同步提升和下降設(shè)備的制造方法
【專利說明】同步提升和下降設(shè)備
相關(guān)申請的交叉引用
[0001]本申請要求2013年I月28日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/757，485和2013年10月21日提交的美國專利申請?zhí)?4/058，753的權(quán)益，美國專利申請?zhí)?4/058，753是2012年4月10提交的國際專利申請?zhí)朠CT/US2012/032836的部分繼續(xù)申請，國際專利申請?zhí)朠CT/US2012/032836要求2011年4月21提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/477，931的權(quán)益，上述專利申請的全部內(nèi)容并入本文以供參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明大體涉及諸如厚板、路基、橋梁、建筑物的大型結(jié)構(gòu)以及以同步方式使用多個液壓致動器的其它結(jié)構(gòu)的提升或下降。如本文中所使用的，“提升”包括推動、升起以及液壓致動器在其中同步伸出或縮回的所有其它應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003]用于提升諸如厚板、路基、橋梁和建筑物、船、駁船、石油平臺或大型變壓器的液壓系統(tǒng)是已知的。當(dāng)結(jié)構(gòu)的負載平均地分配并且允許一些撓曲時，任務(wù)是簡單的。相反地，升降(提升或下降)不能撓曲或扭轉(zhuǎn)或重量分布不均的結(jié)構(gòu)、諸如以坡度灌注成的厚板在某種程度上是更加困難的操作。在沒有一些控制干預(yù)的情況下，到提升致動器的液壓流會走最小阻力的路徑，導(dǎo)致負載的最輕部分先提起。這種排量差會在正被升降的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，增加對結(jié)構(gòu)造成損壞的可能性。此外，排量差可能會在提升過程中產(chǎn)生不穩(wěn)定性，因此會造成提升設(shè)置崩潰。對于下降，類似的情況會發(fā)生，其中最重部分比較輕部分下落更快。
[0004]為了提升或下降不可彎曲的結(jié)構(gòu)或那些具有重量分布不均的結(jié)構(gòu)且不造成損壞，多個包括手動、機械或電子操作系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計為具有同步提升控制能力以在升降操作過程(如本文中所使用的"升降"包括提升和下降)中防止扭轉(zhuǎn)或不均勻負載。然而，這些系統(tǒng)根據(jù)類型的不同通常難以操作、裝配復(fù)雜和/或十分昂貴。因此，大型結(jié)構(gòu)的同步升降僅用于高級且復(fù)雜的提升工程。
[0005]響應(yīng)于現(xiàn)有的液壓同步升降系統(tǒng)的高成本性質(zhì)，研發(fā)出低成本方案，即正排量分流器或稱TOFD。然而，TOFD設(shè)計為在降低的操作壓力下升降，并且通常不局限于四段或更少。因此，希望具有其它不貴的且還提供用于大型且不均勻的結(jié)構(gòu)的同步升降的更具功能性的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明可以通過提供簡單的、劃算的同步提升系統(tǒng)來實現(xiàn)這些需求中的一個或更多個，該同步提升系統(tǒng)可使用幾乎無數(shù)的提升點。本發(fā)明可以提供用于提升不均負載的、且操作者不需要專門技能的低成本、最小控制的方案。
[0007]在審閱【具體實施方式】、附圖和權(quán)利要求后，本發(fā)明的獨立特征和獨立優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將會是顯而易見的。
【附圖說明】
