CN104314887A - 一种沿线液压储能系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沿线液压储能系统，包括提供动力的油源（1）、电磁换向阀（2）、液压管路一（3）、液压管路二（4）、用于检测液压管路二（4）液体压力的压力传感器（5）、至少一个液压缸（6）以及至少一个储能单元（7），所述的至少一个液压缸（6）以及至少一个储能单元（7）沿着液压管路一（3）、液压管路二（4）沿线分布；同时还公开了一种沿线液压储能方法，本发明特别应用在工作流量较大、多执行元件间歇性同时工作的液压系统中，可以使用小排量的液压泵来满足系统的快速动作，系统结构紧凑，布置灵活，节约了安装空间，降低了生产成本。

Description

一种沿线液压储能系统及方法
技术领域
本发明涉及一种储能系统及方法，具体是一种沿线液压储能系统及方法，属于液压储能技术领域。
背景技术
液压储能装置是液压系统中一种能量存储装置，它能够将系统中的能量转变为压缩能或位能进行储存，当系统需要时可以将储存的能量释放出来，补给系统。液压储能装置在液压体统中主要用来系统保压、缓和冲击压力、吸收脉冲压力和充当应急能源。
随着工业技术的发展，对液压系统的功能及性能要求也逐渐提高。特别是大流量、多执行元件的液压系统的出现，对液压泵站提出了很高的要求，不仅需要大排量的液压泵，还需要大功率的电动机和体积庞大的油箱，液压管路的通径也随之增大，提高设备的制造成本，也不便设备的现场安装。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种沿线液压储能系统及方法，系统结构紧凑、布置灵活、在节约安装空间、降低生产成本的同时能够实现小排量泵驱动大流量系统快速的动作需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种沿线液压储能系统，包括提供动力的油源、电磁换向阀、液压管路一、液压管路二、用于检测液压管路二液体压力的压力传感器、至少一个液压缸以及至少一个储能单元；
所述的油源连通电磁换向阀P和T口，液压管路一、液压管路二分别连通电磁换向阀A口、B口；
所述的压力传感器设置在液压管路二上，并与油源形成一个充液压力闭环控制系统，实现充液压力的恒压控制；
所述的至少一个液压缸以及至少一个储能单元沿着液压管路一、液压管路二沿线分布。
所述的储能单元包括连接液压管路三、插装阀一、插装阀二、截止阀、蓄能器、液压管路四和梭阀；所述的液压管路三连通插装阀一和梭阀，液压管路四连通梭阀和插装阀二，插装阀二连通插装阀一、截止阀、蓄能器和梭阀。
所述的电磁换向阀为三位四通电磁换向阀。
 一种沿线液压储能方法，包括以下步骤：
1）当液压缸不工作即处于缩回状态时，油源工作，电磁换向阀的2DT得电，油源向液压管路二供液，储能单元中利用梭阀判断液压管路一和液压管路二压力的大小，控制插装阀一和插装阀二动作，使液压管路二中的高压油流向蓄能器，实现蓄能；
2）当需要驱动液压缸伸出时，油源工作，电磁换向阀的1DT得电，液压管路失压，利用储能单元中梭阀的比较，控制插装阀一和插装阀二将蓄能器中储存的高压液压油流向液压管路一，同时油源给液压管路一供高压油，从而驱动液压缸快速伸出；当需要液压缸缩回时，控制电磁换向阀的2DT得电，油源供给液压管路二高压油，使液压缸缩回的同时为储能单元储存能量；
3）当蓄能器能量储存完成后将电磁换向阀断电，系统利用安装在液压管路二的压力传感器和油源组成充液压力闭环控制系统，当压力值小于储能单元充液压力值时，启动油源实现系统的自动恒压控制。
与现有的大功率的电动机、体积庞大的油箱、大通径的液压管路相比：本发明通过控制两条主液压管路的压力变化实现对储能单元储能和能量的释放，将储能单元当做应急能量源来使用。
本系统特别应用在工作流量较大、多执行元件间歇性同时工作的液压系统中，可以使用小排量的液压泵来满足系统的快速动作，系统结构紧凑，布置灵活，节约了安装空间，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明的液压原理示意图；
图2是本发明中储能单元液压原理图。
图中：1、油源，2、电磁换向阀，3、液压管路一，4、液压管路二，5、压力传感器、6、液压缸，7、储能单元，8、液压管路三，9、插装阀一，10、插装阀二，11、截止阀，12、蓄能器，13、液压管路四，14、梭阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种沿线液压储能系统，包括提供动力的油源1、电磁换向阀2、液压管路一3、液压管路二4、用于检测液压管路二4液体压力的压力传感器5、至少一个液压缸6以及至少一个储能单元7，所述的电磁换向阀2 为三位四通电磁换向阀；
所述的油源1连通电磁换向阀2的P和T口，液压管路一3、液压管路二4分别连通电磁换向阀2的A口、B口；
所述的压力传感器5设置在液压管路二4上，并与油源1形成一个充液压力闭环控制系统，实现充液压力的恒压控制；
所述的至少一个液压缸6以及至少一个储能单元7沿着液压管路一3、液压管路二4沿线分布。
压力传感器5用于检测液压管路4的液体压力，当压力值小于储能单元7充液压力值时启动油源1实现系统的自动恒压控制。
其中，液压管路一3和液压管路二4是系统的两条主油路，液压缸6不工作时液压管路二4处于高压状态，液压管路一3处于低压状态，当需要驱动液压缸6伸出时，通过电磁换向阀2使得液压管路二4失压、储能单元7释放能量，并且通过油源1对液压管路一3供高压油，实现储能单元7和油源1对液压缸6合流供液，驱动液压缸6快速伸出
如图2所示：所述的储能单元包括连接液压管路三8、插装阀一9、插装阀二10、截止阀11、蓄能器12、液压管路四13和梭阀14；所述的液压管路三8连通插装阀一9和梭阀14，液压管路四13连通梭阀14和插装阀二10，插装阀二10连通插装阀一9、截止阀11、蓄能器12和梭阀14。通过梭阀14比较液压管路三8和液压管路四13中液体压力的大小实现对插装阀二10中液体流向的控制。
插装阀一9、插装阀二10用于根据梭阀14的状态来改变液压储能单元7中的各油路之间的通断，控制蓄能器12储存或释放能量。
 
