一种液压打桩锤顺序控制的液压控制系统技术领域
本发明涉及液压打桩的技术领域，特别涉及一种液压打桩锤顺序控制的液
压控制系统。
背景技术
液压打桩锤顺序控制的液压控制系统是实现打桩工作循环和决定打桩锤工
作性能的核心环节。现有打桩锤大部分为柴油锤，柴油锤打击效率底下、污染
大、能效低，同时现有一些液压打桩锤控制效率底下、换向压力波动大、输油
管晃动大、同时不能保证打桩所要求的能量和打击的重复精度。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种液压打桩锤
顺序控制的液压控制系统，该液压控制系统的控制效率高、能控制打桩的能量
和频率。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种液压打桩锤顺序控制的液压控制系统，包括打桩锤、差动液压缸、压
力油装置、回油箱、第一单向阀、第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀、顺
序阀、电磁阀、第二单向阀；打桩锤的活塞杆穿过差动液压缸，活塞杆上设有
液压活塞，液压活塞与差动液压缸形成上液压腔和下液压腔；顺序阀设有第一
油口和第二油口，电磁阀设有压力油口、回油口和控制口；压力油装置通过第
一单向阀分别与下液压腔、第一插装阀的下容腔和控制腔、第二插装阀的下容
腔和控制腔、顺序阀的第一油口、电磁阀的压力油口相连通；上液压腔分别与
第一插装阀的上容腔、第二插装阀的上容腔和第三插装阀的下容腔相连通，下
液压腔分别与第一插装阀的下容腔、第二插装阀的下容腔和顺序阀的第一油口
相连通；第一插装阀的上容腔与第二插装阀的上容腔相连通，第二插装阀的上
容腔与第三插装阀的下容腔相连通；回油箱分别与第三插装阀的下容腔和顺序
阀的第二油口相连通，回油箱通过第二单向阀与电磁阀的回油口相连通；电磁
阀的控制口分别与顺序阀的控制腔和第三插装阀的控制腔相连通。
进一步的是：液压控制系统还包括第四插装阀，第四插装阀的上容腔和控
制腔均与下液压腔相连通，第四插装阀的下容腔与上液压腔和第一插装阀的上
容腔相连通。当打桩锤处于最低位置时，且第一插装阀、第二插装阀和第三插
装阀处于换向期间的关闭状态，当所打击的桩有反弹时，差动液压缸的上液压
腔的压力处于瞬时憋压状态，此时第四插装阀将会打开(第四插装阀的上容腔
和下容腔相连通)，使得差动液压缸的上液压腔和下液压腔相连通，第一蓄能器
此时吸收震动脉冲，起到减震作用。
进一步的是：液压控制系统还包括第一蓄能器，第一蓄能器与下液压腔相
连通。打桩锤在上升过程中，第一蓄能器处于释放能力状态，即第一蓄能器释
放压力油，以促进打桩锤的提升。第二蓄能器处于回油吸震状态，即在打桩锤
提升过程中，液压控制系统中的各个输油管晃动大、波动大，第二蓄能器能吸
收能量，防止输油管的振动。
进一步的是：液压控制系统还包括第二蓄能器，第二蓄能器与第三插装阀
的下容腔、回油箱、顺序阀的第二油口相连通，第二蓄能器通过第二单向阀与
电磁阀的回油口相连通。当打桩锤在下降过程中，第一蓄能器处于蓄能状态，
即在打桩锤下降过程中压力油装置产生的过多能量被第一蓄能器所吸收。
总的说来，本发明具有如下优点：
1.本发明液压控制系统的控制效率高、能控制打桩的能量和频率。
2.本发明由于设有第一蓄能器和第二蓄能器，输油管晃动小。
3.本发明设有第四插装阀，在打桩锤由下落切换到提升时，换向压力波动
小。
4.本发明液压控制系统可控制打桩锤的上升、任意位置换向下行，实现打
桩锤的轻打和重打，从而控制打桩能量和频率，可实现轻打高频率、重
打稳定。
5.本发明的液压控制系统稳定，换向任意且可控，能保证打桩所要求的能
量和打击的重复精度。
附图说明
图1是本发明打桩锤上升时，液压控制系统的原理运行图。
