CN105909577B - 一种快速张紧液压站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速张紧液压站，包括可编程控制器PLC、张紧油缸、液压系统及用于检测输送带机张力信号的张力传感器，张力传感器与可编程控制器PLC通信连接，液压系统包括油箱、快速进给回路、缓慢进给回路以及设置在张紧油缸进油口处的电磁换向阀，快速进给回路和缓慢进给回路均与油箱相连，快速进给回路的末端和缓慢进给回路的末端均与电磁换向阀的进口端相连，快速进给回路上设置有第一油泵及第一电机，缓慢进给回路上设置有第二油泵及第二电机，第一油泵和第二油泵的工作压力及油量均不相同，第一电机和第二电机均与上述可编程控制器PLC相连。本发明中的液压系统能够提供至少三种不同的进给速度，以满足输送带机不同的张紧速度要求。

Description

一种快速张紧液压站

技术领域

本发明属于带式输送机技术领域，尤其涉及一种快速张紧液压站。

背景技术

带式输送机要正常运转，输送带必须有一定的张紧力。输送带具有一定的张紧力才能使输送带和驱动滚筒之间产生足够的摩擦力，保证传动滚筒带动输送带正常运转。张紧装置就是为带式输送机正常运转提供张紧力的辅助装置，在输送带运输系统中不可或缺。具体地说，张紧装置的主要作用是：(1)保证输送带在驱动滚筒分离点有足够的张力，确保摩擦传动条件；(2)保证输送带在最小张力区域的最小垂度条件；(3)补偿输送带长时间运行产生的永久伸长，使输送带始终保持一定的张力；(4)有时还可以起到储带作用。在带式输送机设计制造中，必须合理选择张紧装置，做到既能保证输送机安全运转，又经济实惠。

目前带式输送机张紧装置主要有：螺旋张紧、手动绞磨张紧、重锤张紧、张紧车张紧、液压张紧等几种。自动液压张紧装置是因具备可设定输送带的启动过程和运行过程的张力，使输送带始终在一个合理张力范围内运行，从而提高输送带的张力利用率，减小输送带和滚筒之间滑动摩擦损伤以及和驱动滚筒的胶皮比压的优点而成为目前大型带式输送机输送带普遍采用的一种张紧方式，它是采用张紧小车+液压油缸+泵站的形式，通过张紧小车将输送带收紧，通过液压油缸自动调节输送带在运行过程中的松紧程度。现有的自动液压张紧装置的液压油缸的压力控制系统采用的是定量泵+电液比例阀的组合形式，其压力调节精度低，且存在死区，油泵按照最大的流量工作，系统发热量大，能耗大，且因采用定量泵，张紧速度恒定不变，无法充分满足实际工况的需求。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

发明内容

本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种快速张紧液压站，该液压站能够提供三种不同的进给速度，以满足输送带机不同的张紧速度要求。

本发明所采用的技术方案为：

一种快速张紧液压站，包括可编程控制器PLC、张紧油缸、用于为张紧油缸供油的液压系统及用于检测输送带机张力信号的张力传感器，张力传感器与可编程控制器PLC通信连接，液压系统包括油箱、快速进给回路、缓慢进给回路以及设置在张紧油缸进油口处的电磁换向阀，快速进给回路的始端和缓慢进给回路的始端均与油箱相连，快速进给回路的末端和缓慢进给回路的末端均与电磁换向阀的进口端相连，快速进给回路上设置有第一油泵及驱动第一油泵的第一电机，缓慢进给回路上设置有第二油泵及驱动第二油泵的第二电机，第一油泵和第二油泵的工作压力及油量均不相同，第一电机和第二电机均与上述可编程控制器PLC相连。

所述第一油泵的工作压力小于第二油泵的工作压力，第一油泵的油量大于第二油泵的油量，第一电机和第二电机均为三相异步电动机。

所述快速进给回路和缓慢进给回路上均设置有油量传感器，各油量传感器均与上述可编程控制器PLC通信连接。

所述液压系统还包括出口压力检测机构，出口压力检测机构包括设置在电磁换向阀进口端的压力传感器及与电磁阀换向阀的出口端相连的节流阀，节流阀与油箱之间的回油管路上设置有第三溢流阀。

