一种电缆卷放车液压节能控制系统的制作方法
【专利摘要】一种电缆卷放车液压节能控制系统，包括油箱、负载敏感系统、联轴器、电动机、补油切换阀、带触摸输入功能的显示器、控制器、多圈编码器、卷筒、马达、平衡阀组件以及多路阀组件；电动机与负载敏感系统通过联轴器连接；负载敏感系统与多路阀组件通过液压油管连接；多路阀组件与平衡阀组件通过液压油管连接；平衡阀组件与马达通过液压油管连接；马达通过另一联轴器与卷筒连接；控制器通过电路分别与多圈编码器、带触摸输入功能的显示器、平衡阀组件、多路阀组件连接；负载敏感系统、多路阀组件与油箱通过液压油管接通；负载敏感系统与平衡阀组件通过液压油管接通，在油管上安装补油切换阀。本发明具有工作可靠、功能多样、响应快、减耗节能等优点。
【专利说明】一种电缆卷放车液压节能控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压节能控制系统，尤其是涉及一种电缆卷放车放缆液压节能控制系统。
【背景技术】
[0002]在大型工程建设中，为了给流动作业设备输电、供电，经常需要运输和收放电缆。电缆卷放车是完成现场电缆的运输、铺设、收放和存储的必备专用设备，作业时其主要通过液压系统驱动马达带动卷筒旋转来实现电缆的收放。
[0003]然而，液压系统在高压工作过程中极易生热，能耗较大，所以目前在放缆过程中广泛采用的大功率有动力放缆技术，产生的能量损失较大。但是，现有技术对液压系统的节能措施一般是采用检测驱动油路的压力来控制主泵的排量，或是采用顺序阀的动作控制主泵的排量，当主泵受控时，一些液压元件极易损坏，容易发生事故。因此，有必要发明一种能够实现无动力放缆或小功率有动力放缆的液压节能控制系统。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种能实现无动力放缆和小功率有动力辅助放缆、节能降耗的电缆卷放车液压节能控制系统。
[0005]为实现上述目的，采用了以下技术方案:本发明所述控制系统包括油箱、负载敏感系统、联轴器、电动机、补油切换阀、带触摸输入功能的显示器、控制器、多圈编码器、卷筒、马达、平衡阀组件以及多路阀组件；所述电动机与负载敏感系统通过联轴器连接；负载敏感系统与多路阀组件通过液压油管连接；多路阀组件与平衡阀组件通过液压油管连接；平衡阀组件与马达通过液压油管连接；马达通过另一联轴器与卷筒连接；控制器通过电路分别与多圈编码器、带触摸输入功能的显示器、平衡阀组件、多路阀组件连接；负载敏感系统、多路阀组件分别与油箱通过液压油管接通；负载敏感系统另与平衡阀组件通过液压油管接通，在该液压油管上安装补油切换阀。
[0006]所述负载敏感系统包括泵控活塞缸、变量泵、恒功率控制阀、压力切断阀、流量控制阀；电动机通过联轴器A与负载敏感系统的变量泵连接；泵控活塞缸的一端连接油箱，另一端连接流量控制阀的上端控制口 ；流量控制阀的右端控制口连接多路阀组件中的梭阀B，流量控制阀左端控制口连接变量泵的出口，流量控制阀的一个下端控制口分别连接压力切断阀左端控制口和变量泵的出口 ；压力切断阀的上端控制口与流量控制阀的另一下端控制口连接，压力切断阀的一个下端控制口与变量泵的出口连接；压力切断阀的另一下端控制口与恒功率控制阀的上端控制口连接，恒功率控制阀的下端控制口分别连接油箱和变量泵的出口。
[0007]所述多路阀组件包括换向阀、梭阀A、梭阀B、安全阀A、安全阀B、安全阀C、二通阀、溢流阀、减压阀。所述梭阀B与负载敏感系统通过液压油管连接；所述的换向阀与平衡阀组件通过液压油管相连；所述多路阀组件中的换向阀左端两端口分别与二通阀上端和油箱相连，右端两端口分别连接在梭阀A的两端；所述梭阀A的两端又分别与安全阀A、安全阀B相连，梭阀A的中端与另一梭阀B的一端连接，梭阀B的另一端连接油箱，梭阀B的中端与流量控制阀的右端控制口连接；所述二通阀下端与变量泵的出口相连；所述溢流阀的左端分别与安全阀C和油箱连接，右端分别与减压阀和变量泵出口连接；所述减压阀的一端分别与溢流阀右端和变量泵出口端连接，另一端分别与安全阀C和换向阀连接，安全阀C的另一端分别与溢流阀左端和油箱接通。
