CN108679004A - 一种液压系统蓄能器站及利用蓄能器站充氮气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压系统蓄能器站及利用蓄能器站充氮气的方法，当液压系统压力升高时油液进入蓄能器，氮气被压缩，储存在储气罐内，当液压系统压力下降时氮气从氮气罐进入活塞式蓄能器，将油液压入回路，释放能量。活塞式蓄能器容量大、反应灵敏，运动部分惯性小，寿命长、重量轻、安装容易、结构简单、维护方便；能利用活塞式蓄能器本身作为气体增压缸给储气罐充氮气，可实现两种不相容的液体与气体之间的能量传递，可作为紧急动力源使用、补充泄漏和保持恒压、吸收液压冲击、吸收脉动、降低噪声功能。不需要任何附加充氮气设备，因为氮气稳定，不会引起火灾、爆炸或其他危险因素，安全可靠，提高液压系统效率。

Description

一种液压系统蓄能器站及利用蓄能器站充氮气的方法

技术领域

本发明属于高炉液压系统领域，尤其涉及一种液压系统蓄能器站及利用蓄能器站充氮气的方法。

背景技术

众所周知：在高炉液压系统中，有许多执行元件运动时需要在短时间内大量供油，这时需要大流量和大功率液压泵与之相配套，还需配大功率电动机，增加油箱的容积，增大液压站空间，造成生产成本增加。

另外，如果大功率液压泵长时间在接近额定输出压力的情况下持续工作，容易损坏，油泵的选取也决定了液压系统的稳定性。

另外，大流量的液压泵结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对液压油的清洁度要求高。装配比较困难，使用维护比较严格。发生故障不易检查和排除，影响液压系统工作的可靠性。

另外，由于液压系统换向阀突然换向，液压泵突然停车，执行元件的运动突然停止，甚至人为的需要执行元件紧急制动等原因，都会使管路内的液体流动发生急剧变化，而产生冲击压力(油击)。

另外，大流量液压泵的脉动流量会引起压力脉动，使执行元件的运动速度不均匀，产生振动、噪声等。

另外，对高炉液压系统要求，当液压泵发生故障或停电(对执行元件的供油突然中断)时，执行元件应必须继续完成必要的动作。

另外，作为润滑、密封油液压系统来说，如果泵切换时，管路压力下降的瞬间用油，必须保持供油压力的恒定；另一方面管路上由于某些原因会造成油压突然下降，在几秒钟内如果压油不能及时进行补充，将造成压缩机停机事故。

另外，在液压系统主油泵失灵时，必须能提供调节器的瞬时调节油，并且能用足够的压力来保证在辅泵起动期间调节器所需的油量。

另外，蓄能器站给储气罐充氮气必须用专用的工具，充氮气设备价格昂贵，使用、维护保养成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种液压系统蓄能器站及利用蓄能器站充氮气的方法，以解决现有技术中，液压系统执行元件运动时需要在短时间内大量供油，泄漏和保持恒压、液压冲击、脉动、噪声所需要能量；并且，能利用活塞式蓄能器本身作为气体增压缸给储气罐充氮气。

本发明是这样实现的，提供一种液压系统蓄能器站，包括活塞式蓄能器，活塞式蓄能器下端伸出两条油路，一条为进油管路，一条为出油管路，进油管路上设高压球阀A和压力表A，在高压球阀A与压力表A之间的进油管路上连接液压系统，出油管路上设高压球阀B，且设有安全阀A与高压球阀B并联在出油管路上；

活塞式蓄能器上端伸出两条气路，一条连接氮气瓶，且在与氮气瓶连接的气路上设单向阀A，另一条气路上连接多个储气罐，且在与储气罐连接的气路上依次设压力表B、单向阀B、检修阀、压力继电器、压力表C和安全阀B，设有高压球阀C与压力表B、单向阀B并联在气路上，检修阀设在所述压力继电器与所述单向阀B之间的气路上，储气罐设在压力继电器以后的气路上，压力表C设在多个储气罐之间的气路上，安全阀B设在储气罐以后的气路上。

进一步地，所述压力表A的最大工作压力为280bar，所述安全阀A的最大工作压力为330bar，所述压力表B和压力表C的最大工作压力为400bar，所述压力继电器的最大工作压力为230bar，所述安全阀B的最大工作压力为330bar。

