CN102374212A - 一种智能节能液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种智能节能液压系统，主要由动力输出系统（1），液压泵（2），电子和液压双控的分配阀（3），液压流量增加机构（8），主分配阀（4），液压动力输出机构（5），液压储能器（7）和其上与主油路（34）之间设置的电子流量控制分配阀（15），液压油箱（6）电脑(9)，若干个输出电子信号的流量感应器(16)和电子信号的压力感应器(17)(18)，还有几个单向阀（11）（12）（13）（14）和电子节流分配阀（10）组成，其特点是；在系统待机或工作负荷较小时，电脑(9)开启调节动力系统、液压流量增加机构(8)储能器，已达到自动降低动力系统的转速和功率来节能和同时储备一定液压能并在系统需要时放出能量来节能的特点。并且在本系统超负荷时有会自动各自调节和断开液压流量增加机构和储能器以保证系统正常工作的特点。

Description

一种智能节能液压系统

技术领域

本发明涉及一种智能节能液压系统。

技术背景

   目前的液压系统多为动力系统恒转数流量也恒定的系统，所以在系统待机或工作负荷较小时系统会有很大的能源浪费掉了，虽然也有斜盘式柱塞泵这样的装置，但也不能满足节能的需要。 

发明内容

  本发明具有在系统待机或工作负荷较小时，电脑会自动开启调节动力系统、液压流量增加机构和储能器，已达到自动降低动力系统的转速和功率来节能和同时储备一定液压能并在系统需要时放出能量来节能的特点。并且在本系统超负荷时有会自动各自调节和断开液压流量增加机构和储能器以保证系统正常工作的特点。 

本发明技术方案如下： 

为实现上述目的本发明所诉的一种智能节能液压系统其特点是：

如图1所示；一种智能节能液压系统，主要由动力输出系统（1），液压泵（2），电子和液压双控的分配阀（3），液压流量增加机构（8），主分配阀（4），液压动力输出机构（5），液压储能器（7）和其上与主油路（34）之间设置的电子流量控制分配阀（15），液压油箱（6）电脑(9)，若干个输出电子信号的流量感应器(16)和电子信号的压力感应器(17)(18)，还有几个单向阀（11）（12）（13）（14）和电子节流流量分配阀（10）组成，其特征是：动力输出系统（1）与液压泵(2)连接并输出液压动力油，液压油从电子和液压双控的分配阀(3)的进油端口进入，电子和液压双控的分配阀(3)出油端口有两条。一条为主油路(34)当液压油流向主油路(34)时经过一个输出电子信号的流量感应器(16)进入主分配阀(4)的进油口，然后通过主分配阀(4)流向液压动力输出机构(5)并做功。另一条为增加流量支路（35），当液压油流向增加流量支路(35)时经过一个单向阀(12)流进液压流量增加机构(8)的高压进油端口，在经过增加流量机构(8)后液压油的流量被放大，然后经另一个单向阀(13)流进主油路，在经过主油路(34)并通过流量感应器(16)到达主分配阀(4)，然后由主分配阀(4)控制对液压动力输出机构(5)做功。流向主分配阀(4)回油油路的液压油经一个电子节流流量分配阀(10)流进油箱，电子节流流量分配阀（10）与主分配阀（4）回油口之间的油路上有一条分支油路经一个单向阀（11）与液压储能（7）器连接，当电子节流流量分配阀（10）被电脑（9）控制开始节流并且油路压力高于储能器（7）的压力时，油路向储能器（7）供油储备能量。当系统需要时液压储能器（7）可以由另一条油路经过一个单向阀（14）和一个电子流量控制分配阀（15）向主油路（34）供油保证系统对流量的要求，单向阀（14）和电子流量控制分配阀（15）的先后位置不限，连接处在电子和液压双控的分配阀（3）和电子流量感应器（16）之间的主油路上，液压储能器（7）上还有一个电子信号的压力感应器（17）。上述的所以感应器和电控装置都经电路与电脑相连并由电脑（9）加以控制。所诉动力输出系统（1）可是内燃机也可是电动的，其上还有三个电子传感器分别是功率和转速和扭矩传感器并连接电脑，和一个供油量电控装置可由电脑实（9）时控制，电脑（9）可以当主油路（34）流量不能满足电脑（9）预定流量时可加大供油量来提高转速来加大主油路（34）供油量，但是此控制要同步于电子和液压双控的分配阀（3）的控制，也可在不能满足要求时才起用，所诉的液压泵(2)可是柱塞泵或叶片泵或齿轮泵。

