可实现顺序夹桩的压桩机夹桩液压系统和控制方法及夹桩顺序控制阀

技术领域

本发明涉及一种可实现顺序夹桩的压桩机夹桩液压系统和控制方法及夹桩顺序控制阀。

背景技术

液压静力压桩机是一种具有我国特色的预制桩施工机械。其工作原理是：在液压力作用下，压桩油缸将压桩力作用于夹桩箱上，再经由夹桩钳口将压桩力传递到预制桩，使预制桩能克服土壤阻力而插入地层。夹桩机构实现夹桩和传递压桩力的功能，其性能对压桩质量具有重大影响。

现在夹桩机包括四边活动钳口式夹桩机构、双边固定钳口式夹桩机构和单边固定钳口式夹桩机构，四边活动钳口式夹桩机构柔性太大，对桩困难，并且生产成本较高。而双边固定钳口式夹桩机构在夹方桩时，存在一侧钳口已将桩夹紧而另一侧的活动钳口仍将桩推向固定钳口的过程，极易将桩表面损坏。单边固定钳口式夹桩机构具有成本较低、柔性适中等优点，综合性能较好。但是现有的单边固定钳口式夹桩机构在夹桩时，由于各夹桩油缸自身的制造和装配误差，夹桩钳口的运动并不同步，易出现双边活动钳口将桩沿x轴方向推出夹桩中心位置，当单边活动钳口再夹桩时，导致桩因局部受力而破坏。因此如何实现顺序夹桩，保证夹桩稳定可靠是我们亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足而提供了一种成本低、综合性能好、夹桩稳定可靠的一种可实现顺序夹桩的压桩机夹桩液压系统和控制方法及夹桩顺序控制阀。

本发明采用如下技术方案实现：一种可实现顺序夹桩的压桩机夹桩液压系统，包括夹桩顺序控制阀，所述夹桩顺序控制阀设有油口P口、A口、B口、控制口K口和控制口K1口，其中P口与K1口在所述夹桩顺序控制阀的内部连通；P口通过液压管路与液控单向阀的正向出口连通，液控单向阀的正向入口通过液压管路与夹桩状态时换向阀的高压变压腔油口连通；A口通过液压管路与控制单边活动钳口的单边夹桩油缸组的油缸大腔连通；B口通过液压管路与控制双边活动钳口的双边夹桩油缸组的油缸大腔相通；K口通过液压管路与夹桩状态时换向阀的回油变压腔油口及单边夹桩油缸组和双边夹桩油缸组的油缸小腔连通。

一种可实现顺序夹桩的控制方法，所述夹桩顺序控制阀的P口和K口通回油时，所述夹桩顺序控制阀在复位弹簧作用下处于中位状态，此时P口、A口、B口全开口连通；

当换向阀处于左位工作状态时，P口通高压油、K口通回油，在K1口的压力油作用下夹桩顺序控制阀处于右位工作状态，此时P口与A口畅通无阻连通，P口与B口则经过节流口相连通，实现单边夹桩油缸组活塞夹桩运动速度快于双边夹桩油缸组活塞夹桩运动速度；

当换向阀处于右位工作状态，P口通回油、K口通高压油，在K口的压力油作用下夹桩顺序控制阀处于左位工作状态，此时P口与B口畅通无阻连通，P口与A口则经过节流口相连通，实现双边夹桩油缸组活塞松桩运动速度快于单边夹桩油缸组活塞松桩运动速度。

所述夹桩顺序控制阀节流口的大小通过控制夹桩顺序控制阀的阀芯运动行程来调节。

一种夹桩顺序控制阀，包括阀体、阀芯、第一端盖、第二端盖、第一节流调节杆、第二节流调节杆和复位弹簧，所述阀体设有P口、A口和B口共三个油口；所述阀芯在阀体中滑动，通过控制A口和B口开口度大小，实现对油缸运动顺序的控制；所述第一端盖上设置有控制口K和第一节流调节杆的孔道，第二端盖上开有安装复位弹簧和调节旋钮的孔道，但不开控制口；所述阀芯内部开有孔道K1与右侧控制油腔相通；所述复位弹簧位于阀芯两端，所述第一节流调节杆用于调整阀芯向左的运动行程，从而控制当阀芯位于最左端时，B口形成的节流口大小；第二节流调节杆可调整阀芯向右的运动行程，从而控制当阀芯位于最右端时，A口形成的节流口大小。