进一步地，所述储气罐体积为50L，所述储气罐的个数为12个。

本发明还提供一种利用上述的液压系统蓄能器站充氮气的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)给所述活塞式储能器充气时，关闭所述检修阀，打开高压球阀B，关闭高压球阀A和高压球阀C，氮气从氮气瓶中充入活塞式储能器，活塞式储能器的活塞向下运动，油液从出油管路经过所述高压球阀B回到油箱；

2)当所述压力表B指针不动时，将高压球阀B、高压球阀C关闭，打开高压球阀A，液压系统压力升高，油液从进油管路经过所述压力表A和高压球阀A进入到所述活塞式蓄能器中，推动活塞式蓄能器的活塞向上运动，将氮气压入所述储气罐中储存；

3)重复步骤1)和步骤2)，至压力表C的数值在230-400bar之间时停止，把高压球阀B关闭，打开高压球阀A和高压球阀C，完成充氮气全过程。

进一步地，当所述压力继电器的工作压力小于230bar时，自动向计算机发信号报警，通知工作人员及时补充氮气。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、蓄能器站能存储液压系统能量，作辅助动力源，减小装机容量。

2、蓄能器站能补偿执行元件、液压管道、各阀、泵组的泄漏。

3、蓄能器站在压力控制的闭式回路中，可有效的补偿温度降低，内部引起的压力降低，也可有效控制由于温度升高而引起的压力上升、从而使液压系统稳定的工作，构成恒压油源。

4、对于某些液压系统要求当泵发生故障或停电(对执行元件的供油突然中断)时，执行元件应继续完成必要的动作，例如为了安全起见，油缸的活塞杆必须内缩到油缸内，在这种场合下，必须有蓄能器站作紧急动力源。

5、对于执行元件长时间不动作，而保持恒定压力的系统，必须有蓄能器站来补偿泄露，从而使压力恒定。

6、液压系统中换向阀突然换向、执行元件运动的突然停止都会在液压系统中产生压力冲击，使系统压力在短时间内快速升高，造成仪表、元件和密封装置的损坏，并产生振动和噪声，蓄能器站可以很好地吸收和缓冲液压冲击。

7、对于采用柱塞泵且其柱塞数较少的液压系统，泵流量周期变化使系统产生振动，蓄能器站，可以大量吸收脉动压力和流量中的能量。在流量脉动的一个周期内，瞬时流量高于平均流量的部分油液被蓄能器站吸收，低于平均流量部分由蓄能器站补充，这就吸收了脉动中的能量，降低了脉动，减小了对敏感仪器和设备的损坏程度，消除脉动、降低噪声。

8、蓄能器站因为可以暂存能量，所以可以用来回收多种功能、位置势能。蓄能器站能回收车辆制动能量；能回收工程机械动臂机构位能；能回收液压挖掘机转台制动能量；能回收电梯下行重力势能等。用蓄能器站回收能量是目前研究较多的一个领域，能量回收可以提高能量利用率，是节能的一个重要途径。

9、蓄能器站独特的设计，能利用活塞式蓄能器本身作为气体增压缸给储气罐充氮气，不需要任何附加充氮气设备。

10、因为氮气稳定，不会引起火灾、爆炸或其他危险因素，安全可靠，提高液压系统效率。

附图说明

图1为蓄能器站回路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，本发明提供一种液压系统蓄能器站，包括活塞式蓄能器1，活塞式蓄能器1下端伸出两条油路，一条为进油管路，一条为出油管路，进油管路上设高压球阀A2和压力表A3，在高压球阀A2与压力表A3之间的进油管路上连接液压系统，出油管路上设高压球阀B4，且设有安全阀A5与高压球阀B4并联在出油管路上；

活塞式蓄能器1上端伸出两条气路，一条连接氮气瓶6，且在与氮气瓶6连接的气路上设单向阀A7，另一条气路上连接多个储气罐8，且在与储气罐8连接的气路上依次设压力表B9、单向阀B10、检修阀11、压力继电器12、压力表C13和安全阀B14，设有高压球阀C15与压力表B9、单向阀B10并联在气路上，检修阀11设在所述压力继电器12与所述单向阀B10之间的气路上，储气罐8设在压力继电器12以后的气路上，压力表C13设在多个储气罐8之间的气路上，安全阀B14设在储气罐8以后的气路上。

