一种高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统.pdf

本发明提供了一种高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，包括油箱、油泵、传输管路系统、两套油缸顶升机构和一同步控制装置，该传输管路系统包括吸油支路、回油支路和电磁换向阀，每套油缸顶升机构包括千斤顶、液控单向阀和两位三通控制阀，本发明的创新之处在于每个两位三通控制阀均具有与同步控制装置相连的通口、与相应的千斤顶相连的通口和与电磁换向阀相连的通口；通电状态下，与同步控制装置相连的通口和与千斤顶相连的通口导通，失电状态下，与同步控制装置相连的通口和与电磁换向阀相连的通口导通。该施工爬模液压同步控制系统可以很好地解决目前各个顶升机位运动速度快慢不一、不同步的问题，能自动控制升降速度、保证升降平稳同步。

1.  一种高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，包括油箱、油泵、传输管路系统、两套油缸顶升机构，以及一同步控制装置，所述传输管路系统包括吸油支路、回油支路和电磁换向阀，所述每套油缸顶升机构包括千斤顶、液控单向阀和两位三通控制阀，所述千斤顶具有无杆腔和有杆腔；在油缸顶升机构上升阶段，液压油在油泵的作用下从油箱经传输管路系统的吸油支路、电磁换向阀，再经过同步控制装置到达油缸顶升机构的千斤顶无杆腔，回油则从千斤顶有杆腔经电磁换向阀和回油支路流回油箱；在油缸顶升机构下降阶段，油液从油箱经传输管路系统直接到达油缸顶升机构的千斤顶有杆腔并使无杆腔油液流出，再经传输管路系统的电磁换向阀、回油支路回到油箱；其特征在于：所述每套油缸顶升机构的两位三通控制阀均具有一与同步控制装置相连的通口、一与相应的千斤顶相连的通口及一与电磁换向阀相连的通口；通电状态下，与同步控制装置相连的通口和与千斤顶相连的通口导通，失电状态下，与同步控制装置相连的通口和与电磁换向阀相连的通口导通。

2.  如权利要求1所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，所述同步控制装置为一同步阀，其一个通口与传输管路系统连接，另两个通口分别通过一个控制阀与油缸顶升机构的两位三通控制阀连接。

3.  如权利要求2所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，在所述传输管路系统和同步阀之间串联有一单向调速阀，顶升需调速时，可以调节单向调速阀得到需要的顶升速度，油液从传输管路系统经调速阀流向同步阀。

4.  如权利要求3所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，所述单向调速阀自带有一并联的单向回油管路，在一次顶升结束，油缸需缩回时，液压油不经过单向调速阀的调速端，而是经过该单向回油管路流回。

5.  如权利要求1所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，所述吸油支路上设有一吸油过滤器，其入口接油泵，出口依次与一吸油单向阀和所述电磁换向阀连接；回油支路上设有一回油过滤器，其出口接油箱，入口通过一回油单向阀连接至所述电磁换向阀。

6.  如权利要求5所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，所述电磁换向阀为三位四通H型阀，其两个通口分别与吸油单向阀输出端和回油单向阀输入端连通，另两个通口分别与同步控制装置和油缸顶升机构的千斤顶有杆腔相连。

7.  如权利要求5所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，所述回油单向阀两端反向并联一补油阀，所述吸油单向阀和回油单向阀之间还串联一压力安全阀。

8.  如权利要求1所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，所述液控单向阀的一端通过油管与两位三通控制阀相连，另一端与千斤顶无杆腔相连，所述液控单向阀还具有一条通向千斤顶有杆腔的管路，该管路与有杆腔的相通点为遥控口。

9.  如权利要求8所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，在液控单向阀遥控口处设有阻尼器，防止爬模系统在自重荷载的作用下在正常爬升缩缸过程中产生油液冲击震动。

10.  如权利要求1所述的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，其特征在于，所述两位三通控制阀为球阀结构。

