CN108775307A - 一种液压系统 - Google Patents

Abstract

一种液压系统，是为一些执行组件提供可靠、稳定的油压油输出和液压油的收回，循环使用。包括油量补偿器、伺服电机、控制系统和油泵；油量补偿器，壳体右端孔通过管件连接储油罐的左端孔；控制系统的电力输出口电气连接伺服电机的动力受电端；伺服电机的动力输出轴轴连接油泵的动力驱动轴；油量补偿器的上端口管路连接油泵的一个输油口，油量补偿器的下端口管路连接油泵的另一个输油口。本发明自动平衡一些执行组件输出和输入油的流量不均匀的问题，保证油泵的输出和输入油的流量在同一时间内相等，多余或缺少的油皆从储油罐中排除或提取。本发明还具有体积小，油路配置简化，智能控制和节能。

Description

一种液压系统

技术领域

本发明属于液压系统技术领域，特别是涉及一种液压系统。

技术背景

目前，公知的水刀、压力机、液压加载试验台等设备的液压系统均为开放式系统。如图5所示（双点画线内），主要由水泵、溢流阀、传感器、换向阀、过滤器、电动机、单相液压泵和油箱组成。工作时通过调整溢流阀的压力设定系统的工作压力，通过换向阀改变油液流向。电动机驱动单相油泵，油泵从油箱中吸取油提供给液压系统。作为一个典型的应用案例如图5所示，为水刀液压工作系统原理图。液压系统中的油箱所提供的循环使用油推动增压缸往复运动，将水泵所提供给增压缸两端腔内的水不断地压注给蓄能器。蓄能器所产生的高压水提供给喷嘴组件使用，该系统技术成熟，安全可靠，造价低廉，应用广泛。如果有复杂的控制要求时，还需要配置比例阀和伺服阀等元件。但也存在系统工作效率低，设备体积大，管路连接复杂的缺点。

发明内容

本发明是通过伺服电机的正反转驱动液压泵正向反向工作，可以灵活地改变输出油的流动方向。其中采用了油量补偿器，它具有调整油路中由于密封的原因造成泄露的补偿功能和油泵输出回路和返回回路油的流量不均匀时的自动平衡作用。在油被循环使用的情况下，由于管路上油的泄露很小，所配置的储油罐无需做的体积很大。节省掉了传统的类似系统所配置的换向阀和溢流阀。使得所制成的设备产生的噪声小，以及油经过阀口时湍流造成的发热现象会大大减少。

为了使得油泵能够得到更为有效的控制，本发明的液压系统中配置了温度传感器、压力传感器和用于检测液压缸运动状态的位置开关或接近开关。这些工作状态的信息反馈给控制系统，控制系统根据预先的程序设置，将最适合的参数的电能提供给伺服电机来驱动油泵。具有实施监控和不断修正油泵的工作状态的优点。

所述的油量补偿器的配置，为一些设备提供可靠、稳定的油压输出和液压油的收回。可以自动调节出油和回油流量的分配，保证油泵的输出和输入由的流量在同一时间内相等，多余的油排给储油罐，欠缺的从储油罐内抽回。防止油路上的油由于负压的作用产生气泡或由于输入或输出瞬时流量的不等影响执行部件的正常工作。