[0008]所述平衡阀组件包括补油单向阀A、补油单向阀B、补油单向阀C、平衡阀A、平衡阀B、单向阀A、单向阀B、单向阀C、单向阀D、电磁溢流阀；所述平衡阀组件中的单向阀A、单向阀B分别与一根液压油管接通，两根液压油管另一端分别与多路阀组件中换向阀的右端接通；所述平衡阀组件中的平衡阀A和平衡阀B—端相连后与补油单向阀C右端连接；所述平衡阀A的另一端分别与补油单向阀A和单向阀A的一端连接，平衡阀B的另一端分别与补油单向阀B和单向阀B的一端连接；所述电磁溢流阀的上端连接平衡阀A和平衡阀B的上端口，下端与补油单向阀C左端连接，并与油箱接通；所述单向阀C 一端与平衡阀B下端控制口连接，单向阀D —端与平衡阀A下端控制口连接，单向阀C和单向阀D的另一端相互连接且与补油单向阀C右端连接；所述电磁溢流阀与控制器通过电路连接。
[0009]所述控制器通过电路与多路阀组件中的换向阀相连。
[0010]所述控制器通过电路与平衡阀组件中的电磁溢流阀相连。
[0011]工作过程大致如下:
[0012]放缆时，整个系统通过显示器输入需要卷放的电缆参数后，控制器结合多圈编码器检测出的电缆卷筒卷扬圈数自动计算当前卷扬半径，进而计算出该型号电缆所能承受的允许张力，然后控制器通过控制平衡阀组件中的电磁溢流阀控制马达的最高溢流压力，进而控制马达的最高输出扭矩，通过马达限制卷筒最大输出张力，实现电缆的最大张力限制保护，以防止电缆出现过紧被损坏、拉断。此时，当卷筒只需要很小的牵引力就可以旋转时，多路阀组件关闭不为马达提供动力，卷筒在卷放车牵引力的作用下自由旋转并实现无动力放缆，同时，由于卷筒的旋转会带动马达旋转，马达经补油单向阀从油箱中吸油，并且此时补油支路中的补油切换阀开启，负载敏感系统以小流量输出，对马达进行补油，防止马达吸空损坏。当卷筒需要较大的牵引力才可以旋转，并且卷筒在卷放车牵引力的作用下无法顺畅的旋转时，多路阀组件开启并为马达提供辅助动力，实现小功率有动力辅助放缆。
[0013]当工程现场作业环境比较恶劣，由于道路崎岖、路况凸凹不平、上下坡等引起急停或车速不稳，导致卷筒旋转方向实然变化时，平衡阀组件中的平衡阀和补油单向阀组成制动缓冲回路，可迅速缓解产生的液压冲击，同时也可起到补油的作用，防止马达吸空损坏。
[0014]另外，本系统使用了负载敏感系统，负载敏感系统内部的三个控制阀可根据负载的变化通过泵控活塞缸实时改变斜盘倾角，进而改变泵的排量，自动调节系统流量，达到节能的目的。
[0015]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0016]1、根据不同型号的电缆自动计算出其所能承受的允许张力，限制卷筒最大输出张力，可防止电缆损坏、拉断；
[0017]2、通过电磁溢流阀实时控制马达放缆背压，并增设了液压补油支路，可实现卷筒无动力放缆；
[0018]3、卷筒无动力放缆无法顺畅进行时，多路阀组件开启为马达提供辅助动力，实现小功率有动力辅助放缆；
[0019]4、通过制动缓冲回路，即缓解了急停和换向时产生的液压冲击、又防止了马达吸空损坏；
[0020]5、增设负载敏感系统，可根据负载变化自动调节系统流量，避免流量浪费，节省功率损耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的结构原理图。
[0022]图2是本发明的工作流程图。
[0023]附图标号:1为油箱、2为负载敏感系统、2-1为泵控活塞缸、2-2为变量泵、2_3为恒功率控制阀、2-4为压力切断阀、2-5为流量控制阀、3为联轴器A、4为电动机、5为补油切换阀、6为带触摸输入功能的显示器、7为控制器、8为多圈编码器、9为卷筒、10为联轴器B、11为马达、12-1为补油单向阀A、12-2为补油单向阀B、12-3为补油单向阀C、13_l为平衡阀A、13-2为平衡阀B、14-1为单向阀A、14-2为单向阀B、14_3为单向阀C、14_4为单向阀D、15为平衡阀组件、16为电磁溢流阀、17为多路阀组件、18为换向阀、19_1为梭阀A、19_2为梭阀B、20-l为安全阀A、20-2为安全阀B、20-3为安全阀C、21为二通阀、22为溢流阀、23为减压阀。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明做进一步说明:
