一种海上打桩锤控制环形液压阀组结构的制作方法

1.本发明涉及一种液压阀组结构，具体为一种海上打桩锤控制液压阀组结构。


背景技术：

2.出于运输和开发的需求，海洋工程正日益趋向深水化和大型化，随着各项工程指标的提高，工程机械也在不断迭代。在海洋施工过程中，有时需要进行打桩操作，由于人力有限，所以会使用海洋打桩机来进行打桩操作，以节省人力并加快施工速度。液压打桩锤广泛应用于桥梁、建筑、港口码头、海上风电、海洋平台基础打桩及深水海洋结构物的安装。随着深海矿产、油气资源的开采，未来该产品市场需求量巨大。
3.液压打桩锤工作原理：以液压能为动力，提升锤芯后使锤芯加速下降，锤击桩帽并将桩体沉入基础中。同时，液压锤通过桩帽这一缓冲装置，直接将能量传给桩体，可以不受限制地对各种形状的钢板桩、混凝土预制桩、木桩等进行沉桩作业。另外，液压锤还可以方便地进行陆上与水上的斜桩作业，与其它桩锤相比有独到的优越性。对于液压打桩锤来说，液压阀组是其十分重要的零部件。
4.液压阀组是一种压力油操作的自动化元件，它受配压阀的压力油控制，通常与电磁配压阀组合使用，可用于远距离油、气水管路系统的通断，是液压传动中用来控制液体压力、流量和方向的元件。其中控制压力的称为压力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通、断和流向的称为方向控制阀。
5.液压打桩锤切换域的液压冲击、异常功率损耗是由于过渡区窗口时域控制不稳定引起，尤其是海上作业时地质引起的锤击载荷不确定性会导致回路快速切换过程鲁棒性变差，性能下降，严重时会导致液压回路功能丧失、设备使用寿命大幅缩短。因此必须针对切换过渡区的电液控制技术进行研究，提升设备液压回路的可靠性和可用性。
6.液压驱动打桩锤在进行打桩作业时，打桩锤下落后受反作用力影响会向反方向弹回一定距离，导致液压阀出油腔内形成一定真空并产生较大背压，从而影响液压打桩锤的工作稳定性，且在背压影响下，液压锤易在缸内产生较大的刚性冲击，严重影响打桩锤的使用寿命。目前市面上现有的部分液压阀组在使用时缺少保护机构，使得阀体容易受损，且工作时存在不稳定性，所以需发出一种打桩机专用环形液压阀组，以解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明是要提出一种海上打桩锤控制环形液压阀组结构，在国内外打桩机液压阀结构基础上，配套驱动系统，完成整机的装配与控制，以解决上述背景技术中提出的市面上现有的液压阀组在使用时，缺少保护机构，导致打桩锤结构容易受损、工作不稳定以及使用寿命低。
8.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
9.一种海上打桩锤控制环形液压阀组结构，包括：阀块、配油环、轴承、上部轴承、由两级先导阀组成的p阀、由两级先导阀组成的r阀以及s阀，所述环形液压阀组结构在外环部
位分别安装有p阀两级先导阀、r阀两级先导阀、s阀；所述环形液压阀组结构上端面设有4个p阀进油口用于连接油箱与p阀一级先导阀；所述环形阀液压组结构上端面设有4个r阀进油口用于连接油箱与r阀一级先导阀；所述环形液压阀组结构上端面设有1个s阀油口连接油箱与打桩锤液压缸。
10.进一步，所述环形液压阀组结构通过的圆环形结构安装在打桩锤等圆柱形结构上。
11.进一步，所述环形液压阀组结构上端面的4个p阀油口通过4个流道连接至p阀的一级先导阀，由一级先导阀再连接至p阀的二级先导阀，其中p阀的两级先导阀安装于环形液压阀组结构外环上。
12.进一步，所述环形液压阀组上端面的4个r阀油口通过4个流道连接至r阀的一级先导阀，由一级先导阀再连接至r阀的二级先导阀，其中r阀的两级先导阀安装于环形液压阀组结构外环上。
13.进一步，所述s阀安装于环形阀组结构外环上。
