[發明專利]巖石動態真三軸液壓源流量壓力自適應控制系統及方法

在審

• 申請號: 202110208258.0
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112833056A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 劉洋;王劍波;李桂林;劉煥新;張希巍;侯奎奎;劉興全;程力;陳科旭
• 申請（專利權）人: 山東黃金礦業科技有限公司深井開采實驗室分公司;張希巍
• 主分類號: F15B1/02
• 分類號: F15B1/02;F15B11/08;F15B13/04;F15B21/041
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種巖石動態真三軸液壓源流量壓力自適應控制系統及方法，系統包括油箱、小流量油泵、大流量油泵、動態作動器、高低壓自動控制單元及動態作動器流量自適應控制單元；小流量油泵與大流量油泵并聯設置，油泵進油口與郵箱連通，油泵出油口依次通過高低壓自動控制單元及動態作動器流量自適應控制單元與動態作動器連通。方法分為高低壓自動控制和動態作動器流量自適應控制，通過高低壓自動控制可實現無負載啟動、低壓工作、低壓轉換高壓工作和高壓轉換低壓工作；動態作動器流量自適應控制可滿足小流量狀態及大小流量狀態轉換，動態作動器在獲得了小流量液壓油后可保持小流量工作狀態，進而可完成全曲線應力應變測試，從而能夠獲得完整的應力應變曲線。

技術領域

本發明屬于巖石力學試驗技術領域，特別是涉及一種巖石動態真三軸液壓源流量壓力自適應控制系統及方法。

背景技術

目前，真三軸試驗儀的動態真三軸液壓系統采用液壓伺服加載系統，雖然系統具有較大的抗負載剛度、速度剛度和位置剛度，且抗干擾能力強，但是，也存在明顯的壓力損失和流量損失的缺點。此外，系統的壓力多為手動選擇，不但操作復雜，而且不能根據工況進行壓力選擇，導致能源的浪費。另外，想要在動態真三軸試驗中獲得完整的應力應變曲線，動態作動器需要小流量加載能力，而目前的系統無法使動態作動器保持小流量的工作狀態，也就難以獲得完整的應力應變曲線。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種巖石動態真三軸液壓源流量壓力自適應控制系統及方法，能夠根據工況實時調整系統壓力，具有操作簡單、節約能源的特點；能夠使動態作動器保持小流量的工作狀態，從而可以獲得完整的應力應變曲線。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種巖石動態真三軸液壓源流量壓力自適應控制系統，包括油箱、小流量油泵、大流量油泵、動態作動器、高低壓自動控制單元及動態作動器流量自適應控制單元；所述高低壓自動控制單元包括高壓過濾器、單向閥、高壓溢流閥、低壓溢流閥、換向閥及壓力繼電器；所述動態作動器流量自適應控制單元包括小流量伺服閥、第一大流量伺服閥、第二大流量伺服閥、第三大流量伺服閥、第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥、第一蓄能器及第二蓄能器；所述小流量油泵的進油口與油箱相連通，小流量油泵的出油口與高壓過濾器的進油口相連通；所述大流量油泵的進油口與油箱相連通，大流量油泵的出油口與高壓過濾器的進油口相連通；所述大流量油泵的數量至少為兩個，所述小流量油泵及多個大流量油泵并聯設置；所述高壓過濾器的出油口分兩路輸出，第一路與單向閥的進油口相連通，第二路與高壓溢流閥的進油口相連通，高壓溢流閥的出油口與油箱相連通；所述單向閥的出油口分三路輸出，第一路與壓力繼電器相連通，第二路接入動態作動器流量自適應控制單元，第三路與換向閥的進油口相連通，換向閥的出油口與低壓溢流閥的進油口相連通，低壓溢流閥的出油口與油箱相連通；所述小流量伺服閥、第一大流量伺服閥、第二大流量伺服閥及第三大流量伺服閥均采用三位四通閥且四者并聯設置；所述小流量伺服閥的A油口與動態作動器的有桿腔相連通，所述第一大流量伺服閥、第二大流量伺服閥及第三大流量伺服閥的A油口匯接后與第一截止閥的一端油口相連通，第一截止閥的另一端油口與動態作動器的有桿腔相連通；所述小流量伺服閥的B油口與動態作動器的無桿腔相連通，所述第一大流量伺服閥、第二大流量伺服閥及第三大流量伺服閥的B油口匯接后與第二截止閥的一端油口相連通，第二截止閥的另一端油口與動態作動器的無桿腔相連通；所述小流量伺服閥的P油口與單向閥的出油口相連通，所述第一大流量伺服閥、第二大流量伺服閥及第三大流量伺服閥的P油口匯接后與第三截止閥的一端油口相連通，第三截止閥的另一端油口與單向閥的出油口相連通；所述小流量伺服閥、第一大流量伺服閥、第二大流量伺服閥及第三大流量伺服閥的T油口均與油箱相連通；所述第一蓄能器直接與小流量伺服閥的P油口相連通，第一蓄能器通過第三截止閥與第一大流量伺服閥、第二大流量伺服閥及第三大流量伺服閥的P油口相連通；所述第二蓄能器直接與小流量伺服閥、第一大流量伺服閥、第二大流量伺服閥及第三大流量伺服閥的T油口相連通。

一種巖石動態真三軸液壓源流量壓力自適應控制方法，采用了所述的巖石動態真三軸液壓源流量壓力自適應控制系統，具體方法如下：

一、高低壓自動控制