一种高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统
技术领域
本发明涉及液压同步系统，尤其涉及高层结构核心砼、大型桥梁主塔等建筑施工中爬模的液压同步控制系统。
背景技术
我国在施工高层、超高层、高耸结构核心砼、大型桥梁主塔等所用的液压爬模系统曾经主要依靠进口设备。但由于成本昂贵，国内也开始研发自己的产品。国内目前的技术存在结构复杂，功能不够完善，操作不便及劳动率低等缺点。
爬模系统一般设置两套或两套以上顶升机位(油缸顶升机构)，系统上的荷载在各个位置上不尽相同，因此爬模系统的各个顶升机位(油缸顶升机构)会由于顶升工作时所克服的阻力不同而引起各个顶升机位(油缸顶升机构)运动速度快慢不一，累积误差将使得爬模系统轻则出现卡阻，不能正常爬升工作；重则损坏爬模系统的机构零部件，对工程施工造成很大的影响。为了解决同步升降的问题，国外类似产品主要依靠严格控制爬模系统上设备、材料的堆放以及操作人员经常性的检查和经常性的手工调整偏差，这种人工方式不仅限制了爬模系统的使用功能、加重了操作人员的工作强度，也未从根本上解决技术问题。国外有些公司应用计算机加传感器等智能手段来进行同步控制，但终因设备投入大，系统复杂，操作要求高，维护也较困难，不能被国内企业广为接受。
发明内容
本发明需要解决的技术问题在于提供一种实现自动化同步控制升降、简化系统结构的爬模系统液压同步控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：
一种高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，包括油箱、油泵、传输管路系统、两套油缸顶升机构，以及一同步控制装置，所述传输管路系统包括吸油支路、回油支路和电磁换向阀，所述每套油缸顶升机构包括千斤顶、液控单向阀和两位三通控制阀，所述千斤顶具有无杆腔和有杆腔；在油缸顶升机构上升阶段，液压油在油泵的作用下从油箱经传输管路系统的吸油支路、电磁换向阀，再经过同步控制装置到达油缸顶升机构的千斤顶无杆腔，回油则从千斤顶有杆腔经电磁换向阀和回油支路流回油箱；在油缸顶升机构下降阶段，油液从油箱经传输管路系统直接到达油缸顶升机构的千斤顶有杆腔并使无杆腔油液流出，再经传输管路系统的电磁换向阀、回油支路回到油箱；所述每套油缸顶升机构的两位三通控制阀均具有一与同步控制装置相连的通口、一与相应的千斤顶相连的通口及一与电磁换向阀相连的通口；通电状态下，与同步控制装置相连的通口和与千斤顶相连的通口导通，失电状态下，与同步控制装置相连的通口和与电磁换向阀相连的通口导通。
在上述高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统中，所述同步控制装置为一同步阀，其一个通口与传输管路系统连接，另两个通口分别通过一个控制阀与油缸顶升机构的两位三通控制阀连接，在所述传输管路系统和同步阀之间还串联有一单向调速阀，且该单向调速阀自带有一并联的单向回油管路，顶升需调速时，可以调节单向调速阀得到需要的顶升速度，油液从传输管路系统经单向调速阀流向同步阀，在一次顶升结束，油缸需缩回时，为了提高工作效率，油缸缩回时不让液压油经过单向调速阀的调速端，而是直接让液压油经过单向回油管路流回，从而充分提高系统的工作效率。
在上述高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统中，所述吸油支路上设有一吸油过滤器，其入口接油泵，出口依次与一吸油单向阀和所述电磁换向阀连接；回油支路上设有一回油过滤器，其出口接油箱，入口通过一回油单向阀连接至所述电磁换向阀。所述电磁换向阀为三位四通H型阀，其两个通口分别与吸油单向阀输出端和回油单向阀输入端连通，另两个通口分别与同步控制装置和油缸顶升机构的千斤顶有杆腔相连。
在上述高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统中，所述回油单向阀两端反向并联一补油阀，所述吸油单向阀和回油单向阀之间还串联一压力安全阀。
在上述高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统中，所述液控单向阀的一端通过油管与两位三通控制阀相连，另一端与千斤顶无杆腔相连，所述液控单向阀还具有一条通向千斤顶有杆腔的管路，该管路与有杆腔的相通点为遥控口，且遥控口处设有阻尼器，以防止爬模系统在自重荷载的作用下在正常爬升缩缸过程中产生油液冲击震动。
在上述高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统中，所述两位三通控制阀为球阀结构。
本发明的有益效果是，油缸顶升机构、传输管路系统及同步控制装置内各阀的选择应用及特殊连接方式，不仅克服了国内高层、超高层、高耸结构核心砼、大型桥梁主塔等的建筑施工领域爬升模架系统同步升降的难题，同时也较国外同类设备具有系统简单、操作维护容易和成本较低的优点。