一种沿线液压储能方法，包括以下步骤：
1）当液压缸6不工作即处于缩回状态时，油源1工作，电磁换向阀2的2DT得电，油源1向液压管路二4供液，储能单元7中利用梭阀14判断液压管路一3和液压管路二4压力的大小，控制插装阀一9和插装阀二10动作，使液压管路二4中的高压油流向蓄能器12，实现蓄能；
2）当需要驱动液压缸6伸出时，油源1工作，电磁换向阀2的1DT得电，液压管路二4失压，利用储能单元7中梭阀14的比较，控制插装阀一9和插装阀二10将蓄能器12中储存的高压液压油流向液压管路一3，同时油源1给液压管路一3供高压油，从而驱动液压缸6快速伸出；当需要液压缸6缩回时，控制电磁换向阀2的2DT得电，油源1供给液压管路二4高压油，使液压缸6缩回的同时为储能单元7储存能量；
3）当蓄能器12能量储存完成后将电磁换向阀2断电，系统利用安装在液压管路二4的压力传感器5和油源1组成充液压力闭环控制系统，当压力值小于储能单元7充液压力值时，启动油源1实现系统的自动恒压控制。
结合图1，系统的工作过程如下：
油源1工作，电磁换向阀2的2DT得电。油源1给液压管路二4供高压油，高压油驱动液压缸6缩回，同时给储能单元7储存能量直到储能单元7中的液体压力等于液压管路二4中的液体压力。
油源1工作，电磁换向阀2的1DT得电。液压管路二4失压，利用储能单元7中梭阀14的比较，控制插装阀一9和插装阀二10将蓄能器12中储存的高压液压油流向液压管路一3，同时油源1给液压管路一3供高压油，从而驱动液压缸6快速伸出
油源1不工作，电磁换向阀2不得电。系统用过压力传感器5检测液压管路二4的液体压力，当压力值小于储能单元充液压力值时启动油源1实现系统的自动恒压控制。
结合图2，储能单元7的工作过程如下：
液压管路三8和液压管路四13为液压储能单元7的外接管路、分别对接本系统中液压管路二4和液压管路一3，梭阀14两端分别连接液压管路四13和液压管路三8，用来比较两管路的压力大小，当液压管路三8处于高压且压力大于液压管路四13的压力时，梭阀14控制油路输处于高压状态，控制插装阀二10关闭，高压液压油通过插装阀一9和插装阀二10向蓄能器12储存能量，当蓄能器12液压油压力小于液压管路三8的液压油压力时，向蓄能器12储存能量，当蓄能器12液压油压力大于液压管路三8的液压油压力时，插装阀一9（起单向阀的作用）自动关闭，使液压油无法回流。
当液压管路三8泄压后，梭阀14控制油路处于低压状态，储存在蓄能器12的高压油将插装阀二10打开，高压油液流向液压管路四13完成能量的输出。
综上所述，本发明通过控制两条主液压管路的压力变化实现对储能单元7储能和能量的释放，将储能单元7当做应急能量源来使用。
本系统特别应用在工作流量较大、多执行元件间歇性同时工作的液压系统中，可以使用小排量的液压泵来满足系统的快速动作，系统结构紧凑，布置灵活，节约了安装空间，降低了生产成本。

