CN103790873A - 液压驱动装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开液压驱动装置及系统。液压驱动装置包括液压泵、液压旁路以及控制单元，其中，液压泵从储液器将液压流体泵入液压输出线路，液压旁路从液压输出线路连接到储液器，液压旁路中设置可调节的流量装置，控制单元根据运行条件控制该流量装置调整液压旁路内液压流体的流量。液压驱动系统中，液压输出线路连接一个或多个液压致动器。从而，本发明的液压驱动装置及系统能够调整液压旁路内液压流体的流量，提高压力精度，节约能源。

Description

液压驱动装置及系统

技术领域

本发明涉及液压驱动技术领域，尤其涉及液压驱动装置及系统。

背景技术

在机械设备中为实现预定动作，经常需要用到液压驱动装置。例如，在注塑成型机上，在完成合模后，需要将加热熔融的塑料注射到模具的型腔中。然后，需要保压以保持注射用的液压致动器的位置一段时间，等待被注塑的零件在型腔中冷却成形后再开模取出零件，然后再合模进行下一次注射。因此，在注塑成型机中需要实现注射、合模及开模等动作，这些动作均可使用液压驱动装置来实现。但是，每种动作对于需要的液压流量和压力有不同的要求。例如，为生产壁厚小的塑料制品，如果长度与壁厚之比太大（例如超过400：1），当熔融的塑料射入型腔时，则有可能塑料还未充满型腔就已经由于通过模具散热冷却而固化，因此形成塑料制品成型缺陷。为解决此问题，在注射时需要相当大流量的液压流体短时间填充到液压致动器中。在进行保压时，保压期间的压力精度在许多应用中引起高度关注，通常需要保证压力的稳定，避免波动。为了提高压力精度，有的情况通过增加液压泵的内泄来实现。还有的情况下，增加一个固定的旁路，例如滤油器或固定的节流器。然而，这些方法所提供的流量基本是固定的，从而导致在驱动循环中能源一直耗费。

中国实用新型专利公告第CN 202151895 U号公开一种射出机蓄压式伺服节能驱动装置，其包含驱动控制装置、电动机单元、液压泵、蓄压器及压力开关，其中，该驱动控制装置包含变频器和控制器，该电动机单元包含伺服马达以及连接该伺服马达的轴心的旋转感测组件，射出机各阶段动作所需的马达转速规定值储存于该控制器，该旋转感测组件感测该伺服马达的转速产生实测值反馈该控制器，该控制器将实测值和规定值进行比对运算，产生控制该变频器的指令信号，变频器依据该指令信号输出特定的频率给该伺服马达，据以改变该伺服马达的转速，以驱动液压泵以特定的流速和压力输出液压油至该蓄压器储存，在射出机进行射出成型和保压等复合动作时，以该蓄压器来提供作动所需的流量和流量补偿，供给复合动作所需的稳定液压。使用这种带有蓄压器的方法可以用于节约能源。其中，还提供有固定的旁路。然而由于旁路是固定的，故液压油将一直通过旁路泄漏，因而仍会导致能源浪费。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是能够减小液压驱动装置的能源浪费。

为解决上述技术问题，本发明提供一种液压驱动装置，其包括：

液压泵，其从储液器将液压流体泵入液压输出线路；

液压旁路，其从所述液压输出线路连接到所述储液器，所述液压旁路中设置可调节的流量装置；及

控制单元，其根据运行条件控制所述流量装置调整所述液压旁路内液压流体的流量。

在上述的液压驱动装置中，可选地，所述液压输出线路还设置压力传感器，所述压力传感器侦测所述液压输出线路中液压流体的压力而产生压力反馈，所述压力反馈被输入到所述控制单元，所述运行条件包括所述压力反馈。

在上述的液压驱动装置中，可选地，所述压力传感器设置在所述液压输出线路中所述液压旁路的下游。

在上述的液压驱动装置中，可选地，所述控制单元接收致动命令，所述运行条件包括所述致动命令。

可选地，上述的液压驱动装置还包括驱动所述液压泵的电动机，并且所述控制单元还根据所述运行条件控制所述电动机的运转。

在上述的液压驱动装置中，可选地，所述电动机设有速度传感器，所述速度传感器侦测所述电动机的运转速度而产生速度反馈，所述速度反馈被输入到所述控制单元，所述运行条件包括所述速度反馈。

在上述的液压驱动装置中，可选地，所述致动命令包括控制所述电动机及所述流量装置的指令信号。

在上述的液压驱动装置中，可选地，所述控制单元包括变频器及控制器，所述控制器与所述变频器分开制造或者所述控制器集成在所述变频器中。

在上述的液压驱动装置中，可选地，所述液压泵为定量泵或者变量泵。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种液压驱动系统，其包括前述液压驱动装置及一个或者多个液压致动器，所述液压输出线路连接到所述一个或多个液压致动器。