14.进一步，所述环形液压阀组结构内环部位分别设有p阀出油口、r阀出油口、s阀出油口，p阀出油口、r阀出油口、s阀出油口一侧分别与p阀二级先导阀、r阀二级先导阀和s阀对应连接，另一侧与打桩锤液压缸连接。
15.进一步，所述环形液压阀组结构内环上安装有上层轴承结构。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
17.本发明在国内外打桩机液压阀结构基础上设计了便于安装于海上打桩机的环形阀组结构；该环形阀组结构主要包括p阀、r阀与s阀三个主阀，通过控制三个阀的作用状态，实现对液压打桩锤的提升、下落以及向液压缸内补油等操作，实现液压打桩锤的稳定连续工作的同时提升了其使用寿命。
18.在本发明提出的环形阀组结构中，由于存在补偿阀s，当打桩锤进行击打操作受反作用力弹回时，补偿阀口自动打开向液压缸内注油，消除液压缸内产生的真空的情况，提升液压阀的工作稳定性与连续性，保证打桩锤稳定工作，提高液压缸的使用寿命。
附图说明
19.图1为本发明的海上打桩锤控制环形液压阀组结构示意图；
20.图2为本发明中p阀与r阀的位置示意图；
21.图3为本发明中s阀的位置示意图；
22.图4为本发明上端面示意图；
23.附图标记说明：1-p阀一级先导阀；2-p阀二级先导阀；3-r阀一级先导阀；4-r阀二级先导阀；5-s阀；6-配油环；7-s阀油口；8-p阀油口；9-上部轴承；10-r阀油口。
具体实施方式
24.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
25.如图1至图4所示，一种海上打桩锤控制环形液压阀组结构，包括阀块、配油环、轴承、由两级先导阀组成的p阀、由两级先导阀组成的r阀以及s阀。
26.环形液压阀组结构共有三类阀口：p阀插口8、r阀插口10与s阀插口7，分别用于安
装p阀、r阀和s阀5。
27.环形液压阀结构在内环部的内表面处设有三个出油口，分别将p阀、r阀和s阀与打桩锤液压缸相连接。
28.环形液压阀组结构在上端面设计了共4个p阀油口8(p口)作为环形液压阀组进油口，油箱通过与该p阀油口8相连的4个流道与p阀一级先导阀1连接，再通过p阀一级先导阀1与p阀二级先导阀2连接，从而对打桩锤液压缸进行控制。
29.环形液压阀组结构在上端面设计了共4个r阀油口10(r口)作为环形液压阀组回油口，油箱通过与该r阀油口10相连的4个流道与r阀一级先导阀3连接，再通过r阀一级先导阀3与r阀二级先导阀4连接，从而对打桩锤液压缸进行控制。
30.环形液压阀组结构在上端面设计了1个s阀油口7(s口)作为补偿阀口，当打桩锤进行击打操作并受反作用力弹回时，补偿阀口可自动打开，使油箱内的液压油补充至液压缸内，用以消除打桩锤弹回后液压缸内形成的真空情况，减小背压，从而提升液压阀的工作稳定性，减小打桩锤产生的刚性冲击，保证打桩锤结构稳定工作。
31.使用时，p阀二级先导阀2电磁铁得电开启，高压油经过p阀油口8流入p阀二级先导阀2，后作用于p阀一级先导阀1，使一级先导阀1切换阀芯。p阀一级先导阀1开启后高压油从两个阀口进入p阀一级先导阀2，两阀口处压力相同。由于阀芯自重和弹簧弹力作用，阀芯上侧压力始终大于下侧压力，这时阀芯关闭处于自锁状态。通电后p阀二级先导阀2切换工作相位，p阀一级先导级1和p阀二级先导阀2内低压油经过p阀油口8流回油箱，高压油打开p阀二级先导阀2经过p阀出油口流入打桩锤，开始打桩锤的提升过程。
32.r阀实施方式与p阀相同。r阀二级先导阀4电磁体通电状态下，r阀二级先导阀4自锁，高压油被限制在提升油缸内。断电后自锁解除，低压油经过r阀二级先导阀4流回油箱，开始打桩锤的下落过程。
33.s阀5起补油、保护作用。在冲击桩体的瞬间，锤芯部受反作用力回弹，此时油缸内液压油全部排空，会产生瞬间的真空状态，此时管路内压强方向改变，s阀5被打开，油箱内的液压油重新流入油缸内填补真空所需的部分，保证工作的稳定性。