Claims (4)

1.一种沿线液压储能系统，包括提供动力的油源（1）、电磁换向阀（2）、液压管路一（3）、液压管路二（4）、用于检测液压管路二（4）液体压力的压力传感器（5）、至少一个液压缸（6）以及至少一个储能单元（7）；
其特征在于，所述的油源（1）连通电磁换向阀（2）P和T口，液压管路一（3）、液压管路二（4）分别连通电磁换向阀（2）A口、B口；
所述的压力传感器（5）设置在液压管路二（4）上，并与油源（1）形成一个充液压力闭环控制系统，实现充液压力的恒压控制；
所述的至少一个液压缸（6）以及至少一个储能单元（7）沿着液压管路一（3）、液压管路二（4）沿线分布。
2.根据权利要求1所述的一种沿线液压储能系统，其特征在于，所述的储能单元包括连接液压管路三（8）、插装阀一（9）、插装阀二（10）、截止阀（11）、蓄能器（12）、液压管路四（13）和梭阀（14）；所述的液压管路三（8）连通插装阀一（9）和梭阀（14），液压管路四（13）连通梭阀（14）和插装阀二（10），插装阀二（10）连通插装阀一（9）、截止阀（11）、蓄能器（12）和梭阀（14）。
3.根据权利要求1或2所述的一种沿线液压储能系统，其特征在于，所述的电磁换向阀（2）为三位四通电磁换向阀。
4. 一种沿线液压储能方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）当液压缸（6）不工作即处于缩回状态时，油源（1）工作，电磁换向阀（2）的2DT得电，油源（1）向液压管路二（4）供液，储能单元（7）中利用梭阀（14）判断液压管路一（3）和液压管路二（4）压力的大小，控制插装阀一（9）和插装阀二（10）动作，使液压管路二（4）中的高压油流向蓄能器（12），实现蓄能；
2）当需要驱动液压缸（6）伸出时，油源（1）工作，电磁换向阀（2）的1DT得电，液压管路二（4）失压，利用储能单元（7）中梭阀（14）的比较，控制插装阀一（9）和插装阀二（10）将蓄能器（12）中储存的高压液压油流向液压管路一（3），同时油源（1）给液压管路一（3）供高压油，从而驱动液压缸（6）快速伸出；当需要液压缸（6）缩回时，控制电磁换向阀（2）的2DT得电，油源（1）供给液压管路二（4）高压油，使液压缸（6）缩回的同时为储能单元（7）储存能量；
3）当蓄能器（12）能量储存完成后将电磁换向阀（2）断电，系统利用安装在液压管路二（4）的压力传感器（5）和油源（1）组成充液压力闭环控制系统，当压力值小于储能单元（7）充液压力值时，启动油源（1）实现系统的自动恒压控制。
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