如图2所示；电子和液压双控的分配阀(3)为可由电子控制和液压控制同时作用的分配阀，并且所诉控制是指可无级调节分配两条油路出油流量相对的比，所述电子和液压双控的分配阀(3)可把从它进油口进入并又流向主油路(34)的液压油，分配给增加流量支路(35)的机构，当主油路(34)的压力处在液压流量增加机构(8)能正常工作的压力之下时，液压油的流量全部分配给增加流量支路(35)并通过液压流量增加机构(8)加大主油路(34)的工作流量，来实现动力系统在低功率低转速的情况下的主油路(34)有更大的流量输出，从而加快液压驱动装置(5)的动作速度，当主油路(34)的压力处在液压流量增加机构(8)能正常工作的压力之上时，电子和液压双控的分配阀会被电脑（9）或压力控制机构或两者同时进行控制，根据主油路（34）的压力的升高来逐渐减少增加流量支路的流量同时也加大了主油路的流量，一直到增加流量支路（35）关闭主油路（34）全开为止，在这个变化过程中动力系统（1）要由电脑（9）控制同步加大油量以提高功率和转速来保证主油路（34）的流量大小不变，如果主油路（34）的压力在逐渐降低直至液压流量增加机构（8）能正常工作的压力之下时那么上述动作逆向进行，压力控制端连接到增加流量支路前一段高压油路上，所诉的电子和液压双控的分配阀（3）主要由分配阀和设在其控制销（33）上一端或分设两端的油压控制装置和电子控制装置组成，其中电子控制装置由步进电机（28）和可把旋转运动变为直线运动的机械装置组成，在这里用的螺旋杆（29）并连接在分配阀的控制销(33)上，液压控制装置由连接增加流量支路（35）前一段高压油路上的一个小的控制油缸（30）和一个回位弹簧（31）组成，当达到一定压力时油缸（30）工作推动控制销（33）并压缩回位弹簧（31），当压力下降是回位弹簧（31）反向推动工作，上述两种控制装置可单独一种使用也可同时应用，同时使用时电子控制装置要加装弹性装置来配合液压控制装置。

如图3所示；液压流量增加机构（8）为由贯通轴（26）相连的两个不同排量的一个液压马达（23）和液压泵（24）组成，液压马达（23）的排量要小于液压泵（24）的排量，当要减少流量时液压泵（24）的排量可小于液压马达（23），由电子和液压双控的分配阀（3）分来的高压油进入液压马达（23）做功后流入油箱（6），由于液压泵（24）和液压马达(23)是在同一根贯通轴(26)上，所以液压泵(24)也被带动工作把液压油从油箱(6)吸出加压后送到并联的主油路(34)里，另外液压马达(23)的高压端还设有压力感应器(18)，所述液压流量增加机构(8)：也可是一个能当液压泵使用的叶片式液压马达（25），把液压马达（25）的叶片做完功后开始排油的那一半行程设成液压泵（24），并且在液压泵（24）和液压马达（23）的两个工作行程之间一段行程里要设一个进油口（22）并连接到油箱(6)，它们的排量要设成不同的大小一般液压泵(24)的排量要大于液压马(23)达1.1倍以上。

