CN109185240A - 储能式自泄压增压结构及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储能式自泄压增压结构，增压时电机泵组启动将液压油送至蓄能器储能，经电磁换向阀的A1、P1口，由增压器单元的P2口送入增压器单元内部，一路经过液控单向阀、增压器单元的S2口，流向HP回路；另一路通过第三单向阀进入比例增压器的C腔；而比例增压器的A、B腔连通并经增压器单元的T2口、电磁换向阀的T1、B1口连通回油油箱，使A、B腔没有压力，比例增压器的活塞以朝着A腔的方向移动而使C腔吸入液压压力；活塞移动到第一导向回路有压力时，差动式液压换向阀换向，液压压力经过差动式液压换向阀处连通的P3、S3口充入比例增压器的A腔，使活塞以朝着C腔的方向移动而将液压经第二单向阀充入到HP回路，完成增压过程。

Description

储能式自泄压增压结构及控制方法

技术领域

本发明涉及一种储能式自泄压增压结构，例如用于油田的一种高压控制设备系统液压使用增压器完成泄压的结构。

背景技术

目前，在液压控制系统领域实现超高压液压回路的压力，都是使低压回路压力通过增压器增压到高压回路压力供高压系统使用，而目前对其中增压器的泄压控制方式都没有一个很好的解决方法，目前国际一线厂家生产的增压器大多通过两种泄压方式：

1.通过高压回路侧泄压，这种泄压方式需要有能满足高压回路压力等级的泄压阀安装在高压侧泄压，这种泄压阀极少而且价格高昂；

2.通过低压回路侧泄压，低压侧泄压原理是通过在增压器的回油口给一个反向压力用于打开增压器的液控单向阀以实现泄压，而这个反向作用力需要电机泵组短时间启动打压，这种方式会造成低压侧压力瞬间过高产生尖啸，而且短时间频繁启动对电机寿命的影响很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能式自泄压增压结构及控制方法，解决现有高压回路通过低压侧泄压时存在的技术问题。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种储能式自泄压增压结构：

电机泵组连接油箱，该电机泵组的出口连接蓄能器；

两位三通的电磁换向阀，设有A1、P1、B1、T1四个端口，其中使A1、P1口连通，B1、T1口连通，或者在换向时切换为使A1、T1口连通，B1、P1口连通；A1口连接电机泵组的出口与蓄能器的入口相连的管线；B1口接回油箱；

增压器单元，设有T2、P2、S2三个端口，其中T2、P2口分别连接电磁换向阀的T1、P1口，P2口还连接液控单向阀的第一端，该液控单向阀的第二端连接至S2口，S2口连接通往该储能式自泄压增压结构外部的HP回路；

增压器单元设有比例增压器，其内部由活塞分成A、B、C三个腔，活塞两端分别对应A、C腔，中段的B腔连通T2口；P2口还通过第三单向阀连通C腔，C腔通过第二单向阀连接至S2口；

增压器单元设有两位三通的差动式液压换向阀，具有P3、S3、T3三个端口，S3口连接A腔，T3口连接B腔，P3口连接至P2口与第三单向阀之间的管线；

所述差动式液压换向阀通过第一导向回路连通B腔，还通过第二导向回路连接至P2口与第三单向阀之间的管线；该差动式液压换向阀通过内部管线，使S3、T3口连通，或者通过换向切换为使S3、P3口连通。

可选地，A腔对应的活塞端面积大于C腔对应的活塞端面积。

可选地，进一步设有第三导向回路，将液控单向阀的第一端与增压器单元的T2口连通；

其中，所述第三导向回路经T2口连通电磁换向阀的T1、B1口回油时，液控单向阀的第一端到第二端单向导通；

或者，所述第三导向回路经T2口连通电磁换向阀的T1、A1口而获得蓄能器输送的液压压力时，液控单向阀的第二端到第一端单向导通。

可选地，所述第二导向回路的液压压力大于第一导向回路的液压压力时，差动式液压换向阀换向使S3、P3口不连通，而经由连通的S3、T3口使A、B腔连通回油；

或者，所述第二导向回路的液压压力小于第一导向回路的液压压力时，差动式液压换向阀换向使S3、T3口不连通，而经由连通的P3、S3口给A腔供压。

可选地，A、B腔连通回油时，C腔的液压压力使得活塞以朝着A腔的方向运动，并在活塞经过第一导向回路时，使第一导向回路与C腔连通而获得能使差动式液压换向阀换向的液压压力；