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的包括同步閥、升降缸和液壓供應(yīng)系統(tǒng)的液壓回路的不意圖；
[0009]圖2是表不圖1的使用多個同步閥的同步升降系統(tǒng)的圖形表不;
[0010]圖3是用于圖1的液壓供應(yīng)系統(tǒng)的邏輯圖；以及
[0011]圖4是類似圖1但是用于同步提升和同步下降兩者的液壓回路的不意圖。
【具體實施方式】
[0012]在詳細地解釋本發(fā)明的任何獨立的實施例之前，應(yīng)理解本發(fā)明在其應(yīng)用方面不局限于在以下描述中陳述或在以下附圖中圖示的結(jié)構(gòu)的細節(jié)和部件的布置。本發(fā)明容許其它獨立的實施例，而且容許以各種方式來實施或執(zhí)行。而且，應(yīng)理解，本文中所述使用的措辭和術(shù)語用于描述的目的，并不應(yīng)當(dāng)認為進行限制。如本文中所使用的"包括"及其變體的使用意味著包含其后列出的術(shù)語及其等同物以及其它術(shù)語。如本文中所使用的"由…組成"及其變體的使用意味著僅包含其后列出的術(shù)語及其等同。
[0013]本發(fā)明通過多個相互連接的液壓致動器提供了厚板狀結(jié)構(gòu)的同步的、漸增的升降(同步提升和/或下降)。在附圖中圖示了用于同步提升閥(本文中有時稱為"升降閥"，因為"升降"包括提升和下降兩者)和同步提升系統(tǒng)的液壓和控制回路。如在圖1中示出的，示意地呈現(xiàn)了用于同步提升系統(tǒng)的同步提升閥10、單作用提升缸12和流體供應(yīng)系統(tǒng)14的實施例。圖4示出了類似圖1用于同步提升而且用于同步下降的系統(tǒng)。
[0014]參考圖1，提升閥10將固定體積的加壓的不可壓縮流體、諸如液壓流體漸增地遞送至提升缸12，這將在下文中進一步討論。如在圖2中示出的，同步提升系統(tǒng)16的一個實施例包括多個互連的提升閥10、多個連接至單獨的提升閥10的提升缸12和向所有提升閥10供應(yīng)加壓的流體、即激勵輸入的流體供應(yīng)系統(tǒng)14。術(shù)語〃液壓〃與〃流體〃可互換地使用，但是術(shù)語"流體"僅僅不局限于液壓流體。
[0015]再次參考圖1，同步提升閥10是設(shè)計為容納在歧管17內(nèi)且安裝在提升缸12與加壓的流體供應(yīng)系統(tǒng)14之間的供應(yīng)管路18中的緊湊組件。同步提升閥10包括兩個不同但相互連接的流體供應(yīng)通道，第一通道20和第二通道22。
[0016]第一和第二通道20、22分別在形成于組件17內(nèi)的一對供應(yīng)端口 24、26處開始，延伸通過容納在其中的多個部件，并且在單個出口端口 28處結(jié)束。每個流體通道20、22包括入口管路30、32，所述入口管路30、32源自相應(yīng)端口 24、26并經(jīng)過手動操作的隔斷閥、即開/關(guān)閥34。每個入口管路30、32分別進一步經(jīng)過第一止回閥36、38，并進入固定增量體積裝置或流體計量缸40的相對兩端。
[0017]流體計量缸40包括將缸40分成左或第一和右或第二可變體積壓力腔室44、46的密封線性往復(fù)活塞42，沒有明顯的流體會流過活塞42。每個流體通道20、22進一步包括相應(yīng)的出口管路48、50，所述出口管路48、50在缸40處開始，分別經(jīng)過先導(dǎo)操作的止回閥52、54。每個出口管路48、50進一步經(jīng)過第二止回閥56、58并匯聚成單個供應(yīng)管路60，該單個供應(yīng)管路60在出口端口 28處結(jié)束。出口端口 28經(jīng)由供應(yīng)管路18與液壓提升缸12的下腔室64流體連通。