采用的技术方案

一种液压系统，包括：油量补偿器、伺服电机、控制系统和油泵。

油量补偿器，主要由：壳体、第一弹簧、第一滚珠、储油罐、连杆、第二滚珠和第二弹簧构成。其特征在于：

第一滚珠的下端固定连接连杆上端，连杆穿过壳体的第一孔和第二孔，连杆的下端固定连接第二滚珠上端。

第一弹簧的上端抵接壳体的第一面，第一弹簧的下端抵接第一滚珠的上部外表面，第一滚珠的下部外表面相邻壳体的第一孔的上部。

第二弹簧的上端抵接第二滚珠的下部外表面，第二滚珠的上部外表面相邻壳体的第二孔的下部，第二滚珠的下断面抵接壳体的第二面。

壳体右端孔通过管件连接储油罐的左端孔。

控制系统的电力输出口电气连接伺服电机的动力受电端。伺服电机的动力输出轴轴连接油泵的动力驱动轴。

油量补偿器的上端口管路连接油泵的一个输油口，油量补偿器的下端口管路连接油泵的另一个输油口。

所述的第一油量补偿器，主要由：第一液控单向阀、第二液控单向阀和第一储油罐构成。

第一液控单向阀的进口管路连接第一储油罐的油口，第一液控单向阀的控制口管路连接第二液控单向阀的出口。

第二液控单向阀的进口管路连接第一储油罐的油口，第二液控单向阀的控制口管路连接第一液控单向阀的出口。

第一油量补偿器取代油量补偿器， 第一油量补偿器的第一液控单向阀的出口管路连接油泵的一端输油口， 第一油量补偿器的第二液控单向阀的出口管路连接油泵的另一端输油口。

第一温度传感器的温度感应端埋设于油泵一侧的管路上，第一温度传感器的信号输出端连接于控制系统的信号接收端二。

第一压力传感器的压力感应端埋设于油泵一侧的管路上，第一压力传感器的信号输出端连接于控制系统的信号接收端一。

第二温度传感器的温度感应端埋设于油泵另一侧的管路上，第二温度传感器的信号输出端连接于控制系统的信号接收端五。

第二压力传感器的压力感应端埋设于油泵另一侧的管路上，第二压力传感器的信号输出端连接于控制系统的信号接收端六。

所述的执行组件，主要由：双向液压缸、第一位置开关、第二位置开关、水泵、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、蓄能器和喷嘴组件构成。

双向液压缸一侧的输水口管路连接第一单向阀的出口和第四单向阀的进口。

双向液压缸另一侧的输水口管路连接第二单向阀的出口和第三单向阀的进口。

蓄能器的水的输入口管路连接第三单向阀的出口和第四单向阀的出口。

水泵水的输出口管路连接第一单向阀的进口和第二单向阀的进口。

第一位置开关置于双向液压缸一侧运动部件附近的设定位置，第一位置开关的信号输出端连接控制系统的信号接收端三。

第二位置开关置于双向液压缸另一侧运动部件附近的设定位置，第二位置开关的信号输出端连接控制系统的信号接收端四。

液压马达取代执行组件，液压马达的一端导油口管路连接油泵一端输油口，液压马达的另一端导油口管路连接油泵另一端输油口。

所述的第一位置开关和第二位置开关为接近开关。

所述的温度传感器、压力传感器、伺服电机、控制系统、储油罐、液压缸、蓄能器、水刀喷嘴组件、位置开关、接近开关、水泵、油泵、单向阀和液控单向阀为市售产品。

优点

针对为液压缸或液压马达等提供液压油的一种液压系统，通过采集油路上的温度和压力信号，反馈给控制系统。系统根据采集的信号设置输出相应的运行指令，让提供给液压缸或液压马达的油的流量、压力和温度得到有效地控制，提供最佳的油的输出方案。有效地控制油路的损耗，以及在去掉了常用的供油回路所设置的换向阀和卸荷阀后，减少了系统运行的噪音和油路损耗，简化配置，提高了反应速度，具有节能的功能。通过位置开关的设置，可以适当的控制双向缸的行程和转换的频率。

由于本发明所需要的油量基本为固定量且油量较少，储油罐部分不需要太大，且油罐和所配置的油量补偿器做成一体。这样所设计的一种液压系统的体积也会相应地减小。

所述的油量补偿器的配置，自动平衡执行组件输入和输出油流量的分配。

附图说明

图1为一种液压系统的工作原理图。

图2为油量补偿器结构示意图。

图3壳体位置标识图。

图4为第一油量补偿器液压回路图。

图5为传统水刀液压回路系统图。

图5中的01为水泵，02为溢流阀，03为传感器，04为换向阀，05为增压缸，06为蓄能器，07为喷嘴组件，08为过滤器，09为电动机，010为单相液压泵，011为油箱。