如图1所示；液压储能器(7)为有一条进油口和一条出油口的储能装置，所述进油口经过一个单向阀(11)连接在电子节流分配阀（10）与主分配阀（4）之间的回油路上，当电脑（9）控制电子节流分配阀（10）节流时，回油路的压力高于储能器（7）的压力时系统就向储能器（7）供油，当压力低于储能器（7）压力就不供油，单向阀（11）关闭使油不会流出储能器（7），所诉出油口油路经过一个单向阀（14）和一个电子流量控制分配阀(15)与主油路(34)相连，单向阀(14)和电子流量控制分配阀（15）的先后位置可变，连接处在电子和液压双控的分配阀（3）和电子流量感应器（16）之间的主油路（34）上，当储能器（7）压力高于主油路（34）时可由电脑（9）控制电子流量控制分配阀（15）向主油路（34）适当供油，当小于主油路（34）压力时单向阀（14）关闭防止向储能器（7）供油。电子流量控制分配阀（15）为可无极控制油路流量的电控装置，电脑（9）可根据主油路（34）上的流量感应器(16)的信号判断主油路(34)的流量变化，并根据流量变化情况同时通过控制储能器(7)和主油路(34)之间的电子流量控制分配阀（15）向主油路（34）供油来调节主油路（34）的的流量，使主油路（34）的流量始终处于电脑（9）预先设置的主油路（34）的流量范围之内，但是电子和液压双控的分配阀（3）和动力系统(1)对主油路(34)流量的控制要优先于电子流量控制阀(15)的控制，只有在它不能满足电脑(9)设置的要求时才会起用电子流量控制阀(15)，并且当储能器（7）压力低于主油路的压力时也不可用。

如图1所述：电子节流分配阀（10）为电控的可无极调节的节流阀，电脑（9）通过主油路上的流量感应器（16）和压力感应器（17）（18）还有动力机构的感应器和储能器的压力感应器（17）发来的数据来控制电子节流分配阀(10)开启大小，从而控制是否向储能器（7）供油和供油流量大小，一般在系统高负荷时不向储能器供油、小负荷少供油、无负荷全部供向储能器直到达到储能器（7）预定压力后停止。增加流量支路（35）上的单向阀（12）(13)都是设为禁止流向电子和液压双控的分配阀，其作用是当主油路(34)压力高于增加流量支路(35)压力或增加流量支路被迫停止供油工作时防止主油路(34)的油流向增加流量支路(35)，储能器(7)通往主油路（34）上的单向阀（14）为当主油路压力高于储能器时禁止主油路（34）的油流向储能器(7)，另一条油路上的单向阀(11)设为禁止流出储能器其作用是当电子节流阀(10)不工作时储能器的油不会流出来。

如图1所示；电脑(9)控制可是电脑也可是一般微电脑芯片，也可通过对原有设备的电脑从新设置改造得到，其用途是接收液压系统和动力系统上各种传感器的信号并经处理后在分别控制液压系统和动力系统的电控装置，来实现整个系统在正常工作的情况下有效的节能，其中系统正常工作为首要，电脑(9)可设置恒定主油路流量并且其它控制要服从配合主油路流量控制使其大致不变，电脑(9)有节能和不节能两种模式，在节能模式下储能器机构或液压流量增加机构妨碍系统正常工作时电脑会根据工作情况将其自动分别关闭，在不影响工作时自动分别打开来节能，在不节能模式下储能器机构(7)和液压流量增加机构(8)不工作，可手动控制电脑关闭打开节能模式来切换储能器机构和液压流量增加机构是否工作。在普通的液压机构系统中增加了储能器机构(7)和液压流量增加机构(8)并且通过电脑(9)加以控制调节来实现系统节能的目的，本系统也可通过对原有系统改造得到，在原有系统中按权利要求1所诉加装好原先没有的设备即可，在选择电脑的不节能模式时储能器机构(7)和液压流量增加机构(8)不参与工作，还和原系统一样工作，在有些情况下也可只装储能器(7)或液压流量增加机构(8)，但要改电脑(9)诉智能节能液压系统适用于各种大功率高负荷液压系统如装载机、挖掘机等大型工程机械。

