CN104132014B - 蓄能式液压站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄能式液压站，包括油泵、高压蓄能器、低压蓄能器以及与油泵相连的液压驱动式充气装置，高压蓄能器的储气腔通过连接管道与低压蓄能器的储气腔相连，连接管道上设有第一通断阀和第二通断阀，液压驱动式充气装置的充气口连接于第一通断阀和第二通断阀之间的连接管道上。本发明具有结构简单、成本低廉、能量损耗小、适用性好、使用方便、节能环保、与系统兼容性好等优点。

Description

蓄能式液压站

技术领域

本发明涉及液压技术领域，具体涉及一种蓄能式液压站。

背景技术

液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来传递动力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、液体介质。液压由于其传递动力大，易于传递及配置等特点，在工业、民用行业应用广泛。

随着技术的发展，通过液压驱动可以实现多样化的工作状况，需要大流量、高压力的液压驱动设备也越来越多，例如，锻造、冲压、冶金轧钢等领域。因此也出现了可以蓄能的液压站，其是将油泵输出的高压油储存在蓄能罐内，通过蓄能罐可一次供给足够大流量的高压油。蓄能罐的工作原理是在一个封闭的腔体内设置活塞式配合的隔板，隔板将腔体分隔成两个腔室，在其中一个腔室内注入压缩气体，另一个腔室用于储存压力油，工作时，通过压缩气体的作用使压力油供给到系统。

目前的蓄能式液压站的只能提供一种压力，其压力较低，难以达到执行系统要求的最高压力；供给执行系统不同压力时需要在系统中采用液压元器件改变其压力，高压压力油经管道输送到系统中再变压，这势必会增大能量的损耗；且统一采用高压蓄能的方式对设备的要求也高，能量损失率大，其存在功能单一、投资成本大、不能满足多工况的要求、且容易造成能量浪费等缺点。

此外，由于蓄能罐不可能完全密封，压缩气体也不可避免的会存在泄漏，导致气压降低，进而影响蓄能罐的供能，这就需要不定期的给蓄能罐补充气体。现有做法是将氮气瓶直接连接到储气罐的气体腔室中，依靠氮气瓶的压力给储气罐进行充气，该种方式只能满足气体压力要求较低的状况；当要求蓄能罐内气体压力较高时，则需要另外采用复杂、昂贵的充气设备以提高充气压力，存在成本高、充气不方便等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、成本低廉、能量损耗小、适用性好、使用方便、节能环保、与系统兼容性好的蓄能式液压站。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种蓄能式液压站，包括油泵、高压蓄能器、低压蓄能器以及与所述油泵相连的液压驱动式充气装置，所述高压蓄能器的储气腔通过连接管道与所述低压蓄能器的储气腔相连，所述连接管道上设有第一通断阀和第二通断阀，所述液压驱动式充气装置的充气口连接于所述第一通断阀和第二通断阀之间的连接管道上。

作为本发明的进一步改进：

所述油泵通过第一输油管与所述高压蓄能器的储油腔相连，所述第一输油管上设有第三通断阀，所述油泵通过第二输油管与所述低压蓄能器的储油腔相连，所述第二输油管上设有第四通断阀。

所述第一通断阀和第二通断阀之间的连接管道上通过第一控制阀连接有高压安全溢流阀和低压安全溢流阀，所述第一控制阀使高压安全溢流阀和低压安全溢流阀择一与所述连接管道连通。

所述高压蓄能器和低压蓄能器的储气腔均连接有压力表。

所述液压驱动式充气装置包括隔板以及具有密闭内腔的充气罐，所述隔板滑设于所述充气罐的内腔中并将所述内腔分隔成沿滑动方向布置的气腔室和油腔室，所述气腔室连接有与压力气源相连的进气管以及与连接管道相连的出气管，所述油腔室连接有用于与所述油泵连接的进油管；所述进气管上设有使气体仅通入气腔室的第一单向阀，所述出气管上设有使气体仅通入连接管道的第二单向阀。