附图说明
图1为本发明具体实施例的两油缸顶升机构爬模液压同步控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统作进一步的详细描述，具体为以下实施方式：
如图1所示，本实施例为两套油缸顶升机构的高层、高耸结构施工爬模液压同步控制系统，该系统包括油箱7、油泵8、传输管路系统、两套油缸顶升机构，以及一同步控制装置。该传输管路系统包括吸油支路L1、回油支路L2和电磁换向阀17，每套油缸顶升机构包括千斤顶18、液控单向阀2和两位三通控制阀4，且该千斤顶18具有无杆腔(上腔)和有杆腔(下腔)。该同步控制装置由同步阀5和单向调速阀6串联而成。
两油缸顶升机构均安装在模架承重机构1上，千斤顶18、液控单向阀2和两位三通控制阀4依次连接构成油缸顶升机构的进油通道，高压软管3设置于液控单向阀2和两位三通控制阀4之间，油缸顶升机构的出油通道上(千斤顶18与电磁换向阀17之间)也设置有一高压软管。每个油缸的动作都由该两位三通控制阀4进行控制，具体的，该两位三通控制阀4是球阀结构，其具有一与同步控制装置相连的通口X、一与相应的千斤顶18相连的通口Y及一与电磁换向阀17相连的通口Z，通电状态下，X通口和Y通口导通，失电状态下，X通口和Z通口导通。该两位三通控制阀4用于控制油液的通断，选用球阀能够使阀的响应频率提高、泄漏量接近零、寿命延长。每个两位三通控制阀4均采用模块化设计，体积小、安装方便。该液控单向阀2可实现液压锁紧功能，当液压管路遇到意外破损泄漏，油缸仍然能够支撑重物，保证同步顶升的安全性，同时液控单向阀2还有在负载支撑时可带载更换软管3的功能，该液控单向阀2为球阀结构，先导操作、液压直动，泄漏几乎为零。选用承载10吨(200bar时)，最大行程为250mm的油缸。
吸油支路L1上设有吸油过滤器13，其入口接油泵8，出口依次与吸油单向阀14和电磁换向阀17的P端连接，回油支路L2上设有回油过滤器10，其出口接油箱7，入口通过回油单向阀12连接至电磁换向阀17的R端。该电磁换向阀17是三位四通电磁换向阀，其输出端B端和A端分别连至油缸顶升机构的千斤顶18有杆腔和同步控制装置中的单向调速阀6，此外，电磁换向阀17的P端和R端之间还并联有一压力安全阀16。回油单向阀12开启压力设定在3.5bar，使系统管路始终充满油，防止空气的混入，提高系统的响应速度和执行精度。回油单向阀12的两端反向并联一补油阀11，当某一油缸因各种原因而停顿，但爬升模架系统因其他油缸的顶升而继续工作，顶升的模架会带动停顿的油缸继续工作，即此时油缸活塞的动作必定需要液压油来补充，否则将引起抽真空而损坏管路和设备，所以，管路上巧妙的设计了该补油吸油系统。系统压力安全阀16前端设置有压力表15，通过调节压力安全阀16(溢流阀)可以设定系统的工作压力，当由于负载变化引起压力过高时，系统自动溢流确保系统各工作部件的安全。吸油、回油过滤器10、13具有液压油清洁自检发讯功能，以确保油液的清洁。
针对两油缸顶升机构，在同步控制装置内选用同步阀5，每个油缸顶升机构的两位三通控制阀4的控制端均与同步阀5连接，升降速度信息及油液通断指令均通过控制线传输，因此系统的同步控制完全依靠同步阀5的信息处理和内部执行机构自动完成。同步阀5前端连接有高精度单向调速阀6，可以根据需要调整不同的速度，使爬升模架按照需要的速度爬升。单向调速阀6另一端与电磁换向阀17的A端口连接，此外，该单向调速阀6自带有一并联的单向回油管路19。顶升需调速时，可以调节单向调速阀6得到需要的顶升速度，液压油由电磁换向阀17的A端口进入单向调速阀6再流向同步阀5，在一次顶升结束，油缸需缩回时，为了提高工作效率，油缸缩回时不让液压油经过单向调速阀6的调速端，而是直接让液压油经过单向回油管路19流回，从而充分提高系统的工作效率。
在油缸顶升机构上升过程中，电机9及油泵8供给液压油，经过吸油过滤器13和电磁换向阀17和同步控制装置进入油缸顶升机构的千斤顶18无杆腔，此时，两位三通控制阀4处于通电状态，即X通口和Y通口导通，液压油通过千斤顶18将模架承重机构1举起；回油则从千斤顶18有杆腔经电磁换向阀17、回油单向阀12、回油过滤器10后流回油箱7。上升过程中，如果两油缸速度累积差值超过设定值，同步控制装置将自动降低速度相对过快的那个油缸的上升速度，待速度调整一致时，油缸继续同步上升。
油缸顶升机构的下降过程通过电磁换向阀17方向的切换，在自重负载的作用下，实现液压油回流。回流过程中，通过电磁换向阀17改变油路方向，油液从电磁换向阀17经千斤顶18有杆腔，再从千斤顶18油缸无杆腔经液控单向阀2、两位三通控制阀4、电磁换向阀17的R口再经回油单向阀12和回油过滤器10后流回油箱7。
另外，该液控单向阀2还具有一条通向千斤顶18有杆腔的管路，该管路与有杆腔的相通点为遥控口，且遥控口处设有阻尼器，以防止爬模系统在自重荷载的作用下在正常爬升缩缸过程中产生油液冲击震动。