同步提升和下降设备的制造方法
【专利说明】同步提升和下降设备
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2013年I月28日提交的美国临时专利申请号61/757，485和2013年10月21日提交的美国专利申请号14/058，753的权益，美国专利申请号14/058，753是2012年4月10提交的国际专利申请号PCT/US2012/032836的部分继续申请，国际专利申请号PCT/US2012/032836要求2011年4月21提交的美国临时专利申请号61/477，931的权益，上述专利申请的全部内容并入本文以供参考。
技术领域
[0002]本发明大体涉及诸如厚板、路基、桥梁、建筑物的大型结构以及以同步方式使用多个液压致动器的其它结构的提升或下降。如本文中所使用的，“提升”包括推动、升起以及液压致动器在其中同步伸出或缩回的所有其它应用。
【背景技术】
[0003]用于提升诸如厚板、路基、桥梁和建筑物、船、驳船、石油平台或大型变压器的液压系统是已知的。当结构的负载平均地分配并且允许一些挠曲时，任务是简单的。相反地，升降(提升或下降)不能挠曲或扭转或重量分布不均的结构、诸如以坡度灌注成的厚板在某种程度上是更加困难的操作。在没有一些控制干预的情况下，到提升致动器的液压流会走最小阻力的路径，导致负载的最轻部分先提起。这种排量差会在正被升降的结构中产生内应力，增加对结构造成损坏的可能性。此外，排量差可能会在提升过程中产生不稳定性，因此会造成提升设置崩溃。对于下降，类似的情况会发生，其中最重部分比较轻部分下落更快。
[0004]为了提升或下降不可弯曲的结构或那些具有重量分布不均的结构且不造成损坏，多个包括手动、机械或电子操作系统的液压系统已经设计为具有同步提升控制能力以在升降操作过程(如本文中所使用的"升降"包括提升和下降)中防止扭转或不均匀负载。然而，这些系统根据类型的不同通常难以操作、装配复杂和/或十分昂贵。因此，大型结构的同步升降仅用于高级且复杂的提升工程。
[0005]响应于现有的液压同步升降系统的高成本性质，研发出低成本方案，即正排量分流器或称TOFD。然而，TOFD设计为在降低的操作压力下升降，并且通常不局限于四段或更少。因此，希望具有其它不贵的且还提供用于大型且不均匀的结构的同步升降的更具功能性的方案。
【发明内容】
[0006]本发明可以通过提供简单的、划算的同步提升系统来实现这些需求中的一个或更多个，该同步提升系统可使用几乎无数的提升点。本发明可以提供用于提升不均负载的、且操作者不需要专门技能的低成本、最小控制的方案。
[0007]在审阅【具体实施方式】、附图和权利要求后，本发明的独立特征和独立优点对于本领域技术人员来说将会是显而易见的。
【附图说明】
[0008]图1是根据本发明的一个方面的包括同步阀、升降缸和液压供应系统的液压回路的不意图；
[0009]图2是表不图1的使用多个同步阀的同步升降系统的图形表不;
[0010]图3是用于图1的液压供应系统的逻辑图；以及
[0011]图4是类似图1但是用于同步提升和同步下降两者的液压回路的不意图。
【具体实施方式】
[0012]在详细地解释本发明的任何独立的实施例之前，应理解本发明在其应用方面不局限于在以下描述中陈述或在以下附图中图示的结构的细节和部件的布置。本发明容许其它独立的实施例，而且容许以各种方式来实施或执行。而且，应理解，本文中所述使用的措辞和术语用于描述的目的，并不应当认为进行限制。如本文中所使用的"包括"及其变体的使用意味着包含其后列出的术语及其等同物以及其它术语。如本文中所使用的"由…组成"及其变体的使用意味着仅包含其后列出的术语及其等同。
[0013]本发明通过多个相互连接的液压致动器提供了厚板状结构的同步的、渐增的升降(同步提升和/或下降)。在附图中图示了用于同步提升阀(本文中有时称为"升降阀"，因为"升降"包括提升和下降两者)和同步提升系统的液压和控制回路。如在图1中示出的，示意地呈现了用于同步提升系统的同步提升阀10、单作用提升缸12和流体供应系统14的实施例。图4示出了类似图1用于同步提升而且用于同步下降的系统。
[0014]参考图1，提升阀10将固定体积的加压的不可压缩流体、诸如液压流体渐增地递送至提升缸12，这将在下文中进一步讨论。如在图2中示出的，同步提升系统16的一个实施例包括多个互连的提升阀10、多个连接至单独的提升阀10的提升缸12和向所有提升阀10供应加压的流体、即激励输入的流体供应系统14。术语〃液压〃与〃流体〃可互换地使用，但是术语"流体"仅仅不局限于液压流体。