或者，给A腔供压时，活塞以朝着C腔的方向运动，将C腔的液压压力经第二单向阀输出，并在活塞经过第一导向回路时，使第一导向回路与B腔连通而失去液压压力，使差动式液压换向阀换向。

本发明的另一个技术方案是提供一种储能式自泄压增压结构的控制方法，使用上述任意一项的储能式自泄压增压结构，所述控制方法中包含增压的过程如下：

电机泵组启动将液压油，输送至蓄能器储能，并经过电磁换向阀的A1、P1口，由增压器单元的P2口送入增压器单元内部，一路经过液控单向阀、增压器单元的S2口，流向HP回路；另一路液压油通过第三单向阀进入比例增压器的C腔；

此时，比例增压器的A、B腔连通并经增压器单元的T2口、电磁换向阀的T1、B1口连通回油油箱，使A、B腔没有压力，比例增压器的活塞以朝着A腔的方向移动而使C腔吸入液压压力；

活塞移动到第一导向回路有压力时，差动式液压换向阀换向，液压压力经过差动式液压换向阀处连通的P3、S3口充入比例增压器的A腔，使活塞以朝着C腔的方向移动而将液压经第二单向阀充入到HP回路，完成增压过程。

可选地，所述第三导向回路将液控单向阀的第一端与增压器单元的T2口连通；所述第三导向回路经T2口连通电磁换向阀的T1、B1口回油时，液控单向阀的第一端到第二端单向导通。

可选地，所述控制方法包含泄压的过程如下：

所述电磁换向阀得电换向，切换为电磁换向阀的A1、T1口导通，B1、P1口导通；

蓄能器释放的液压压力，经电磁换向阀的A1、T1口进入增压器单元，一路液压油进入第三导向回路来获得使液控单向阀换向的足够压力，令液控单向阀的第二端到第一端单向导通，HP回路的液压压力经S2口、液控单向阀、增压器单元的P2口、电磁阀换向阀的P1、B1口接回油箱，完成泄压过程。

本发明在电机泵组的出口增加一个压力储能器，储能器可以在泵正常增压过程中储备足够的压力，在电磁换向阀换向泄压时提供反向的作用力，以打开增压器内的液控单向阀从而实现高压侧压力泄放，避免了启动电机给反向作用压力产生的上述技术问题。

本发明的有益技术效果在于：

1.消除给增压器泄压时液压泵启动压力过高产生的尖啸；

2.不用频繁启动液压泵避免对电机造成的影响。

附图说明

图1是本发明的储能式自泄压增压结构的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种储能式自泄压增压结构，其中：

电机泵组MOT1连接油箱；在电机泵组MOT1出口连接蓄能器2（本例中为充氮压力储能器）；电机泵组MOT1出口可以设有第四单向阀。

两位三通的电磁换向阀1，设有A1、P1、B1、T1四个端口，可以使A1、P1口连通，B1、T1口连通，或者切换为使A1、T1口连通，B1、P1口连通；A1口连接电机泵组MOT1出口及蓄能器2入口所在的管线；B1口通过回油管线接回油箱。

增压器单元，设有T2、P2、S2三个端口，T2口连接电磁换向阀1的T1口，P2口连接电磁换向阀1的P1口，P2口通过液控单向阀9连接至S2口，S2口连接通往系统外部的HP回路。

增压器单元内设有比例增压器3，由活塞将其内部分成A、B、C三个腔，活塞两端分别对应A、C腔，中段的B腔连通增压器单元T2口；增压器单元的P2口还通过第三单向阀5连通C腔，C腔通过第二单向阀4连接至S2口。

