特許 7527477 土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/028 20060101AFI20240726BHJP

   E02D 1/04 20060101ALN20240726BHJP

【ＦＩ】

F15B11/028 A

E02D1/04

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023515140

(86)(22)【出願日】2020-12-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-27

(86)【国際出願番号】 CN2020133643

(87)【国際公開番号】W WO2022116091

(87)【国際公開日】2022-06-09

【審査請求日】2023-03-03

(31)【優先権主張番号】202011377037.8

(32)【優先日】2020-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】523078926

【氏名又は名称】徐州徐工環境技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＸＵＺＨＯＵ ＸＣＭＧ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｔｈｅ Ｅａｓｔ Ｓｉｄｅ Ｏｆ Ｎｏｒｔｈ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｏｆ １０４ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｏａｄ Ｉｎ Ｘｕｚｈｏｕ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１０００，Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】程 ▲レイ▼

(72)【発明者】

【氏名】単 龍

(72)【発明者】

【氏名】劉 美栄

(72)【発明者】

【氏名】張 ▲凱▼

(72)【発明者】

【氏名】温 玉霜

(72)【発明者】

【氏名】呂 正威

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１６７５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５００７５９９（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０３５４８３７５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０９１８５２４２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １１／０２８

Ｅ０２Ｄ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力取出装置によってシャシーのトランスミッションの動力取り出し口に取り付けられ、油圧タンク（１）から油を吸引する油圧歯車ポンプ（２）を含む土壤検査修復ステーションの油圧リールシステムであって、
前記油圧歯車ポンプ（２）の出油口に方向切換弁Ｉ（４）とリリーフ弁（３）が接続され、前記方向切換弁Ｉ（４）の出油口に方向切換弁ＩＩ（５）が接続され、前記方向切換弁ＩＩ（５）は油圧モータ（８）の両側のオイルポートＡ１及びオイルポートＢ１に接続され、前記油圧モータ（８）の両側のオイルポートＡ１とオイルポートＢ１との間に比例リリーフ弁（６）が接続され、油圧モータ（８）のオイルポートＢ１は逆止弁Ｉ（１０）を介して油圧タンク（１）に連通し、油圧モータ（８）のオイルポートＡ１に圧力センサ（７）が接続され、前記圧力センサ（７）にはコントローラ（１１）が電気的に接続され、コントローラ（１１）には前記比例リリーフ弁（６）が電気的に接続されることを特徴とする油圧リールシステム。

【請求項2】

前記方向切換弁Ｉ（４）は、システムのアンロード及び油路の方向切換を制御するための４ポート２位置方向切換弁であることを特徴とする請求項１に記載の土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム。

【請求項3】

前記方向切換弁ＩＩ（５）は、油圧モータ（８）の回転を制御するための３ポート２位置方向切換弁であることを特徴とする請求項１に記載の土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム。

【請求項4】

前記比例リリーフ弁（６）は板弁であり、比例リリーフ弁（６）の開弁圧力と電流は正比例をなすことを特徴とする請求項１に記載の土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム。

【請求項5】

リール（９）の軸端にスプロケットＩＩがフラットキーによって取り付けられ、前記油圧モータ（８）はスプロケットＩのスプロケット軸に取り付けられ、スプロケットＩはチェーンを介して動力をリール（９）の軸端のスプロケットＩＩに伝達することを特徴とする請求項１に記載の土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は清掃設備の技術分野に関し、具体的には、土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム及び制御方法である。

