CN109372734A - 基于多泵站的供液系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于多泵站的供液系统，包括：泵体，抽取工作介质将其增压至设定压力后通过其出液口输出；卸荷装置，包括多个开关阀，每一开关阀的第一端与介质汇总点连接，第二端与一个泵体的出液口可拆卸地连接；电控阀，其包括多个卸载阀芯；每一卸载阀芯的进液口与介质汇总点连接，出液口与需求设备的进液口连接，回液口与液箱连接；电控阀的被控端与控制分站的控制端连接；电控阀根据控制分站的指令信号控制不同卸载阀芯执行增压或卸荷状态；通过控制不同卸载阀芯的状态及状态持续时间以控制卸荷装置工作介质的瞬时释放量和总量；以上方案，能够有效降低泵体压力脉动，卸荷装置的流量不受泵体流量的限制，能够实现卸荷装置响应时间和通径的优化合理配置。

Description

基于多泵站的供液系统

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，具体涉及一种基于多泵站的供液系统。

背景技术

随着技术的不断进步，集成供液系统不断向高压大流量方向发展，因此通常需要采用多台泵站进行供液。目前的集成供液系统普遍采取每台泵站上安装一套电磁卸荷阀，以实现对单台泵站供液压力的调控。每台泵站的出口压力靠控制分站调节电磁卸荷阀来进行调控，各泵站供液管路汇总到系统总出口进行压力监测，电控系统以系统总出口供液压力值作为控制反馈依据，分别控制每一台泵站上的电磁卸载阀开启或者关闭进而对集成供液系统总体供液压力进行调控。现有技术的上述方案存在以下问题：

每一卸载阀与单台泵体刚性直接连接，空间有限单位流量下压力变化明显，系统刚性较大，受柱塞往复运动影响，泵本身压力脉动较大，易造成卸荷频繁。另一方面，每一泵体单独设置卸载阀的话，为了满足卸载压力的需要，必须要求卸载阀流量与泵相匹配，即卸载阀的卸载压力要大于或等于泵的公称压力，因此卸载阀的通径需要设计的很大。所以大流量泵所需要的卸载阀既要满足大流量需求又要满足快速响应开闭的需求，会通过频繁开启或者降低关闭恢复压力来实现，而频繁开启对于卸载阀的使用寿命带来很大影响，造成我国煤炭行业泵站卸载恢复压力只有75％左右，有很大提升空间。因此，亟需解决上述问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中集成供液系统中压力脉动大及卸荷装置使用寿命短的技术问题，进而提供一种液压系统的卸荷装置。

为此，本发明提供一种基于多泵站的供液系统，包括：

液箱，用于盛装工作介质；

泵体，其进液口通过进液通路与所述液箱连接，抽取所述工作介质将其增压至设定压力后通过其出液口输出；

卸荷装置，包括电控阀和多个开关阀，其中：

每一所述开关阀的第一端与介质汇总点连接，第二端与一个所述泵体的出液口可拆卸地连接；

所述电控阀包括多个卸载阀芯；每一卸载阀芯的进液口与所述介质汇总点连接，出液口与需求设备的进液口连接，回液口与所述液箱连接；

所述电控阀的被控端与控制分站的控制端连接；所述电控阀根据所述控制分站的指令信号控制不同所述卸载阀芯执行增压或卸荷状态；通过控制不同所述卸载阀芯的状态及状态持续时间以控制卸荷装置工作介质的瞬时释放量和总量；

其中，增压状态是指卸载阀芯的进液口与出液口连通，卸荷状态是指卸载阀芯的进液口与回液口连通。

可选地，上述的基于多泵站的供液系统中，不同所述卸载阀芯具有不同的通径。

可选地，上述的基于多泵站的供液系统中，所述卸荷装置还包括：

蓄能器，设置于所述电控阀的进液通道上，降低进入所述电控阀的工作介质的压力脉动。

可选地，上述的基于多泵站的供液系统中，还包括：

蓄能器，设置于所述泵体的出液口处，降低进入所述卸荷装置的工作介质的压力脉动。

可选地，上述的基于多泵站的供液系统中，所述电控阀中还包括设置于卸载阀芯与介质汇总点之间的多个电磁先导阀，其中：

每一所述电磁先导阀中包括至少一个先导阀芯，所有电磁先导阀中的先导阀芯总数与所述卸载阀芯的总数相同；

每一所述先导阀芯的第一端与所述介质汇总点连接，第二端与一卸载阀芯的进液口连接；

所述电控阀根据所述控制分站发送的控制信号确定每一先导阀芯的状态以控制对应的卸载阀芯工作在增压或卸荷状态。

可选地，上述的基于多泵站的供液系统中，所述卸荷装置中还包括：

压力传感器/流量传感器，设置于所述介质汇总点处，用于检测所述介质汇总点处的压力/流量，并将检测到的数据转换为压力/流量信号后发送至所述控制分站，使所述控制分站根据所述压力/流量信号控制所述开关阀和/或所述电控阀的状态。

可选地，上述的基于多泵站的供液系统中，所述卸荷装置还包括：

压力表/流量表，设置于所述介质汇总点处，其用于检测并显示所述介质汇总点处的压力/流量。

可选地，上述的基于多泵站的供液系统中，所述卸荷装置还包括：

辅助压力传感器/辅助流量传感器，设置于所述卸荷装置的出液口处，其用于检测所述卸荷装置的出液口处的压力/流量，并将检测到的数据转换为出液口压力/出液口流量信号后发送至所述控制分站，使所述控制分站根据所述出液口压力/出液口流量信号控制所述开关阀和/或所述电控阀的状态。