两位三通的差动式液压换向阀6，通过第一导向回路7连通比例增压器3的B腔，设有第二导向回路8连接至P2口与第三单向阀5之间的管线，P3口也连接至P2口与第三单向阀5之间的管线，S3口设有管线连通比例增压器3的A腔，并通过内部管线连通该差动式液压换向阀6的T3口，该T3口与B腔通过管线连接。

导向回路的压力跟主回路的压力相同，起换向作用。当第二导向回路8作用力大于第一导向回路7时，差动式液压换向阀6的P3口与其S3口不连通，比例增压器3的A腔跟B腔导通，压力经B腔回油；当第一导向回路7作用力大于第二导向回路8时，差动式液压换向阀6换向时，A腔管线依然与S3口连接，而内部阀位变换到右侧位使S3口通向P3口而与T3口不连通，T3口堵塞。此时，压力经差动式液压换向阀6的P3口连通S3口给A腔供压。

A、B腔连通时，A腔压力经B腔回油归零，此时C腔的压力使得活塞往左运动，活塞经过第一导向回路7时，该第一导向回路7与C腔通并得到压力，使差动式液压换向阀6换向，换向后A腔跟差动式液压换向阀6的P3口连通，液压压力经S3口给A腔供压，因为受力面积更大，活塞往右运动，将C腔压力挤出第二单向阀4，活塞经过第一导向回路7时，该第一导向回路7与B腔连通并失去压力，差动式液压换向阀6再次换向。

本发明的增压过程：电机泵组MOT1启动给系统打压，系统压力经过蓄能器2储能，再经过电磁换向阀1的A1、P1口，由增压器单元P2口进入增压器单元内部，经过液控单向阀9流向HP回路（此时第三导向回路10经增压器单元T2口、电磁换向阀1的T1、B1口连通回油油箱所以没有压力，液控单向阀9由左到右导通），同时液压油通过第三单向阀5进入比例增压器3的C腔，而比例增压器3的A、B腔联通并经增压器单元T2口、电磁换向阀1的T1、B1口连通回油油箱，所以A、B腔没有压力，比例增压器3的活塞向左移动使C腔吸入压力；活塞移动到第一导向回路7有压力时差动式液压换向阀6换向，压力经过差动式液压换向阀6的P3口经S3口充入比例增压器3的A腔，由于A腔对应的活塞面积大于C腔对应的活塞面积，活塞向右移动充入液压到HP回路，完成增压过程。

泄压时，电磁换向阀1给24V电压，电磁阀得电并换向，电磁换向阀1的A1、T1口导通，B1、P1口导通，从而P1口接油箱回油，蓄能器2释放压力经电磁换向阀1的T1口进入增压器单元，此时第三导向回路10有压力，第三导向回路10的压力足够打开液控单向阀9使其完成换向工作，液控单向阀9从右到左导通，从而HP系统压力经液控单向阀9经增压器单元P2口经电磁阀换向阀1的P1、B1口回油箱，完成泄压过程，整个过程不需要重启动电机给出压力，蓄能器2的压力足够完成泄压工作。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种储能式自泄压增压结构，其特征在于，

电机泵组连接油箱，该电机泵组的出口连接蓄能器；

两位三通的电磁换向阀（1），设有A1、P1、B1、T1四个端口，其中使A1、P1口连通，B1、T1口连通，或者在换向时切换为使A1、T1口连通，B1、P1口连通；A1口连接电机泵组的出口与蓄能器（2）的入口相连的管线；B1口接回油箱；

增压器单元，设有T2、P2、S2三个端口，其中T2、P2口分别连接电磁换向阀（1）的T1、P1口，P2口还连接液控单向阀（9）的第一端，该液控单向阀（9）的第二端连接至S2口，S2口连接通往该储能式自泄压增压结构外部的HP回路；

增压器单元设有比例增压器（3），其内部由活塞分成A、B、C三个腔，活塞两端分别对应A、C腔，中段的B腔连通T2口；P2口还通过第三单向阀（5）连通C腔，C腔通过第二单向阀（4）连接至S2口；