[0018]第一止回閥36、38和第二止回閥56、58作為單向被動式屏障操作，以根據(jù)在其中的流體流的方向選擇性地打開和關(guān)閉通道20、22。先導(dǎo)操作的止回閥52、54作為常規(guī)止回閥操作，以防止流體從計量缸40流入出口管路48、50。然而，當(dāng)由先導(dǎo)操縱器、即單獨的流體壓力源作用在閥52、54上時，這些閥52、54執(zhí)行不同功能。具體地，當(dāng)?shù)谝煌ǖ?0的入口管路30加壓時，引導(dǎo)流體通過管路62以打開閥54并允許通過其中的雙向流體流。類似地，通過第二通道22的入口管路32的單獨操作，可引導(dǎo)流體通過管路64以打開閥52并允許通過其中的雙向流體流。當(dāng)入口管路30內(nèi)不存在流體壓力時，移除先導(dǎo)功能，并且閥54關(guān)閉以在第二通道22中提供被動式屏障。類似地，當(dāng)入口管路32內(nèi)不存在流體壓力時，移除先導(dǎo)功能，并且閥52關(guān)閉以在第一通道20中提供被動式壓力屏障。
[0019]計量缸40操作而向提升缸12提供固定的或計量的流體量，以在下面解釋的方式導(dǎo)致獲得成比例的提升量。同步提升閥10的其它部件包括具有帶流量限制器70的隔斷閥68的流體返回通道66、可用用來向提升缸12添加更多液壓流體的輔助入口端口 72、輔助入口端口止回閥74、壓力釋放閥76和壓力計80。
[0020]提升缸12包括缸筒82和容納在其中的可移位活塞?；钊?4連接至從筒82向上并向外延伸的活塞桿86。下(孔側(cè))腔室88和上(桿側(cè))腔室90在活塞84的相對兩側(cè)形成在筒82內(nèi)。眾所周知，遞送至下腔室88的液壓流體引起向上的力施加在活塞84上。位于上腔室90內(nèi)的彈簧92沿向下的方向偏壓活塞84。還參考圖2，桿86提升厚板94或支撐板，因此當(dāng)向上的力大于向下的力(包括厚板94的重量)時，活塞84在筒82內(nèi)向上平移并且活塞桿86升起厚板94。反作用點96(參見圖2)通過機械墩、打粧或地面中的其它穩(wěn)定基座來提供。圖2是示意圖；通常，墩96在厚板94下面，缸12通過提升結(jié)構(gòu)(未示出)支撐厚板94在上面，該提升結(jié)構(gòu)支撐在墩96上，并且該提升結(jié)構(gòu)聯(lián)接活塞84和厚板94，因此使活塞84的運動轉(zhuǎn)移到厚板94。
[0021]因為基座、厚板和橋梁提升應(yīng)用通常是大噸位的提升，所以在這樣的應(yīng)用中希望并且通常是，用于此類提升的提升缸12是能夠加壓至高達10，OOOpsi的高壓致動器。桿86相應(yīng)地定尺寸為承受具體應(yīng)用的負載。
[0022]通過液壓供應(yīng)系統(tǒng)14向同步提升閥10供應(yīng)加壓的液壓流體，所述液壓供應(yīng)系統(tǒng)包括泵98、四通/雙位電磁閥或流體供應(yīng)電磁閥100和壓力控制回路102。所示出的實施例中的泵98能夠在高達10，000PSI的壓力下遞送液壓流體。如在圖1中示出的，當(dāng)流體供應(yīng)電磁閥100處于所圖示的第一斷電(注:或譯為不激勵)位置時，將加壓的液壓流體引導(dǎo)至提升閥10的第一端口 24，同時第二端口 26與流體貯存器104流體連通。壓力致動開關(guān)106連接至泵98的出口。當(dāng)流體壓力到達一定閾值、即最大設(shè)置壓力、例如8，000PSI時，開關(guān)106閉合，使雙位閉鎖繼電器108通電，這進而閉合一組常開接點110。因此，供應(yīng)電磁閥100通電并交替變換到第二通電位置。
[0023]當(dāng)電磁閥100通電時，將加壓的液壓流體引導(dǎo)至提升閥10的第二端口 26，并且第一端口 24與貯存器104流體連通。由于壓力下降至設(shè)定限制之下，當(dāng)閥100變位時，壓力開關(guān)106再次打開。供應(yīng)電磁閥100通過繼電器108的動作保持通電，所述繼電器108保持閉鎖直至壓力開關(guān)106再次閉合。如在圖3中示出的，在正常操作中，電磁閥100在具有恒定并相等間隔的循環(huán)中在通電和斷電狀態(tài)之間交替。換言之，液壓供應(yīng)系