卷扬加压随动系统及控制方法与流程

本发明涉及一种卷扬加压随动系统及控制方法。

背景技术：

在大型桩工设备施工过程中，在较硬岩层中钻进时需要对钻具增加一个一个向下的加压力，增加钻进速度。

目前使用的加压方法有三种:

1.钻具自身重力加压；

2.加压油缸加压；

3.加压卷扬加压。

而卷扬加压由于加压行程长，加压力大，等优点，是大型桩工设备应用最广泛的加压方法。桩工设备由于动力头驱动钻杆方式的不同，其加压结构也不同，对于动力头与钻杆刚性连接，不能相对运动的情况，此时加压卷扬虽仍然作用于动力头上，但必须与工作卷扬同时运动且运动方向相反，此种加压需要两卷扬的密切配合，但是现有并没有实现两者配合的系统，因此很容易在工作时出现乱绳或者钢丝绳崩断等情况。

技术实现要素：

本发明解决了现有技术的不足而提供一种将工作卷扬和加压卷扬的操作系统结合为一套操作系统，节约了成本，简化了操作流程的卷扬加压随动系统及控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种卷扬加压随动系统，包括产生压力油的压力泵、控制进入加压卷扬和工作卷扬的压力油的多路阀、通过控制加压卷扬a口、b口之间压力油压差、实现加压卷扬高低压浮动的加压卷扬多级溢流阀和通过控制工作卷扬a口、b口之间压力油压差实现工作卷扬高低压浮动的工作卷扬多级溢流阀，所述加压卷扬多级溢流阀包括y7低压浮动电磁阀和使得加压卷扬的b口和a口之间产生一个压力差的y6高压浮动电磁阀，所述工作卷扬多级溢流阀包括y9低压浮动电磁阀和使得工作卷扬的b口和a口之间产生一个压力差的y8高压浮动电磁阀。

进一步的，所述加压卷扬加压时，加压卷扬多级溢流阀之间产生的压力值为5mpa。

进一步的，所述工作卷扬加压时，工作卷扬多级溢流阀之间产生的压力值为5mpa。

进一步的，包括用于控制工作卷扬、加压卷扬的收绳和放绳动作的霍尔原理的电手柄、用来接收电手柄电比例信号并处理的plc；所述plc输出的电比例信号控制所述多路阀、加压卷扬多级溢流阀和工作卷扬多级溢流阀。

进一步的，还包括用于控制加压卷扬加压的sb1按钮和用于控制工作卷扬浮动的sb2按钮，所述sb1按钮开启时表示启动加压卷扬加压，所述sb2按钮开启时表示工作卷扬开启浮动。

进一步的，所述plc的输出信号与显示器连接，将所有数据都在显示屏上实时监测，便于检测和维修。

一种卷扬加压随动系统的控制方法，用于控制上述卷扬加压随动系统，首先plc检测sb2按钮是否开启，

当sb2按钮开启时，电手柄控制无效，plc再检测sb1按钮是否开启，当sb1开启时，所述工作卷扬y8高压浮动电磁阀得电，加压卷扬加压收绳；当sb2未开启时，所述工作卷扬y9低压浮动电磁阀得电，加压卷扬低压收绳；

当sb2按钮未开启时，电手柄将上提和下放信号传送给plc，plc比较电手柄上提信号电压值(即：收绳信号电压值)sp1>0或下放信号电压值(即：放绳信号电压值)sp2>0；

当sp1>0，加压卷扬y6高压浮动电磁阀得电，工作卷扬上提；

当sp2>0，plc再检测sb1按钮是否开启，当sb1开启时，所述工作卷扬y8高压浮动电磁阀得电，加压卷扬加压收绳；当sb2未开启时，所述工作卷扬y9低压浮动电磁阀得电，加压卷扬低压收绳。

采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：

1、通过在加压卷扬和工作卷扬上分别增加了加压卷扬多级溢流阀和工作卷扬多级溢流阀，从而增加了加压卷扬和工作卷扬的高低压浮动功能，这样增加了下面两种状态，工作卷扬在收绳，加压卷扬放绳时，可以通过打开加压卷扬y6高压浮动电磁阀，通过加压卷扬多级溢流阀的控制给钻杆和动力头一个的因高压浮动产生的背压力，从而使得工作卷扬在收绳时加压卷扬一直给钢丝绳一个向下的预紧力，保证在收绳过程中不乱绳，而工作卷扬放绳，加压卷扬收绳时，加压卷扬处于低压收绳的状态，通过pcl控制加压卷扬收绳速度稍快于工作卷扬放绳速度，使加压卷扬钢丝绳一直处于受力状态，保证钢丝绳不乱绳。

2、将工作卷扬和加压卷扬操作合并为一个霍尔原理的电手柄，以plc接收手柄信号并处理，plc输出电比例信号控制加压卷扬多级溢流阀和工作卷扬多级溢流阀，以此实现工作卷扬和加压卷扬的逻辑控制。