[0025]如图1所示的本发明的结构简图中，本发明所述控制系统包括油箱1、负载敏感系统2、联轴器A3、联轴器B10、电动机4、补油切换阀5、带触摸输入功能的显示器6、控制器7、多圈编码器8、卷筒9、马达11、平衡阀组件15以及多路阀组件17 ;所述电动机4与负载敏感系统2通过联轴器A连接；负载敏感系统2与多路阀组件17通过液压油管连接；多路阀组件17与平衡阀组件15通过液压油管连接；平衡阀组件15与马达11通过液压油管连接；马达11通过联轴器B与卷筒9连接；控制器7通过电路分别与多圈编码器8、带触摸输入功能的显示器6、平衡阀组件15、多路阀组件17连接；负载敏感系统2、多路阀组件17分别与油箱I通过液压油管接通；负载敏感系统2另与平衡阀组件15通过液压油管接通，在该液压油管上安装补油切换阀5。
[0026]所述负载敏感系统包括泵控活塞缸2-1、变量泵2-2、恒功率控制阀2-3、压力切断阀2-4、流量控制阀2-5。
[0027]电动机通过联轴器A与负载敏感系统的变量泵连接；泵控活塞缸的一端连接油箱，另一端连接流量控制阀的上端控制口 ；流量控制阀的右端控制口连接多路阀组件中的梭阀B19-2，流量控制阀左端控制口连接变量泵的出口，流量控制阀的一个下端控制口分别连接压力切断阀左端控制口和变量泵的出口 ；压力切断阀的上端控制口与流量控制阀的另一下端控制口连接，压力切断阀的一个下端控制口与变量泵的出口连接；压力切断阀的另一下端控制口与恒功率控制阀的上端控制口连接，恒功率控制阀的下端控制口分别连接油箱和变量泵的出口。
[0028]所述多路阀组件包括换向阀18、梭阀A19-1、梭阀B19-2、安全阀A20-1、安全阀B20-2、安全阀C20-3、二通阀21、溢流阀22、减压阀23 ;所述梭阀B与负载敏感系统通过液压油管连接；所述的换向阀与平衡阀组件通过液压油管相连；所述多路阀组件中的换向阀左端两端口分别与二通阀上端和油箱相连，右端两端口分别连接在梭阀A的两端；所述梭阀A的两端又分别与安全阀A、安全阀B相连，梭阀A的中端与另一梭阀B的一端连接，梭阀B的另一端连接油箱，梭阀B的中端与流量控制阀的右端控制口连接；所述二通阀下端与变量泵的出口相连；所述溢流阀的左端分别与安全阀C和油箱连接，右端分别与减压阀和变量泵出口连接；所述减压阀的一端分别与溢流阀右端和变量泵出口端连接，另一端分别与安全阀C和换向阀连接，安全阀C的另一端分别与溢流阀左端和油箱接通。
[0029]多路阀组件中的三个安全阀(安全阀A20-1、安全阀B20-2、安全阀C20-3)用于控制负载的最高压力，当负载压力超过安全阀的调定压力时，安全阀打开，实现对系统的安全保护作用。多路阀组件中的溢流阀用于控制系统的最高压力，当系统压力超过溢流阀的调定压力时，溢流阀打开，实现对系统的安全保护作用。多路阀组件中的二通阀用于使得换向阀的进出口压差恒定，进而使得系统流量恒定，保证马达的稳定运转。
[0030]所述平衡阀组件包括补油单向阀A12-1、补油单向阀B12-2、补油单向阀C12-3、平衡阀A13-1、平衡阀B13-2、单向阀A14-1、单向阀B14-2、单向阀C14-3、单向阀D14-4、电磁溢流阀16 ;所述平衡阀组件中的单向阀A、单向阀B分别与一根液压油管接通，两根液压油管另一端分别与多路阀组件中换向阀的右端接通；所述平衡阀组件中的平衡阀A和平衡阀B 一端相连后与补油单向阀C右端连接；所述平衡阀A的另一端分别与补油单向阀A和单向阀A的一端连接，平衡阀B的另一端分别与补油单向阀B和单向阀B的一端连接；所述电磁溢流阀的上端连接平衡阀A和平衡阀B的上端口，下端与补油单向阀C左端连接，并与油箱接通；所述单向阀C 一端与平衡阀B下端控制口连接，单向阀D —端与平衡阀A下端控制口连接，单向阀C和单向阀D的另一端相互连接且与补油单向阀C右端连接；所述电磁溢流阀与控制器通过电路连接。