所述第一节流调节杆与第一端盖通过密封螺塞连接，所述密封螺塞与一端盖之间通过第一O型密封圈密封，所述密封螺塞的外螺纹与端盖的内螺纹啮合，并压紧第一O型密封圈；所述密封螺塞的内螺纹与第一节流调节杆的外螺纹啮合，通过旋转第一节流调节杆，可实现第一节流调节杆沿其轴线方向的轴向运动，所述第二节流调节杆和第二端盖的连接与第一节流调节杆和第一端盖的连接方式相同。

所述阀体与第一端盖和第二端盖连接面通过第二O型密封圈密封。

所述阀体与第一端盖和第二端盖通过连接螺栓连接成一个整体。

所述阀芯采用V型槽型节流口的形式。

本发明通过在夹桩油路上加装夹桩顺序控制阀，在夹桩进程时，单边活动钳口的运动速度快于双边活动钳口的运动速度，在松桩进程是双边活动钳口的回程速度快于单边活动钳口的回程速度，因此，可实现单边活动钳口始终先夹桩、双边活动钳口始终后夹桩顺序要求，避免了双边活动钳口先夹桩、单边活动钳口后夹桩时容易夹坏桩的问题，解决了单边固定钳口式夹桩机构方案存在的固有问题，使该夹桩结构方案切实可行。相对于四边活动钳口式夹桩机构方案，采用单边固定钳口式夹桩机构方案，减少了一侧活动钳口需要的夹桩油缸，成本降低，适用于桩基础施工中液压静力压桩机的夹桩液压系统。

附图说明

图1为单边固定钳口夹桩机构的俯视全剖示意图。

图2为本发明夹桩液压系统的液压原理图。

图3为本发明夹桩顺序控制阀的全剖视图。

图4为本发明夹桩顺序控制阀左视图。

图5为本发明夹桩顺序控制阀局部放大图。

附图中，1-单边活动钳口，2-双边活动钳口，4-预制圆柱管桩，5-夹桩箱，6-固定钳口，7-液压泵，8-单向阀，9-第一溢流阀，10-换向阀，11-第二溢流阀，12-液控单向阀，13-夹桩顺序控制阀，14-阀体，15-第一端盖，16-第一O型密封圈，17-密封螺塞，18-第一节流调节杆，19-复位弹簧，20-阀芯，21-第二O型密封圈，22-第二控制旋钮，23-第二端盖，24-连接螺栓，25-单边夹桩油缸组，26-双边夹桩油缸组。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

如图2所示，一种可实现顺序夹桩的压桩机夹桩液压系统，相对于传统的液压静力压桩机夹桩液压系统，在夹桩油路上安装了一个夹桩顺序控制阀13。所述夹桩顺序控制阀为弹簧复位液控换向三位三通阀。P和K通回油时，所述夹桩顺序控制阀13在复位弹簧作用下处于中位状态，此时P、A、B全开口连通；P口通高压油、K口通回油时，在K1口的压力油作用下夹桩顺序控制阀13处于右位工作状态，此时P口与A口畅通无阻连通，而P口与B口则经过节流相连通，并且该节流口的大小可通过控制夹桩顺序控制阀13的阀芯运动行程来调节；P口通回油、K口通高压油时，在K口的压力油作用下夹桩顺序控制阀13处于左位工作状态，此时P口与B口畅通无阻连通，而P口与A口则经过节流口相连通，并且该节流口的大小可通过控制夹桩顺序控制阀13的阀芯运动行程来调节。所述夹桩顺序控制阀的P口通过液压管路与液控液控单向阀12的正向出口连通；A口通过液压管路与单边夹桩油缸组25的油缸大腔连通；B口通过液压管路与双边夹桩油缸组26的油缸大腔连通；K口通过液压管路与夹桩状态时换向阀10的高压变压腔油口连通；液控单向阀12的正向入口通过液压管路与夹桩状态时换向阀10的高压变压腔油口连通；单边夹桩油缸组25、双边夹桩油缸组26小腔通过液压管路与夹桩状态时换向阀10的回油变压腔油口连通；所述换向阀10用于控制夹桩油缸的运动方向，换向阀10的高压油口通过液压管路与单向阀8的正向出口连通，换向阀10的回油口与系统总回油连接，换向阀10的一个中位卸荷口通过液压管路与第一溢流阀9的遥控口连通，换向阀10的另一个中位卸荷口通过液压管路直接与回油箱连通；所述单向阀8的正向入口通过液压管路与液压泵7高压油出口连通；所述第一溢流阀9用于调节系统油压并与换向阀10的中位卸荷控制口配合，实现液压系统中位卸荷，其进油口通过管路与接单向阀8的正向出口连通，其回油口通过液压管路连通液压系统的回油，其遥控口通过液压管路与换向阀10的一个中位卸荷口连通；所述第二溢流阀11用于调节最大夹桩压力，其进油口与夹桩状态时换向阀10的高压变压腔油口连通,其回油口通过液压管路与液压系统的回油连通。