综上所述，本装置能实现加压卷扬所需要的所有状态，与工作卷扬协同和随动工作，多级溢流阀功能，既能满足所有工作状态，又保证了机器运行的安全性和可靠性，安装简便，不需要增加额外的检测装置，输入输出都进入plc，可以通过plc和显示器的处理，将所有数据都在显示屏上实时监测，便于检测和维修。

附图说明

图1为本发明的液压原理图。

图2为本发明加压卷扬与工作卷扬的结构示意图。

图3为本发明控制原理图。

图中：1、压力泵；2、补油泵、3、多路阀；4、加压卷扬多级溢流阀；5、加压卷扬；6、工作卷扬；7、补油背压单向阀；8、梭阀；9、工作卷扬多级溢流阀；10、加压压力调节阀。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图及实施实例，对发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此，本发明的保护范围也涉及本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

如图1、2所示，一种卷扬加压随动系统，主要应用在如图2所示的动力头12与钻杆11刚性连接的桩工设备上，包括产生压力油的压力泵1、控制进入加压卷扬5和工作卷扬6的压力油的多路阀3、通过控制加压卷扬a口、b口之间压力油压差、实现加压卷扬高低压浮动的加压卷扬多级溢流阀4和通过控制工作卷扬a口、b口之间压力油压差实现工作卷扬高低压浮动的工作卷扬多级溢流阀9，所述加压卷扬多级溢流阀4包括y7低压浮动电磁阀和使得加压卷扬的b口和a口之间产生一个压力差的y6高压浮动电磁阀，所述工作卷扬多级溢流阀9包括y9低压浮动电磁阀和使得工作卷扬的b口和a口之间产生一个压力差的y8高压浮动电磁阀，所述加压卷扬加压时，加压卷扬多级溢流阀4之间产生的压力值为5mpa，所述工作卷扬加压时，工作卷扬多级溢流阀9之间产生的压力值为5mpa。

本实施例中，包括用于控制工作卷扬、加压卷扬的收绳和放绳动作的霍尔原理的电手柄、用来接收电手柄电比例信号并处理的plc；所述plc输出的电比例信号控制所述多路阀3、加压卷扬多级溢流阀4和工作卷扬多级溢流阀9，还包括用于控制加压卷扬y6高压浮动电磁阀得电的sb1按钮、用于控制工作卷扬y9低压浮动电磁阀得电的sb2按钮和用于调节加压卷扬压力值大小的sp3按钮，所述sb1按钮开启时表示启动加压卷扬加压，所述sb2按钮开启时表示工作卷扬开启浮动，所述plc的输出信号与显示器连接，将所有数据都在显示屏上实时监测，便于检测和维修。

一种卷扬加压随动系统的控制方法，用于控制上述卷扬加压随动系统，附图3中标示如下所示：

输入为：sp1,sp2：工作卷扬手柄信号，信号为0-5v模拟量，对应控制器内为0-5000的模拟量。

sp3：加压调节旋钮信号，信号为0-5v模拟量。

sb1：加压选择按钮，信号为0v，24v开关量。

sb2：工作卷扬浮动选择按钮，信号为信号为0v，24v开关量。

输出为：y1，y2：工作卷扬收放绳电磁阀，控制信号为0-1000ma的pwm电流。

y3，y4：加压卷扬收放绳电磁阀，控制信号为0-1000ma的pwm电流。

y8，y9：工作卷扬高低压浮动电磁阀，控制信号为24v开关电源。

y5：加压卷扬压力调节电磁阀，控制信号为0-1000ma的pwm电流。

y6，y7；加压卷扬高低压浮动电磁阀，控制信号为24v开关电源。

具体控制方法如下：首先plc检测sb2按钮是否开启，

当sb2按钮开启时，电手柄控制无效，plc再检测sb1按钮是否开启，当sb1开启时，所述工作卷扬y8高压浮动电磁阀得电，加压卷扬高压收绳；当sb2未开启时，所述工作卷扬y9低压浮动电磁阀得电，加压卷扬低压收绳；

当sb2按钮未开启时，电手柄将上提和下放信号传送给plc，plc比较电手柄上提信号电压值(即：收绳信号电压值)sp1>0或下放信号电压值(即：放绳信号电压值)sp2>0；

当sp1>0，加压卷扬y6高压浮动电磁阀得电，工作卷扬加压上提；

当sp2>0，plc再检测sb1按钮是否开启，当sb1开启时，所述工作卷扬y8高压浮动电磁阀得电，加压卷扬加压收绳；当sb2未开启时，所述工作卷扬y9低压浮动电磁阀得电，加压卷扬低压收绳。

其中相应的数值通过与plc连接的显示屏进行显示。

此外，需要说明的是，本专利不局限于上述实施方式，只要其零件未说明具体尺寸或形状的，则该零件可以为与其结构相适应的任何尺寸或形状，且不论在其材料构成上作任何变化，凡是采用本发明所提供的结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。