[0015]再次参考图1，同步提升阀10是设计为容纳在歧管17内且安装在提升缸12与加压的流体供应系统14之间的供应管路18中的紧凑组件。同步提升阀10包括两个不同但相互连接的流体供应通道，第一通道20和第二通道22。
[0016]第一和第二通道20、22分别在形成于组件17内的一对供应端口 24、26处开始，延伸通过容纳在其中的多个部件，并且在单个出口端口 28处结束。每个流体通道20、22包括入口管路30、32，所述入口管路30、32源自相应端口 24、26并经过手动操作的隔断阀、即开/关阀34。每个入口管路30、32分别进一步经过第一止回阀36、38，并进入固定增量体积装置或流体计量缸40的相对两端。
[0017]流体计量缸40包括将缸40分成左或第一和右或第二可变体积压力腔室44、46的密封线性往复活塞42，没有明显的流体会流过活塞42。每个流体通道20、22进一步包括相应的出口管路48、50，所述出口管路48、50在缸40处开始，分别经过先导操作的止回阀52、54。每个出口管路48、50进一步经过第二止回阀56、58并汇聚成单个供应管路60，该单个供应管路60在出口端口 28处结束。出口端口 28经由供应管路18与液压提升缸12的下腔室64流体连通。
[0018]第一止回阀36、38和第二止回阀56、58作为单向被动式屏障操作，以根据在其中的流体流的方向选择性地打开和关闭通道20、22。先导操作的止回阀52、54作为常规止回阀操作，以防止流体从计量缸40流入出口管路48、50。然而，当由先导操纵器、即单独的流体压力源作用在阀52、54上时，这些阀52、54执行不同功能。具体地，当第一通道20的入口管路30加压时，引导流体通过管路62以打开阀54并允许通过其中的双向流体流。类似地，通过第二通道22的入口管路32的单独操作，可引导流体通过管路64以打开阀52并允许通过其中的双向流体流。当入口管路30内不存在流体压力时，移除先导功能，并且阀54关闭以在第二通道22中提供被动式屏障。类似地，当入口管路32内不存在流体压力时，移除先导功能，并且阀52关闭以在第一通道20中提供被动式压力屏障。
[0019]计量缸40操作而向提升缸12提供固定的或计量的流体量，以在下面解释的方式导致获得成比例的提升量。同步提升阀10的其它部件包括具有带流量限制器70的隔断阀68的流体返回通道66、可用用来向提升缸12添加更多液压流体的辅助入口端口 72、辅助入口端口止回阀74、压力释放阀76和压力计80。
[0020]提升缸12包括缸筒82和容纳在其中的可移位活塞。活塞84连接至从筒82向上并向外延伸的活塞杆86。下(孔侧)腔室88和上(杆侧)腔室90在活塞84的相对两侧形成在筒82内。众所周知，递送至下腔室88的液压流体引起向上的力施加在活塞84上。位于上腔室90内的弹簧92沿向下的方向偏压活塞84。还参考图2，杆86提升厚板94或支撑板，因此当向上的力大于向下的力(包括厚板94的重量)时，活塞84在筒82内向上平移并且活塞杆86升起厚板94。反作用点96(参见图2)通过机械墩、打粧或地面中的其它稳定基座来提供。图2是示意图；通常，墩96在厚板94下面，缸12通过提升结构(未示出)支撑厚板94在上面，该提升结构支撑在墩96上，并且该提升结构联接活塞84和厚板94，因此使活塞84的运动转移到厚板94。
[0021]因为基座、厚板和桥梁提升应用通常是大吨位的提升，所以在这样的应用中希望并且通常是，用于此类提升的提升缸12是能够加压至高达10，OOOpsi的高压致动器。杆86相应地定尺寸为承受具体应用的负载。
[0022]通过液压供应系统14向同步提升阀10供应加压的液压流体，所述液压供应系统包括泵98、四通/双位电磁阀或流体供应电磁阀100和压力控制回路102。所示出的实施例中的泵98能够在高达10，000PSI的压力下递送液压流体。如在图1中示出的，当流体供应电磁阀100处于所图示的第一断电(注:或译为不激励)位置时，将加压的液压流体引导至提升阀10的第一端口 24，同时第二端口 26与流体贮存器104流体连通。压力致动开关106连接至泵98的出口。当流体压力到达一定阈值、即最大设置压力、例如8，000PSI时，开关106闭合，使双位闭锁继电器108通电，这进而闭合一组常开接点110。因此，供应电磁阀100通电并交替变换到第二通电位置。
[0023]当电磁阀100通电时，将加压的液压流体引导至提升阀10的第二端口 26，并且第一端口 24与贮存器104流体连通。由于压力下降至设定限制之下，当阀100变位时，压力开关106再次打开。供应电磁阀100通过继电器108的动作保持通电，所述继电器108保持闭锁直至压力开关106再次闭合。如在图3中示出的，在正常操作中，电磁阀100在具有恒定并相等间隔的循环中在通电和断电状态之间交替。换言之，液压供应系