具体实施方式

实施例1

一种液压系统，包括：油量补偿器3、伺服电机4、控制系统5和油泵6；

油量补偿器3，主要由：壳体20、第一弹簧21、第一滚珠22、储油罐23、连杆24、第二滚珠25和第二弹簧26构成；其特征在于：

第一滚珠22的下端固定连接连杆24上端，连杆24穿过壳体20的第一孔28和第二孔29，连杆24的下端固定连接第二滚珠25上端；

第一弹簧21的上端抵接壳体20的第一面27，第一弹簧21的下端抵接第一滚珠22的上部外表面，第一滚珠22的下部外表面相邻壳体20的第一孔28的上部；

第二弹簧26的上端抵接第二滚珠25的下部外表面，第二滚珠25的上部外表面相邻壳体20的第二孔29的下部，第二滚珠25的下断面抵接壳体20的第二面30；

壳体20右端孔通过管件连接储油罐23的左端孔；

控制系统5的电力输出口电气连接伺服电机4的动力受电端；伺服电机4的动力输出轴轴连接油泵6的动力驱动轴；

油量补偿器3的上端口管路连接油泵6的一个输油口，油量补偿器3的下端口管路连接油泵6的另一个输油口。

实施例2

一种液压系统的实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

所述的第一油量补偿器，主要由：第一液控单向阀31、第二液控单向阀32和第一储油罐33构成；

第一液控单向阀31的进口管路连接第一储油罐33的油口，第一液控单向阀31的控制口管路连接第二液控单向阀32的出口；

第二液控单向阀32的进口管路连接第一储油罐33的油口，第二液控单向阀32的控制口管路连接第一液控单向阀31的出口；

第一油量补偿器取代油量补偿器3， 第一油量补偿器的第一液控单向阀31的出口管路连接油泵6的一端输油口， 第一油量补偿器的第二液控单向阀32的出口管路连接油泵6的另一端输油口。

实施例3

一种液压系统的实施例3与实施例1或实施例2基本相同，其不同之处在于：

第一温度传感器1的温度感应端埋设于油泵6一侧的管路上，第一温度传感器1的信号输出端连接于控制系统5的信号接收端二；

第一压力传感器2的压力感应端埋设于油泵6一侧的管路上，第一压力传感器2的信号输出端连接于控制系统5的信号接收端一；

第二温度传感器8的温度感应端埋设于油泵6另一侧的管路上，第二温度传感器8的信号输出端连接于控制系统5的信号接收端五；

第二压力传感器7的压力感应端埋设于油泵6另一侧的管路上，第二压力传感器7的信号输出端连接于控制系统5的信号接收端六。

实施例4

一种液压系统的实施例4与实施例3基本相同，其不同之处在于：

4、根据权利要求3所述的一种液压系统，其特征在于：

所述的执行组件9，主要由：双向液压缸10、第一位置开关11、第二位置开关12、水泵13、第一单向阀14、第二单向阀15、第三单向阀16、第四单向阀17、蓄能器18和喷嘴组件19构成；

双向液压缸10一侧的输水口管路连接第一单向阀14的出口和第四单向阀17的进口；

双向液压缸10另一侧的输水口管路连接第二单向阀15的出口和第三单向阀16的进口；

蓄能器18的水的输入口管路连接第三单向阀16的出口和第四单向阀17的出口；

水泵13水的输出口管路连接第一单向阀14的进口和第二单向阀15的进口；

第一位置开关11置于双向液压缸10一侧运动部件附近的设定位置，第一位置开关11的信号输出端连接控制系统5的信号接收端三；

第二位置开关12置于双向液压缸10另一侧运动部件附近的设定位置，第二位置开关12的信号输出端连接控制系统5的信号接收端四。

实施例5一种液压系统的实施例5与实施例4基本相同，其不同之处在于：

液压马达取代执行组件9，液压马达的一端导油口管路连接油泵6一端输油口，液压马达的另一端导油口管路连接油泵6另一端输油口。

实施例6

一种液压系统的实施例6与实施例4基本相同，其不同之处在于：

5、根据权利要求4所述的一种液压系统，其特征在于：

所述的第一位置开关11和第二位置开关12为接近开关。

所述的油量补偿器3作为一个单件配置于一种液压系统，具有自动分配来自执行组件9的输入和输出的油的流量不等的情况下，将多余的油注入到储油罐23，欠缺的油从储油罐23中提取出来。保证油路免受冲击或由于负压状态时，油路中产生气泡。所设置的温度传感器、压力传感器和位置开关对液压系统的检测，并将检测信号反馈给控制系统5，使得控制系统5通过预先设置的程序判断，输出最佳的电能供伺服电机4。这些技术特征为本发明所强调的。