图2是本发明打桩锤下降时，液压控制系统的原理运行图。
图3是本发明处于中位缓冲过程时，液压控制系统的原理运行图。
其中，1为压力油装置，2为回油箱，3为打桩锤的活塞杆，4为液压活塞，
5为差动液压缸，6为第一单向阀，7为第一蓄能器，8为第四插装阀的控制腔，
9为第四插装阀的下容腔，10为第四插装阀的上容腔，11为第一插装阀的控制
腔，12为第一插装阀的上容腔，13为第一插装阀的下容腔，14为第二插装阀的
控制腔，15为第二插装阀的上容腔，16为第二插装阀的下容腔，17为第三插装
阀的控制腔，18为第三插装阀的上容腔，19为第三插装阀的下容腔，20为顺序
阀的控制腔，21为电磁阀的控制口，22为电磁阀的压力油口，23为电磁阀的回
油口，24为第二蓄能器，25为第二单向阀。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
一种液压打桩锤顺序控制的液压控制系统，包括打桩锤、差动液压缸、压
力油装置、回油箱、第一单向阀、第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀、顺
序阀、电磁阀、第二单向阀；打桩锤的活塞杆穿过差动液压缸，活塞杆上设有
液压活塞，液压活塞与差动液压缸形成上液压腔和下液压腔，打桩锤包括活塞
杆、液压活塞和锤芯，锤芯设置在活塞杆的下端；顺序阀设有第一油口和第二
油口，电磁阀设有压力油口、回油口和控制口；压力油装置通过第一单向阀分
别与下液压腔、第一插装阀的下容腔和控制腔、第二插装阀的下容腔和控制腔、
顺序阀的第一油口、电磁阀的压力油口相连通；上液压腔分别与第一插装阀的
上容腔、第二插装阀的上容腔和第三插装阀的下容腔相连通，下液压腔分别与
第一插装阀的下容腔、第二插装阀的下容腔和顺序阀的第一油口相连通；第一
插装阀的上容腔与第二插装阀的上容腔相连通，第二插装阀的上容腔与第三插
装阀的下容腔相连通；回油箱分别与第三插装阀的下容腔和顺序阀的第二油口
相连通，回油箱通过第二单向阀与电磁阀的回油口相连通；电磁阀的控制口分
别与顺序阀的控制腔和第三插装阀的控制腔相连通。
第一插装阀的控制腔用于控制第一插装阀的启闭状态(即第一插装阀上容
腔与下容腔的连通状态)，当向第一插装阀的控制腔输入足够的压力油时，即第
一插装阀处于关闭状态，第一插装阀的上容腔和第一插装阀的下容腔不连通，
即上容腔内的压力油和下容腔内的压力油不能互相流动；当向第一插装阀的下
容腔输入足够的压力油时，第一插装阀处于打开状态，第一插装阀的上容腔和
第一插装阀的下容腔相连通，即上容腔内的压力油和下容腔内的压力油能互相
流动。第二插装阀、第三插装阀和第四插装阀的结构和使用原理也是一样的。
当电磁阀的右位机能得电时，电磁阀的控制口和电磁阀的回油口相通，即压力
油可以从电磁阀的控制口流向电磁阀的回油口，压力油不能从电磁阀的压力油
口流向电磁阀的控制口；当电磁阀的左位机能得电时，电磁阀的压力油口和电
磁阀的控制口相通，即压力油可以从电磁阀的压力油口流向电磁阀的控制口，
压力油不能从电磁阀的控制口流向电磁阀的回油口。顺序阀控制腔内的压力油
经电磁阀流回回油箱时，顺序阀在自身调节弹簧的作用下，顺序阀处于关闭状
态，顺序阀的第一油口和第二油口不相通；当顺序阀的控制腔内有足够的压力
油时，顺序阀处于打开状态，顺序阀的第一油口和第二油口相通。
液压控制系统还包括第四插装阀，第四插装阀的上容腔和控制腔均与下液
压腔相连通，第四插装阀的下容腔与上液压腔和第一插装阀的上容腔相连通。
当打桩锤处于最低位置时，且第一插装阀、第二插装阀和第三插装阀处于换向
期间的关闭状态，当所打击的桩有反弹时，差动液压缸的上液压腔的压力处于
瞬时憋压状态，此时第四插装阀将会打开(第四插装阀的上容腔和下容腔相连