【背景技術】

【0002】

土壌検査修復ステーションは、擾乱のない汚染場所のサンプリング、迅速な移送、その場での注入修復、その場でのリアルタイム検査などの技術を一体化した総合的な設備である。土壌サンプリング及び修復は自走式クローラ掘削装置で行われ、また、自動車のシャシーにテール梯子が取り付けられ、掘削装置はテール梯子を介して自動車のシャシーに自由に出入りすることができる。掘削装置の作動及び走行のための動力はすべて掘削装置の油圧ポンプにより供給され、シャシーエンジンはフルパワー動力取出装置を介して掘削装置の油圧ポンプに動力を伝達する。油圧タンクも自動車のシャシーに設けられている。油圧ポンプは油圧ゴムホースを介して高圧油圧エネルギーを掘削装置の油圧弁群に伝達する。２本の油圧ゴムホースは掘削装置の作動中や走行中に常に従動する。現在、掘削装置が作動するときに、２本の油圧ゴムホースは手動でドラッグされ、作業負荷が非常に大きく、しかも、油圧ゴムホースと掘削装置との同期性が悪く、油圧ゴムホースが引っぱられて壊れたり摩耗したりしやすい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記の技術的課題を解决するために、本発明は、土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム及び制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明は以下の技術的解決手段によって実現される。動力取出装置によってシャシーのトランスミッションの動力取り出し口に取り付けられ、油圧タンクから油を吸引する油圧歯車ポンプを含む土壤検査修復ステーションの油圧リールシステムであって、
前記油圧歯車ポンプの出油口に方向切換弁Ｉとリリーフ弁が接続され、前記方向切換弁Ｉの出油口に方向切換弁ＩＩが接続され、前記方向切換弁ＩＩは油圧モータの両側のオイルポートＡ１及びオイルポートＢ１に接続され、
前記油圧モータの両側のオイルポートＡ１とオイルポートＢ１との間に比例リリーフ弁が接続され、油圧モータのオイルポートＢ１は逆止弁Ｉを介して油圧タンクに連通し、油圧モータのオイルポートＡ１に圧力センサが接続され、
前記圧力センサにはコントローラが電気的に接続され、コントローラには前記比例リリーフ弁が電気的に接続される。

【0005】

さらに、前記方向切換弁Ｉはシステムのアンロード及び油路の方向切換を制御するための４ポート２位置方向切換弁である。

【0006】

前記方向切換弁ＩＩは、油圧モータ（８）の回転を制御して、リールを制御してホースを巻き取るか、ホースを巻き出すための３ポート２位置方向切換弁である。

【0007】

前記比例リリーフ弁は板弁であり、比例リリーフ弁の開弁圧力と電流は正比例をなす。

【0008】

リールの軸端にスプロケットＩＩがフラットキーによって取り付けられ、前記油圧モータはスプロケットＩのスプロケット軸に取り付けられ、スプロケットＩＩはチェーンを介して動力をリールの軸端のスプロケットＩＩに伝達する。

【0009】

前記リールはステーションボックス内に取り付けられ、リールは高圧側と低圧側を有し、高圧側及び低圧側のそれぞれに回転コネクタが取り付けられ、高圧側の回転コネクタは高圧ゴムホースを介して掘削装置の作動システムの油圧ポンプに接続され、高圧側リール軸のオイルポートは掘削装置の高圧ゴムホースに接続され、低圧側の回転コネクタは低圧ゴムホースを介して油圧タンクに接続され、低圧側リール軸のオイルポートの低圧ゴムホースは掘削装置の低圧ゴムホースに接続される。

【0010】

土壤検査修復ステーションの油圧リール制御方法であって、
掘削装置を制御してステーションから出るとき、方向切換弁ＩＩは通電し、方向切換弁Ｉ、電気比例リリーフ弁はいずれも通電せず、このとき、油圧モータのオイルポートＡ１とオイルポートＢ１が連通し、掘削装置の走行により油圧ゴムホースが駆動され、油圧ゴムホースの引張力によりリールが回転してホースを巻き出すステップと、
掘削装置を制御してステーションに戻るとき、方向切換弁ＩＩは通電せず、方向切換弁Ｉ、電気比例リリーフ弁は両方とも通電し、油が方向切換弁Ｉ及び方向切換弁ＩＩを介して油圧モータのオイルポートＡ１に入り、油圧モータのオイルポートＢ１を介して油圧タンクに戻り、これにより、リールが回転してホースを巻き取るステップと、
圧力センサはオイルポートＡ１の圧力信号をリアルタイムで収集し、圧力信号をコントローラにフィードバックし、オイルポートＡ１の圧力が高いほど、リールのホース巻き取り速度が速くなり、ホース巻き取り速度が掘削装置の走行速度よりも速く、ゴムホースの引張力が大きすぎる場合、オイルポートＡ１の圧力が最も高く、コントローラは圧力センサからのフィードバック信号を受信し、フィードバック信号を設定された信号と比較し、次に比例リリーフ弁の圧力値を調整し、さらに油圧モータにより駆動されたリールの速度を制御し、リールのホース巻き取り速度と掘削装置の走行速度とを一致させるステップと、を含む。

