專利名稱：液壓多點同步控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓控制系統(tǒng)，尤其是一種液壓多點同步控制系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有的多點同步系統(tǒng)主要用于海洋石油稱重平臺、架橋等，精度一般要求控制在IOmm以內(nèi)，且采用的是分段加載，單個調(diào)節(jié)的方式，操作繁瑣、效率低下，而且精度不高。另外，傳統(tǒng)油泵站靠柱塞式彈簧負壓吸油，容積效率較低。
實用新型內(nèi)容為實現(xiàn)液壓頂升系統(tǒng)的多點同步控制，提出本實用新型。根據(jù)本實用新型的一個方面，提出了一種液壓多點同步控制系統(tǒng)，包括:多個加載裝置，每一個加載裝置具有液壓缸、活塞以及活塞桿；柱塞泵；液壓油路，連接到所述多個加載裝置的液壓缸，所述柱塞泵用于向液壓油路供給液壓油，所述液壓油路包括從所述柱塞泵的出口引出的多個液壓油支路，所述多個液壓油支路彼此并行布置，每一個液壓油支路上設置有一個電磁切換閥，所述電磁切換閥的一路出口經(jīng)由第一分支與液壓缸中活塞上方的液壓油腔連通，所述電磁切換閥的另一路出口經(jīng)由第二分支與液壓缸中活塞下方的液壓油腔連通；多個位移傳感器，用于檢測對應的液壓缸的活塞桿的行程；一個同步控制器，所述多個位移傳感器與所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由位移傳感器檢測到的活塞桿行程，控制所述電磁切換閥中的至少一個，以確保所有活塞桿的行程大致相同。有利的，所述同步控制器控制進入液壓缸的液壓油的油壓、進入液壓缸的液壓油的進油方向、液壓油的進油時間、進入液壓缸的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)對應活塞桿的行程。進一步的，對活塞桿的行程的調(diào)節(jié)精度不大于0.5mm。有利的，所述液壓多點同步控制系統(tǒng)還包括多個壓力傳感器，分別檢測多個活塞桿在提升過程中所受到的壓力，所述多個壓力傳感器與所述同步控制器通信；所述同步控制器基于由所述壓力傳感器檢測到的壓力進一步調(diào)節(jié)對應活塞桿的行程。根據(jù)本實用新型的另一方面，提出了一種液壓多點同步控制系統(tǒng)，包括:多個加載裝置，每一個加載裝置具有液壓缸、活塞以及活塞桿；柱塞泵；液壓油路，連接到所述多個加載裝置的液壓缸，所述柱塞泵用于向液壓油路供給液壓油，所述液壓油路包括從所述柱塞泵的出口引出的多個液壓油支路，所述多個液壓油支路彼此并行布置，每一個液壓油支路上設置有一個電磁切換閥，所述電磁切換閥的一路出口經(jīng)由第一分支與液壓缸中活塞上方的液壓油腔連通，所述電磁切換閥的另一路出口經(jīng)由第二分支與液壓缸中活塞下方的液壓油腔連通；多個壓力傳感器，分別檢測多個活塞桿在提升過程中所受到的壓力；一個同步控制器，所述多個壓力傳感器與所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由所述壓力傳感器檢測到的壓力，控制所述電磁切換閥中的至少一個，以調(diào)節(jié)對應活塞桿的行程以確保每個活塞桿在提升過程中所受到的壓力大致相同。[0010]有利的，所述同步控制器控制進入液壓缸的液壓油的油壓、進入液壓缸的液壓油的進油方向、液壓油的進油時間、進入液壓缸的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)對應活塞桿在提升過程中所受到的壓力。有利的，所述液壓多點同步控制系統(tǒng)還包括多個位移傳感器，用于檢測對應的液壓缸的活塞桿的行程；所述多個位移傳感器與所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由位移傳感器檢測到的活塞桿行程進一步調(diào)節(jié)對應活塞桿的行程以確保每個活塞桿在提升過程中所受到的壓力大致相同。在上述的液壓多點同步控制系統(tǒng)中，可選的，所述液壓多點同步控制系統(tǒng)還包括強制進油泵，所述強制進油泵設置在所述柱塞泵的吸油側(cè)，用于將液壓油強制供給到所述柱塞泵中。有利的，所述柱塞泵出口壓力至少為70MPa，且流量在0.3L/min-l.2L/min之間。有利的，所述柱塞泵通過利用變頻器改變其驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速而提供隨轉(zhuǎn)速線性變化的流量?？蛇x的，所述變頻器利用模擬信號控制。進一步的，與所述同步控制器的通信利用數(shù)字信號實現(xiàn)。利用本實用新型的技術方案，可以實現(xiàn)對液壓頂升系統(tǒng)的多點同步控制。進一步的，在強制進油泵設置在所述柱塞泵的吸油側(cè)的情況下，可以顯著提高容積效率。而且，在利用模擬信號控制柱塞泵而利用數(shù)字信號實現(xiàn)與同步控制器的通信的情況下，可以顯著減少信號干擾。
