液压多点同步控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种液压多点同步控制系统，包括：液压缸，具有活塞和活塞杆；液压油路，连接到液压缸；柱塞泵，用于向液压油路供给液压油，所述液压多点同步控制系统还包括强制进油泵，所述强制进油泵设置在所述柱塞泵的吸油侧，用于将液压油强制供给到所述柱塞泵中。该液压多点同步控制系统还可包括同步控制器，所述同步控制器确保所有活塞杆的行程大致相同。
【专利说明】液压多点同步控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压控制系统，尤其是一种液压多点同步控制系统。
【背景技术】
[0002]现有的多点同步系统主要用于海洋石油称重平台、架桥等，精度一般要求控制在IOmm以内，且采用的是分段加载，单个调节的方式，操作繁琐、效率低下，而且精度不高。
[0003]另外，传统油泵站靠柱塞式弹簧负压吸油，容积效率较低。
【发明内容】
[0004]为实现液压顶升系统的多点同步控制，提出本发明。
[0005]根据本发明的一个方面，提出了一种液压多点同步控制系统，包括:多个加载装置，每一个加载装置具有液压缸、活塞以及活塞杆；柱塞泵；液压油路，连接到所述多个加载装置的液压缸，所述柱塞泵用于向液压油路供给液压油，所述液压油路包括从所述柱塞泵的出口引出的多个液压油支路，所述多个液压油支路彼此并行布置，每一个液压油支路上设置有一个电磁切换阀，所述电磁切换阀的一路出口经由第一分支与液压缸中活塞上方的液压油腔连通，所述电磁切换阀的另一路出口经由第二分支与液压缸中活塞下方的液压油腔连通；多个位移传感器，用于检测对应的液压缸的活塞杆的行程；一个同步控制器，所述多个位移传感器与所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由位移传感器检测到的活塞杆行程，控制所述电磁切换阀中的至少一个，以确保所有活塞杆的行程大致相同。
[0006]有利的，所述同步控制器控制进入液压缸的液压油的油压、进入液压缸的液压油的进油方向、液压油的进油时间、进入液压缸的液压油的油量中的至少一种来调节对应活塞杆的行程。
[0007]进一步的，对活塞杆的行程的调节精度不大于0.5mm。
[0008]有利的，所述液压多点同步控制系统还包括多个压力传感器，分别检测多个活塞杆在提升过程中所受到的压力，所述多个压力传感器与所述同步控制器通信；所述同步控制器基于由所述压力传感器检测到的压力进一步调节对应活塞杆的行程。
[0009]根据本发明的另一方面，提出了一种液压多点同步控制系统，包括:多个加载装置，每一个加载装置具有液压缸、活塞以及活塞杆；柱塞泵；液压油路，连接到所述多个加载装置的液压缸，所述柱塞泵用于向液压油路供给液压油，所述液压油路包括从所述柱塞泵的出口引出的多个液压油支路，所述多个液压油支路彼此并行布置，每一个液压油支路上设置有一个电磁切换阀，所述电磁切换阀的一路出口经由第一分支与液压缸中活塞上方的液压油腔连通，所述电磁切换阀的另一路出口经由第二分支与液压缸中活塞下方的液压油腔连通；多个压力传感器，分别检测多个活塞杆在提升过程中所受到的压力；一个同步控制器，所述多个压力传感器与所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由所述压力传感器检测到的压力，控制所述电磁切换阀中的至少一个，以调节对应活塞杆的行程以确保每个活塞杆在提升过程中所受到的压力大致相同。[0010]有利的，所述同步控制器控制进入液压缸的液压油的油压、进入液压缸的液压油的进油方向、液压油的进油时间、进入液压缸的液压油的油量中的至少一种来调节对应活塞杆在提升过程中所受到的压力。
[0011]有利的，所述液压多点同步控制系统还包括多个位移传感器，用于检测对应的液压缸的活塞杆的行程；所述多个位移传感器与所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由位移传感器检测到的活塞杆行程进一步调节对应活塞杆的行程以确保每个活塞杆在提升过程中所受到的压力大致相同。