通)，使得差动液压缸的上液压腔和下液压腔相连通，第一蓄能器此时吸收震动
脉冲，起到减震作用，差动液压缸为双活塞杆差动液压缸。
液压控制系统还包括第一蓄能器，第一蓄能器与下液压腔相连通。打桩锤
在上升过程中，第一蓄能器处于释放能力状态，即第一蓄能器释放压力油，以
促进打桩锤的提升。第二蓄能器处于回油吸震状态，即在打桩锤提升过程中，
液压控制系统中的各个输油管晃动大、波动大，第二蓄能器能吸收能量，防止
输油管的振动。
液压控制系统还包括第二蓄能器，第二蓄能器与第三插装阀的下容腔、回
油箱、顺序阀的第二油口相连通，第二蓄能器通过第二单向阀与电磁阀的回油
口相连通。当打桩锤在下降过程中，第一蓄能器处于蓄能状态，即在打桩锤下
降过程中压力油装置产生的过多能量被第一蓄能器所吸收。
结合图1所示，运行该液压控制系统进行提升打桩锤作业时，电磁阀处于
右位机能得电状态，电磁阀的控制口和电磁阀的回油口相通，顺序阀控制腔内
的压力油流向电磁阀的控制口(顺序阀即处于关闭状态)，再流向电磁阀的回油
口，再流回回油箱。第三插装阀控制腔内的压力油流向电磁阀的控制口(第三
插装阀即处于打开状态)，再流向电磁阀的回油口，再流回回油箱。压力油装置
的压力油流向第一单向阀后：一部分的压力油流向差动液压缸的下液压腔，以
促使打桩锤向上运动；另一部分的压力油流向第一插装阀和第二插装阀的控制
腔，使得第一插装阀和第二插装阀处于关闭状态；由于第一插装阀和第二插装
阀处于关闭状态，另一部分的压力油只能流入第一插装阀和第二插装阀的下容
腔内；由于顺序阀处于关闭状态，另一部分的压力油只能流到顺序阀的第一油
口处。差动液压缸上液压腔内的压力油，一部分流向第一插装阀的上容腔，另
一部分流向第三插装阀的下容腔。第一插装阀上容腔的压力油流向第二插装阀
的上容腔，再流向第三插装阀的下容腔。由于第三插装阀处于打开状态，第三
插装阀下容腔内的压力油流向回油箱。通过控制电磁阀的得电时间可控制打桩
锤的上升高度。
结合图2所示，运行该液压控制系统进行打桩锤落锤的作业时，电磁阀处
于左位机能得电状态，电磁阀的控制口和电磁阀的压力油口相通，压力油装置
的压力油流向第一单向阀后：一部分的压力油经电磁阀后流向顺序阀的控制腔
内(顺序阀即处于打开状态)；另一部分的压力油经电磁阀后流向第三插装阀的
控制腔(第三插装阀处于关闭状态)；由于顺序阀处于打开状态，第一插装阀和
第二插装阀控制腔内的压力油流过顺序阀，再流回回油箱；然后压力油装置的
压力油再次流向第一单向阀后：一部分的压力油流向第一插装阀和第二插装阀
的下容腔后(第一插装阀和第二插装阀已处于打开状态)，再流入差动液压缸的
上液压腔，以促使打桩锤向下运动；差动液压缸下液压腔内的压力油流向第一
插装阀和第二插装阀的下容腔，从而达到了上液压腔和下液压腔的相连通。通
过控制电磁阀的得电时间可控制打桩锤的停留时间。
结合图3所示，该液压控制系统处于中位缓冲过程时，打桩锤处于最低位
置，第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀处于换向期间的关闭状态，顺序阀
处于关闭状态，当所打击的桩有反弹时，差动液压缸的上液压腔的压力处于瞬
时憋压状态，此时第四插装阀将会打开，从而可以使差动液压缸的上液压腔和
下液压腔相连通，起到缓冲作用；同时，第一蓄能器可以吸收此时油路振动脉
冲的能量，起到减震作用。
图1、图2、图3中的实心点表示该实心点处的各个油路是相连通的。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实
施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、
替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。