所述张紧油缸上设置有用于检测油缸活塞杆行程的多点位置行程开关，多点位置行程开关与上述可编程控制器PLC通信连接。

所述液压系统还包括手动应急回路，手动应急回路上沿供油方向依次设置有手动打压泵和手动换向阀。

所述液压系统有四种工作模式：第一电机开启，快速进给回路为张紧油缸供油，第二电机关闭，缓慢进给回路不为张紧油缸供油；第一电机关闭，快速进给回路不为张紧油缸供油，第二电机开启，缓慢进给回路为张紧油缸供油；第一电机和第二电机同时开启，快速进给回路和缓慢进给回路同时为张紧油缸供油；第一电机和第二电机均关闭，快速进给回路和缓慢进给回路均不为张紧油缸供油，手动应急回路开启为张紧油缸供油。

所述油箱包括有杆腔和无杆腔，上述快速进给回路、缓慢进给回路、手动应急回路均与有杆腔相连；所述第一油泵的出油口与电磁换向阀的进口端之间的供油管路上沿供油方向依次设置有相连的第一单向阀、第一精过滤器和第一直角单向阀，其中，第一精过滤器与第一直角单向阀之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有第一溢流阀；所述第二油泵的出油口与电磁换向阀的进口端之间的供油管路上沿供油方向依次设置有相连的第二单向阀、第二精过滤器和第二直角单向阀，第二精过滤器与第二直角单向阀之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有第二溢流阀；第二直角单向阀与电磁换向阀的进油口端之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有安全阀。

所述液压系统还包括耐震压力表和蓄能器组，耐震压力表和蓄能器组均与上述快速进给回路、缓慢进给回路、手动应急回路相连，蓄能器组包括两个蓄能器，其中一个蓄能器与上述第一单向阀、第一直角单向阀配合形成第一保压液压系统，另外一个蓄能器与上述第二单向阀、第二直角单向阀配合形成第二保压液压系统。

所述第一油泵与油箱之间、第二油泵与油箱之间均设置有吸油滤油器，所述油箱上设置有温度液位计和空气过滤器。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

1、传统的油缸压力控制系统均采用定量泵和电液比例阀，压力调节精度低，且存在死区，油泵按最大流量工作，系统的发热量大。而本发明中为张紧油缸供油的快速进给回路和缓慢进给回路可分别为张紧油缸供油，也可同时为张紧油缸供油，两者分别工作与同时工作的情况下，可得到三种不同的油量，间接地提供三种张紧速度，能耗小，节能效果显著，且满足了输送带机不同张紧程度的需求。

2、本发明中的快速张紧液压站的抗污染性能要远高于现有的比例调压方式，对油液的污染不敏感。

3、本发明中的张力传感器检测输送带机的张力信号，并将该张力信号实施传输至可编程控制器PLC，经可编程控制器PLC计算分析后，向第一电机和第二电机发出控制指令，进而控制第一油泵和第二油泵的运转，运转过程中，由油量传感器实时检测供油管路内的流量，并由压力传感器实时检测供油管路出口的压力，并将检测到的流量信号和压力信号实时传输至可编程控制器PLC，由可编程控制器PLC控制实现液压系统流量和压力的实时调节，自动化程度高。

4、本发明的液压系统中设置了手动应急回路，满足了手动供油的需求，且在系统断电或电机发生损坏的情况下，能对油缸进行油液供给，保证了系统运行的稳定性和可靠性；保压液压系统使第一电机和第二电机均为间歇式工作，降低了能量消耗。

附图说明

图1为本发明的控制原理图。

图2为本发明的液压原理图。

图3为输送带机、张紧小车及张紧油缸的相对位置关系示意图。

其中，

1、第二吸油滤油器 2、第二电机 3、第二油泵 4、第二单向阀 5、第二精过滤器 6、第二直角单向阀 7、第二溢流阀 8、第一吸油滤油器 9、第一电机 10、第一油泵11、第一单向阀 12、第一精过滤器 13、第一油量传感器 14、第一直角单向阀 15、第一溢流阀 16、安全阀 17、手动打压泵 18、手动换向阀 19、耐震压力表 20、蓄能器组21、压力传感器 22、电磁换向阀 23、节流阀 24、第三溢流阀 25、张力传感器 26、张紧油缸 26.1、有杆腔 26.2、无杆腔 27、空气过滤器28、温度液位计 29、张紧小车30、张紧辊 31、输送带 32、导轨 33、多点位置行程开关