[0012]在上述的液压多点同步控制系统中，可选的，所述液压多点同步控制系统还包括强制进油泵，所述强制进油泵设置在所述柱塞泵的吸油侧，用于将液压油强制供给到所述柱塞泵中。有利的，所述柱塞泵出口压力至少为70MPa，且流量在0.3L/min-l.2L/min之间。
[0013]有利的，所述柱塞泵通过利用变频器改变其驱动电机的转速而提供随转速线性变化的流量。
[0014]可选的，所述变频器利用模拟信号控制。
[0015]进一步的，与所述同步控制器的通信利用数字信号实现。
[0016]利用本发明的技术方案，可以实现对液压顶升系统的多点同步控制。进一步的，在强制进油泵设置在所述柱塞泵的吸油侧的情况下，可以显著提高容积效率。而且，在利用模拟信号控制柱塞泵而利用数字信号实现与同步控制器的通信的情况下，可以显著减少信号干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为根据本发明的一个实施例的液压多点同步控制系统的示意性原理图。
[0018]图2为根据本发明的另一个实施例的液压多点同步控制系统的示意性原理图。
[0019]图3为根据本发明的再一个实施例的液压多点同步控制系统的示意性原理图。
[0020]图4为根据本发明一个实施例的液压多点同步控制系统的强制进油的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面详细描述本发明的实例性的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0022]如图1中所示，根据本发明的一个示例性实施例的液压多点同步控制系统包括:多个加载装置10，每一个加载装置具有液压缸11、活塞12以及活塞杆13 ;柱塞泵20 ;液压油路，连接到所述多个加载装置10的液压缸11，所述柱塞泵20用于向液压油路供给液压油，所述液压油路包括从所述柱塞泵20的出口引出的多个液压油支路21，所述多个液压油支路21彼此并行布置，每一个液压油支路上设置有一个电磁切换阀22，所述电磁切换阀的一路出口经由第一分支221与液压缸中活塞上方的液压油腔连通，所述电磁切换阀的另一路出口经由第二分支222与液压缸中活塞下方的液压油腔连通；多个位移传感器40，用于检测对应的液压缸11的活塞杆13的行程；一个同步控制器50，所述多个位移传感器40与所述同步控制器50通信，且所述同步控制器基于由位移传感器40检测到的活塞杆行程，控制所述电磁切换阀22中的至少一个，以确保所有活塞杆13的行程大致相同。
[0023]在活塞杆13之间的行程差值(其可以通过同步控制器50中的计算器计算)在行程差阈值(其可以存储在同步控制器50的存储器中)范围之内的情况下，同步控制器50可以直接同步控制所有加载装置10，例如，同时向加载装置10的液压缸11的活塞12下方的油腔供给液压油。在行程差超过行程差阈值的情况下，同步控制器50可以分别单独控制每一个加载装置10的活塞杆13，以调节每一个活塞杆13的行程，也可以单独调节其中的几个加载装置10，同时保持其他加载装置10的当前操作。通过逐个调节或局部调节，可以实现多个加载装置10之间的活塞杆行程之间的大致均衡。
[0024]利用位移传感器40提供的反馈信号，可以实现多个加载装置10的活塞杆13的行程的大致均衡。
[0025]有利的，所述同步控制器50控制进入液压缸11的液压油的油压、进入液压缸11的液压油的进油方向、液压油的进油时间、进入液压缸的液压油的油量中的至少一种来调节对应活塞杆13的行程。对活塞杆13的行程的调节精度优选不大于0.5mm。
[0026]如图3中所示，图1中的液压多点同步控制系统还可包括多个压力传感器60，分别检测多个活塞杆13在提升过程(或顶升过程)中所受到的压力，所述多个压力传感器60与所述同步控制器50通信；所述同步控制器50基于由所述压力传感器60检测到的压力进一步调节对应活塞杆13的行程。
