所属技术领域
[0001] 本
发明涉及一种自动控制混砂车液压系统，适用于机械领域。
背景技术
[0002] “2000型成套压裂设备”由压裂车、混砂车、仪器车和管汇车组成。混砂车是整套机组的心脏，而液压系统又是混砂车的核心。自动控制混砂车液压系统在油田大型压裂作业中，自动化程度高，可靠性好。
发明内容
[0003] 本发明提出了一种自动控制混砂车液压系统，采用5个独立的
传动系统和1个共用的传动系统，既节约了空间和成本，又满足了技术要求；控制系统设计中运用了液压伺服技术和现代控制理论技术；液压无级变速装置采用闭式和开式静压传动系统相结合的方式，传动系统平稳，
波动小。
[0004] 本发明所采用的技术方案是：所述液压系统主要包括冲洗
阀、调速阀和滤清器。整个液压系统有5套闭式静压传动，每1套闭式系统必须加上1套
冲洗阀，才能保证闭式系统内液压油的清洁和热量的散发。由于液体添加剂
泵I、液体添加剂泵II、干粉添加剂泵、冷却
风扇
马达、输砂器升降油缸、输砂器展开油缸共用1个
液压泵作为动
力源，且有时要求同时工作(输砂器升降油缸、输砂器展开油缸不同时工作)，负载又不完全一样，靠
节流阀是不能满足设计要求的，必须由节流阀和减压阀组合成调速阀才能达到要求。此外，液压系统液压油清洁度是关系到液压系统成败的关键，特别是对于闭式静压传动系统，液压油清洁度至关重要。对于进油滤清器而言，过滤
精度为100μm左右，其它滤清器过滤精度为5～10μm，就可以保证液压系统工作可靠，寿命长。
[0005] 所述控制系统采用微机自动控制时，先设定一所要求的负载值(排出砂泵为排出压力值，吸入砂泵为混合罐液面高度值，左右螺旋输砂器为
密度值)，微机自动将设定值转变为
电流信号(吸入砂泵、排出砂泵为4~20mA)或脉冲量信号，将输出转变为
电压信号(0~5V)给比例
放大器。具体控制流程如下：给微机输入一设定值，微机将这设定值转变为电压信号(0~5V)给比例放大器，比例放大器将电压信号(0~5 V)放大成较大的电流信号(180~
360mA)到液压泵
伺服阀，通过伺服阀转变成液压和机械信号，确定液压泵
斜盘的
角度，使液压泵以一定的流量输送给
液压马达，液压马达以一定的速度驱动负载(吸入砂泵、排出砂泵、左右螺旋输砂器)，负载
传感器将实测值转变为电流信号(4~20mA)或脉冲量信号反馈给微机，微机将实测的信号与设定的信号相比较，再转变为电压信号(0~5 V)给比例放大器。
如此组成泵控闭环控制系统。
[0006] 所述控制系统采用手动控制时，先切断微机输入和输出，接通电位器与比例放大器线路，此时微机不起作用，完全通过调节电位器
电阻的大小来控制负载速度，此时控制方式与混合罐搅拌器控制一样。
[0007] 所述控制系统较好地运用了液压伺服技术和现代控制理论技术，即把
输入信号(电压信号)与被控制量的反馈信号进行比较，将其差值传递给控制装置，以变更液压执行元件的输入流量，使负载向着减小信号偏差的方向动作。在这里，控制装置为比例放大器和各液压泵上的伺服阀，接受输入信号(电压信号)和反馈信号(电流信号或脉冲量信号)，通过比较、放大和转换后，变成液压参量(液压泵流量)，对执行元件进行控置;液压执行元件为液压马达，接受控制，驱动负载;反馈装置为各种负载传感器(吸入、排出砂泵为流量传感器，左右螺旋输砂器为速度传感器)，将被控制量(流量和速度)检测出来，通过放大、校正后反馈到输入端(微机)去;
能源装置为液压泵，为系统提供驱动负载所需的功率。
