主动式压力补偿装置、方法以及双轮铣槽机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种主动式压力补偿装置、方法以及双轮铣槽机，涉及桩工机械领域，用以实现对工作装置内部压力的自动调节。该主动式压力补偿装置包括油液转换器、工作装置、检测组件和控制装置。油液转换器包括相互不连通的第一空腔和第二空腔；第一空腔和第二空腔的容积之和是确定的且容积变化趋势相反。工作装置与第二空腔流体连通。检测组件用于检测工作装置外部的第三流体压力以及工作装置内部的第二流体压力。控制装置与检测组件通信连接，且被构造为根据检测到的第三流体压力和第二流体压力的差值控制第一空腔的体积，以控制工作装置的内部压力。上述技术方案实现了对工作装置内部压力的实时、动态调整。

【技术实现步骤摘要】
主动式压力补偿装置、方法以及双轮铣槽机
本专利技术涉及桩工机械领域，具体涉及一种主动式压力补偿装置、方法以及双轮铣槽机。
技术介绍
双轮铣槽机在水下作业时，随着工作深度的不断加大，其工作装置承受的外部压力也逐渐增大，此时工作装置就有因为密封件失效而进入泥水的风险，因此为了防止此种风险的发生，需要使得工作装置内部的压力等于或稍大于外部压力。相关技术中，采用以下补偿器改变工作装置的内部压力：采用感压元件感受并传递外部水压，然后利用弹簧的回弹力进行增压，以实现工作装置内部的压力稍大于外部压力。专利技术人发现，现有技术中至少存在下述问题：由于工作装置的工作深度是不断变化的，而相关技术中的提供的补偿器只能提供确定的压力值，这使得补偿器并不能够满足双轮铣槽机的实际工作需求。而在双轮铣槽机开始工作后，由于补偿器提供的压力差不能随着水深的变化而变化，如果补偿器设置的初始压力小，则只能适应浅水作业。如果为了满足深水的施工需求，把补偿器的初始压力设置的过大，则在浅水时，工作装置内部压力过大，工作装置内部油液有向外泄漏的风险。
技术实现思路
本专利技术提出一种主动式压力补偿装置、方法以及双轮铣槽机，用以实现对工作装置内部压力的自动调节。本专利技术实施例提供了一种主动式压力补偿装置，包括：油液转换器，包括相互不连通的第一空腔和第二空腔；所述第一空腔和所述第二空腔的容积之和是确定的，所述第一空腔和所述第二空腔的容积变化趋势相反；其中，所述第一空腔被构造为盛装第一流体，所述第二空腔被构造为盛装第二流体；工作装置，与所述第二空腔流体连通；处于工作模式下，所述工作装置的外部为第三流体；检测组件，被构造为检测所述工作装置外部的第三流体压力以及所述工作装置内部的第二流体压力；以及控制装置，与所述检测组件通信连接；所述控制装置被构造为根据所述检测组件检测到的所述第三流体压力和所述第二流体压力的差值判断是否向所述第一空腔注入第一流体。在一些实施例中，所述油液转换器包括：壳体；以及囊袋，安装于所述壳体内部，且所述囊袋被构造为可变形的；其中，所述囊袋的内腔作为所述第一空腔，所述第一空腔被构造为盛装第一流体；所述壳体的内壁和所述囊袋的外壁之间的空间作为第二空腔，所述第二空腔被构造为盛装第二流体。在一些实施例中，主动式压力补偿装置还包括：动力源，与所述第一空腔流体连通，以向所述第一空腔输送第一流体。在一些实施例中，所述动力源与所述控制装置连接，所述动力源被构造为在接收到所述控制装置发出的补油信号后，向所述第一空腔补充第一流体。在一些实施例中，所述检测组件包括：第一检测元件，安装于所述工作装置的内部；以及第二检测元件，安装于所述工作装置上方的电控箱处；其中，所述控制装置被构造为根据所述第一检测元件和所述第二检测元件检测到的压力差值判断是否向所述第一空腔通入第一流体。在一些实施例中，所述控制装置被构造为根据下述公式计算所述工作装置外部的第三流体压力P；P＝P1+g(ρ0h0+ρ1h1)；ρ1＝M/Q；M＝Q1ρz+(Q-Q1)ρ0；Q1＝Lbh；其中，P1为所述第二检测元件检测到的所述电控箱处的第三流体的压力值；g为常量；ρ0为所述电控箱处第三流体的密度；h0为所述第二检测元件距离工作时搅动区域顶部的高度值；ρ1为所述工作装置外部的第三流体的密度值；h1为工作时搅动区域高度值；M为单位时间间隔内排放的泥浆质量，Q为单位时间间隔内的排浆体积；Q1为单位时间间隔内铣削掉的渣石量；ρz为渣石密度；L为槽孔长度；b为槽孔宽度；h为单位时间间隔内的进尺深度。