[0027]在活塞杆13顶升的情况下，活塞杆13受到的压力也可以反映活塞杆13的行程。例如，在由图3中的四个加载装置10同时水平顶升一个矩形板件、且该四个加载装置10分别置于矩形板件的四个角部的情况下，可以认为活塞杆13受到的压力正比于活塞杆13的行程。利用压力传感器60获得的信号，可以进一步微调不同的加载装置10的活塞杆13的行程，在确保活塞杆13的行程差值在预定范围以内的情况下，使得每一个活塞杆13承受大致相同的压力。
[0028]下面示例性举例说明液压多点同步控制系统的操作。
[0029]假定图3中的加载装置10从左到右其活塞杆行程分别是10臟、10.5mm、10.5mm、
11.5_，而同步控制器50内活塞杆13的行程差值的阈值为1_。可见，最左侧的活塞杆13的行程与最右侧的活塞杆13的行程差值为1.5mm，大于设定的阈值1mm。此时，同步控制器50可以控制最右侧的电磁切换阀22，经由第一支路221向最右侧的加载装置10的液压缸11的活塞12上方的液压油腔内供给液压油一段时间，而保持其他加载装置10的操作不变，同时监测所有的活塞杆的行程，直到最左侧的活塞杆13的行程与最右侧的活塞杆13的行程差值在1_以内例如0.5mm,此时，图3中的加载装置10从左到右其活塞杆行程例如分别是10.3mm> 10.8mm> 10.8mm、ll.1mm。然后，同步控制器50可以控制最右侧的电磁切换阀22经由第二支路222向最右侧的加载装置10的液压缸11的活塞12下方的液压油腔内供给液压油，而保持其他加载装置10的操作，同时监测所有的活塞杆的行程。当然，也可以关闭最右侧的加载装置10对应的电磁切换阀22以中断向该最右侧的加载装置10供油一段时间直到活塞杆13的当前最小行程与最右侧的活塞杆13的行程差值在Imm以内。还可以保持最左侧的加载装置10对应的电磁切换阀22的操作不变，而关闭另外的三个电磁切换阀22而不向对应的液压缸11供油，则可以增加最左侧的活塞杆13的行程。对于仅向单个液压缸供油的情形，可以调节柱塞泵20的转速以调节供给的油压、油量等。[0030]如果基于压力传感器60的检测，发现经过上述调整(活塞杆之间的行程差在阈值范围以内)之后图3中的加载装置10从左到右其活塞杆13受到的压力例如分别为100吨、102吨、103吨、105吨，而同步控制器50内设定的压差阈值为4吨，则可以类似的进一步减少最右侧活塞杆13的行程或进一步增加最左侧活塞杆13的行程，直到压差处于压差阈值以内。
[0031]当然，基于位移传感器测得的行程差值的调整与基于压力传感器测得的压力差值的调整可以同步进行，相互制约。
[0032]同步控制器50还可以关闭四个电磁切换阀22中的任意两个，而开启另外的两个电磁切换阀22。
[0033]对于开启的电磁切换阀22，同步控制器50还可以控制供油方向(即电磁切换阀22出油经由第一支路221还是第二支路222)。
[0034]以上对根据本发明的一个实施例的液压多点同步控制系统的操作的示例性描述也可以类似地适用于以下的根据本发明的另一个实施例的液压多点同步控制系统的操作。
[0035]如图2中所示，根据本发明的另一个示例性实施例的液压多点同步控制系统，包括:多个加载装置10，每一个加载装置具有液压缸11、活塞12以及活塞杆13 ;柱塞泵20 ；液压油路，连接到所述多个加载装置的液压缸11，所述柱塞泵20用于向液压油路供给液压油，所述液压油路包括从所述柱塞泵的出口引出的多个液压油支路21，所述多个液压油支路21彼此并行布置，每一个液压油支路上设置有一个电磁切换阀22，所述电磁切换阀22的一路出口经由第一分支221与液压缸中活塞上方的液压油腔连通，所述电磁切换阀的另一路出口经由第二分支222与液压缸中活塞下方的液压油腔连通；多个压力传感器60，分别检测多个活塞杆13在提升(或顶升)过程中所受到的压力；一个同步控制器50，所述多个压力传感器60与所述同步控制器50通信，且所述同步控制器基于由所述压力传感器60检测到的压力，控制所述电磁切换阀22中的至少一个，以调节对应活塞杆13的行程以确保每个活塞杆13在提升过程中所受到的压力大致相同。