所述高压蓄能器还连接有排气管，所述排气管上还设有使气腔室和外部环境择一连通排气管的第二控制阀，所述排气管上设有第五通断阀。

所述排气管的进口端连接于所述第一通断阀和第二通断阀之间的连接管道上。

所述进油管上设有使油泵和油箱择一连通油腔室的第三控制阀。

所述第一单向阀和压力气源之间的进气管上设有第六通断阀。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的蓄能式液压站，设置高压蓄能器和低压蓄能器以满足不同工况的压力需要，适用性好、能量损失小、对设备的性能要求低，并降低了设备成本；液压驱动式充气装置能分别对高压蓄能器和低压蓄能器进行充气，且液压驱动式充气装置可直接从油泵取工作油，将油泵的高压液能变为高压气能，可以满足蓄能器的高压充气要求，大大超出了普通充气设备可以充气的压力，其结构简单紧凑，与系统的兼容性好；同时在对高压蓄能器降压时，还可以将高压蓄能器的高压气体输送至低压蓄能器进行补充，减少了压缩气体的浪费，达到节能环保和降低成本的目的。

附图说明

图1为本发明蓄能式液压站的结构原理图。

图例说明：

1、油泵；11、第一输油管；12、第二输油管；2、高压蓄能器；21、排气管；3、低压蓄能器；401、第一通断阀；402、第二通断阀；403、第三通断阀；404、第四通断阀；405、第五通断阀；406、第六通断阀；411、第一控制阀；412、第二控制阀；413、第三控制阀；421、高压安全溢流阀；422、低压安全溢流阀；431、第一单向阀；432、第二单向阀；5、连接管道；6、隔板；7、充气罐；71、气腔室；711、进气管；712、出气管；72、油腔室；721、进油管；8、压力气源；9、压力表。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明蓄能式液压站，包括油泵1、高压蓄能器2、低压蓄能器3以及与油泵1相连的液压驱动式充气装置，高压蓄能器2的储气腔通过连接管道5与低压蓄能器3的储气腔相连，连接管道5上设有第一通断阀401和第二通断阀402，液压驱动式充气装置的充气口连接于第一通断阀401和第二通断阀402之间的连接管道5上。

上述高压蓄能器2和低压蓄能器3为现有气液式蓄能器，其在封闭的腔体内设置活塞式配合的隔开板，隔开板将腔体分隔成两个腔室，在其中一个腔室为注入压缩气体的储气腔，另一个腔室为用于储存压力油的蓄油腔。上述高压蓄能器2的蓄能压力比低压蓄能器3的蓄能压力大，也即高压蓄能器2内的气体压力要比低压蓄能器3内的气体压力大，从而可分别给系统中高压执行元件和低压执行元件供油，可以满足不同工况的压力需要，使液压站的适用性好、能量损失小、对设备的性能要求低，并降低了设备成本。高压蓄能器2和低压蓄能器3的储气腔均连接有压力表9，便于对压力进行监控。

将第一通断阀401打开，第二通断阀402关闭，可通过液压驱动式充气装置给高压蓄能器2充气；将第二通断阀402打开，第一通断阀401关闭，可通过液压驱动式充气装置给低压蓄能器3充气；当需要对高压蓄能器2降压时，可将第一通断阀401打开，再缓缓打开第二通断阀402，将较高压力的气体充入到低压蓄能器3中，减少了压缩气体的浪费，达到节能环保和降低生产成本的目的。

本实施例中，第一通断阀401和第二通断阀402之间的连接管道5上通过第一控制阀411连接有高压安全溢流阀421和低压安全溢流阀422，高压安全溢流阀421设定为达到高压蓄能器2的安全溢流压力时开启，低压安全溢流阀422设定为达到低压蓄能器3的安全溢流压力时开启，第一控制阀411使高压安全溢流阀421和低压安全溢流阀422择一与连接管道5连通，即第一控制阀411具有两个工作状态，一个工作状态使高压安全溢流阀421与连接管道5连通，另一个工作状态使低压安全溢流阀422与连接管道5连通。液压驱动式充气装置给高压蓄能器2充气时，控制第一控制阀411使高压安全溢流阀421与连接管道5连通，从而保证高压蓄能器2的安全压力；液压驱动式充气装置或者高压蓄能器2给低压蓄能器3充气时，控制第一控制阀411使低压安全溢流阀422与连接管道5连通，从而保证低压蓄能器3的安全压力。