在一些实施例中，在所述工作装置处于工作模式下，如果所述第三流体压力P和所述工作装置内部的第二流体压力P′不满足以下关系，则所述控制装置发出补油信号：ΔP1≤ΔP＝P′-P≤ΔP2；其中，ΔP1和ΔP2都大于0。在一些实施例中，主动式压力补偿装置还包括：卸油组件，与所述第一空腔流体连通，以释放所述第一空腔中的第一流体。在一些实施例中，所述控制装置还被构造为执行以下操作：当需要将所述工作装置从第三流体中提出之前，判断P′＞P0是否成立；如果成立，并且所述第三流体压力P和所述工作装置内部的第二流体压力P′不满足以下关系：ΔP1≤ΔP＝P′-P≤ΔP2，则所述控制装置发出泄油信号，以释放所述第一空腔内的第一流体，直至P′＝P0；其中，P′为所述工作装置实时内部的第二流体压力，P0为所述工作装置设定的初始压力值。在一些实施例中，所述油液转换器包括油缸，所述油缸的有杆腔和无杆腔其中之一作为所述第一空腔，所述油缸的有杆腔和无杆腔其中另一作为所述第二空腔。在一些实施例中，所述油液转换器位于所述工作装置的外部。在一些实施例中，所述囊袋的材质包括橡胶。本专利技术实施例还提供一种双轮铣槽机，包括本专利技术任一技术方案所提供的主动式压力补偿装置。本专利技术实施例又提供一种主动式压力补偿方法，采用本专利技术任一技术方案所提供的主动式压力补偿装置实现，所述方法包括以下步骤：判断第三流体压力和第二流体压力的差值ΔP是否位于设定范围内；其中，所述设定范围为ΔP1≤ΔP＝P′-P≤ΔP2；如果第三流体压力和第二流体压力的差值ΔP位于设定范围内，则不对所述第一空腔进行补油操作。在一些实施例中，主动式压力补偿方法还包括以下步骤：如果第三流体压力和第二流体压力的差值ΔP不在设定范围内，则向第一空腔补充第一流体，使得工作装置的内部压力递增固定值Pd。在一些实施例中，主动式压力补偿方法还包括以下步骤：结束工作之前，判断所述工作装置实时内部的第二流体压力P′是否等于所述工作装置的初始压力值P0；如果所述工作装置实时内部的第二流体压力P′不等于所述工作装置的初始压力值P0，并且第三流体压力和第二流体压力的差值ΔP不在设定范围内，则释放所述第一空腔中的第一流体，使得所述工作装置的内部压力递减固定值Pd。在一些实施例中，主动式压力补偿方法还包括以下步骤：判断所述第一空腔释放第一流体、所述工作装置的内部压力减少Pd之后，所述工作装置实时内部的第二流体压力P′是否等于所述工作装置的初始压力值P0；如果所述工作装置实时内部的第二流体压力P′不等于所述工作装置的初始压力值P0，并且第三流体压力和第二流体压力的差值ΔP不在设定范围内，则继续释放所述第一空腔中的第一流体，使得所述工作装置的内部压力递减固定值Pd；重复上述步骤，直至所述工作装置实时内部的第二流体压力P′等于所述工作装置的初始压力值P0。上述技术方案提供的主动式压力补偿装置，其具有油液转换器、工作装置、检测组件以及控制装置。该主动式压力补偿装置通过油液转换器的第一空腔和第二空腔的体积总和不变、且变化趋势相反的方式，通过对第一空腔充入第一流体来增加第二空腔的压力。由于第二空腔和工作装置流体连通，这样就增加了工作装置的内部压力，使得工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动式压力补偿装置，其特征在于，包括：/n油液转换器(1)，包括相互不连通的第一空腔(11)和第二空腔(12)；所述第一空腔(11)和所述第二空腔(12)的容积之和是确定的，所述第一空腔(11)和所述第二空腔(12)的容积变化趋势相反；其中，所述第一空腔(11)被构造为盛装第一流体，所述第二空腔(12)被构造为盛装第二流体；/n工作装置(2)，与所述第二空腔(12)流体连通；处于工作模式下，所述工作装置(2)的外部为第三流体；/n检测组件(3)，被构造为检测所述工作装置(2)外部的第三流体压力以及所述工作装置(2)内部的第二流体压力；以及/n控制装置(4)，与所述检测组件(3)通信连接；所述控制装置(4)被构造为根据所述检测组件(3)检测到的所述第三流体压力和所述第二流体压力的差值判断是否向所述第一空腔(11)注入第一流体。/n

