一种液压静力压桩机及其液压控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及液压控制技术领域，特别涉及一种液压控制系统。本实用新型还涉及一种具有该液压控制系统的液压静力压桩机。


背景技术：

2.液压静力压桩机是应用广泛的基础施工装备，其核心液压控制元件包括压桩多路阀、行走多路阀、支腿多路阀等多个手动多路控制阀以及汇流阀组、放油阀组等多个分散的控制阀组。
3.现有技术中的液压系统在快压工况时，油缸小腔的回油首先经过长管路，然后经过多路阀内部快压联，再经过长管路返回油缸大腔，造成压力损失较高，能量浪费大，不利于设备效率的提升。
4.因此，随着对压桩机的控制系统优化要求越来越高，并且出于对能源节约的控制越发严格，本领域技术人员有必要适时提出一种集成度高、压力损失低且工作效率高的压桩机液压控制系统。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种液压控制系统，可以实现控制阀和液压管路的集成设置，从而可以简化管路布置、降低操纵劳动强度、降低能耗和提高工作效率。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述液压控制系统的液压静力压桩机。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种液压控制系统，包括多路阀主阀、快压阀组、快回阀组、主压油缸和副压油缸，所述快压阀组集成设置于所述主压油缸上，所述快回阀组集成设置于所述副压油缸上，所述多路阀主阀与所述快压阀组连接，所述多路阀主阀与所述快回阀组连接。
7.可选地，所述多路阀主阀包括多路阀主体和主溢流阀两级控制阀组，所述主溢流阀两级控制阀组集成设置于所述多路阀主体上。
8.可选地，所述多路阀主体包括第一半整体阀和第二半整体阀；
9.所述第一半整体阀包括夹桩联、主压联、进油联一、纵移二联、纵移一联、支腿四联和支腿三联；
10.所述第二半整体阀包括副压一联、副压二联、进油联二、横移二联、横移一联、支腿二联和支腿一联。
11.可选地，所述多路阀主阀还包括设于所述多路阀主体内部并与回油箱连接的主回油路；
12.所述主溢流阀两级控制阀组包括第一旁通切断控制阀、第一阻尼孔、第二旁通切断控制阀、第二阻尼孔、二级溢流阀和主溢流阀；
13.所述第一旁通切断控制阀通过外部控制油口x1与第一外部先导油源连接，所述第一外部先导油源与所述外部控制油口x1连接后，通过所述第一阻尼孔作用于所述第一旁通
切断控制阀上；
14.所述第二旁通切断控制阀通过外部控制油口x2与第二外部先导油源连接，所述第二外部先导油源与所述外部控制油口x2连接后，通过所述第二阻尼孔作用于所述第二旁通切断控制阀上；
15.所述主溢流阀的控制口通过控制油路依次串联所述第一旁通切断控制阀、所述第二旁通切断控制阀后与所述主回油路连通；
16.所述二级溢流阀的进油口与所述第一旁通切断控制阀和所述第二旁通切断控制阀之间的串联管路连通，所述二级溢流阀的出油口和控制油口均与所述主回油路连通。
17.可选地，还包括与所述第一旁通切断控制阀连接的上信号控制路以及与所述第二旁通切断控制阀连接的下信号控制路；
18.所述上信号控制路依次串联所述副压一联、所述副压二联、所述夹桩联和所述主压联后与所述主回油路连通；
19.所述下信号控制路依次串联所述纵移二联、所述纵移一联、所述支腿四联、所述支腿三联、所述支腿一联、所述支腿二联、所述横移一联和所述横移二联后与所述主回油路连通。
20.可选地，所述进油联一和所述进油联二通过通道连通后分支成下并联路一和下并联路二，所述下并联路一并联连接所述纵移二联、所述纵移一联、所述支腿四联和所述支腿三联，所述下并联路二并联连接所述横移二联、所述横移一联、所述支腿二联、所述支腿一联和所述主溢流阀的进油口，所述主溢流阀的回油口与所述主回油路连通；
21.所述进油联一包括泵进油口p1，所述进油联二包括泵进油口p2，所述泵进油口p1与单向阀二的正向进油口连接，所述泵进油口p2与单向阀一正向进油口连接，所述单向阀二的正向出油口和所述单向阀一的正向出油口通过流道连通后分支成上并联路一和上并联路二，所述上并联路一并联连接所述主压联和所述夹桩联，所述上并联路二并联连接所述副压一联和所述副压二联。
