中國報告大廳網(wǎng)訊,在預應力張拉施工領(lǐng)域,油泵作為核心動力設備,其操作便捷性與運行安全性直接關(guān)系到施工效率與工程質(zhì)量。隨著行業(yè)技術(shù)的不斷迭代,傳統(tǒng)油泵在油路控制方面的弊端逐漸凸顯,如何通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化實現(xiàn)操作簡化與安全強化,成為當前油泵技術(shù)發(fā)展的重要方向。其中,以三位四通閥為基礎的集成化閥塊設計,正成為解決這一問題的關(guān)鍵突破點。
《2025-2030年全球及中國油泵行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報告》指出,傳統(tǒng)預應力張拉油泵多采用額定壓力為 50MPa 的控制閥塊,且需配備兩個獨立閥塊分別控制兩套油路 —— 張拉油路連接伸縮缸無桿腔,放張油路連接伸縮缸有桿腔,二者配合完成千斤頂伸縮缸的操作。這種設計存在明顯不足:在油路轉(zhuǎn)換過程中,操作人員需同時手動操作兩套油路的截止閥和節(jié)流閥,操作繁瑣且易因疏忽導致供油油路與回油油路同時進油加壓。這一危險情況會使有桿腔及無桿腔內(nèi)壓力急劇升高,嚴重時可能造成后密封板及壓緊環(huán)飛脫,對施工安全構(gòu)成極大威脅。
參考智能張拉設備中電磁控制閥塊的設計理念,油泵控制閥塊的升級路徑逐漸清晰:采用三位四通閥實現(xiàn)對油路的集中控制,并在閥塊內(nèi)部集成液壓鎖、溢流閥和截止閥等組件,以此提升油泵操作的便捷性與安全性。
新型油泵行業(yè)控制閥塊以三位四通閥為核心,集成了液壓鎖及溢流閥結(jié)構(gòu),主要用于連接伸縮缸和帶油泵的液壓缸,其功能結(jié)構(gòu)可歸納為以下四點:
油路進出設計:控制閥塊設有四個油路接口,分別為連接油泵和液壓缸的第一油路(供油油路)、第二油路(回油油路),以及連接油泵與伸縮缸無桿腔的第三油路(伸缸油路)、有桿腔的第四油路(縮缸油路)。
自動保壓功能:閥塊內(nèi)的液壓鎖具備保壓特性,當手動轉(zhuǎn)閥撥至中間閥位時,伸縮缸油路與液壓缸油路斷開,液壓鎖自動啟動保壓機制,確保伸縮缸無桿腔內(nèi)的液壓油不回油,維持壓力穩(wěn)定。
安全限壓機制:溢流閥的集成使控制閥塊具備超壓溢流功能,當油路壓力超過安全閾值時,液壓油會頂開溢流閥,通過回油油路回流至液壓缸,避免壓力過高引發(fā)安全事故。
便捷油路控制:借助三位四通閥及手動轉(zhuǎn)柄即可完成油路控制,操作人員只需轉(zhuǎn)動手柄,就能實現(xiàn)千斤頂?shù)纳旄住⒈?、縮缸操作,大幅簡化了操作流程。
新型油泵控制閥塊的工作原理基于油路接口與轉(zhuǎn)閥的協(xié)同作用,具體如下:
油路接口連接:閥塊的 P 口連接供油油路,T 口連接回油油路,A 口連接伸缸油路,B 口連接縮缸油路,通過四口的不同組合實現(xiàn)油路切換。
轉(zhuǎn)閥擋位控制:閥塊上的手動轉(zhuǎn)閥通過手柄轉(zhuǎn)動控制四個油路的通斷:手柄位于中位時,P 口與 T 口連通,伸缸油路與縮缸油路均不進油、不回油,實現(xiàn)保壓;手柄撥至伸缸擋位時,P 口與 A 口連通、T 口與 B 口連通,伸缸油路進油、縮缸油路回油,完成伸缸動作;手柄撥至縮缸擋位時,P 口與 B 口連通、T 口與 A 口連通,縮缸油路進油、伸缸油路回油,完成縮缸動作。
輔助功能保障:伸缸油路的液壓鎖在手柄中位時確保油壓不卸荷,保障保壓效果;縮缸油路的溢流閥在壓力超過安全值時,將部分液壓油從縮缸油路導至伸缸油路(此時伸缸油路連接回油油路),使壓力降至安全范圍后自動關(guān)閉,維持縮缸油路壓力穩(wěn)定。
伸缸操作:關(guān)閉截止閥,將手動轉(zhuǎn)閥撥至伸缸閥位,旋緊節(jié)流閥,液壓油從液壓缸供油油路泵入控制閥塊,經(jīng)處理后送至伸縮缸無桿腔的伸缸油路,為伸缸提供動力;伸縮缸有桿腔內(nèi)的液壓油則通過縮缸油路回流至控制閥塊,再經(jīng)回油油路返回液壓缸,完成伸缸。
保壓操作:將手動轉(zhuǎn)閥撥至中間閥位,使伸縮缸油路與液壓缸油路斷開,旋松節(jié)流閥,此時液壓鎖啟動保壓,保持伸縮缸無桿腔壓力。
縮缸操作:將手動轉(zhuǎn)閥撥至縮缸閥位,旋緊節(jié)流閥,液壓油從供油油路泵入控制閥塊,送至伸縮缸有桿腔的縮缸油路;伸縮缸無桿腔內(nèi)的液壓油通過伸缸油路回流至控制閥塊,再經(jīng)回油油路返回液壓缸,完成縮缸。
為驗證新型控制閥塊的工作性能,依據(jù) JG/T 319-2011《預應力用電動油泵》檢驗標準,對安裝該閥塊的油泵進行了試驗,試驗器材包括配備新型控制閥的油泵 1 臺、500t 反力架、1500kN 張拉千斤頂 2 臺、張拉鋼絞線 9 根、數(shù)字讀數(shù)儀 1 個及電腦 1 臺,驗證項目及結(jié)果如下:
空載試驗:堵住控制閥出油嘴,打開節(jié)流閥和卸荷閥,運轉(zhuǎn) 2 分鐘以上,設備運轉(zhuǎn)正常;回油管空載流量三次測量值分別為 2.36L/min、2.29L/min、2.42L/min,平均值符合 2.27L/min 至 2.57L/min 的合格標準。
滿載試驗:在公稱壓力下運轉(zhuǎn) 5 分鐘,壓力表指針波動為 0.3MPa,小于 1MPa 的合格上限;內(nèi)密封性測試中,總壓力降分別為 0.6MPa、1MPa、0.8MPa,均不超過 3MPa 的標準,兩項指標均合格。
超載試驗:將壓力升至公稱壓力的 1.25 倍并運轉(zhuǎn) 3 分鐘,油泵運行正常,符合試驗要求。
綜上,配備新型控制閥塊的油泵性能完全滿足相關(guān)行業(yè)標準。
通過對額定壓力 50MPa 的油泵控制閥塊進行優(yōu)化設計,采用三位四通閥集成液壓鎖、溢流閥的結(jié)構(gòu),成功解決了傳統(tǒng)油泵操作繁瑣、安全性不足的問題。實際應用表明,這種新型控制閥塊不僅使油泵性能符合 JG/T 319-2011 標準,還通過單手柄操作簡化了油路切換流程,同時借助溢流閥的超壓溢流功能,有效避免了雙油路同時加壓的危險情況。該設計為同類油泵控制閥的研發(fā)提供了可行的解決方案與設計思路,推動了油泵行業(yè)向集成化、安全化、便捷化方向發(fā)展。
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