圖1為根據(jù)本實用新型的一個實施例的液壓多點同步控制系統(tǒng)的示意性原理圖。圖2為根據(jù)本實用新型的另一個實施例的液壓多點同步控制系統(tǒng)的示意性原理圖。圖3為根據(jù)本實用新型的再一個實施例的液壓多點同步控制系統(tǒng)的示意性原理圖。圖4為根據(jù)本實用新型一個實施例的液壓多點同步控制系統(tǒng)的強制進油的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實例性的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中相同或相似的標號表示相同或相似的元件。下面參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。如圖1中所示，根據(jù)本實用新型的一個示例性實施例的液壓多點同步控制系統(tǒng)包括:多個加載裝置10，每一個加載裝置具有液壓缸11、活塞12以及活塞桿13 ;柱塞泵20 ；液壓油路，連接到所述多個加載裝置10的液壓缸11，所述柱塞泵20用于向液壓油路供給液壓油，所述液壓油路包括從所述柱塞泵20的出口引出的多個液壓油支路21，所述多個液壓油支路21彼此并行布置，每一個液壓油支路上設置有一個電磁切換閥22，所述電磁切換閥的一路出口經(jīng)由第一分支221與液壓缸中活塞上方的液壓油腔連通，所述電磁切換閥的另一路出口經(jīng)由第二分支222與液壓缸中活塞下方的液壓油腔連通；多個位移傳感器40，用于檢測對應的液壓缸11的活塞桿13的行程；一個同步控制器50，所述多個位移傳感器40與所述同步控制器50通信，且所述同步控制器基于由位移傳感器40檢測到的活塞桿行程，控制所述電磁切換閥22中的至少一個，以確保所有活塞桿13的行程大致相同。在活塞桿13之間的行程差值(其可以通過同步控制器50中的計算器計算)在行程差閾值(其可以存儲在同步控制器50的存儲器中)范圍之內(nèi)的情況下，同步控制器50可以直接同步控制所有加載裝置10，例如，同時向加載裝置10的液壓缸11的活塞12下方的油腔供給液壓油。在行程差超過行程差閾值的情況下，同步控制器50可以分別單獨控制每一個加載裝置10的活塞桿13，以調(diào)節(jié)每一個活塞桿13的行程，也可以單獨調(diào)節(jié)其中的幾個加載裝置10，同時保持其他加載裝置10的當前操作。通過逐個調(diào)節(jié)或局部調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)多個加載裝置10之間的活塞桿行程之間的大致均衡。利用位移傳感器40提供的反饋信號，可以實現(xiàn)多個加載裝置10的活塞桿13的行程的大致均衡。有利的，所述同步控制器50控制進入液壓缸11的液壓油的油壓、進入液壓缸11的液壓油的進油方向、液壓油的進油時間、進入液壓缸的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)對應活塞桿13的行程。對活塞桿13的行程的調(diào)節(jié)精度優(yōu)選不大于0.5mm。如圖3中所示，圖1中的液壓多點同步控制系統(tǒng)還可包括多個壓力傳感器60，分別檢測多個活塞桿13在提升過程(或頂升過程)中所受到的壓力，所述多個壓力傳感器60與所述同步控制器50通信；所述同步控制器50基于由所述壓力傳感器60檢測到的壓力進一步調(diào)節(jié)對應活塞桿13的行程。在活塞桿13頂升的情況下，活塞桿13受到的壓力也可以反映活塞桿13的行程。例如，在由圖3中的四個加載裝置10同時水平頂升一個矩形板件、且該四個加載裝置10分別置于矩形板件的四個角部的情況下，可以認為活塞桿13受到的壓力正比于活塞桿13的行程。利用壓力傳感器60獲得的信號，可以進一步微調(diào)不同的加載裝置10的活塞桿13的行程，在確?；钊麠U13的行程差值在預定范圍以內(nèi)的情況下，使得每一個活塞桿13承受大致相同的壓力。下面示例性舉例說明液壓多點同步控制系統(tǒng)的操作。假定圖3中的加載裝置10從左到右其活塞桿行程分別是10臟、10.5mm、10.5mm、