22.可选地，所述快压阀组包括快压阀体和快压切换阀，所述快压阀体内部设有流道，所述快压切换阀设于所述快压阀体上，所述快压切换阀的正向进油口与所述主压油缸的小腔连接，所述快压切换阀的正向工作油口a22与所述主压油缸的大腔连接，所述快压切换阀的正向工作油口b22与所述多路阀主阀连接，所述快压切换阀的液控油口与外部控制源连接。
23.可选地，所述快回阀组包括大腔液控单向阀和小腔液控单向阀，所述大腔液控单向阀的正向出油口与所述副压油缸的大腔连通，所述大腔液控单向阀的液控油口与外部控制源连接，所述大腔液控单向阀的正向进油口与所述小腔液控单向阀的正向进油口和外部油箱连通，所述小腔液控单向阀的正向出油口与所述副压油缸的小腔连通。
24.可选地，还包括放油阀组，所述多路阀主阀通过所述放油阀组与所述快压阀组连接，所述放油阀组与外部油箱连接；
25.所述放油阀组包括液控单向阀一，所述液控单向阀一的正向进油口与外部油箱连接，所述液控单向阀一的正向出油口与所述主压油缸的大腔连接，所述液控单向阀一的液控油口与外部控制源连接；通过所述外部控制源打开所述液控单向阀一，以实现在提桩工作时使所述主压油缸的大腔内液压油逆向经过所述液控单向阀一后回到所述外部油箱。
26.本实用新型还提供一种液压静力压桩机，包括上述任一项所述的液压控制系统。
27.相对于上述背景技术，本实用新型实施例所提供的液压控制系统，包括多路阀主阀、快压阀组、快回阀组、主压油缸和副压油缸，其中，快压阀组集成设置于主压油缸上，以实现快压功能；快回阀组集成设置于副压油缸上，以实现快回功能；多路阀主阀与快压阀组连接，多路阀主阀与快回阀组连接，用以实现压桩机压桩、夹桩、加力、行走、升降等功能。
28.在进行快压作业时，通过快压阀组阻断主压油缸小腔到多路阀主阀的通路，使主压油缸小腔内的液压油经快压阀组后在主压油缸的大腔入口处与来自多路阀主阀的液压油合流，直接流回主压油缸的大腔内，由于快压阀组直接集成在主压油缸上，在快压动作时，不再需要通过长管路以及多路阀主阀内部快压联流回主压油缸大腔内，直接实现差动回路，因此，可以大幅降低快压工况压损，提高作业速度，且由于快压功能集成在油缸上，多路阀主阀上无需设置快压联，多路阀主阀结构得到简化；当进行快提作业时，通过阻断副压油缸的进出油道，并控制液压油经多路阀主阀进入主压油缸小腔，使主压油缸的活塞杆上提，同时推动副压油缸被动回位，副压油缸的活塞杆快提时，通过控制快回阀组，使副压油缸大腔内的液压油一部分进入副压油缸小腔内进行补充，多余的液压油通过管道进入外部油箱中，以此实现压桩机快提作业，与此同时，由于快回阀组直接集成在副压油缸上，这样可以降低管路压力损失，提高快提效率。
29.这样一来，相较于传统手动控制压桩机多路阀，其控制阀组的布置过于分散，使得管路布置凌乱，操纵劳动强度大、漏油点多，售后维护不便，并且由于采用的是机加流道设计，压力等级为25mpa，不能满足设备高压化发展的要求。本实用新型实施例所提供的液压控制系统可以实现多路阀主阀以及液压阀组的集成设置，从而可以简化管路布置、降低操纵劳动强度、降低能耗和提高工作效率，且系统的压力等级高，足以满足设备高压化的发展要求。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
31.图1为本实用新型实施例所提供的液压控制系统的原理图；
32.图2为本实用新型实施例所提供的多路阀主阀的主视图；
33.图3为本实用新型实施例所提供的下信号控制路以及上信号控制路原理示意图；
34.图4为本实用新型实施例所提供的部分液压回路原理示意图；
35.图5为本实用新型实施例所提供的快压阀组的原理图；
36.图6为本实用新型实施例所提供的主溢流阀两级控制阀组的原理图；
37.图7为本实用新型实施例所提供的快回阀组的原理图；
38.图8为图2中d-d处的剖视图；
39.图9为图2中e-e处的剖视图；
40.图10为本实用新型实施例所提供的放油阀组的原理图；
41.图11为本实用新型实施例所提供的快压阀组的连接示意图。
42.其中：