如图3、4、5所示，一种夹桩顺序控制阀，包括阀体14、阀芯20、第一端盖15、第二端盖23、第一节流调节杆18、第二节流调节杆22和复位弹簧19，所述阀体14设有P口、A口和B口共三个油口；所述阀芯20在阀体14中滑动，通过控制A口和B口开口度大小，实现对油缸运动顺序的控制；所述第一端盖15上设置有控制口K和第一节流调节杆18的孔道，第二端盖22上开有安装复位弹簧和调节旋钮的孔道，但不开控制口；所述阀芯20内部开有孔道K1与右侧控制油腔相通；所述复位弹簧19位于阀芯两端，所述第一节流调节杆18用于调整阀芯20向左的运动行程，从而控制当阀芯20位于最左端时，B口形成的节流口大小；第二节流调节杆22可调整阀芯20向右的运动行程，从而控制当阀芯位于最右端时，A口形成的节流口大小。所述第一节流调节杆18与第一端盖15通过密封螺塞17连接，所述密封螺塞17与一端盖15之间通过第一O型密封圈16密封，所述密封螺塞17的外螺纹与端盖15的内螺纹啮合，并压紧第一O型密封圈16；所述密封螺塞17的内螺纹与第一节流调节杆18的外螺纹啮合，通过旋转第一节流调节杆18，可实现第一节流调节杆18沿其轴线方向的轴向运动，所述第二节流调节杆22和第二端盖23的连接与第一节流调节杆18和第一端盖15的连接方式相同。所述阀体14与第一端盖15和第二端盖23连接面通过第二O型密封圈21密封。所述阀体14与第一端盖15和第二端盖23通过连接螺栓24连接成一个整体。所述阀芯20采用V型槽型节流口的形式。

液压静力压桩机的单边固定钳口式夹桩机构组成图如图1所示。图1中，单边活动钳口1由单边夹桩油缸组25驱动；双边活动钳口2分别由双边夹桩油缸组26驱动；固定钳口6与夹桩箱体5连为一体，在夹桩过程中对桩起竖直方向定位作用。

当换向阀10处于左位工作状态，进入夹桩进程即P口通压力油、K口通回油时，单边夹桩油缸组25和双边夹桩油缸组26的小腔通回油，夹桩顺序控制阀13因K1控制口通高压油而处于右位工作状态，此时A口与P口畅通无阻连通，而B口与P口之间节流连通。因此压力油从P口畅通无阻进入A腔，再进入单边夹桩油缸组25的大腔，而压力油从P口经过节流进入B口，再进入双边夹桩油缸组26，通过控制夹桩顺序控制阀阀芯的运动行程，可调节器节流口的大小，于是实现单边夹桩油缸组25活塞夹桩运动速度快于双边夹桩油缸组26活塞夹桩运动速度。

当换向阀10处于右位工作状态，进入松桩进程即P口通回油、K口通高压油时，单边夹桩油缸组25和双边夹桩油缸组26小腔通高压油，夹桩顺序控制阀13因K控制口通高压油而处于左位工作状态，此时B口与P口畅通无阻连通，而A口与P口之间节流连通，因此单边夹桩油缸组25的大腔回油从A口经过节流进入P口，而双边夹桩油缸组26的大腔回油从B口畅通无阻进入P口，于是实现双边夹桩油缸组26活塞松桩运动速度快于单边夹桩油缸组25活塞松桩运动速度。

通过上述控制，可确保任何状态都能实现单边活动钳口1先夹桩而双边活动钳口2后夹桩功能。

本发明所涉及的夹桩机构包含夹方桩、圆柱管桩、方棱形桩、板桩等各种形式桩的夹桩机构。本发明所涉及的夹桩机构包含单层四缸式和双层八缸式等形式的夹桩机构。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本发明可以不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。