如图1所示;图中的(3) 为可由电子控制和液压控制同时作用的分配阀，也可是符合本文所述技术要求的电液比例换向阀，图中的（10）电子节流流量分配阀为电控的可无极调节的电控分配阀，也可是电液比例调速阀或电液比例流量控制阀或是电液比例换向阀，还可是上述的只设一条出油路的电子和液压双控的分配阀，图中（15）电子流量控制分配阀为可无极控制油路流量的电控分配阀，也可是电液比例调速阀或电液比例流量控制阀或是电液比例换向阀，还可是上述的只设一条出油路的电子和液压双控的分配阀。

附图说明

图1是液压系统的原理图，电脑与感应器和控制器之间的连线是电路，其它连线为油路并都互相贯通； 

图2是电子和液压双控的分配阀的结构图；

图3是液压流量增加机构的原理图；

附图标记

1——动力系统  2——液压泵  3--——电子和液压双控的分配阀 4——主分配阀  5——液压动力输出机构  6——液压油箱  7——液压储能器  8——液压流量增加机构  9——控制电脑  10——电子节流流量 分配阀  11——储能器进油口的单向阀  12—— 电子和液压双控的分配阀与液压流量增加机构之间的单向阀   13——主油路与 液压流量增加机构之间的单向阀 14——主油路和储能器之间的单向阀 15——电子流量控制分配阀  16—— 电子信号的流量感应器 17—— 储能器上的电子压力感应器  18—— 液压流量增加机构上的电子压力感应器19——电子和液压双控的分配阀的液压控制支油路  20—— 液压流量增加机构的进油油路21——液压流量增加机构的出油油路22——液压流量增加机构通往油箱的进油油路23——液压流量增加机构的液压马达 24——液压流量增加机构的液压泵25——排油行程当液压泵使用的叶片式液压马达  26——液压流量增加机构里液压马达和液压泵之间的贯通轴 27—— 电子和液压双控的分配阀的外壳 28——步进电动机 29——螺旋杆 30——电子和液压双控的分配阀的控制油缸 31——回位弹簧 32——电子和液压双控的分配阀的与液压泵相连的进油路 33——电子和液压双控的分配阀的控制销  34——主油路 35——液压流量增加支路 36——电子和液压双控的分配阀的液控支路接口

Claims (10)

1.一种智能节能液压系统，主要由动力输出系统，液压泵，电子和液压双控的分配阀，液压流量增加机构，主分配阀，液压动力输出机构，液压储能器和其上与主油路之间设置的电子流量控制分配阀，液压油箱，电脑，若干个输出电子信号的流量感应器和电子信号的压力感应器，还有几个单向阀和电子节流流量分配阀组成，其特征是：动力输出系统与液压泵连接输出液压动力，电子和液压双控的分配阀的进油端口与液压泵的压力出油口相连，电子和液压双控的分配阀出油端口有两条，一条为主油路经过一个输出电子信号的流量感应器与主分配阀的进油口相连，另一条为增加流量支路，经过一个单向阀与液压流量增加机构的高压进油端口相连，并且液压流量增加机构设有一个电子信号的压力感应器和一条通往电子和液压双控的分配阀的液控进油端口的分支油路，液压流量增加机构有一条吸油油路与油箱相连，还有一条相对低压大流量出油口经另一个单向阀与电子和液压双控的分配阀的出油端口的主油路贯通相连，连接处在电子信号的流量感应器与电子和液压双控的分配阀之间的油路上，液压油在此并流一同通往主分配阀，主分配阀的工作出油口与液压输出机构连接，主分配阀的另一条回油油路经一个电子节流流量分配阀与油箱相连，电子节流流量分配阀与主分配阀之间的油路上有一条分支油路经一个单向阀与液压储能器连接，液压储能器上还有一条油路经过一个单向阀和一个电子流量控制分配阀与主油路相连，单向阀和电子流量控制分配阀的先后位置可变，连接处在电子和液压双控的分配阀和电子流量感应器之间的主油路上，液压储能器上还有一个电子信号的压力感应器，上述的所以感应器和电控装置都经电路与电脑相连。

