施例中，参考图4，液压系统中设置有电磁比例阀170，电磁比例阀170用于调节液压系统中液压油的油压和流量。电磁比例阀170是设置在多级调压回路中，通过调节比例阀的开度则可以有效的改变液压油的油压和流量。
[0068]
在本发明的一些实施例中，液压系统中设置有电磁溢流阀180，电磁溢流阀180用于控制液压系统的溢流状态。
[0069]
为了进一步说明对电磁溢流阀180的控制过程，这里对本发明一些实施例中的液压系统的结构进行进一步介绍。参考图4，第二液压泵140的泵出端主油箱之间设置有溢流支路，溢流支路沿进油方向依次设置了电磁溢流阀180和散热器，以用于控制第二液压泵140 的泵出油压和流量，避免油压过大、输出功率过高等现象的发生。
[0070]
在本发明的一些实施例中，还设置了用于检测液压油油温的温度传感器230，温度传感器230采集了油温之后会传输到控制器240，在油温过高时，可以通过控制器240及时的控制液压系统停止工作或者降低工作的功率。
[0071]
在本发明的一些实施例中，如图4所示，执行机构还设置有推铲装置以及用于控制推铲装置的推铲控制回路、闸门装置以及用于控制闸门装置的闸门控制回路、前门装置以及用于控制前门装置的前门控制回路、锁钩装置以及用于控制锁钩装置的锁钩控制回路、插锁装置以及用于控制插锁装置的插锁控制回路，推铲控制回路、闸门控制回路、前门控制
回路、锁钩控制回路以及插锁控制回路与压缩控制回路均并联在整个系统的进油管路和回油管路上，以用于实现各个部件的独立控制。
[0072]
在本发明的一些实施例中，如图4所示，推铲控制回路设置有第四换向阀191、闸门控制回路设置有第五换向阀192、前门控制回路设置有第六换向阀193、锁钩控制回路设置有第七换向阀194、插锁控制回路设置有第八换向阀195，这里的第四换向阀191、第五换向阀192、第六换向阀193、第七换向阀194、第八换向阀195均设置为y型三位四通阀，对应的，第四换向阀191设置有左位电磁控制端ya4和右位电磁控制端ya5、第五换向阀192设置有左位电磁控制端ya6和右位电磁控制端ya7、第六换向阀193设置有左位电磁控制端ya8和右位电磁控制端ya9、第七换向阀194设置有左位电磁控制端ya10和右位电磁控制端ya11、第八换向阀195设置有左位电磁控制端ya12和右位电磁控制端ya13，以便于实现各控制回路的 plc控制。
[0073]
在本发明的一些实施例中，如图4所示，推铲装置的执行组件设置有水平的双作用伸缩缸，闸门装置的执行组件设置有两个并联且竖直向上设置的双作用活塞杆缸，前门装置的执行组件设置有两个并联且竖直向上设置的双作用活塞杆缸，锁钩装置的执行组件设置有两个并联且竖直向下设置的双作用活塞杆缸，插锁装置设置有两个并联且水平设置的双作用活塞杆缸。
[0074]
在本发明的一些实施例中，如图4所示，在整个系统的回油管路上设置有回油过滤器300，以用于过滤液压油中的杂质。
[0075]
根据本发明第二方面实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制系统，包括：压力传感器210、开关组件、驱动组件、控制器240。压力传感器210，用于检测压头下降时的第一油压；开关组件，用于控制充液油箱110与液压系统的连接状态；驱动组件，用于控制液压系统中液压油工作状态；控制器240，分别与压力传感器210、开关组件、驱动组件连接。
[0076]
参考图3，压力传感器210可以有效的采集压缩执行组件中的油压，进而可以有效的获取第一油压和第二油压。开关组件用于控制充液阀111的开通与截止，通过控制充液阀111的开通与截止便可以完成充液油箱110是否参与压缩的控制。驱动组件用于驱动第一液压泵130、第二液压泵140、多级调压回路、执行机构等部件工作，主要通过电磁阀或及继电器实现对这个部件的工作状态的控制。控制器240是核心控制部件，是实现上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制方法的主要逻辑控制载体。控制器240可以采用plc、单片机、 dsp等，在本发明的一些实施例中，主要是采用plc，具体可以采用西门子s7系列plc。
[0077]
根据本发明实施例的垂直式垃圾压缩机液压系统控制系统，通过压力传感器210可以直接有效的采集到压头下降时的第一油压值，便于后续控制器240控制驱动组件改变液压系统中的液压油流向和驱动液压油进行液压的压力。开关组件可以实现对充液油箱110是否参与到液压驱动过程的控制，通过控制器240可以实现对开关组件的控制。
[0078]
在本发明的一些实施例中，控制器240还完成时间计数功能，以便实现对故障的而判断。
[0079]
在本发明的一些实施例中，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制系统还包括了与控制器240连接的温度传感器230，温度传感器 230用于采集液压油油温，以便在油温过高时，及时停止工作或降低工况。
[0080]
在本发明的一些实施例中，上述垂直式垃圾压缩机液压系统控制系统还包括了与
控制器240连接的压头上限位开关220。通过压头上限位开关220，可以有效的判断压头是否上升到位，以便开始下一次压头下降的压缩过程。
[0081]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0082]
尽管上述结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。