工作原理

所述的液控单向阀的进口为液体从该口可以注入流通，出口为液体不能从该口可以注入流通，控制口为该口具有设定压力的液体时，出口的液体也可以从该口可以注入流通。

所述的油量补偿器（3），如图2和图3所示。第一滚珠（22）和第二滚珠（25）是由连杆（24）固定相连接的，当上端口的油压大于下端口的油压到设定值时，第一滚珠（22）在油压和第一弹簧（21）的弹力作用下，封住壳体（20）上的第一孔（28）。同时通过连杆（24）推动第二钢球（25），克服第二弹簧（26）的弹力和壳体（20）下端口油的反抗力，让第二滚珠（26）脱离对壳体（20）上第二孔（29）的封堵。这样，作为油循环使用的系统来说，壳体（20）下端口液体经过壳体（20）的第二孔（29）和壳体（20）的右端孔流入到储油罐（23）内。反之，壳体（20）上端口液体经过壳体（20）的第一孔（28）和壳体（20）的右端孔流入到储油罐（23）内。

所述的第一流量补偿器，当第二液控单向阀（32）出口的压力大于第一液控单向阀（31）出口的压力设定值时，第一液控单向阀（31）上的控制油口驱动第一液控单向阀（31），使得第一液控单向阀（31）出口导通。这样，来至第一液控单向阀（31）出口的液体将流入第一储油罐（33）。反之，当第一液控单向阀（31）出口的压力大于第二液控单向阀（32）出口的压力设定值时，使得第二液控单向阀（31）出口导通。这样，来至第二液控单向阀（31）出口的液体将流入第一储油罐（33）。

如图1所示，所述的一种液压系统，有两个输油口，一个输油口输出带压力的油驱动所指定的设备工作时，同时另一个油口将先前输出的油吸回来，交替往复工作。

由控制系统（5）提供电能，使得伺服电机（4）转动，伺服电机（4）驱动油泵（6）工作。油泵（6）的一个输油口输出带压力的油，油泵（6）的另一个输油口吸回先前输出的带压力的油。由于被使用设备在注入压力的油和排除的油的流量不能同时相等，且油泵（6）排出的油和吸入的油必去相等，这样就必须使得回油回路的油多余的流量从油量通过油量补偿器（3）泄露回油罐（23）内，欠缺流量的油从油罐（23）内抽出。

为了使得液压系统高效、稳定、可靠地工作，在输油的管路上和使用设备上增设了传感器，传感器将系统的运行状态反馈给控制系统（5），控制系统（5）内的应用程序分析反馈信号后，输出最适合的参数的能量给服电机（4）。

如图1所示，执行组件（9）为水刀工作原理的液压系统图。一种液压系统的两个输油口，一个输油口输出压力油给双向液压缸（10）的一侧油的接口，推动油缸活塞的一侧，带动活塞运动。双向液压缸（10）活塞的另一侧将排出先前注入的油，返回给一种液压系统的另一个输油口。油泵（6）不断地正反转，双向液压缸（10）往复运动。水泵（13）注入给双向液压缸（10）两端腔内的水由双向液压缸（10）压注给蓄能器（18）。当蓄能器（18）内的水压达到设定值时，供喷嘴组件使用。

为了防止双向液压缸（10）压出的水返回水泵（13），当双向液压缸（10）的一端压出水时，第四单向阀（17）允许压力水通过，输给蓄能器（18），第一单向阀（14）不允许压力水输给水泵（13）。

当当双向液压缸（10）的另一端压出水时，第三单向阀（16）允许压力水通过，输给蓄能器（18），第二单向阀（15）不允许压力水输给水泵（13）。

但在双向液压缸（10）一端口处于负压或低压时，第四单向阀（17）不让蓄能器（18）的高压水流回，而水泵（13）可以通过第一单向阀（14）将水注入给双向液压缸（10）一端口。反之，在双向液压缸（10）另一端口处于负压或低压时，第三单向阀（16）不让蓄能器（18）的高压水流回，而水泵（13）可以通过第二单向阀（15）将水注入给双向液压缸（10）另一端口。

所述的控制系统除了输出最佳的电力输出给伺服电机外，还能提供指示和声音信号以及供调整的操作部件。

所述的位置开关也可以是接近开关。

Claims (6)

1.一种液压系统，包括：油量补偿器（3）、伺服电机（4）、控制系统（5）和油泵（6）；其特征在于：油量补偿器（3），主要由：壳体（20）、第一弹簧（21）、第一滚珠（22）、储油罐（23）、连杆（24）、第二滚珠（25）和第二弹簧（26）构成；