43.1-多路阀主阀、2-快压阀组、3-快回阀组、4-放油阀组、5-油缸、6-下信号控制路、7-上信号控制路、8-下并联路一、9-下并联路二、10-主回油路、11-多路阀主体、12-夹桩阀组、13-主溢流阀两级控制阀组、14-控制油路、15-上并联路一、16-上并联路二、17-单向阀一、18-单向阀二、21-快压阀体、22-快压切换阀；
44.111-第一半整体阀、112-第二半整体阀；
45.121-夹桩液控单向阀；
46.131-第一旁通切断控制阀、132-第二旁通切断控制阀、133-主溢流阀、134-第一阻尼孔、135-第二阻尼孔、136-二级溢流阀；
47.301-大腔液控单向阀、302-小腔液控单向阀；
48.401-液控单向阀一；
49.501-主压油缸、502-副压油缸；
50.1111-夹桩联、1112-主压联、1113-进油联一、1114-纵移二联、1115-纵移一联、1116-支腿四联、1117-支腿三联；
51.1121-副压一联、1122-副压二联、1123-横移二联、1124-横移一联、1125-支腿二联、1126-支腿一联、1127-进油联二。
具体实施方式
52.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
53.本实用新型的核心是提供一种液压控制系统，可以实现控制阀和液压管路的集成设置，从而可以简化管路布置、降低操纵劳动强度、降低能耗和提高工作效率。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述液压控制系统的液压静力压桩机。
54.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
55.参考图1，本实用新型实施例所提供的液压控制系统，包括多路阀主阀1、快压阀组2、快回阀组3、油缸5，其中，油缸5包括主压油缸501以及副压油缸502，快压阀组2集成设置于主压油缸501上，以实现快压功能，使主压油缸501小腔内的液压油不再需要通过长管路流回主压油缸501大腔内，直接实现差动回路；快回阀组3集成设置于副压油缸502上，以实现快回功能；多路阀主阀1与快压阀组2的管路连接，多路阀主阀1与快回阀组3的管路连接。
56.此外，系统还包括放油阀组4和外部油箱，多路阀主阀1通过放油阀组4与快压阀组2的管路连接，放油阀组4与外部油箱连接。通过控制放油阀组4，以在提桩工作时使主压油缸501大腔内液压油经过放油阀组4后直接回到外部油箱，这样可以提高提桩作业的效率，降低操纵劳动强度。
57.需要说明的是，多路阀主阀1包括两个半整体铸造的多路阀结构，采用qt500材料铸造成型，压力等级达到35mpa，用以实现压桩、夹桩、加力、行走、升降等功能。
58.相较于传统手动控制压桩机多路阀，采用的压桩阀、支腿阀、行走阀三套多路阀分
开，再加上一些附属功能的阀块，控制阀组的布置过于分散，使得管路布置凌乱，操纵劳动强度大、漏油点多，售后维护不便，也不美观，并且由于采用的是机加流道设计，压力等级为25mpa，不能满足设备高压化发展的要求。本实用新型实施例所提供的液压控制系统可以实现多路阀主阀以及液压阀组的集成设置，由传统的三个多路阀主阀加一个基础阀块的模式变为一个整体式多路阀的模式，从而可以简化管路布置、降低操纵劳动强度、降低能耗和提高工作效率，且系统的压力等级高，足以满足设备高压化的发展要求，其作业能力大幅提升。
59.具体地说，多路阀主阀1包括多路阀主体11、夹桩阀组12以及主溢流阀两级控制阀组13，多路阀主阀1还包括主回油路10，主回油路10设在多路阀主体11内部并与回油箱连接，夹桩阀组12以及主溢流阀两级控制阀组13集成设置在多路阀主体11上。
60.参考图2、图3、图8和图9，多路阀主体11包括第一半整体阀111和第二半整体阀112。其中，第一半整体阀111包括夹桩联1111、主压联1112、进油联一1113、纵移二联1114、纵移一联1115、支腿四联1116以及支腿三联1117，且工作联每一联动作为液压先导控制；第二半整体阀112包括副压一联1121、副压二联1122、进油联二1127、横移二联1123、横移一联1124、支腿二联1125以及支腿一联1126，且工作联每一联动作为液压先导控制。