【0011】

さらに、掘削装置の最大速度、リールの直径、油圧モータの排気量に基づいてシステム流量を選定し、油圧ゴムホースの重量及び負荷力に基づいて、比例リリーフ弁の最高圧力を決定し、
デバッグに際しては、
まず、掘削装置の正常走行速度Ｖ１に基づいて、リールのホース巻き取り速度Ｖ２及び比例リリーフ弁の圧力Ｐ１、圧力センサの圧力Ｐ２を較正し、このとき、Ｖ１＝Ｖ２、Ｐ１＝Ｐ２であり、
掘削装置の走行速度がＶ１よりも大きく、油圧ゴムホースが緩んでいる場合、油圧ゴムホースの引張力が減少し、圧力センサによって検出された圧力値がＰ１よりも小さく、その圧力信号値がコントローラに伝達され、コントローラは設定された値をこの圧力信号値と比較し、比例リリーフ弁の開弁圧力値を大きくし、これによって、比例リリーフ弁を介して油圧タンクに入る油が減少し、油圧モータに入る油が増加し、リールのホース巻き取り速度が速まり、このように、圧力センサによって検出された圧力値がＰ１に等しくなるまで続け、
掘削装置の走行速度がＶ１よりも小さく、油圧ゴムホースが引っ張られている場合、油圧ゴムホースの引張力が増大し、圧力センサによって検出された圧力値がＰ１よりも大きく、その圧力信号値がコントローラに伝達され、コントローラは設定された値をこの圧力信号値と比較し、比例リリーフ弁の開弁圧力値を小さくし、これによって、比例リリーフ弁を介して油圧タンクに戻る油が増加し、油圧モータに入る油が減少し、リールのホース巻き取り速度が低下し、このように、圧力センサによって検出された圧力値がＰ１に等しくなるまで続ける。

【発明の効果】

【0012】

従来技術と比べて、本発明の有益な効果は以下のとおりである。掘削装置の走行速度に応じて油圧モータによる油圧ゴムホースの引張力を調整し、油圧ゴムホースと掘削装置の走行とを同期化させ、電気比例リリーフ弁によって圧力を適切に調整することにより、ゴムホースが所定の引張力をもってリールに巻き取られることを確保し、ゴムホースが緩みすぎて摩損したり、引張力が大きすぎて引っ張られて壊れたりすることを効果的に回避できる。

【0013】

ここで説明される図面は本実用新案をさらに理解するためのものであり、本願の一部となり、本解決手段の例示的な実施例及びその説明は本解決手段を説明するためのものであり、本解決手段を不当に限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の土壤検査修復ステーションの油圧リールシステムの概略図（ホースを巻き出す）である。

【図2】本発明の土壤検査修復ステーションの油圧リールシステムの概略図（ホースを巻き取る）である。

【図3】本発明の土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム構成の概略図１である。

【図4】本発明の土壤検査修復ステーションの油圧リールシステム構成の概略図２である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面及び実施例によって本技術的解決手段をさらに詳細に説明する。

【実施例1】

【0016】

図１～図４に示すように、土壤検査修復ステーションの油圧リールシステムにおいては、油圧歯車ポンプ２は動力取出装置によってシャシーのトランスミッションの動力取り出し口に取り付けられ、動力を供給し、油圧歯車ポンプ２は油圧タンク１から油を吸引し、油圧タンク１は主に掘削装置油圧システムのための油の貯蔵及び放熱の役割を果たす。

【0017】

油圧歯車ポンプ２の出油口に方向切換弁Ｉ４とリリーフ弁３が接続される。リリーフ弁３は、システムのオーバーロード防止、配管や素子の保護のためのシステム安全弁である。方向切換弁Ｉ４は、システムのアンロード及び油路の方向切換を制御するための４ポート２位置方向切換弁である。方向切換弁Ｉ４の出油口に方向切換弁ＩＩ５が接続され、方向切換弁ＩＩ５は、油圧モータ８の両側のオイルポートＡ１及びオイルポートＢ１に接続され、方向切換弁ＩＩ５は、油圧モータ８の回転を制御するための３ポート２位置方向切換弁である。方向切換弁ＩＩ５はリールのホース巻き取り及びホース巻き出しの２つの状態を選択するためのものであり、ホースを巻き出すときは通電し、ホースを巻き取るときは通電しない。