11.5_，而同步控制器50內(nèi)活塞桿13的行程差值的閾值為1_?？梢?，最左側(cè)的活塞桿13的行程與最右側(cè)的活塞桿13的行程差值為1.5mm，大于設定的閾值1mm。此時，同步控制器50可以控制最右側(cè)的電磁切換閥22，經(jīng)由第一支路221向最右側(cè)的加載裝置10的液壓缸11的活塞12上方的液壓油腔內(nèi)供給液壓油一段時間，而保持其他加載裝置10的操作不變，同時監(jiān)測所有的活塞桿的行程，直到最左側(cè)的活塞桿13的行程與最右側(cè)的活塞桿13的行程差值在1_以內(nèi)例如0.5mm,此時，圖3中的加載裝置10從左到右其活塞桿行程例如分別是10.3mm> 10.8mm> 10.8mm、ll.1mm。然后，同步控制器50可以控制最右側(cè)的電磁切換閥22經(jīng)由第二支路222向最右側(cè)的加載裝置10的液壓缸11的活塞12下方的液壓油腔內(nèi)供給液壓油，而保持其他加載裝置10的操作，同時監(jiān)測所有的活塞桿的行程。當然，也可以關閉最右側(cè)的加載裝置10對應的電磁切換閥22以中斷向該最右側(cè)的加載裝置10供油一段時間直到活塞桿13的當前最小行程與最右側(cè)的活塞桿13的行程差值在Imm以內(nèi)。還可以保持最左側(cè)的加載裝置10對應的電磁切換閥22的操作不變，而關閉另外的三個電磁切換閥22而不向?qū)囊簤焊?1供油，則可以增加最左側(cè)的活塞桿13的行程。對于僅向單個液壓缸供油的情形，可以調(diào)節(jié)柱塞泵20的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)供給的油壓、油量等。如果基于壓力傳感器60的檢測，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過上述調(diào)整(活塞桿之間的行程差在閾值范圍以內(nèi))之后圖3中的加載裝置10從左到右其活塞桿13受到的壓力例如分別為100噸、102噸、103噸、105噸，而同步控制器50內(nèi)設定的壓差閾值為4噸，則可以類似的進一步減少最右側(cè)活塞桿13的行程或進一步增加最左側(cè)活塞桿13的行程，直到壓差處于壓差閾值以內(nèi)。當然，基于位移傳感器測得的行程差值的調(diào)整與基于壓力傳感器測得的壓力差值的調(diào)整可以同步進行，相互制約。同步控制器50還可以關閉四個電磁切換閥22中的任意兩個，而開啟另外的兩個電磁切換閥22。對于開啟的電磁切換閥22，同步控制器50還可以控制供油方向(即電磁切換閥22出油經(jīng)由第一支路221還是第二支路222)。以上對根據(jù)本實用新型的一個實施例的液壓多點同步控制系統(tǒng)的操作的示例性描述也可以類似地適用于以下的根據(jù)本實用新型的另一個實施例的液壓多點同步控制系統(tǒng)的操作。如圖2中所示，根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例的液壓多點同步控制系統(tǒng)，包括:多個加載裝置10，每一個加載裝置具有液壓缸11、活塞12以及活塞桿13 ;柱塞泵20 ;液壓油路，連接到所述多個加載裝置的液壓缸11，所述柱塞泵20用于向液壓油路供給液壓油，所述液壓油路包括從所述柱塞泵的出口引出的多個液壓油支路21，所述多個液壓油支路21彼此并行布置，每一個液壓油支路上設置有一個電磁切換閥22，所述電磁切換閥22的一路出口經(jīng)由第一分支221與液壓缸中活塞上方的液壓油腔連通，所述電磁切換閥的另一路出口經(jīng)由第二分支222與液壓缸中活塞下方的液壓油腔連通；多個壓力傳感器60，分別檢測多個活塞桿13在提升(或頂升)過程中所受到的壓力；一個同步控制器50，所述多個壓力傳感器60與所述同步控制器50通信，且所述同步控制器基于由所述壓力傳感器60檢測到的壓力，控制所述電磁切換閥22中的至少一個，以調(diào)節(jié)對應活塞桿13的行程以確保每個活塞桿13在提升過程中所受到的壓力大致相同。同步控制器50可以同時控制多個加載裝置10。在壓力傳感器60測得的壓力之間的差值(其可以通過同步控制器中的計算器計算)在壓力差閾值(其可以存儲在同步控制器50的存儲器中)范圍以內(nèi)的情況下，同步控制器50可以直接同步控制所有加載裝置10，例如，同時向加載裝置10的液壓缸11的活塞12下方的油腔供給液壓油。