[发明专利]一种应用于海上打桩锤快速响应补油阀及设计方法

说明书

本发明涉及一种应用于海上打桩锤快速响应补油阀及设计方法，该补油阀由补油阀阀套、补油阀阀芯、补油阀弹簧、密封圈、补油阀盖板以及流道组成。补油阀阀套一端连接补油阀盖板，另一端设有进油口A，侧面设有出油口B，补油阀阀套内配合连接补油阀阀芯，补油阀阀芯内设有补油阀弹簧，补油阀弹簧两端分别与补油阀盖板和补油阀盖板连接；补油阀流道集成在补油阀阀芯和补油阀盖板的内部，用于油液流通进行补油。本发明的设计方法能优化设计出快速响应的补油阀，能发挥这种补油阀在海上打桩锤上的预期优势，提高补油阀在高压大流量、快速响应、抗冲击等方面的工作性能。

技术领域

本发明涉及一种打桩锤补油阀，具体涉及一种用于海上打桩锤的补油阀及设计方法。

背景技术

近些年来，我国的沉桩施工技术虽然通过引入国外先进液压打桩锤设备取得了长足的进步，但目前应用于海上作业打桩锤的补油阀，是以普通补油阀为主，对于普通补油阀而言，其主要缺点有：1、最大流量受到限制，由于补油阀的结构设计，补油阀的外形尺寸一直比较小，这直接影响了阀口大小和流道大小，从而直接限制了流量。补油阀对于海上打桩锤液压系统的快速切换及响应特性起到至关重要的作用。为海上打桩锤高压大流量快速工作中选择一种液压系统的快速响应补油阀，会使其打桩锤工作性能和作业效率都得到极大的提升，便能够更好的完成海上复杂环境下的打桩，管道铺设等任务，打桩锤液压系统快速响应的补油阀已成为各国学者广泛关注的热点。其中，补油阀性能的好坏直接关系到闭式系统的性能，在一般的常用的阀控系统中，对闭式回路的补油方案通常采用动力补油，即用液压泵单独为补油泵使用，但这却增加了打桩机整体的体积与重量，并产生诸如发热等问题。另外，从补油阀本身结构出发，对补油阀阀芯、阀口、流道、阀体等进行结构及原理优化，使补油阀应用于打桩锤上能够实现低压力开启且对打桩锤负载工作能保证稳定的压力及流量，对系统做出快速响应。针对这两种不同的补油方案，在不同用途上各有一定应用，诸如动力补油方案在重型机械铲土机、挖掘机等上应用广泛，本发明提出对于海上打桩锤快速响应补油阀新构型则是对传统补油的新的补充。

综上所述：当液压油路系统补油方案如果采用类似的补油方式，难以将补油子系统与主系统特点相匹配，因此，有必要针对不同系统要求设计相适应匹配的补油系统结构和方式，提出一种应用于海上打桩锤快速响应补油阀。

发明内容

本发明基于背景技术存在的技术问题，提出了一种应用于海上打桩锤快速响应补油阀及设计方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于海上打桩锤快速响应补油阀，由补油阀阀套、补油阀阀芯、补油阀弹簧、密封圈、补油阀盖板以及流道组成。补油阀阀套一端连接补油阀盖板，另一端设有进油口A，侧面设有出油口B，补油阀阀套内配合连接补油阀阀芯，补油阀阀芯内设有补油阀弹簧，补油阀弹簧两端分别与补油阀盖板和补油阀盖板连接；补油阀流道集成在补油阀阀芯和补油阀盖板的内部，用于油液流通进行补油。

进一步，所述补油阀阀套和补油阀盖板安装在打桩锤上。

进一步，所述补油阀阀套与打桩锤之间设有密封圈。

进一步，当补油阀不工作时，补油阀阀芯在弹簧施加的弹簧力作用下及阀芯两端液压油施加的压力作用下处于力平衡状态时，所述补油阀的阀口开度为零，即进油口A和出油口被阀芯断开，处于非补油状态。

进一步，当打桩锤需要补油时，所述补油阀阀芯端口两端压力差低于25bar时，油液通过补油阀到达打桩锤体内部。

一种应用于海上打桩锤快速响应补油阀的设计方法，首先，对补油阀的内部结构原理、液压半桥控制原理进行分析，建立补油阀的数学模型，然后，运用AMESim软件对补油阀在打桩锤组合上的动态性能进行仿真分析，分析相关参数对阀动态响应快速性的影响，最后，在仿真的基础上对阀的各级参数进行了匹配优化，完成各补油阀结构优化设计，提升补油阀的响应能力，优化补油阀的动态特性。