一种混凝土湿喷机喷头液压控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种混凝土湿喷机喷头液压控制系统，包括多路阀以及与多路阀连接的水平摆动缸和垂直摆动缸，在多路阀与至少一个摆动缸之间设有控制模式切换装置，所述控制模式切换装置包括手动控制油路和自动控制油路，所述自动控制油路包括与摆动缸串联设置的双出杆式排量模拟缸以及位于排量模拟缸两侧行程末端的行程开关，通过摆动缸回油进入排量模拟缸并带动排量模拟缸跟随摆动缸同步运动实现将对摆动缸的摆角控制转换为对排量模拟缸的行程控制，同时通过所述行程开关配合换向阀控制摆动缸以及排量模拟缸进出油方向的自动切换，进而实现摆动缸的往复运动。本发明专利技术可实现对喷头摆动的自动控制，减轻重复操作压力，增加作业效率及安全性。

A hydraulic control system of spray head of wet shotcreting machine

The invention provides a hydraulic control system for the spray head of a concrete wet spraying machine, which includes a multi-channel valve, a horizontal swing cylinder and a vertical swing cylinder connected with the multi-channel valve, a control mode switching device is arranged between the multi-channel valve and at least one swing cylinder, the control mode switching device includes a manual control oil circuit and an automatic control oil circuit, and the automatic control oil circuit includes a series arrangement with the swing cylinder The double output rod displacement analog cylinder and the stroke switch located at the end of the stroke on both sides of the displacement analog cylinder can change the swing angle control of the swing cylinder into the stroke control of the displacement analog cylinder by the return oil of the swing cylinder and driving the displacement analog cylinder to follow the synchronous movement of the swing cylinder. At the same time, the swing cylinder and the displacement simulation cylinder are controlled by the stroke switch and the reversing valve The automatic switch of the oil in and out direction of the cylinder can realize the reciprocating motion of the swing cylinder. The invention can realize the automatic control of the nozzle swing, reduce the repeated operation pressure, and increase the operation efficiency and safety.