[0031]所述控制器通过电路与多路阀组件中的换向阀相连；所述控制器通过电路与平衡阀组件中的电磁溢流阀相连；控制器通过控制多路阀组件中的换向阀来改变油路的通断，从而为马达提供动力，实现卷筒的收缆和放缆。多路阀组件中的减压阀是辅助控制器控制换向阀阀芯的动作，使得阀芯能够运动自如。控制器与平衡阀组件中的电磁溢流阀相连控制马达的背压。
[0032]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电缆卷放车液压节能控制系统，其特征在于:所述控制系统包括油箱、负载敏感系统、联轴器A、联轴器B、电动机、补油切换阀、带触摸输入功能的显示器、控制器、多圈编码器、卷筒、马达、平衡阀组件以及多路阀组件；所述电动机与负载敏感系统通过联轴器A连接；负载敏感系统与多路阀组件通过液压油管连接；多路阀组件与平衡阀组件通过液压油管连接；平衡阀组件与马达通过液压油管连接；马达通过联轴器B与卷筒连接；控制器通过电路分别与多圈编码器、带触摸输入功能的显示器、平衡阀组件、多路阀组件连接；负载敏感系统、多路阀组件分别与油箱通过液压油管接通；负载敏感系统另与平衡阀组件通过液压油管接通，在该液压油管上安装补油切换阀。
2.根据权利要求1所述的一种电缆卷放车液压节能控制系统，其特征在于:所述负载敏感系统包括泵控活塞缸、变量泵、恒功率控制阀、压力切断阀、流量控制阀；电动机通过联轴器A与负载敏感系统的变量泵连接；泵控活塞缸的一端连接油箱，另一端连接流量控制阀的上端控制口 ；流量控制阀的右端控制口连接多路阀组件中的梭阀B，流量控制阀左端控制口连接变量泵的出口，流量控制阀的一个下端控制口分别连接压力切断阀左端控制口和变量泵的出口 ；压力切断阀的上端控制口与流量控制阀的另一下端控制口连接，压力切断阀的一个下端控制口与变量泵的出口连接；压力切断阀的另一下端控制口与恒功率控制阀的上端控制口连接，恒功率控制阀的下端控制口分别连接油箱和变量泵的出口。
3.根据权利要求1和2所述的一种电缆卷放车液压节能控制系统，其特征在于:所述多路阀组件包括换向阀、梭阀A、梭阀B、安全阀A、安全阀B、安全阀C、二通阀、溢流阀、减压阀；所述梭阀B与负载敏感系统通过液压油管连接；所述的换向阀与平衡阀组件通过液压油管相连；所述多路阀组件中的换向阀左端两端口分别与二通阀上端和油箱相连，右端两端口分别连接在梭阀A的两端；所述梭阀A的两端又分别与安全阀A、安全阀B相连，梭阀A的中端与另一梭阀B的一端连接，梭阀B的另一端连接油箱，梭阀B的中端与流量控制阀的右端控制口连接；所述二通阀下端与变量泵的出口相连；所述溢流阀的左端分别与安全阀C和油箱连接，右端分别与减压阀和变量泵出口连接；所述减压阀的一端分别与溢流阀右端和变量泵出口端连接，另一端分别与安全阀C和换向阀连接，安全阀C的另一端分别与溢流阀左端和油箱接通。
4.根据权利要求1、2和3所述的一种电缆卷放车液压节能控制系统，其特征在于:所述平衡阀组件包括补油单向阀A、补油单向阀B、补油单向阀C、平衡阀A、平衡阀B、单向阀A、单向阀B、单向阀C、单向阀D、电磁溢流阀；所述平衡阀组件中的单向阀A、单向阀B分别与一根液压油管接通，两根液压油管另一端分别与多路阀组件中换向阀的右端接通；所述平衡阀组件中的平衡阀A和平衡阀B—端相连后与补油单向阀C右端连接；所述平衡阀A的另一端分别与补油单向阀A和单向阀A的一端连接，平衡阀B的另一端分别与补油单向阀B和单向阀B的一端连接；所述电磁溢流阀的上端连接平衡阀A和平衡阀B的上端口，下端与补油单向阀C左端连接，并与油箱接通；所述单向阀C 一端与平衡阀B下端控制口连接，单向阀D —端与平衡阀A下端控制口连接，单向阀C和单向阀D的另一端相互连接且与补油单向阀C右端连接；所述电磁溢流阀与控制器通过电路连接。
5.根据权利要求1和3所述的一种电缆卷放车液压节能控制系统，其特征在于:所述控制器通过电路与多路阀组件中的换向阀相连。
6.根据权利要求1和4所述的一种电缆卷放车液压节能控制系统，其特征在于:所述 控制器通过电路与平衡阀组件中的电磁溢流阀相连。
【文档编号】F15B11/028GK104454696SQ201410553421
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】姜万录, 朱勇, 杨超, 杨凯 申请人:燕山大学