[發明專利]一種自動控制混砂車液壓系統

在審

• 申請號: 201610419312.5
• 申請日: 2016-06-13
• 公開（公告）號: CN107489676A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 陳玉梅
• 申請（專利權）人: 陳玉梅
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種自動控制混砂車液壓系統，適用于機械領域。

背景技術

“2000型成套壓裂設備”由壓裂車、混砂車、儀器車和管匯車組成。混砂車是整套機組的心臟，而液壓系統又是混砂車的核心。自動控制混砂車液壓系統在油田大型壓裂作業中，自動化程度高，可靠性好。

發明內容

本發明提出了一種自動控制混砂車液壓系統，采用5個獨立的傳動系統和1個共用的傳動系統，既節約了空間和成本，又滿足了技術要求；控制系統設計中運用了液壓伺服技術和現代控制理論技術；液壓無級變速裝置采用閉式和開式靜壓傳動系統相結合的方式，傳動系統平穩，波動小。

本發明所采用的技術方案是：

所述液壓系統主要包括沖洗閥、調速閥和濾清器。整個液壓系統有5套閉式靜壓傳動，每1套閉式系統必須加上1套沖洗閥，才能保證閉式系統內液壓油的清潔和熱量的散發。由于液體添加劑泵I、液體添加劑泵II、干粉添加劑泵、冷卻風扇馬達、輸砂器升降油缸、輸砂器展開油缸共用1個液壓泵作為動力源，且有時要求同時工作(輸砂器升降油缸、輸砂器展開油缸不同時工作)，負載又不完全一樣，靠節流閥是不能滿足設計要求的，必須由節流閥和減壓閥組合成調速閥才能達到要求。此外，液壓系統液壓油清潔度是關系到液壓系統成敗的關鍵，特別是對于閉式靜壓傳動系統，液壓油清潔度至關重要。對于進油濾清器而言，過濾精度為100μm左右，其它濾清器過濾精度為5～10μm，就可以保證液壓系統工作可靠，壽命長。

所述控制系統采用微機自動控制時，先設定一所要求的負載值(排出砂泵為排出壓力值，吸入砂泵為混合罐液面高度值，左右螺旋輸砂器為密度值)，微機自動將設定值轉變為電流信號(吸入砂泵、排出砂泵為4~20mA)或脈沖量信號，將輸出轉變為電壓信號(0~5V)給比例放大器。具體控制流程如下：給微機輸入一設定值，微機將這設定值轉變為電壓信號(0~5V)給比例放大器，比例放大器將電壓信號(0~5 V)放大成較大的電流信號(180~360mA)到液壓泵伺服閥，通過伺服閥轉變成液壓和機械信號，確定液壓泵斜盤的角度，使液壓泵以一定的流量輸送給液壓馬達，液壓馬達以一定的速度驅動負載(吸入砂泵、排出砂泵、左右螺旋輸砂器)，負載傳感器將實測值轉變為電流信號(4~20mA)或脈沖量信號反饋給微機，微機將實測的信號與設定的信號相比較，再轉變為電壓信號(0~5 V)給比例放大器。如此組成泵控閉環控制系統。

所述控制系統采用手動控制時，先切斷微機輸入和輸出，接通電位器與比例放大器線路，此時微機不起作用，完全通過調節電位器電阻的大小來控制負載速度，此時控制方式與混合罐攪拌器控制一樣。

所述控制系統較好地運用了液壓伺服技術和現代控制理論技術，即把輸入信號(電壓信號)與被控制量的反饋信號進行比較，將其差值傳遞給控制裝置，以變更液壓執行元件的輸入流量，使負載向著減小信號偏差的方向動作。在這里，控制裝置為比例放大器和各液壓泵上的伺服閥，接受輸入信號(電壓信號)和反饋信號(電流信號或脈沖量信號)，通過比較、放大和轉換后，變成液壓參量(液壓泵流量)，對執行元件進行控置;液壓執行元件為液壓馬達，接受控制，驅動負載;反饋裝置為各種負載傳感器(吸入、排出砂泵為流量傳感器，左右螺旋輸砂器為速度傳感器)，將被控制量(流量和速度)檢測出來，通過放大、校正后反饋到輸入端(微機)去;能源裝置為液壓泵，為系統提供驅動負載所需的功率。

本發明的有益效果是：（1）自動控制混砂車液壓系統傳動方案采用5個獨立的傳動系統和1個共用的傳動系統，既節約了空間和成本，又滿足了技術要求。（1）液壓無級變速裝置采用閉式靜壓傳動系統和開式靜壓傳動系統相結合的方式，傳動系統平穩，波動小。（3）控制系統在不使用微機控制情況下，能進行手動控制，這樣在微機出現故障情況下，也能進行作業。同時，采用泵控閉環控制形式、閥控閉環控制系統，使吸入砂泵、排出砂泵、左右螺旋輸砂器和液體添加劑泵的控制精度高，響應快，動作靈敏，能夠較好地完成復雜的作業。（4）液壓系統采用沖洗閥，避免了系統溫度不高，而泵、馬達殼體溫度偏高的缺陷；其中的調速閥保證了液體添加劑泵和油缸等運行平穩，脈動小，同時使它們能夠獨立工作，互不影響。

附圖說明

圖1是本發明的液壓系統原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。