61.参考图6，主溢流阀两级控制阀组13包括第一旁通切断控制阀131、第一阻尼孔134、第二旁通切断控制阀132、第二阻尼孔135、二级溢流阀136以及主溢流阀133。其中，第一旁通切断控制阀131通过外部控制油口x1与第一外部先导油源连接，第一外部先导油源与外部控制油口x1连接后，通过第一阻尼孔作用于第一旁通切断控制阀上；第二旁通切断控制阀132通过外部控制油口x2与第二外部先导油源连接，第二外部先导油源与外部控制油口x2连接后，通过第二阻尼孔作用于第二旁通切断控制阀上。
62.参考图6、图4和图3，主溢流阀133的控制口通过控制油路14依次串联第一旁通切断控制阀131、第二旁通切断控制阀132后与主回油路10连通；二级溢流阀136的进油口与第一旁通切断控制阀131和第二旁通切断控制阀132之间的串联管路连通，二级溢流阀136的出油口和控制油口均与主回油路10连通。
63.进一步地，参考图3，液压控制系统还包括与第一旁通切断控制阀131连接的上信号控制路7以及与第二旁通切断控制阀132连接的下信号控制路6；其中，上信号控制路7依次串联副压一联1121、副压二联1122、夹桩联1111和主压联1112，并最终与主回油路10连通后回油；下信号控制路6依次串联纵移二联1114、纵移一联1115、支腿四联1116、支腿三联1117、支腿一联1126、支腿二联1125、横移一联1124和横移二联1123，并最终与主回油路10连通后回油。
64.这样一来，第一外部先导油源与x1口连接后，通过第一阻尼孔134作用在第一旁通切断控制阀131上，与此同时，通过上信号控制路7依次串联副压一联1121、副压二联1122、夹桩联1111以及主压联1112，并最终与主回油路10连通后回油；通过上述连接，在副压一联1121、副压二联1122、夹桩联1111以及主压联1112中，任意一联阀换向时，上信号控制路7回油箱的通道被阻断，第一外部先导油源通过x1口后，经过第一阻尼孔134作用在第一旁通切断控制阀131阀芯上，推动第一旁通切断控制阀131阀芯换向，从而主溢流阀133建立压力，此时，主溢流阀133的溢流压力由其本身设定压力决定。
65.第二外部先导油源与x2口连接后，通过第二阻尼孔135作用在第二旁通切断控制
阀132上，与此同时，通过下信号控制路6依次串联纵移二联1114、纵移一联1115、支腿四联1116、支腿三联1117、支腿一联1126、支腿二联1125、横移一联1124以及横移二联1123，并最终与主回油路10连通后回油；通过上述连接，在纵移二联1114、纵移一联1115、支腿四联1116、支腿三联1117、支腿一联1126、支腿二联1125、横移一联1124以及横移二联1123中，任意一联阀换向时，下信号控制路6回油箱的通道被阻断，第二外部先导油源通过x2口后，经过第二阻尼孔135作用在第二旁通切断控制阀132阀芯上，推动第二旁通切断控制阀132阀芯换向，从而使主溢流阀133建立压力，此时，主溢流阀133的溢流压力由二级溢流阀136决定，需要注意的是，二级溢流阀136的设定压力低于主溢流阀133的设定压力。
66.这样一来。由于设置上述连接结构的主溢流阀两级控制阀组13，因此，可以实现压桩机体移动与压桩的两级压力控制。
67.此外，参考图4，进油联一1113以及进油联二1127通过通道相互连通后分支成下并联路一8和下并联路二9，下并联路一8并联连接纵移二联1114、纵移一联1115、支腿四联1116以及支腿三联1117；下并联路二9并联连接横移二联1123、横移一联1124、支腿二联1125、支腿一联1126以及主溢流阀133的进油口，主溢流阀133的回油口与主回油路10连通。
68.参考图4，进油联一1113包括泵进油口p1，进油联二1127包括泵进油口p2，泵进油口p1与单向阀二18的正向进油口连接，泵进油口p2与单向阀一17的正向进油口连接，单向阀二18的正向出油口以及单向阀一17的正向出油口通过流道连通后分支成上并联路一15和上并联路二16；上并联路一15并联连接主压联1112和夹桩联1111；上并联路二16并联连接副压一联1121和副压二联1122。
69.这样一来，通过设置单向阀一17以及单向阀二18，以使上并联路一15和上并联路二16所在流道与下并联路一8和下并联路二9所在流道进行隔离，由于单向阀一17以及单向阀二18的单向导通性，因此，可以使上并联路一15和上并联路二16所在流道的高压不会对下并联路一8和下并联路二9所在流道造成冲击。