【0018】

油圧モータ８の両側のオイルポートＡ１とオイルポートＢ１との間に比例リリーフ弁６が接続され、比例リリーフ弁６は板弁であり、比例リリーフ弁６の開弁圧力と電流とは正比例をなす。比例リリーフ弁６はリールホースを巻き出すときは通電せず、これは、配管を介してモータのオイルポートＡ１とオイルポートＢ１を連通させることに相当する。リールがホースを巻き取るときは通電し、圧力センサとコントローラの組み合わせにより、油圧モータの入口圧力が適切に調整され、さらに油圧モータに入力される流量が調整され、リールのホース巻き取り速度と掘削装置とを一致させることが図られる。

【0019】

油圧モータ８のオイルポートＢ１は逆止弁Ｉ１０を介して油圧タンク１に連通する。リールがホースを巻き出すときに、掘削装置は走行して油圧ゴムホースを駆動し、ゴムホースの引張力によってリールが回転し、このとき、油圧モータのオイルポートＢ１は給油口、オイルポートＡ１は出油口になり、逆止弁Ｉ１０は油圧モータへ油を補充する。

【0020】

油圧モータ８のオイルポートＡ１に圧力センサ７が接続され、圧力センサ７にはコントローラ１１が電気的に接続され、コントローラ１１は比例リリーフ弁６に電気的に接続される。圧力センサ７は油圧センサであり、油圧モータのオイルポートＡ１の回路に取り付けられ、リールがホースを巻き取る場合に、オイルポートＡ１の圧力信号をリアルタイムで収集し、圧力信号をコントローラにフィードバックする。オイルポートＡ１の圧力が大きいほど、リールのホース巻き取り速度が速くなる。コントローラ１１は圧力センサからのフィードバック信号を受信し、受信した信号を設定された信号と比較し、必要に応じて比例リリーフ弁の圧力値を調整し、油圧モータ８の回転数を制御し、さらにリールのホース巻き取り速度を制御し、リールのホース巻き取り速度と掘削装置の走行速度とを一致させる。

【0021】

リール９の軸端にスプロケットＩＩがフラットキーによって取り付けられ、油圧モータ８はスプロケットＩのスプロケット軸に取り付けられ、スプロケットＩはチェーンを介して動力をリール９の軸端のスプロケットＩＩに伝達する。リール９はステーションボックス内に取り付けられ、リール９は高圧側と低圧側を有し、高圧側及び低圧側のそれぞれに回転コネクタが取り付けられる。高圧側の回転コネクタは高圧ゴムホース１２を介して掘削装置の作動システムの油圧ポンプの出油口に接続され、高圧側リール９軸のオイルポートには高圧ゴムホース１２を介して掘削装置１４の高圧ゴムホースが接続される。低圧側の回転コネクタは低圧ゴムホース１３を介して油圧タンク１に接続され、低圧側リール軸のオイルポートの低圧ゴムホース１３は掘削装置１４の低圧ゴムホースに接続される。

【0022】

作動に際しては、
遠隔制御装置において掘削装置がステーションから出るロッカレバーを選択する場合、３ポート２位置方向切換弁は通電し、４ポート２位置方向切換弁、比例リリーフ弁６はいずれも通電せず、このとき、油圧モータ８のオイルポートＡ１はオイルポートＢ１に連通する。掘削装置は走行して油圧ゴムホースを駆動し、ゴムホースの引張力によりリールが回転してホースを巻き出す。
遠隔制御装置において掘削装置がステーションに戻るロッカレバーを選択する場合、３ポート２位置方向切換弁は通電せず、４ポート２位置方向切換弁及び比例リリーフ弁は両方とも通電し、油が４ポート２位置方向切換弁及び３ポート２位置方向切換弁を介してリールモータのオイルポートＡ１に入り、油圧モータのオイルポートＢ１を介して油圧タンクに戻り、このように、リールが回転してホースを巻き取る。