第一滚珠（22）的下端固定连接连杆（24）上端，连杆（24）穿过壳体（20）的第一孔（28）和第二孔（29），连杆（24）的下端固定连接第二滚珠（25）上端；

第一弹簧（21）的上端抵接壳体（20）的第一面（27），第一弹簧（21）的下端抵接第一滚珠（22）的上部外表面，第一滚珠（22）的下部外表面相邻壳体（20）的第一孔（28）的上部；

第二弹簧（26）的上端抵接第二滚珠（25）的下部外表面，第二滚珠（25）的上部外表面相邻壳体（20）的第二孔（29）的下部，第二滚珠（25）的下断面抵接壳体（20）的第二面（30）；

壳体（20）右端孔通过管件连接储油罐（23）的左端孔；

控制系统（5）的电力输出口电气连接伺服电机（4）的动力受电端；伺服电机（4）的动力输出轴轴连接油泵（6）的动力驱动轴；

油量补偿器（3）的上端口管路连接油泵（6）的一个输油口，油量补偿器（3）的下端口管路连接油泵（6）的另一个输油口。

2.根据权利要求1所述的一种液压系统，其特征在于：

所述的第一油量补偿器，由第一液控单向阀（31）、第二液控单向阀（32）和第一储油罐（33）构成；

第一液控单向阀（31）的进口管路连接第一储油罐（33）的油口，第一液控单向阀（31）的控制口管路连接第二液控单向阀（32）的出口；

第二液控单向阀（32）的进口管路连接第一储油罐（33）的油口，第二液控单向阀（32）的控制口管路连接第一液控单向阀（31）的出口；

第一油量补偿器取代油量补偿器（3）， 第一油量补偿器的第一液控单向阀（31）的出口管路连接油泵（6）的一端输油口， 第一油量补偿器的第二液控单向阀（32）的出口管路连接油泵（6）的另一端输油口。

3.根据权利要求1或2所述的一种液压系统，其特征在于：

第一温度传感器（1）的温度感应端埋设于油泵（6）一侧的管路上，第一温度传感器（1）的信号输出端连接于控制系统（5）的信号接收端二；

第一压力传感器（2）的压力感应端埋设于油泵（6）一侧的管路上，第一压力传感器（2）的信号输出端连接于控制系统（5）的信号接收端一；

第二温度传感器（8）的温度感应端埋设于油泵（6）另一侧的管路上，第二温度传感器（8）的信号输出端连接于控制系统（5）的信号接收端五；

第二压力传感器（7）的压力感应端埋设于油泵（6）另一侧的管路上，第二压力传感器（7）的信号输出端连接于控制系统（5）的信号接收端六。

4.根据权利要求3所述的一种液压系统，其特征在于：

所述的执行组件（9），主要由：双向液压缸（10）、第一位置开关（11）、第二位置开关（12）、水泵（13）、第一单向阀（14）、第二单向阀（15）、第三单向阀（16）、第四单向阀（17）、蓄能器（18）和喷嘴组件（19）构成；

双向液压缸（10）一侧的输水口管路连接第一单向阀（14）的出口和第四单向阀（17）的进口；

双向液压缸（10）另一侧的输水口管路连接第二单向阀（15）的出口和第三单向阀（16）的进口；

蓄能器（18）的水的输入口管路连接第三单向阀（16）的出口和第四单向阀（17）的出口；

水泵（13）水的输出口管路连接第一单向阀（14）的进口和第二单向阀（15）的进口；

第一位置开关（11）置于双向液压缸（10）一侧运动部件附近的设定位置，第一位置开关（11）的信号输出端连接控制系统（5）的信号接收端三；

第二位置开关（12）置于双向液压缸（10）另一侧运动部件附近的设定位置，第二位置开关（12）的信号输出端连接控制系统（5）的信号接收端四。

5.根据权利要求4所述的一种液压系统，其特征在于：

液压马达取代执行组件（9），液压马达的一端导油口管路连接油泵（6）一端输油口，液压马达的另一端导油口管路连接油泵（6）另一端输油口。

6.根据权利要求4所述的一种液压系统，其特征在于：所述的第一位置开关（11）和第二位置开关（12）为接近开关。