在壓力差值超過壓力差閾值的情況下，同步控制器50可以分別單獨控制每一個活塞桿13，以調(diào)節(jié)每一個活塞桿13的行程或者是每一個活塞桿13所承載的壓力，也可以單獨調(diào)節(jié)其中的幾個加載裝置，同時保持其他加載裝置10的當前操作。通過逐個調(diào)節(jié)或局部調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)多個加載裝置10的活塞桿13之間的承載力之間的大致均衡。利用壓力傳感器60提供的反饋信號，可以實現(xiàn)多個加載裝置10的活塞桿受到的壓力的大致均衡。類似的，所述同步控制器50可以控制進入液壓缸11的液壓油的油壓、進入液壓缸11的液壓油的進油方向、液壓油的進油時間、進入液壓缸11的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)對應活塞桿13在提升過程中所受到的壓力。同樣如圖3中所示，圖2中的液壓多點同步控制系統(tǒng)還可包括多個位移傳感器，用于檢測對應的液壓缸11的活塞桿13的行程。所述多個位移傳感器40與所述同步控制器50通信，且所述同步控制器50基于由位移傳感器40檢測到的活塞桿13行程進一步調(diào)節(jié)對應活塞桿13的行程以確保每個活塞桿13在提升過程中所受到的壓力大致相同。在活塞桿13頂升的情況下，活塞桿13的行程也可以反映活塞桿13受到的壓力。例如，在由圖3中的四個加載裝置10同時水平頂升一個矩形板件、且該四個加載裝置10分別置于矩形板件的四個角部的情況下，可以認為活塞桿13的行程正比于活塞桿13受到的壓力。利用位移傳感器40獲得的信號，可以進一步微調(diào)不同的加載裝置10的活塞桿13受到的壓力，在確?；钊麠U13受到的壓力差值在預定范圍以內(nèi)的情況下，使得每一個活塞桿13保持大致相同的行程。如圖1-3中所示，所述液壓多點同步控制系統(tǒng)還包括強制進油泵70，所述強制進油泵70設置在所述柱塞泵20的吸油側(cè)，用于將液壓油強制供給到所述柱塞泵20中。圖4中詳細示出了強制進油泵70與柱塞泵20之間的連接。在強制進油泵70設置在所述柱塞泵的吸油側(cè)的情況下，尤其對于小流量的液壓油流動，可以顯著提高容積效率。有利的，所述柱塞泵20出口壓力至少為70MPa，且流量在0.3L/min_l.2L/min之間。所述柱塞泵20可以通過利用變頻器改變其驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速而提供隨轉(zhuǎn)速(例如300r/min-2000r/min)線性變化的流量。所述變頻器可以利用模擬信號控制。有利的，與所述同步控制器50的通信(包括壓力傳感器和/或位移傳感器與同步控制器50的通信)利用數(shù)字信號實現(xiàn)，如此，可以顯著減少信號干擾。盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行變化。本實用新型的適用范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種液壓多點同步控制系統(tǒng)，包括: 多個加載裝置，每一個加載裝置具有液壓缸、活塞以及活塞桿； 柱塞泵； 液壓油路，連接到所述多個加載裝置的液壓缸，所述柱塞泵用于向液壓油路供給液壓油，所述液壓油路包括從所述柱塞泵的出口引出的多個液壓油支路，所述多個液壓油支路彼此并行布置，每一個液壓油支路上設置有一個電磁切換閥，所述電磁切換閥的一路出口經(jīng)由第一分支與液壓缸中活塞上方的液壓油腔連通，所述電磁切換閥的另一路出口經(jīng)由第二分支與液壓缸中活塞下方的液壓油腔連通； 多個位移傳感器，用于檢測對應的液壓缸的活塞桿的行程； 一個同步控制器，所述多個位移傳感器與所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由位移傳感器檢測到的活塞桿行程，控制所述電磁切換閥中的至少一個，以確保所有活塞桿的行程大致相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述同步控制器控制進入液壓缸的液壓油的油壓、進入液壓缸的液壓油的進油方向、液壓油的進油時間、進入液壓缸的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)對應活塞桿的行程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 對活塞桿的行程的調(diào)節(jié)精度不大于0.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述液壓多點同步控制系統(tǒng)還包括多個壓力傳感器，分別檢測多個活塞桿在提升過程中所受到的壓力，所述多個壓力傳感器與所述同步控制器通信； 所述同步控制器基于由所述壓力傳感器檢測到的壓力進一步調(diào)節(jié)對應活塞桿的行程。