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，一种快速张紧液压站，包括可编程控制器PLC、张紧油缸26、用于为张紧油缸26供油的液压系统及用于检测输送带机张力信号的张力传感器25，张力传感器25与可编程控制器PLC通信连接，液压系统包括油箱、快速进给回路、缓慢进给回路以及设置在张紧油缸26进油口处的电磁换向阀22，快速进给回路的始端和缓慢进给回路的始端均与油箱相连，快速进给回路的末端和缓慢进给回路的末端均与电磁换向阀22的进口端相连，快速进给回路上设置有第一油泵10及驱动第一油泵10的第一电机9，缓慢进给回路上设置有第二油泵3及驱动第二油泵3的第二电机2，第一电机9和第二电机2均为三相异步电动机，第一油泵10为低压大流量油泵，第二油泵3为高压小流量油泵；所述快速进给回路上设置有第一油量传感器13，缓慢进给回路上均设置有第二油量传感器，第一、第二油量传感器均与上述可编程控制器PLC通信连接；所述第一油泵10与油箱之间设置有第一吸油滤油器8、第二油泵3与油箱之间设置有第二吸油滤油器1，所述油箱上设置有温度液位计28和空气过滤器27；所述液压系统还包括手动应急回路，手动应急回路上沿供油方向依次设置有手动打压泵17和手动换向阀18；所述液压系统还包括耐震压力表19和蓄能器组20，耐震压力表19和蓄能器组20均与上述快速进给回路、缓慢进给回路、手动应急回路相连。

具体地说，所述油箱包括有杆腔26.1和无杆腔26.2，上述快速进给回路、缓慢进给回路、手动应急回路均与有杆腔26.1相连；所述第一油泵10的出油口与电磁换向阀22的进口端之间的供油管路上沿供油方向依次设置有相连的第一单向阀11、第一精过滤器12和第一直角单向阀14，其中，第一精过滤器12与第一直角单向阀14之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有第一溢流阀15；所述第二油泵3的出油口与电磁换向阀22的进口端之间的供油管路上沿供油方向依次设置有相连的第二单向阀4、第二精过滤器5和第二直角单向阀6，第二精过滤器5与第二直角单向阀6之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有第二溢流阀7；第二直角单向阀6与电磁换向阀22的进油口端之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有安全阀16。所述蓄能器组20包括两个蓄能器，其中一个蓄能器与上述第一单向阀11、第一直角单向阀14配合形成第一保压液压系统，另外一个蓄能器与上述第二单向阀4、第二直角单向阀6配合形成第二保压液压系统，第一保压系统和第二保压系统利用各自的双单向阀锁死液压回路，与蓄能器组20配合使用，保证系统压力不下降。

所述液压系统还包括出口压力检测机构，出口压力检测机构包括设置在电磁换向阀22进口端的压力传感器21及与电磁阀换向阀22的出口端相连的节流阀23，节流阀23与油箱之间的供油管路上设置有第三溢流阀24。

所述张紧油缸26上设置有用于检测油缸活塞杆行程的多点位置行程开关33，多点位置行程开关33与上述可编程控制器PLC通信连接，并将实时采集到的张紧油缸26的行程信号及时传输至可编程控制器PLC，以便可编程控制器PLC结合张力信号和行程信号对第一电机9和第二电机2作出控制。

所述液压系统有四种工作模式：第一电机9开启，快速进给回路为张紧油缸26供油，第二电机2关闭，缓慢进给回路不为张紧油缸26供油；第一电机9关闭，快速进给回路不为张紧油缸26供油，第二电机2开启，缓慢进给回路为张紧油缸26供油；第一电机9和第二电机2同时开启，快速进给回路和缓慢进给回路同时为张紧油缸26供油；也就是说，可编程控制器PLC可以对张力信号传感器25传输来的张力信号进行计算分析后，向第一电机9和第二电机2发出控制指令，控制第一电机9和第二电机2分别工作或同时工作，以使液压系统为张紧油缸26提供三种不同的流量，从而间接提供三种张紧速度；作为第四种工作模式，是第一电机9和第二电机2均关闭，快速进给回路和缓慢进给回路均不为张紧油缸26供油，手动应急回路开启为张紧油缸26供油。不同的工作模式下，液压系统供给给张紧油缸26的油量及供给油量的速度均不相同，从而为输送带31提供了四种不同的张紧速度，可以满足输送带31不同的张紧需求。

本发明中的液压系统工作时，优选的，先通过开启第一电机9带动低压大流量泵工作，实现对张紧油缸26的快速进给，触发到张紧油缸26的多点位置行程开关后，第一电机断电，第二电机2开启，带动高压小流量泵工作，缓慢张紧液压缸，得到稳定的系统压力，避免对输送带31造成压力冲击，延长了输送带31的使用寿命。