本实施例中，油泵1通过第一输油管11与高压蓄能器2的储油腔相连，第一输油管11上设有第三通断阀403，油泵1通过第二输油管12与低压蓄能器3的储油腔相连，第二输油管12上设有第四通断阀404。将第三通断阀403打开，第四通断阀404关闭，可使油泵1向高压蓄能器2供油，将第四通断阀404打开，第三通断阀403关闭，可使油泵1向低压蓄能器3供油。

本实施例中，液压驱动式充气装置包括隔板6以及具有密闭内腔的充气罐7，隔板6滑设于充气罐7的内腔中并将内腔分隔成沿滑动方向布置的气腔室71和油腔室72，气腔室71连接有与压力气源8（氮气瓶）相连的进气管711以及与连接管道5相连的出气管712，油腔室72连接有用于与油泵1连接的进油管721；进气管711上设有使气体仅通入气腔室71的第一单向阀431，出气管712上设有使气体仅通入连接管道5的第二单向阀432。

上述进油管721上设有使油泵1和油箱择一连通油腔室72的第三控制阀413，第三控制阀413为电磁控制阀，其通过通电和断电具有两个工作状态，一个工作状态是将进油管721与油泵1连通，使油泵1的向油腔室72供油，另一个工作状态是将进油管721与油箱连通，使油腔室72内的压力油排放到油箱中。

上述第一单向阀431和压力气源8之间的进气管711上设有第六通断阀406。第六通断阀406可使进气管711连通或断开，进而控制是否给气腔室71供气。

给高压蓄能器2充气时，将进气管711连接到压力气源8上，控制第三控制阀413使油腔室72与油箱连通，打开第六通断阀406使氮气通过第一单向阀431进入到气腔室71内，氮气驱使隔板6滑动使油腔室72的容积变为最小；控制第三控制阀413使油腔室72与油泵1连通，油泵1工作将压力油通入油腔室72，由于油泵1泵出的压力油的压力大于氮气瓶的压力，也即大于气腔室71内氮气的压力，其将气腔室71内的氮气增压，由于第一单向阀431的作用使气腔室71内的氮气不能返回到氮气瓶，增压的氮气会打开第二单向阀432并通过出气管712对高压蓄能器2进行充气，直至使气腔室71的容积变为最小，完成一次充气。如果一次充气量不能满足高压蓄能器2的要求，再控制第三控制阀413使油腔室72与油箱连通，由于第二单向阀432使高压蓄能器2内的氮气不能返回到气腔室71，氮气瓶通过第一单向阀431再次对气腔室71供给氮气，按照上述工作过程可对高压蓄能器2进行多次充气，直至满足要求。给低压蓄能器3充气的原理同上。

该液压驱动式充气装置的压力气源8可直接采用氮气瓶连接到进气管711进行供给，压力油可由液压系统中的油泵1直接供给，最高充气压力可达到油泵1最高的供油压力，通过将油泵的高压液能变为高压气能，可以满足蓄能器的高压充气要求，大大超出了普通充气设备可以充气的压力，与现有充气设备相比，其具有结构简单、成本低廉、充气方便快速、与液压系统兼容性高等优点。

本实施例中，高压蓄能器2和气腔室71之间还连接有排气管21，排气管21上设有第五通断阀405。同时在第五通断阀405和气腔室71之间的排气管21上还设有第二控制阀412，第二控制阀412为电磁控制阀，其有两个工作状态，一个工作状态是使排气管21与气腔室71连通，将高压蓄能器2内的高压氮气排放到气腔室71内，另一个工作状态是使排气管21与外部环境连通，将高压蓄能器2内的高压氮气排放到外部环境中。本实施例的排气管21是通过连接管道5与高压蓄能器2连通的，排气管21的进口端连接于第一通断阀401和第二通断阀402之间的连接管道5上，通过这样设置，还可以将低压蓄能器3中的气体充入到气腔室71中，使液压驱动式充气装置同时具备充气和储气的功能，整个液压系统的结构更加简单，成本也更低。