5.一種液壓多點同步控制系統(tǒng)，包括: 多個加載裝置，每一個加載裝置具有液壓缸、活塞以及活塞桿； 柱塞泵； 液壓油路，連接到所述多個加載裝置的液壓缸，所述柱塞泵用于向液壓油路供給液壓油，所述液壓油路包括從所述柱塞泵的出口引出的多個液壓油支路，所述多個液壓油支路彼此并行布置，每一個液壓油支路上設置有一個電磁切換閥，所述電磁切換閥的一路出口經(jīng)由第一分支與液壓缸中活塞上方的液壓油腔連通，所述電磁切換閥的另一路出口經(jīng)由第二分支與液壓缸中活塞下方的液壓油腔連通； 多個壓力傳感器，分別檢測多個活塞桿在提升過程中所受到的壓力； 一個同步控制器，所述多個壓力傳感器與所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由所述壓力傳感器檢測到的壓力，控制所述電磁切換閥中的至少一個，以調(diào)節(jié)對應活塞桿的行程以確保每個活塞桿在提升過程中所受到的壓力大致相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述同步控制器控制進入液壓缸的液壓油的油壓、進入液壓缸的液壓油的進油方向、液壓油的進油時間、進入液壓缸的液壓油的油量中的至少一種來調(diào)節(jié)對應活塞桿在提升過程中所受到的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述液壓多點同步控制系統(tǒng)還包括多個位移傳感器，用于檢測對應的液壓缸的活塞桿的行程； 所述多個位移傳感器與所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由位移傳感器檢測到的活塞桿行程進一步調(diào)節(jié)對應活塞桿的行程以確保每個活塞桿在提升過程中所受到的壓力大致相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述液壓多點同步控制系統(tǒng)還包括強制進油泵，所述強制進油泵設置在所述柱塞泵的吸油側(cè)，用于將液壓油強制供給到所述柱塞泵中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述柱塞泵出口壓力至少為70MPa，且流量在0.3L/min-l.2L/min之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述柱塞泵通過利用變頻器改變其驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速而提供隨轉(zhuǎn)速線性變化的流量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述變頻器利用模擬信號控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液壓多點同步控制系統(tǒng)，其特征在于: 與所述同步控制器的 通信利用數(shù)字信號實現(xiàn)。
專利摘要本實用新型提出了一種液壓多點同步控制系統(tǒng)，包括液壓缸，具有活塞和活塞桿；液壓油路，連接到液壓缸；柱塞泵，用于向液壓油路供給液壓油，所述液壓多點同步控制系統(tǒng)還包括強制進油泵，所述強制進油泵設置在所述柱塞泵的吸油側(cè)，用于將液壓油強制供給到所述柱塞泵中。該液壓多點同步控制系統(tǒng)還可包括同步控制器，所述同步控制器確保所有活塞桿的行程大致相同。利用本實用新型的技術方案，可以實現(xiàn)對液壓頂升系統(tǒng)的多點同步控制。進一步的，在強制進油泵設置在所述柱塞泵的吸油側(cè)的情況下，可以顯著提高容積效率。而且，在利用模擬信號控制柱塞泵而利用數(shù)字信號實現(xiàn)與同步控制器的通信的情況下，可以顯著減少信號干擾。
文檔編號F15B11/22GK202991683SQ20122071318
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者樊永生, 吳偉, 何菲菲 申請人:國家核電技術有限公司, 山東核電設備制造有限公司