本发明的液压驱动装置及系统通过在液压旁路中增设可调节的流量装置，从而，能够根据运行条件来实时地调整液压旁路内液压流体的流量，提高压力精度。另外，例如在进行致动时，需要提供大流量的液压流体时，可以关闭流量装置阻止液压流体通过液压旁路泄漏，从而节约能源。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，附图仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程，不必要依比例绘制。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1显示根据本发明一种具体实施方式的液压驱动装置的示意图；及

图2显示根据本发明一种具体实施方式的液压驱动系统的液压致动器的局部示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

图1显示根据本发明一种具体实施方式的液压驱动装置的示意图。如图1所示，根据本发明一种具体实施方式的液压驱动装置100包括液压泵1、液压旁路3以及控制单元5，其中，液压泵1从储液器7将液压流体泵入用于连接到需要驱动的液压致动器的液压输出线路2，液压旁路3从液压输出线路2连接到储液器7，液压旁路3中设置可调节的流量装置30，可调节的流量装置30可以是系统、阀或其他装置。控制单元5根据运行条件控制流量装置30调整液压旁路3内液压流体的流量。从而，本发明的液压驱动装置100能够根据运行条件来实时地控制液压旁路3内液压流体的流量。控制单元5接收致动命令50，致动命令50可以来自操作人员或者其他控制装置。致动命令50可包括控制电动机4及流量装置30的指令信号。运行条件包括致动命令50、速度反馈40（如有速度传感器）及压力反馈60。需要说明的是，虽然在图1中为了表示的方便显示了两个分开的储液器7，但是本领域的技术人员知道，在具体的实施方式中，两个分开的储液器7可以是整体的一个储液容器，也可以是两个连通的储液容器。

在一种可选的具体实施方式中，液压泵1可以为定量泵。定量泵结构简单，容易实现，结合本发明的控制，仍可实现多种液压致动器的驱动。或者，在另一种可选的具体实施方式中，液压泵1也可以为变量泵。变量泵，可以提供丰富的液压流体的流量，因此可以实现丰富的功能。可选地，控制单元5包括变频器及控制器。控制器与变频器可以分开制造。例如，可采用从市场上可以采购到的通用的控制器与变频器结合运用，这种方案比较容易实现，尤其适合于小批量的生产。或者，控制器也可以集成在变频器中。例如，在大批量生产的情况下，若将控制器集成在变频器中，虽然可能增加开发成本，但是在大批量的分摊作用下控制单元5成本增加不高，在有的合理设计下还可能降低成本，同时客户可受益于能源节约带来的巨大收益。

如图1所示，液压输出线路2还设置压力传感器6，压力传感器6侦测液压输出线路2中液压流体的压力而产生压力反馈60，压力反馈60被输入到控制单元5。可选地，压力传感器6设置在液压输出线路2中液压旁路3的下游。本发明的液压驱动装置100能够根据不同的压力反馈来控制液压旁路3内液压流体的流量，从而，提高压力精度，节约驱动循环期间的能源。

液压驱动装置100还包括驱动液压泵1的电动机4，并且控制单元5还根据运行条件控制电动机4的运转。电动机4还可设有速度传感器（未图示），速度传感器侦测电动机4的运转速度而产生速度反馈40，速度反馈40被输入到控制单元5，从而控制单元5可以实时地获得电动机4的运转速度，以便计算出精确的控制策略。

本发明的液压驱动装置100能够满足不同的需求。例如，在一种液压驱动系统中（未标号），可将液压驱动装置100连接一个或多个液压致动器，多个液压致动器还可以是多种不同的液压致动器，多种不同的液压致动器能够提供多种不同的动作。例如，当将液压驱动装置100运用到注塑成型设备上时，将能进行快速动作的液压致动器用于注射，将进行缓慢动作的液压致动器用于开合模具，还将小型的液压致动器则可用于顶出完成注塑的零件，甚至还有些液压致动器用于模具中的活块的动作等等。图2显示根据本发明一种具体实施方式的液压驱动系统的液压致动器的局部示意图。如图2所示，液压输出线路2连接到多个液压致动器21、22、23，在图2中仅示出三个液压致动器21、22、23，然而，图2中所示的液压致动器的数目仅是为了方便说明而被示意性给出，其并不用于对本发明的液压驱动系统的限制，本发明的液压驱动系统所包含的液压致动器的数目并不限于三个，还可以是其他数目。实际上，例如，对于仅需要提供单一动作的简单的液压驱动系统，则可以仅设置一个液压致动器，而对于需要提供多种动作的复杂液压驱动系统，则本发明的液压驱动系统可以根据实际应用需求而设置任意多个液压致动器，以提供多种不同的动作。