2.根据权利要求1所诉，一种智能节能液压系统其特征是：所诉动力输出系统可是内燃机也可是电动的，其上还有三个电子传感器分别是功率和转速和扭矩传感器并连接电脑，和一个供油量电控装置可由电脑实时控制，电脑可以当主油路流量不能满足电脑预定流量时可加大供油量来提高转速来加大主油路供油量，但是此控制要在电子和液压双控的分配阀的控制不能满足要求时才起用，所诉的液压泵可是柱塞泵或叶片泵或齿轮泵。

3.根据权利要求1所诉，的电子和液压双控的分配阀其特征是：电子和液压双控的分配阀为可由电子控制和液压控制同时作用的分配阀，也可是符合本文所述技术要求的电液比例换向阀，并且所诉控制是指可无级调节分配两条出油油路出油流量相对的比，所述电子和液压双控的分配阀可把从它进油口进入并又流向主油路的液压油，分配给增加流量支路的机构，当主油路的压力处在液压流量增加机构能正常工作的压力之下时，液压油的流量全部分配给增加流量支路并通过液压流量增加机构加大主油路的工作流量，来实现动力系统在低功率低转速的情况下的主油路有更大的流量输出，从而加快液压驱动装置的动作速度，当主油路的压力处在液压流量增加机构能正常工作的压力之上时，电子和液压双控的分流阀或是电液比例换向阀会被电脑或液压压力控制或两者同时进行控制，根据主油路的压力的升高来逐渐减少增加流量支路的流量同时也加大了主油路的流量，一直到增加流量支路关闭主油路全开为止，在这个变化过程中动力系统要由电脑控制同步加大油量以提高功率和转速来保证主油路的流量大小不变，如果主油路的压力在逐渐降低直至液压流量增加机构能正常工作的压力之下时那么上述动作逆向进行，压力控制端连接到增加流量支路前一段高压油路上，所诉的电子和液压双控的分配阀主要由分配阀和设在其控制销上一端或分设两端的油压控制装置和电子控制装置组成，其中电子控制装置由步进电机和可把旋转运动变为直线运动的机械装置组成并连接在分配阀的控制销上，液压控制装置由连接增加流量支路前一段高压油路上的一个小的控制油缸和一个回位弹簧组成，当达到一定压力时油缸工作推动控制销并压缩回位弹簧，当压力下降是回位弹簧反向推动工作，上述两种控制装置可单独一种使用也可同时应用，同时使用时电子控制装置要加装弹性装置来配合液压控制装置。

4.根据权利要求1所诉，液压流量增加机构其特征是：液压流量增加机构为由贯通轴相连的两个不同排量的一个液压马达和液压泵组成，液压马达的排量要小于液压泵的排量，当要减少流量时液压泵的排量可小于液压马达，由电子和液压双控的分配阀分来的高压油进入液压马达做功后流入油箱，由于液压泵和液压马达是在同一根贯通轴上，所以液压泵也被带动工作把液压油从油箱吸出加压后送到并联的主油路里，另外液压马达的高压端还设有压力感应器，所述液压流量增加机构：也可是一个能当液压泵使用的叶片式液压马达，把液压马达的叶片做完功后开始排油的那一半行程设成液压泵，并且在液压泵和液压马达的两个工作行程之间一段行程里要设一个进油口并连接到油箱，它们的排量要设成不同的大小一般液压泵的排量要大于液压马达1.1倍以上。