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土湿喷机喷头液压控制系统
本专利技术属于混凝土喷射台车
，特别地，涉及一种混凝土湿喷机喷头液压控制系统。
技术介绍
混凝土喷射机是被广泛应用于地下工程、岩土工程、市政工程、隧道挖掘、矿山凿岩等领域的一种工程设备，其工作原理是利用高压动力将含有混凝土、水以及其它添加剂的混合物喷射到施工表面以形成初始支护，可靠的支护对于保障施工安全、提高施工质量具有重要作用。现有的混凝土喷射机主要分为两种类型：湿喷机和干喷机。其中，干喷机是先将混凝土与其他添加剂(不含水)混合好后放入喷射机内，然后通过泵压将混合物输送至喷头处与水混合后喷出；而湿喷机是先将混凝土、水以及其它添加剂混合好后放入喷射机内，然后通过风压将混合物输送至喷头处与速凝剂混合后喷出。相比于干式喷射，湿式喷射具有如下优势：1、大大降低了施工过程中的粉尘浓度，改善施工条件，保障工人的健康安全；2、混凝土喷射效率可达到每小时10立方米，有利于提高工程的整体施工效率；3、混凝土湿喷过程中的回弹率可降低到至10％以下，回弹度低；4、湿喷有利于精准控制水灰比，喷射混凝土的品质更好，不仅节约原材料，降低了成本，还有利于提高施工质量，确保支护强度。现有的混凝土湿喷机具有结构复杂且成熟的臂架系统，能极大的保证混凝土喷射施工的顺利完成。所述臂架系统包括臂架整体平移机构、水平和垂直主臂回转机构、一到多级俯仰机构、一到多级伸缩机构以及位于臂头的喷头控制机构，参见图1，所述喷头控制机构包括喷头01、固定喷头的臂架02、连接喷头的输料管03以及用于控制喷头动作的水平摆动缸2和垂直摆动缸3，所述喷头在水平和垂直两级摆动缸的作用下，配合臂架伸展并调整好角度，可实现将作业料浆准确喷射到目标位置。对于常规的臂架控制方法，通常是先通过遥控操作臂架将喷头移动至作业区域附近，然后通过水平摆动缸和垂直摆动缸动作将喷头对准作业面。在喷头作业过程中，工人需要控制垂直摆动缸高频往复摆动，实现料浆在同一作业范围内反复喷射直至满足喷射厚度要求，同时还需要控制水平摆动缸带动喷头沿着平行于作业面的方向水平移动，转移至下一作业范围内时进行同样的喷射操作。在上述喷射施工过程中，对于喷头的操作基本靠人工操作遥杆实现，摆动缸的往复频率和摆动角度全靠工人的手感和经验以及现场电话沟通，喷射作业的准确性和稳定性无法保证，尤其是在面临连续大方量作业时，无法避免的人工疲劳问题将严重降低施工精度；即使采用在摆动缸上加装旋转传感器的方案来实现摆动角度的监控，也存在反向动作延时、角度最大位置不准的问题。此外，在调整作业面时往往还需要停止摆动控制，以便于工人腾出手来操作臂架，难以提升作业效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能实现湿喷机中垂直摆动缸的往复摆动及摆动角度自动控制的液压系统，以解决
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种混凝土湿喷机喷头液压控制系统，包括设置在输油管路上的多路阀以及与所述多路阀连接的水平摆动缸和垂直摆动缸，在所述多路阀与至少一个摆动缸之间设有控制模式切换装置。所述控制模式切换装置包括手动控制油路和自动控制油路，所述自动控制油路包括与摆动缸串联设置的排量模拟缸以及位于排量模拟缸行程末端的行程开关，通过所述排量模拟缸跟随摆动缸同步运动实现将对摆动缸的摆角控制转换为对排量模拟缸的行程控制，同时通过所述行程开关配合换向阀控制摆动缸及排量模拟缸进出油方向的自动切换，进而实现摆动缸的往复运动。优选地，所述手动控制油路包括连接多路阀和摆动缸的第一换向阀，通过所述第一换向阀实现手动控制油路的接通和切断；所述自动控制油路包括第二换向阀、第三换向阀和排量模拟工作油路，所述排量模拟工作油路包括第四换向阀、第六换向阀和排量模拟缸；所述第三换向阀连接多路阀和摆动缸并用于实现整个自动控制油路的接通和切断，所述第二换向阀位于第三换向阀和摆动缸之间并配合行程开关实现对摆动缸进出油方向的切换，所述第四换向阀连接摆动缸和排量模拟缸并用于实现自动控制模式下摆动缸回油进入排量模拟工作油路，所述第六换向阀位于第四换向阀和排量模拟缸之间并用于实现排量模拟缸跟随摆动缸实时切换进出油的方向。优选地，所述排量模拟工作油路还包括回油选择阀，所述回油选择阀位于第四换向阀和第六换向阀之间并用于实现摆动缸回油自动选择接入排量模拟缸。优选地，所述第六换向阀为液控阀门，且其控制油路与第四换向阀连接；所述回油选择阀为液控阀门，且其控制油路与第四换向阀连接。优选地，所述排量模拟缸为双出杆活塞式液压缸，其活塞杆跟随摆动缸的正转或反转对应向右移动或向左移动，忽略泄漏与压缩带来的体积损失，所述排量模拟缸的最大行程排量与其对应的摆动缸的满行程排量大小相等，通过排量模拟缸满行程运动一次实现对应摆动缸从0°摆动至最大角度。优选地，所述行程开关包括第一传感器S1和第二传感器S2，两个传感器分别位于排量模拟缸两侧的行程末端且均与第二换向阀电连接，通过触发对应传感器向第二换向阀发出换向信号实现摆动缸的自动往复控制。优选地，所述控制模式切换装置还包括排量模拟调节油路，所述排量模拟调节油路包括第五换向阀和排量控制缸，所述第五换向阀连接多路阀和排量控制缸并用于实现压力油进入排量模拟工作油路，所述排量控制缸的活塞杆与排量模拟缸的排量调节件联动设置，通过所述排量控制缸实现对排量模拟缸最大排量的调节。优选地，在所述排量控制缸的行程末端设有位移传感器，实现将摆动缸的最大摆动角度转换为排量控制缸的直线行程距离。优选地，所述排量模拟调节油路还包括溢流阀，所述溢流阀与排量控制缸的无杆腔连接。优选地，还包括与所述多路阀连接的至少一个臂架俯仰控制油缸以及至少一个臂架伸缩控制油缸，在所述多路阀与各控制油缸以及水平摆动缸、垂直摆动缸之间均设有平衡阀。本专利技术提供的技术方案至少具有如下有益效果：1、本专利技术结构采用模块化设计，在现有的湿喷机喷头液压控制系统的基础上增设控制模式切换装置，不干涉原有操控系统，实现方式简单，易于推广并有利于实现工程作业的自动化和智能化。2、本专利技术设计的控制模式切换装置兼容手动与自动两种操控模式，二者间独立运行互不干扰，避免在自动控制失效的情况下出现安全问题；两种操控模式共用油源，无高压能耗及额外流量浪费，除了改造过程以外不产生多余的成本支出。3、本专利技术中自动控制功能的实现是基于摆动缸与排量模拟缸串联且二者的最大排量相等，通过摆动缸回油带动排量模拟缸的排量跟随摆动缸的排量同时变化，实现排量模拟缸与摆动缸同步运动，进而将对喷头转过角度的控制转换为对油缸直线行程距离的控制，通过行程开关与换向阀的配合实现喷头的摆角控制以及自动往复运动。4、本专利技术将摆动缸低压侧的回油作为排量模拟工作油路的压力油，实现自动模式下原喷头摆动缸的流量压力不受影响，同时为了始终确保进入排量模拟缸的压力油为回油，本专利技术设计了液控的第六换向阀和回油选择阀且二者的控制油路均与第四换向阀连接，可实现对摆动缸回油油路的自动选择和切换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土湿喷机喷头液压控制系统，其特征在于，包括设置在输油管路上的多路阀(1)以及与所述多路阀(1)连接的水平摆动缸(2)和垂直摆动缸(3)，在所述多路阀(1)与至少一个摆动缸之间设有控制模式切换装置(4)；/n所述控制模式切换装置(4)包括手动控制油路和自动控制油路，所述自动控制油路包括与摆动缸串联设置的排量模拟缸(4-10)以及位于排量模拟缸(4-10)行程末端的行程开关，通过所述排量模拟缸(4-10)跟随摆动缸同步运动实现将对摆动缸的摆角控制转换为对排量模拟缸的行程控制，同时通过所述行程开关配合换向阀控制摆动缸及排量模拟缸进出油方向的自动切换，进而实现摆动缸的往复运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土湿喷机喷头液压控制系统，其特征在于，包括设置在输油管路上的多路阀(1)以及与所述多路阀(1)连接的水平摆动缸(2)和垂直摆动缸(3)，在所述多路阀(1)与至少一个摆动缸之间设有控制模式切换装置(4)；
所述控制模式切换装置(4)包括手动控制油路和自动控制油路，所述自动控制油路包括与摆动缸串联设置的排量模拟缸(4-10)以及位于排量模拟缸(4-10)行程末端的行程开关，通过所述排量模拟缸(4-10)跟随摆动缸同步运动实现将对摆动缸的摆角控制转换为对排量模拟缸的行程控制，同时通过所述行程开关配合换向阀控制摆动缸及排量模拟缸进出油方向的自动切换，进而实现摆动缸的往复运动。