请结合参阅图2所示，这些液压致动器21、22、23分别通过阀单元210、220、230控制动作。致动命令50可以提供给多个液压致动器21、22、23中的一个或者多个致动或保压。设定多个液压致动器21、22、23中第一液压致动器21用于注射。第二液压致动器22及第三液压致动器23分别用于开合模或用于顶出完成注塑成型的塑料零件。本发明的液压驱动装置100可以满足多种工况的液压驱动需求，作为举例，在一种具体实施方式中，在控制第一液压致动器21进行致动时，控制单元5控制流量装置30截止。由于第一液压致动器21要求注射动作快，因此第一液压致动器21致动时需要短时大流量的液压流体。由于此时流量装置30截止，因此通过液压旁路3的泄漏几乎为零，液压泵1泵送的液压流体将完整地输送给第一液压致动器21，以满足短时大流量的液压流体的需要。此时，液压旁路3完全没有泄漏，因此没有通过液压旁路3耗费液压流体，节约了能源。另外，例如，在通过第一液压致动器21完成注射动作后，需要进行保压，由于液压驱动系统中通常存在一定的泄漏，因此，液压泵1还需要继续运转提供液压流体补充泄漏的液压流体。此时通过将流量装置30将液压旁路3中的流量控制到合适的流量大小，根据不同的工艺要求以取得合适的压力精度，从而克服了固定旁路流量带来的限制。液压旁路3中合适的流量大小可以例如结合速度反馈40及预期的压力需求计算得出。具体而言，相对于一定的速度反馈40，若液压旁路3中的流量被调整得越小，则提供的压力波动越大（压力精度越小）；反之，若液压旁路3中的流量被调整得越大，则提供的压力波动越小（压力精度越大）。并且，控制单元5可以通过压力反馈60实时获得液压输出线路2中的压力，如果从压力反馈60得知压力波动大，则可以通过适当增加液压旁路3中的流量来使得压力波动变小，直至达到要求的压力精度，同时避免了液压旁路3中流量过大带来的能源损失。因此，控制单元5可以灵活地采取措施，精确地控制压力精度，同时兼顾节能，满足第一液压致动器21完成保压的需要。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.液压驱动装置（100），其特征在于，其包括：

液压泵（1），其从储液器（7）将液压流体泵入液压输出线路（2）；

液压旁路（3），其从所述液压输出线路（2）连接到所述储液器（7），所述液压旁路（3）中设置可调节的流量装置（30）；及

控制单元（5），其根据运行条件控制所述流量装置（30）调整所述液压旁路（3）内液压流体的流量。

2.根据权利要求1所述的液压驱动装置（100），其中，所述液压输出线路（2）还设置压力传感器（6），所述压力传感器（6）侦测所述液压输出线路（2）中液压流体的压力而产生压力反馈（60），所述压力反馈（60）被输入到所述控制单元（5），所述运行条件包括所述压力反馈（60）。

3.根据权利要求2所述的液压驱动装置（100），其中，所述压力传感器（6）设置在所述液压输出线路（2）中所述液压旁路（3）的下游。

4.根据权利要求1所述的液压驱动装置（100），其中，所述控制单元（5）接收致动命令（50），所述运行条件包括所述致动命令（50）。

5.根据权利要求4所述的液压驱动装置（100），其还包括驱动所述液压泵（1）的电动机（4），并且所述控制单元（5）还根据所述运行条件控制所述电动机（4）的运转。

6.根据权利要求5所述的液压驱动装置（100），其中，所述电动机（4）设有速度传感器，所述速度传感器侦测所述电动机（4）的运转速度而产生速度反馈（40），所述速度反馈（40）被输入到所述控制单元（5），所述运行条件包括所述速度反馈（40）。

7.根据权利要求6所述的液压驱动装置（100），所述致动命令（50）包括控制所述电动机（4）及所述流量装置（30）的指令信号。

8.根据权利要求1所述的液压驱动装置（100），其中，所述控制单元（5）可包括变频器及控制器，所述控制器与所述变频器分开制造或者所述控制器集成在所述变频器中。

9.根据权利要求1所述的液压驱动装置（100），其中，所述液压泵（1）为定量泵或者变量泵。

10. 液压驱动系统，其特征在于，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的液压驱动装置（100）及一个或者多个液压致动器，所述液压输出线路（2）连接到所述一个或多个液压致动器。

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