5.根据权利要求1所诉，主分配阀和液压输出机构其特征是：主分配阀可是任意的有回油路的各种分配阀他控制液压输出机构的工作，所诉液压输出机构为可是任何液压驱动装置。

6.根据权利要求1所诉液压储能器其特征是：液压储能器为有一条进油口和一条出油口的储能装置，所述进油口经过一个单向阀连接在电子节流流量分配阀与主分配阀之间的回油路上，当电脑控制电子节流流量分配阀节流时，回油路的压力高于储能器的压力时系统就向储能器供油，当压力低于储能器压力就不供油，单向阀关闭使油不会流出储能器，所诉出油口油路经过一个单向阀和一个电子流量控制分配阀与主油路相连，单向阀和电子流量控制分配阀的先后位置可变，连接处在电子和液压双控的分配阀和电子流量感应器之间的主油路上，当储能器压力高于主油路时可由电脑控制电子流量控制分配阀向主油路案需要供油，当小于主油路压力时单向阀关闭防止向储能器供油，还有要在储能器或电子节流流量分配阀与主分配阀之间的回油路上加一个溢流阀它回路接到液压油箱。

7.根据权利要求1所诉电子流量控制阀和，电子节流阀其特征是：电子流量控制分配阀为可无极控制油路流量的电控分配阀，也可是电液比例调速阀或电液比例流量控制阀或是电液比例换向阀，还可是上述的只设一条出油路的电子和液压双控的分配阀，电脑可根据主油路上的流量感应器的信号判断主油路的流量变化，并根据流量变化情况同时通过控制储能器和主油路之间的电子流量控制分配阀向主油路供油来调节主油路的的流量，使主油路的流量始终处于电脑预先设置的主油路的流量范围之内，但是电子和液压双控的分配阀和动力系统对主油路流量的控制要同步于电子流量控制分配阀的控制，也可在它不能满足电脑设置的要求时才会起用电子流量控制分配阀，并且当储能器压力低于主油路的压力时也不可用，所述：电子节流流量分配阀为电控的可无极调节的电控分配阀，也可是电液比例调速阀或电液比例流量控制阀或是电液比例换向阀，还可是上述的只设一条出油路的电子和液压双控的分配阀，电脑通过主油路上的流量感应器和压力感应器还有动力机构的感应器和储能器的压力感应器发来的数据来控制电子节流流量分配阀开启大小，从而控制是否向储能器供油和供油流量大小，一般在系统高负荷时不向储能器供油、小负荷少供油、无负荷全部供向储能器直到达到储能器预定压力后停止。

8.根据权利要求1所诉，一种智能节能液压系统其特征是：增加流量支路上的单向阀都是设为禁止流向电子和液压双控的分配阀，其作用是当主油路压力高于增加流量支路压力或增加流量支路被迫停止供油工作时防止主油路的油流向增加流量支路，储能器通往主油路上的单向阀为当主油路压力高于储能器时禁止主油路的油流向储能器，另一条油路上的单向阀设为禁止流出储能器其作用是当电子节流流量分配阀不工作时储能器的油不会流出来。

9.根据权利要求1所诉电脑其特征是：可是电脑也可是一般微电脑芯片，也可通过对原有设备的电脑从新设置改造得到，其用途是接收液压系统和动力系统上各种传感器的信号并经处理后在分别控制液压系统和动力系统的电控装置，来实现整个系统在正常工作的情况下有效的节能，其中系统正常工作为首要，电脑可设置恒定主油路流量并且其它控制要服从配合主油路流量控制使其大致不变，电脑有节能和不节能两种模式，在节能模式下储能器机构或液压流量增加机构妨碍系统正常工作时电脑会根据工作情况将其自动分别关闭，在不影响工作时自动分别打开来节能，在不节能模式下储能器机构和液压流量增加机构不工作，可手动控制电脑关闭打开节能模式来切换储能器机构和液压流量增加机构是否工作。

10.根据权利要求1所诉，一种智能节能液压系统其特征是：在普通的液压机构系统中增加了储能器机构和液压流量增加机构并且通过电脑加以控制调节来实现系统节能的目的，本系统也可通过对原有系统改造得到，在原有系统中按权利要求1所诉加装好原先没有的设备即可，在选择电脑的不节能模式时储能器机构和液压流量增加机构不参与工作，还和原系统一样工作，在有些情况下也可只装储能器或液压流量增加机构其中一个，但要改电脑设置，所诉智能节能液压系统适用于各种大功率高负荷液压系统如装载机、挖掘机等大型液压工程机械等。

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