70.参考图1和图10，放油阀组4包括液控单向阀一401，液控单向阀一401的正向进油口与外部油箱连接，液控单向阀一401的正向出油口与主压油缸501的大腔连接，液控单向阀一401的液控油口与外部控制源连接，通过外部控制源使液控单向阀一401打开，进而在提桩工作时使主压油缸501大腔内液压油逆向经过液控单向阀一401后直接回到外部油箱。
71.参考图1、图5和图11，快压阀组2直接集成在主压油缸501上，快压阀组2包括快压阀体21和快压切换阀22，快压阀体21内部设有流道，快压切换阀22设在快压阀体21上，快压切换阀22的正向进油口与主压油缸501的小腔连接，快压切换阀22的正向工作油口a22与主压油缸501的大腔连接，快压切换阀22的正向工作油口b22与放油阀组4连接，快压切换阀22的液控油口与控制源连接；在快压动作时，通过控制源使快压切换阀22换向，以阻断主压油缸501小腔到多路阀主阀1的通路，使主压油缸501小腔内的液压油经过快压切换阀22的正向工作油口a22后在主压油缸501大腔入口处与来自多路阀内部主压联的液压油合流，直接流回主压油缸501大腔内；由于快压阀组2直接集成在主压油缸501上，在快压动作时，不再需要通过长管路以及多路阀内部快压联流回主压油缸501大腔内，直接实现差动回路，有效防止快压时大腔液压油补给效率低的问题，因此，可以大幅降低快压工况压损，提高作业速度；且由于快压功能集成在主压油缸501上，多路阀主阀1上不再设置快压联，多路阀主阀1结构得到简化。
72.参考图1和图7，快回阀组3集成设置在副压油缸502上，快回阀组3包括大腔液控单向阀301和小腔液控单向阀302，大腔液控单向阀301的正向出油口与副压油缸502的大腔连通，大腔液控单向阀301的液控油口与外部控制源连接，大腔液控单向阀301的正向进油口与小腔液控单向阀302的正向进油口以及外部油箱连通，小腔液控单向阀302的正向出油口与副压油缸502小腔连通。
73.当需要进行快提作业时，通过外部控制源改变主压联1112的位置，此时，副压一联1121以及副压二联1122阀芯位于中位，阻断副压油缸502的进出油道，以使来自进油联一1113以及进油联二1127的液压油经过主压联1112后进入主压油缸501小腔，使主压油缸501的活塞杆上提，同时通过外部机械装置推动副压油缸502被动回位；副压油缸502的活塞杆快提时，通过外部控制源控制大腔液控单向阀301打开，使副压油缸502的大腔内液压油逆向经过大腔液控单向阀301，一部分液压油正向经过小腔液控单向阀302后进入副压油缸502的小腔内进行补充，多余的液压油通过管道进入外部油箱中，以此实现压桩机快提作业；与此同时，由于大腔液控单向阀301以及小腔液控单向阀302直接集成在副压油缸502上，这样可以降低管路压力损失，提高快提效率。
74.参考图4，夹桩阀组12包括夹桩液控单向阀121，夹桩液控单向阀121集成在多路阀主体11上，夹桩液控单向阀121的液控油口与夹桩油缸的小腔连通；当需要进行夹桩作业时，通过外部控制源改变夹桩联1111的阀芯位置，使来自进油联一1113以及进油联二1127的液压油依次经过夹桩联1111、夹桩液控单向阀121后进入夹桩油缸上腔，实现对桩的夹持；持续夹桩时，夹桩油缸大腔高压可使夹桩液控单向阀121紧紧关闭，防止夹桩油缸上腔液压油从夹桩联1111阀芯密封间隙泄露，有效加强夹桩输出端保压效果；松桩时，通过外部控制源改变夹桩联1111的阀芯位置，使夹桩油缸大腔回油、小腔进油。
75.需要说明的是，在本文中，所谓小腔是指油缸的有杆腔，所谓大腔是指油缸的无杆腔。
76.本实用新型所提供的一种液压静力压桩机，包括上述具体实施例所描述的液压控制系统；液压静力压桩机的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。
77.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
78.以上对本实用新型所提供的液压静力压桩机及其液压控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。