2.根据权利要求1所述的混凝土湿喷机喷头液压控制系统，其特征在于，所述手动控制油路包括连接多路阀(1)和摆动缸的第一换向阀(4-1)，通过所述第一换向阀(4-1)实现手动控制油路的接通和切断；
所述自动控制油路包括第二换向阀(4-2)、第三换向阀(4-3)和排量模拟工作油路，所述排量模拟工作油路包括第四换向阀(4-4)、第六换向阀(4-6)和排量模拟缸(4-10)；所述第三换向阀(4-3)连接多路阀(1)和摆动缸并用于实现整个自动控制油路的接通和切断，所述第二换向阀(4-2)位于第三换向阀(4-3)和摆动缸之间并配合行程开关实现对摆动缸进出油方向的切换，所述第四换向阀(4-4)连接摆动缸和排量模拟缸(4-10)并用于实现自动控制模式下摆动缸回油进入排量模拟工作油路，所述第六换向阀(4-6)位于第四换向阀(4-4)和排量模拟缸(4-10)之间并用于实现排量模拟缸(4-10)跟随摆动缸实时切换进出油的方向。


3.根据权利要求2所述的混凝土湿喷机喷头液压控制系统，其特征在于，所述排量模拟工作油路还包括回油选择阀(4-7)，所述回油选择阀(4-7)位于第四换向阀(4-4)和第六换向阀(4-6)之间并用于实现摆动缸回油自动选择接入排量模拟缸(4-10)。


4.根据权利要求3所述的混凝土湿喷机喷头液压控制系统，其特征在于，所述第六换向阀(4-6)为液控阀门，且其控制油路与第四换向阀(4-4)连接；所述回油选择阀(4-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，罗忠群，刘伟，康磊，张玉良，柏泽楠，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43