[发明专利]复合式棘爪自锁的液压冗余钢支撑轴力补偿系统

说明书

技术领域

本发明涉及液压动力设备技术，特别是涉及一种复合式棘爪自锁的液压冗余钢支撑轴力补偿系统的技术。

背景技术

液压钢支撑系统是利用液压油缸输出动力的液压动力输出系统，现有的液压钢支撑系统主要有以下两种结构形式：1）系统中所有的液压油缸都由同一个液压泵提供动力，这种结构形式安全性较差，一旦液压泵出现问题，整个系统就瘫痪了，无法保证系统的安全运行；2）系统中配备有多个液压泵，系统中的各个液压油缸分成多组，每个液压泵为其中的一组液压油缸提供动力，某一液压泵出现问题，只会影响到其中一组液压油缸的工作，这种结构形式相对于采用单个液压泵提供动力的方式，其安全性要高，但是受影响的液压油缸依然会影响系统的安全运行，其安全性依然有待提高。

另外，现有液压钢支撑系统都通过在液压管路上设置由液控单向阀组成的液压锁来实现液压油缸的锁定，以保证液压油缸不会因系统故障而失稳。但是，这种采用液压锁来锁定液压油缸的方式对液压阀的精度要求较高，而且存在着液压阀的阀芯内涉，无法实现对液压油缸的绝对锁定，存在着锁定可靠性差的缺陷，会影响系统的安全运行。现有液压油缸的单体输出力也相对较低，在一些对输出力要求较高的工况下（比如土建基坑施工），往往需要多个液压油缸相互配合同时输出动力，因而现有液压钢支撑系统中的液压油缸数量相对较多，系统占用空间也较大。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种系统安全性高，且系统占用空间小的复合式棘爪自锁的液压冗余钢支撑轴力补偿系统。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种复合式棘爪自锁的液压冗余钢支撑轴力补偿系统，包括至少一个动力输出单元；

所述动力输出单元包括油箱、液压泵，及至少一个棘爪自锁油缸，至少一个四位二通阀，其中的四位二通阀的数量与棘爪自锁油缸的数量一致并一一对应，其中的液压泵的吸油口接到油箱，液压泵的泵油口接到各个四位二通阀的压力油口，液压泵的泵油口与油箱之间接有溢流安全阀，各个四位二通阀的回油口接到油箱，每个四位二通阀的两个工作油口均通过液压锁分别接到对应棘爪自锁油缸的两个工作腔；

其特征在于：所述动力输出单元还包括一冗余阀，所述冗余阀为截止阀，冗余阀的两个工作油口分别为第一油口、第二油口；

每个动力输出单元中的冗余阀的第一油口均接到本单元各个四位二通阀的压力油口，每个动力输出单元中的冗余阀的第二个油口均与其它动力输出单元中的冗余阀的第二油口连通；

所述棘爪自锁油缸包括缸筒、主活塞、副活塞，缸筒的左右两端各由一缸盖封闭，主活塞以滑动配合方式安装在缸筒内腔中，并将缸筒内腔分隔成左右各一个相互独立的工作腔，其中的左工作腔为无杆腔，其中的右工作腔为有杆腔，缸筒的筒壁上开设有两个工作油口，其中的一个工作油口与无杆腔连通，另一个工作油口与有杆腔连通；

所述主活塞为柱形活塞，主活塞的右端穿过缸筒的右缸盖伸至缸筒外部，主活塞与缸筒右缸盖的结合部滑动配合并气密封，主活塞右部的周面形成有至少一条平行于主活塞滑动轴线的直线形棘齿条；

所述缸筒上枢设有至少一个棘爪，各个棘爪能枢转至与主活塞周面的各个棘齿条分别啮合，并能枢转至与各个棘齿条脱离啮合；

所述主活塞具有一与其同轴且整体封闭的柱形空腔，该柱形空腔为辅助腔，所述副活塞以滑动配合方式安装在辅助腔中，并将辅助腔分隔成左右各一个相互独立的子腔，副活塞的左端穿过辅助腔的左端腔壁伸入缸筒的无杆腔，副活塞与主活塞的结合部滑动配合并气密封，副活塞上具有一轴向贯通的轴孔，辅助腔的左子腔与副活塞上的轴孔相互隔断，辅助腔的右子腔通过副活塞上的轴孔连通缸筒的无杆腔。

本发明提供的复合式棘爪自锁的液压冗余钢支撑轴力补偿系统，每个动力输出单元中均配备有液压泵，一个动力输出单元中的液压泵发生故障时，其它单元可通过冗余阀为故障单元提供动力，能保证系统的安全运行，具有系统安全性高的特点，而且各个棘爪自锁油缸均可利用棘爪与棘齿条的配合可靠的锁定，能进一步提高系统安全性；另外，棘爪自锁油缸运行时，副活塞会对主活塞产生一个复合推力，使得主活塞的输出力得到进一步的提升，在油缸压力不变的情况下，主活塞的输出力相比同规格的现有单活塞式油缸可增加60%左右，棘爪自锁油缸的单体输出力较大，因此系统中所需配置的油缸数量相对较少，系统占用空间也较小。

附图说明

图1是本发明实施例的复合式棘爪自锁的液压冗余钢支撑轴力补偿系统的液压图；