通过设置排气管21，且在排气管21上设有第五通断阀405，当需要给高压蓄能器2减压时，可打开第一通断阀401，关闭第二通断阀402，控制第三控制阀413使油腔室72与油箱连通；再打开第五通断阀405，通过控制第二控制阀412使排气管21与气腔室71连通，将高压蓄能器2内的高压氮气排放到气腔室71内进行储存，可避免氮气的浪费，降低生产成本。当然，也可以控制第二控制阀412使排气管21与外部环境连通，将氮气排放到外部环境中。

上述排气管21的出口端连接到第二单向阀432和气腔室71之间的出气管712上，从而避免另外在充气罐7上开设进气口。具体是，第二控制阀412采用两位四通电磁控制阀，第二单向阀432和气腔室71之间的出气管712分为两段，一段连接第二单向阀432，另一段连接气腔室71，上述两段进气管711连接在第二控制阀412在常开状态下的两个连通的油口上，而第二控制阀412另外两个连通的油口则连通排气管21和外部环境。在正常情况下，第二单向阀432是与气腔室71连通的，排气管21则与外部环境相通，当第二控制阀412得电后，使第二单向阀432与外部环境相通，而排气管21则与气腔室71连通，从而可将高压蓄能器2内的高压氮气排放到气腔室71内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种蓄能式液压站，其特征在于：包括油泵（1）、高压蓄能器（2）、低压蓄能器（3）以及与所述油泵（1）相连的液压驱动式充气装置，所述高压蓄能器（2）的储气腔通过连接管道（5）与所述低压蓄能器（3）的储气腔相连，所述连接管道（5）上设有第一通断阀（401）和第二通断阀（402），所述液压驱动式充气装置的充气口连接于所述第一通断阀（401）和第二通断阀（402）之间的连接管道（5）上；所述液压驱动式充气装置包括隔板（6）以及具有密闭内腔的充气罐（7），所述隔板（6）滑设于所述充气罐（7）的内腔中并将所述内腔分隔成沿滑动方向布置的气腔室（71）和油腔室（72），所述气腔室（71）连接有与压力气源（8）相连的进气管（711）以及与连接管道（5）相连的出气管（712），所述油腔室（72）连接有用于与所述油泵（1）连接的进油管（721）；所述进气管（711）上设有使气体仅通入气腔室（71）的第一单向阀（431），所述出气管（712）上设有使气体仅通入连接管道（5）的第二单向阀（432）。

2.根据权利要求1所述的蓄能式液压站，其特征在于：所述油泵（1）通过第一输油管（11）与所述高压蓄能器（2）的储油腔相连，所述第一输油管（11）上设有第三通断阀（403），所述油泵（1）通过第二输油管（12）与所述低压蓄能器（3）的储油腔相连，所述第二输油管（12）上设有第四通断阀（404）。

3.根据权利要求1所述的蓄能式液压站，其特征在于：所述第一通断阀（401）和第二通断阀（402）之间的连接管道（5）上通过第一控制阀（411）连接有高压安全溢流阀（421）和低压安全溢流阀（422），所述第一控制阀（411）使高压安全溢流阀（421）和低压安全溢流阀（422）择一与所述连接管道（5）连通。

4.根据权利要求1所述的蓄能式液压站，其特征在于：所述高压蓄能器（2）和低压蓄能器（3）的储气腔均连接有压力表（9）。

5.根据权利要求1所述的蓄能式液压站，其特征在于：所述高压蓄能器（2）还连接有排气管（21），所述排气管（21）上还设有使气腔室（71）和外部环境择一连通排气管（21）的第二控制阀（412），所述排气管（21）上设有第五通断阀（405）。

6.根据权利要求5所述的蓄能式液压站，其特征在于：所述排气管（21）的进口端连接于所述第一通断阀（401）和第二通断阀（402）之间的连接管道（5）上。

7.根据权利要求1所述的蓄能式液压站，其特征在于：所述进油管（721）上设有使油泵（1）和油箱择一连通油腔室（72）的第三控制阀（413）。

8.根据权利要求1所述的蓄能式液压站，其特征在于：所述第一单向阀（431）和压力气源（8）之间的进气管（711）上设有第六通断阀（406）。