【実施例2】

【0023】

土壤検査修復ステーションの油圧リール制御方法は、上記の実施例１に基づいて、
掘削装置を制御してステーションから出るとき、方向切換弁ＩＩ５は通電し、方向切換弁Ｉ４、電気比例リリーフ弁６はいずれも通電せず、このとき、油圧モータ８のオイルポートＡ１とオイルポートＢ１が連通し、掘削装置の走行により油圧ゴムホースが駆動され、油圧ゴムホースの引張力によりリール９が回転してホースを巻き出すステップと、
掘削装置を制御してステーションに戻るとき、方向切換弁ＩＩ５は通電せず、方向切換弁Ｉ４、電気比例リリーフ弁６は両方とも通電し、油が方向切換弁Ｉ４及び方向切換弁ＩＩ５を介して油圧モータ８のオイルポートＡ１に入り、油圧モータ８のオイルポートＢ１を介して油圧タンクに戻り、これにより、リール９が回転してホースを巻き取るステップと、
圧力センサ７はオイルポートＡ１の圧力信号をリアルタイムで収集し、圧力信号をコントローラ１１にフィードバックし、オイルポートＡ１の圧力が高いほど、リールのホース巻き取り速度が速くなり、コントローラ１１は圧力センサ７からのフィードバック信号を受信し、受信した信号を設定された信号と比較し、次に必要に応じて比例リリーフ弁の圧力値を調整し、油圧モータ８の回転数を制御し、さらにリールのホース巻き取り速度を制御し、リールのホース巻き取り速度と掘削装置の走行速度とを一致させるステップと、を含む。

【0024】

さらに、
掘削装置１４の最大速度、リール９の直径、油圧モータ８の排気量に基づいてシステム流量を選定し、油圧ゴムホースの重量及び負荷力に基づいて、比例リリーフ弁６の最高圧力を決定し、
デバッグに際しては、
まず、掘削装置１４の正常走行速度Ｖ１に基づいて、リール９のホース巻き取り速度Ｖ２及び比例リリーフ弁６の圧力Ｐ１、圧力センサ７の圧力Ｐ２を較正し、このとき、Ｖ１＝Ｖ２、Ｐ１＝Ｐ２であり、
掘削装置１４の走行速度がＶ１よりも大きく、油圧ゴムホースが緩んでいる場合、油圧ゴムホースの引張力が減少し、圧力センサ７によって検出された圧力値がＰ１よりも小さく、その圧力信号値がコントローラ１１に伝達され、コントローラ１１は設定された値をこの圧力信号値と比較し、比例リリーフ弁６の開弁圧力値を大きくし、これによって、比例リリーフ弁６を介して油圧タンクに戻る油が減少し、油圧モータ８に入る油が増加し、リール９のホース巻き取り速度が速まり、このように、圧力センサ７によって検出された圧力値がＰ１に等しくなるまで続け、
掘削装置１４の走行速度がＶ１よりも小さく、油圧ゴムホースが引っ張られている場合、油圧ゴムホースの引張力が増大し、圧力センサ７によって検出された圧力値がＰ１よりも大きく、その圧力信号値がコントローラ１１に伝達され、コントローラ１１は設定された値をこの圧力信号値と比較し、比例リリーフ弁６の開弁圧力値を小さくし、これによって、比例リリーフ弁６を介して油圧タンクに戻る油が増加し、油圧モータ８に入る油が減少し、リール９のホース巻き取り速度が低下し、このように、圧力センサ７によって検出された圧力値がＰ１に等しくなるまで続ける。

【0025】

本実施例の技術的効果は以下のとおりである。油圧ゴムホースと掘削装置の走行とを同期化させることによって、ゴムホースが緩みすぎて摩損したり、引張力が大きすぎて引っ張られて壊れたりすることを効果的に回避できる。土壤検査修復掘削装置がステーションから出るときに、ゴムホースの引張力によってリールのホースが巻き出され、これによって、油圧ゴムホースは掘削装置に追従する。土壤検査修復掘削装置がステーションに戻るときに、電気式油圧制御によって、リールのホース巻き取り速度と掘削装置の走行速度とを一致させる。比例リリーフ弁によって圧力を適切に調整することによって、ゴムホースが所定の引張力をもってリールに巻き付かれることを確保し、ゴムホースが緩みすぎたり引張力が大きすぎたりすることを効果的に回避する。

【符号の説明】

【0026】

１ 油圧タンク
２ 油圧歯車ポンプ
３ リリーフ弁
４ 方向切換弁Ｉ
５ 方向切換弁ＩＩ
６ 比例リリーフ弁
７ 圧力センサ
８ 油圧モータ
９ リール
１０ 逆止弁Ｉ
１１ コントローラ
１２ 高圧ゴムホース
１３ 低圧ゴムホース
１４ 掘削装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】