[0036]同步控制器50可以同时控制多个加载装置10。在压力传感器60测得的压力之间的差值(其可以通过同步控制器中的计算器计算)在压力差阈值(其可以存储在同步控制器50的存储器中)范围以内的情况下，同步控制器50可以直接同步控制所有加载装置10，例如，同时向加载装置10的液压缸11的活塞12下方的油腔供给液压油。在压力差值超过压力差阈值的情况下，同步控制器50可以分别单独控制每一个活塞杆13，以调节每一个活塞杆13的行程或者是每一个活塞杆13所承载的压力，也可以单独调节其中的几个加载装置，同时保持其他加载装置10的当前操作。通过逐个调节或局部调节，可以实现多个加载装置10的活塞杆13之间的承载力之间的大致均衡。
[0037]利用压力传感器60提供的反馈信号，可以实现多个加载装置10的活塞杆受到的压力的大致均衡。
[0038]类似的，所述同步控制器50可以控制进入液压缸11的液压油的油压、进入液压缸11的液压油的进油方向、液压油的进油时间、进入液压缸11的液压油的油量中的至少一种来调节对应活塞杆13在提升过程中所受到的压力。
[0039]同样如图3中所示，图2中的液压多点同步控制系统还可包括多个位移传感器，用于检测对应的液压缸11的活塞杆13的行程。所述多个位移传感器40与所述同步控制器50通信，且所述同步控制器50基于由位移传感器40检测到的活塞杆13行程进一步调节对应活塞杆13的行程以确保每个活塞杆13在提升过程中所受到的压力大致相同。
[0040]在活塞杆13顶升的情况下，活塞杆13的行程也可以反映活塞杆13受到的压力。例如，在由图3中的四个加载装置10同时水平顶升一个矩形板件、且该四个加载装置10分别置于矩形板件的四个角部的情况下，可以认为活塞杆13的行程正比于活塞杆13受到的压力。利用位移传感器40获得的信号，可以进一步微调不同的加载装置10的活塞杆13受到的压力，在确保活塞杆13受到的压力差值在预定范围以内的情况下，使得每一个活塞杆13保持大致相同的行程。
[0041]如图1-3中所示，所述液压多点同步控制系统还包括强制进油泵70，所述强制进油泵70设置在所述柱塞泵20的吸油侧，用于将液压油强制供给到所述柱塞泵20中。图4中详细示出了强制进油泵70与柱塞泵20之间的连接。在强制进油泵70设置在所述柱塞泵的吸油侧的情况下，尤其对于小流量的液压油流动，可以显著提高容积效率。
[0042]有利的，所述柱塞泵20出口压力至少为70MPa，且流量在0.3L/min_l.2L/min之间。
[0043]所述柱塞泵20可以通过利用变频器改变其驱动电机的转速而提供随转速(例如300r/min-2000r/min)线性变化的流量。所述变频器可以利用模拟信号控制。有利的，与所述同步控制器50的通信(包括压力传感器和/或位移传感器与同步控制器50的通信)利用数字信号实现，如此，可以显著减少信号干扰。
[0044]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种液压多点同步控制系统，包括: 多个加载装置，每一个加载装置具有液压缸、活塞以及活塞杆； 柱塞泵； 液压油路，连接到所述多个加载装置的液压缸，所述柱塞泵用于向液压油路供给液压油，所述液压油路包括从所述柱塞泵的出口引出的多个液压油支路，所述多个液压油支路彼此并行布置，每一个液压油支路上设置有一个电磁切换阀，所述电磁切换阀的一路出口经由第一分支与液压缸中活塞上方的液压油腔连通，所述电磁切换阀的另一路出口经由第二分支与液压缸中活塞下方的液压油腔连通； 多个位移传感器，用于检测对应的液压缸的活塞杆的行程； 一个同步控制器，所述多个位移传感器与所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由位移传感器检测到的活塞杆行程，控制所述电磁切换阀中的至少一个，以确保所有活塞杆的行程大致相同。