增压器单元设有两位三通的差动式液压换向阀（6），具有P3、S3、T3三个端口，S3口连接A腔，T3口连接B腔，P3口连接至P2口与第三单向阀（5）之间的管线；

所述差动式液压换向阀（6）通过第一导向回路（7）连通B腔，还通过第二导向回路（8）连接至P2口与第三单向阀（5）之间的管线；该差动式液压换向阀（6）通过内部管线，使S3、T3口连通，或者通过换向切换为使S3、P3口连通。

2.如权利要求1所述储能式自泄压增压结构，其特征在于，

A腔对应的活塞端面积大于C腔对应的活塞端面积。

3.如权利要求1所述储能式自泄压增压结构，其特征在于，

进一步设有第三导向回路（10），将液控单向阀（9）的第一端与增压器单元的T2口连通；

其中，所述第三导向回路（10）经T2口连通电磁换向阀（1）的T1、B1口回油时，液控单向阀（9）的第一端到第二端单向导通；

或者，所述第三导向回路（10）经T2口连通电磁换向阀（1）的T1、A1口而获得蓄能器（2）输送的液压压力时，液控单向阀（9）的第二端到第一端单向导通。

4.如权利要求1或2所述储能式自泄压增压结构，其特征在于，

所述第二导向回路（8）的液压压力大于第一导向回路（7）的液压压力时，差动式液压换向阀（6）换向使S3、P3口不连通，而经由连通的S3、T3口使A、B腔连通回油；

或者，所述第二导向回路（8）的液压压力小于第一导向回路（7）的液压压力时，差动式液压换向阀（6）换向使S3、T3口不连通，而经由连通的P3、S3口给A腔供压。

5.如权利要求4所述储能式自泄压增压结构，其特征在于，

A、B腔连通回油时，C腔的液压压力使得活塞以朝着A腔的方向运动，并在活塞经过第一导向回路（7）时，使第一导向回路（7）与C腔连通而获得能使差动式液压换向阀（6）换向的液压压力；

或者，给A腔供压时，活塞以朝着C腔的方向运动，将C腔的液压压力经第二单向阀（4）输出，并在活塞经过第一导向回路（7）时，使第一导向回路（7）与B腔连通而失去液压压力，使差动式液压换向阀（6）换向。

6.一种储能式自泄压增压结构的控制方法，其特征在于，使用权利要求1-5中任意一项所述的储能式自泄压增压结构，所述控制方法中包含增压的过程如下：

电机泵组启动将液压油，输送至蓄能器（2）储能，并经过电磁换向阀（1）的A1、P1口，由增压器单元的P2口送入增压器单元内部，一路经过液控单向阀（9）、增压器单元的S2口，流向HP回路；另一路液压油通过第三单向阀（5）进入比例增压器（3）的C腔；

此时，比例增压器（3）的A、B腔连通并经增压器单元的T2口、电磁换向阀（1）的T1、B1口连通回油油箱，使A、B腔没有压力，比例增压器（3）的活塞以朝着A腔的方向移动而使C腔吸入液压压力；

活塞移动到第一导向回路（7）有压力时，差动式液压换向阀（6）换向，液压压力经过差动式液压换向阀（6）处连通的P3、S3口充入比例增压器（3）的A腔，使活塞以朝着C腔的方向移动而将液压经第二单向阀（4）充入到HP回路，完成增压过程。

7.如权利要求6所述的储能式自泄压增压结构的控制方法，其特征在于，

所述第三导向回路（10）将液控单向阀（9）的第一端与增压器单元的T2口连通；所述第三导向回路（10）经T2口连通电磁换向阀（1）的T1、B1口回油时，液控单向阀（9）的第一端到第二端单向导通。

8.如权利要求6或7所述的储能式自泄压增压结构的控制方法，其特征在于，包含泄压的过程如下：

所述电磁换向阀（1）得电换向，切换为电磁换向阀（1）的A1、T1口导通，B1、P1口导通；

蓄能器（2）释放的液压压力，经电磁换向阀（1）的A1、T1口进入增压器单元，一路液压油进入第三导向回路（10）来获得使液控单向阀（9）换向的足够压力，令液控单向阀（9）的第二端到第一端单向导通，HP回路的液压压力经S2口、液控单向阀（9）、增压器单元的P2口、电磁阀换向阀（1）的P1、B1口接回油箱，完成泄压过程。