【技术特征摘要】
1.一种主动式压力补偿装置，其特征在于，包括：
油液转换器(1)，包括相互不连通的第一空腔(11)和第二空腔(12)；所述第一空腔(11)和所述第二空腔(12)的容积之和是确定的，所述第一空腔(11)和所述第二空腔(12)的容积变化趋势相反；其中，所述第一空腔(11)被构造为盛装第一流体，所述第二空腔(12)被构造为盛装第二流体；
工作装置(2)，与所述第二空腔(12)流体连通；处于工作模式下，所述工作装置(2)的外部为第三流体；
检测组件(3)，被构造为检测所述工作装置(2)外部的第三流体压力以及所述工作装置(2)内部的第二流体压力；以及
控制装置(4)，与所述检测组件(3)通信连接；所述控制装置(4)被构造为根据所述检测组件(3)检测到的所述第三流体压力和所述第二流体压力的差值判断是否向所述第一空腔(11)注入第一流体。


2.根据权利要求1所述的主动式压力补偿装置，其特征在于，所述油液转换器(1)还包括：
壳体(13)；以及
囊袋(14)，安装于所述壳体(13)内部，且所述囊袋(14)被构造为可变形的；其中，所述囊袋(14)的内腔作为所述第一空腔(11)，所述第一空腔(11)被构造为盛装第一流体；所述壳体(13)的内壁和所述囊袋(14)的外壁之间的空间作为第二空腔(12)，所述第二空腔(12)被构造为盛装第二流体。


3.根据权利要求1所述的主动式压力补偿装置，其特征在于，还包括：
动力源(5)，与所述第一空腔(11)流体连通，以向所述第一空腔(11)输送第一流体。


4.根据权利要求3所述的主动式压力补偿装置，其特征在于，所述动力源(5)与所述控制装置(4)连接，所述动力源(5)被构造为在接收到所述控制装置(4)发出的补油信号后，向所述第一空腔(11)补充第一流体。


5.根据权利要求1所述的主动式压力补偿装置，其特征在于，所述检测组件(3)包括：
第一检测元件(31)，安装于所述工作装置(2)的内部；以及
第二检测元件(32)，安装于所述工作装置(2)上方；
其中，所述控制装置(4)被构造为根据所述第一检测元件(31)和所述第二检测元件(32)检测到的压力差值判断是否向所述第一空腔(11)通入第一流体。


6.根据权利要求5所述的主动式压力补偿装置，其特征在于，所述控制装置(4)被构造为根据下述公式计算所述工作装置(2)外部的第三流体压力P：
P＝P1+g(ρ0h0+ρ1h1)；
ρ1＝M/Q；
M＝Q1ρz+(QQ1)ρ0；
Q1＝Lbh；
其中，P1为所述第二检测元件(32)检测到的所述电控箱处的第三流体的压力值；g为常量；ρ0为所述电控箱处第三流体的密度；h0为所述第二检测元件(32)距离工作时搅动区域顶部的高度值；ρ1为所述工作装置(2)外部的第三流体的密度值；h1为工作时搅动区域高度值；M为单位时间间隔内排放的泥浆质量，Q为单位时间间隔内的排浆体积；Q1为单位时间间隔内铣削掉的渣石量；ρz为渣石密度；L为槽孔长度；b为槽孔宽度；h为单位时间间隔内的进尺深度。


7.根据权利要求6所述的主动式压力补偿装置，其特征在于，在所述工作装置处于工作模式下，如果所述第三流体压力P和所述工作装置(2)内部的第二流体压力P′不满足以下关系，则所述控制装置(4)发出补油信号：ΔP1≤ΔP＝P′-P≤ΔP2；其中，ΔP...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，郑文，贺雷，张继光，倪坤，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，徐州徐工基础工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32