2.根据权利要求1所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 所述同步控制器控制进入液压缸的液压油的油压、进入液压缸的液压油的进油方向、液压油的进油时间、进入液压缸的液压油的油量中的至少一种来调节对应活塞杆的行程。
3.根据权利要求2所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 对活塞杆的行程的调节精度不大于0.5mm。
4.根据 权利要求2所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 所述液压多点同步控制系统还包括多个压力传感器，分别检测多个活塞杆在提升过程中所受到的压力，所述多个压力传感器与所述同步控制器通信； 所述同步控制器基于由所述压力传感器检测到的压力进一步调节对应活塞杆的行程。
5.一种液压多点同步控制系统，包括: 多个加载装置，每一个加载装置具有液压缸、活塞以及活塞杆； 柱塞泵； 液压油路，连接到所述多个加载装置的液压缸，所述柱塞泵用于向液压油路供给液压油，所述液压油路包括从所述柱塞泵的出口引出的多个液压油支路，所述多个液压油支路彼此并行布置，每一个液压油支路上设置有一个电磁切换阀，所述电磁切换阀的一路出口经由第一分支与液压缸中活塞上方的液压油腔连通，所述电磁切换阀的另一路出口经由第二分支与液压缸中活塞下方的液压油腔连通； 多个压力传感器，分别检测多个活塞杆在提升过程中所受到的压力； 一个同步控制器，所述多个压力传感器与所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由所述压力传感器检测到的压力，控制所述电磁切换阀中的至少一个，以调节对应活塞杆的行程以确保每个活塞杆在提升过程中所受到的压力大致相同。
6.根据权利要求5所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 所述同步控制器控制进入液压缸的液压油的油压、进入液压缸的液压油的进油方向、液压油的进油时间、进入液压缸的液压油的油量中的至少一种来调节对应活塞杆在提升过程中所受到的压力。
7.根据权利要求5所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 所述液压多点同步控制系统还包括多个位移传感器，用于检测对应的液压缸的活塞杆的行程； 所述多个位移传感器与所述同步控制器通信，且所述同步控制器基于由位移传感器检测到的活塞杆行程进一步调节对应活塞杆的行程以确保每个活塞杆在提升过程中所受到的压力大致相同。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 所述液压多点同步控制系统还包括强制进油泵，所述强制进油泵设置在所述柱塞泵的吸油侧，用于将液压油强制供给到所述柱塞泵中。
9.根据权利要求8所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 所述柱塞泵出口压力至少为70MPa，且流量在0.3L/min-l.2L/min之间。
10.根据权利要求9所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 所述柱塞泵通过利用变频器改变其驱动电机的转速而提供随转速线性变化的流量。
11.根据权利要求10所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 所述变频器利用模拟信号控制。
12.根据权利要求11所述的液压多点同步控制系统，其特征在于: 与所述同步控制器的通信利用数字 信号实现。
【文档编号】F15B11/22GK103883574SQ201210558877
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】樊永生, 吴伟, 何菲菲 申请人:国家核电技术有限公司, 山东核电设备制造有限公司