利用上述的液压系统蓄能器站充氮气的方法，包括如下步骤：

1)给所述活塞式储能器1充气时，关闭所述检修阀11，打开高压球阀B4，关闭高压球阀A2和高压球阀C15，氮气从氮气瓶6中充入活塞式储能器1，活塞式储能器1的活塞向下运动，油液从出油管路经过所述高压球阀B4回到油箱；

2)当所述压力表B9指针不动时，将高压球阀B4、高压球阀C15关闭，打开高压球阀A2，液压系统压力升高，油液从进油管路经过所述压力表A3和高压球阀A2进入到所述活塞式蓄能器1中，推动活塞式蓄能器1的活塞向上运动，将氮气压入所述储气罐8中储存；

3)重复步骤1)和步骤2)，至压力表C13的数值在230-400bar之间时停止，把高压球阀B4关闭，打开高压球阀A2和高压球阀C15，完成充氮气全过程。

本系统的最高工作压力，最低工作压力、充气压力的设定值、安全阀A5和安全阀B14的压力设定值、压力继电器12的压力设定值，根据具体情况而定。本发明中储气罐8的容积为50L，共12个；活塞式蓄能器1的容积为120L，共1个；工作中检修阀11为常闭。

作为一种优选，在本实施例中，压力表A的最大工作压力为280bar，所述安全阀A的最大工作压力为330bar，所述压力表B和压力表C的最大工作压力为400bar，所述压力继电器的最大工作压力为230bar，所述安全阀B的最大工作压力为330bar。

本实施例中当压力继电器12的压力低于设定值230bar时，自动向计算机发信号报警，通知工作人员及时补充氮气。

Claims (5)

1.一种液压系统蓄能器站，其特征在于，包括活塞式蓄能器，活塞式蓄能器下端伸出两条油路，一条为进油管路，一条为出油管路，进油管路上设高压球阀A和压力表A，在高压球阀A与压力表A之间的进油管路上连接液压系统，出油管路上设高压球阀B，且设有安全阀A与高压球阀B并联在出油管路上；

活塞式蓄能器上端伸出两条气路，一条连接氮气瓶，且在与氮气瓶连接的气路上设单向阀A，另一条气路上连接多个储气罐，且在与储气罐连接的气路上依次设压力表B、单向阀B、检修阀、压力继电器、压力表C和安全阀B，设有高压球阀C与压力表B、单向阀B并联在气路上，检修阀设在所述压力继电器与所述单向阀B之间的气路上，储气罐设在压力继电器以后的气路上，压力表C设在多个储气罐之间的气路上，安全阀B设在储气罐以后的气路上。

2.如权利要求1所述的液压系统蓄能器站，其特征在于，所述压力表A的最大工作压力为280bar，所述安全阀A的最大工作压力为330bar，所述压力表B和压力表C的最大工作压力为400bar，所述压力继电器的最大工作压力为230bar，所述安全阀B的最大工作压力为330bar。

3.如权利要求1所述的液压系统蓄能器站，其特征在于，所述储气罐体积为50L，所述储气罐的个数为12个。

4.利用如权利要求1所述的液压系统蓄能器站充氮气的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)给所述活塞式储能器充气时，关闭所述检修阀，打开高压球阀B，关闭高压球阀A和高压球阀C，氮气从氮气瓶中充入活塞式储能器，活塞式储能器的活塞向下运动，油液从出油管路经过所述高压球阀B回到油箱；

2)当所述压力表B指针不动时，将高压球阀B、高压球阀C关闭，打开高压球阀A，液压系统压力升高，油液从进油管路经过所述压力表A和高压球阀A进入到所述活塞式蓄能器中，推动活塞式蓄能器的活塞向上运动，将氮气压入所述储气罐中储存；

3)重复步骤1)和步骤2)，至压力表C的数值在230-400bar之间时停止，把高压球阀B关闭，打开高压球阀A和高压球阀C，完成充氮气全过程。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述压力继电器的工作压力小于230bar时，自动向计算机发信号报警，通知工作人员及时补充氮气。