[0008] 本发明的有益效果是（：1）自动控制混砂车液压系统传动方案采用5个独立的传动系统和1个共用的传动系统，既节约了空间和成本，又满足了技术要求。（1）液压无级变速装置采用闭式静压传动系统和开式静压传动系统相结合的方式，传动系统平稳，波动小。（3）控制系统在不使用微机控制情况下，能进行手动控制，这样在微机出现故障情况下，也能进行作业。同时，采用泵控闭环控制形式、阀控闭环控制系统，使吸入砂泵、排出砂泵、左右螺旋输砂器和液体添加剂泵的控制精度高，响应快，动作灵敏，能够较好地完成复杂的作业。（4）液压系统采用冲洗阀，避免了系统
温度不高，而泵、马达壳体温度偏高的
缺陷；其中的调速阀保证了液体添加剂泵和油缸等运行平稳，脉动小，同时使它们能够独立工作，互不影响。
附图说明
[0009] 图1是本发明的液压系统原理图。
具体实施方式
[0010] 下面结合附图和
实施例对本发明作进一步说明。
[0011] 如图1，液压系统主要包括冲洗阀、调速阀和滤清器。整个液压系统有5套闭式静压传动，每1套闭式系统必须加上1套冲洗阀，才能保证闭式系统内液压油的清洁和热量的散发。由于液体添加剂泵I、液体添加剂泵II、干粉添加剂泵、
冷却风扇马达、输砂器升降油缸、输砂器展开油缸共用1个液压泵作为动力源，且有时要求同时工作(输砂器升降油缸、输砂器展开油缸不同时工作)，负载又不完全一样，靠节流阀是不能满足设计要求的，必须由节流阀和减压阀组合成调速阀才能达到要求。此外，液压系统液压油清洁度是关系到液压系统成败的关键，特别是对于闭式静压传动系统，液压油清洁度至关重要。对于进油滤清器而言，过滤精度为100μm左右，其它滤清器过滤精度为5～10μm，就可以保证液压系统工作可靠，寿命长。
[0012] 控制系统采用微机自动控制时，先设定一所要求的负载值(排出砂泵为排出压力值，吸入砂泵为混合罐液面高度值，左右螺旋输砂器为密度值)，微机自动将设定值转变为电流信号(吸入砂泵、排出砂泵为4~20mA)或脉冲量信号，将输出转变为电压信号(0~5V)给比例放大器。具体控制流程如下：给微机输入一设定值，微机将这设定值转变为电压信号(0~5V)给比例放大器，比例放大器将电压信号(0~5 V)放大成较大的电流信号(180~360mA)到液压泵伺服阀，通过伺服阀转变成液压和机械信号，确定液压泵斜盘的角度，使液压泵以一定的流量输送给液压马达，液压马达以一定的速度驱动负载(吸入砂泵、排出砂泵、左右螺旋输砂器)，负载传感器将实测值转变为电流信号(4~20mA)或脉冲量信号反馈给微机，微机将实测的信号与设定的信号相比较，再转变为电压信号(0~5 V)给比例放大器。如此组成泵控闭环控制系统。
[0013] 控制系统采用手动控制时，先切断微机输入和输出，接通电位器与比例放大器线路，此时微机不起作用，完全通过调节电位器电阻的大小来控制负载速度，此时控制方式与混合罐搅拌器控制一样。
[0014] 控制系统较好地运用了液压伺服技术和现代控制理论技术，即把输入信号(电压信号)与被控制量的反馈信号进行比较，将其差值传递给控制装置，以变更液压执行元件的输入流量，使负载向着减小信号偏差的方向动作。在这里，控制装置为比例放大器和各液压泵上的伺服阀，接受输入信号(电压信号)和反馈信号(电流信号或脉冲量信号)，通过比较、放大和转换后，变成液压参量(液压泵流量)，对执行元件进行控置;液压执行元件为液压马达，接受控制，驱动负载；反馈装置为各种负载传感器(吸入、排出砂泵为流量传感器，左右螺旋输砂器为速度传感器)，将被控制量(流量和速度)检测出来，通过放大、校正后反馈到输入端(微机)去;能源装置为液压泵，为系统提供驱动负载所需的功率。