需要说明的是，本发明的液压系统工作时仅对张紧油缸26的有杆腔26.1供油，在不需要张紧的时候，依靠皮带的自身的张力使张紧油缸26复位且在张紧油缸26的回油处设置压力可调的节流阀23及第三溢流阀24，其目的是使有杆腔26.1留存有一定量的液压油，为下次快速张紧节省时间。

如图3所示，上述张紧油缸26的活塞杆通过钢丝绳与张紧小车29相连，张紧小车29带动张力辊30沿导轨32移动，从而实现对套置在张力辊30上的输送带31的张力调节。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种快速张紧液压站，其特征在于，包括可编程控制器PLC、张紧油缸、用于为张紧油缸供油的液压系统及用于检测输送带张力信号的张力传感器，张力传感器与可编程控制器PLC通信连接，液压系统包括油箱、快速进给回路、缓慢进给回路以及设置在张紧油缸进油口处的电磁换向阀，快速进给回路的始端和缓慢进给回路的始端均与油箱相连，快速进给回路的末端和缓慢进给回路的末端均与电磁换向阀的进口端相连，所述张紧油缸包括有杆腔和无杆腔，上述快速进给回路、缓慢进给回路均与有杆腔相连，快速进给回路上设置有第一油泵及驱动第一油泵的第一电机，缓慢进给回路上设置有第二油泵及驱动第二油泵的第二电机，第一油泵和第二油泵的工作压力及油量均不相同，第一电机和第二电机均与上述可编程控制器PLC相连。

2.根据权利要求1所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述第一油泵的工作压力小于第二油泵的工作压力，第一油泵的油量大于第二油泵的油量，第一电机和第二电机均为三相异步电动机。

3.根据权利要求1所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述快速进给回路和缓慢进给回路上均设置有油量传感器，各油量传感器均与上述可编程控制器PLC通信连接。

4.根据权利要求1所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述液压系统还包括出口压力检测机构，出口压力检测机构包括设置在电磁换向阀进口端的压力传感器及与电磁换向阀的出口端相连的节流阀，节流阀与油箱之间的回油管路上设置有第三溢流阀。

5.根据权利要求1所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述张紧油缸上设置有用于检测油缸活塞杆行程的多点位置行程开关，多点位置行程开关与上述可编程控制器PLC通信连接。

6.根据权利要求1所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述液压系统还包括手动应急回路，手动应急回路上沿供油方向依次设置有手动打压泵和手动换向阀。

7.根据权利要求6所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述液压系统有四种工作模式：第一电机开启，快速进给回路为张紧油缸供油，第二电机关闭，缓慢进给回路不为张紧油缸供油；第一电机关闭，快速进给回路不为张紧油缸供油，第二电机开启，缓慢进给回路为张紧油缸供油；第一电机和第二电机同时开启，快速进给回路和缓慢进给回路同时为张紧油缸供油；第一电机和第二电机均关闭，快速进给回路和缓慢进给回路均不为张紧油缸供油，手动应急回路开启为张紧油缸供油。

8.根据权利要求6所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述手动应急回路与有杆腔相连；所述第一油泵的出油口与电磁换向阀的进口端之间的供油管路上沿供油方向依次设置有相连的第一单向阀、第一精过滤器和第一直角单向阀，其中，第一精过滤器与第一直角单向阀之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有第一溢流阀；所述第二油泵的出油口与电磁换向阀的进口端之间的供油管路上沿供油方向依次设置有相连的第二单向阀、第二精过滤器和第二直角单向阀，第二精过滤器与第二直角单向阀之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有第二溢流阀；第二直角单向阀与电磁换向阀的进口端之间的供油管路和油箱的出油口之间设置有安全阀。

9.根据权利要求8所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述液压系统还包括耐震压力表和蓄能器组，耐震压力表和蓄能器组均与上述快速进给回路、缓慢进给回路、手动应急回路相连，蓄能器组包括两个蓄能器，其中一个蓄能器与上述第一单向阀、第一直角单向阀配合形成第一保压液压系统，另外一个蓄能器与上述第二单向阀、第二直角单向阀配合形成第二保压液压系统。

10.根据权利要求1所述的快速张紧液压站，其特征在于，所述第一油泵与油箱之间、第二油泵与油箱之间均设置有吸油滤油器，所述油箱上设置有温度液位计和空气过滤器。