可选地，上述的基于多泵站的供液系统中，还包括：

至少一个附加接口，所述附加接口的第一端与所述介质汇总点连接，第二端适于与开关阀连接；

密封盖，可拆卸地设置于所述附加接口的第二端处，与所述附加接口密封连接。

本发明提供的以上任一技术方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

本发明提供的基于多泵站的供液系统，卸荷装置独立于泵体单独设计，其中包括多个卸载阀芯，每一卸载阀芯具有其特定的通径，不同卸载阀芯的通径可以自由组合，由此能够控制卸荷装置的通径具有非常宽泛的范围。另外，通过控制不同卸载阀芯的工作状态和工作时间，能够对卸荷装置工作介质的瞬时释放量和总量进行调节。由此能够有效降低泵体压力脉动，卸荷装置的流量不受泵体流量的限制，能够实现卸荷装置响应时间和通径的优化合理配置。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述基于多泵站液压系统的结构示意图；

图2为本发明一个实施例所述阀门模组的内部结构示意图；

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，本发明的核心改进点在于将卸荷装置与泵体分离开来，避免二者之间的刚性连接，进一步的可以在卸荷装置中集成多种通径阀芯，通过控制不同通径阀芯的开启顺序和开启数量能够实现降低工作介质压力脉动、快速响应流量需求等效果。而卸荷装置中所用到的具体阀芯的工作原理和结构，可采用现有技术中已有的阀芯来实现即可，在本发明的下述实施例中不再详细描述。

实施例1

本实施例提供一种基于多泵站的供液系统，如图1所示，包括卸荷装置100和泵站200，其中卸荷装置100中包括多个开关阀101和一电控阀102，泵站200中包括多台泵体201，泵体201可以为图中所示的乳化液泵。此外，还包括液箱400，用于盛装工作介质。所述泵体201，其进液口通过进液通路与所述液箱400连接，抽取所述工作介质将其增压至设定压力后通过其出液口输出；所述开关阀101所述泵体201数量相同，也即能够保证每一台泵体201均能够对应一开关阀101。

如图1所示，每一所述开关阀101，其第一端与介质汇总点103连接，其第二端与所述泵体201的出液口可拆卸地连接；所述电控阀102，包括多个卸载阀芯1022；每一卸载阀芯1022的进液口与所述介质汇总点连接(图中是通过电磁先导阀连接，在实际工作中也可以直接连接)，出液口与需求设备的进液口连接，回液口与所述液箱400连接。所述电控阀102的被控端与控制分站的控制端连接；所述电控阀102根据所述控制分站的指令信号控制不同所述卸载阀芯执行增压或卸荷状态；通过控制不同所述卸载阀芯1022的状态及状态持续时间以控制卸荷装置工作介质的瞬时释放量和总量；其中，增压状态是指卸载阀芯1022的进液口与出液口连通，卸荷状态是指卸载阀芯1022的进液口与回液口连通。

其中，控制分站能够根据实际需求和实时采集到卸荷装置100出口处的压力、流量等参数确定出应该释放的工作介质的总量或者瞬时释放量，之后可以根据不同卸载阀芯1022的通径大小确定需要工作在增压状态的卸载阀芯的数量和需要工作在卸荷状态的卸载阀芯的数量。另外，为了保证卸荷装置100在工作过程中平稳性，每一卸载阀芯1022的工作状态确定之后，还可以对其工作状态的持续时间进行设定，避免卸荷装置在某一瞬间的释放量过大。

需求设备是位于综采工作面300中的，在工作介质进入需求设备之前，先经过自动反冲洗高压过滤站进行过滤，以除去工作介质中的杂质，避免对需求设备带来影响。所述需求设备输出的工作介质作为工作面回液其可通过回液通路回收至所述液箱400中。以上方案中，所述工作介质可以为液压液，例如液压油。每一泵体201具有一个出液口，泵体201的出液口与开关阀101可拆卸地连接；每一泵体201所提供的工作介质通过开关阀101之后汇总至介质汇总点103处。其中，所述电控阀102与控制分站之间能够实现数据传输，二者既可以采用无线通信的方式，也可以采用有线通信的方式。

根据图中所示结构，本方案的核心点在于将卸荷装置100独立于泵体201单独设计，且卸荷装置100中可以配置多个卸载阀芯，不同卸载阀芯通过组合能够得到不同的通径，扩大了通径的范围，不同的泵体201均可以通过可拆卸的方式连接至卸荷装置，共用卸荷装置100的通径，卸荷装置100的流量不受泵体201的流量的限制，能够有效降低泵体201的压力脉动，能够实现卸荷装置100响应时间和通径的优化合理配置。并且，以上方案中，由于卸荷装置100完全不需要与单台泵体201刚性直接连接，有效减小了系统刚性，泵站出口压力不会直接对于卸荷装置100工作部分进行冲击，能够有效提高卸荷装置100的使用寿命。

实施例2

本实施例提供的基于多泵站的供液系统，不同的卸载阀芯1022可以具有相同的通径，此时能够根据卸载阀芯1022的导通数量来控制卸荷装置释放的工作介质的总量和瞬时释放量。

优选地，不同卸载阀芯1022具有不同的通径，不同通径的卸载阀芯1022并联连接，通过一定顺序控制卸载阀芯1022的工作状态先后顺序，对不同流量和不同压力下的泵站压力脉动进行分级调节，通过智能控制策略与机械结构的配合，完成泵站系统的多级电磁卸载控制。

本实施例中提供的基于多泵站的供液系统，其中卸荷装置100的所述电控阀102可通过如下方式实现：

所述电控阀102包括多个并联的电磁先导阀1021和一个卸载阀。每一电磁先导阀1021的进液口P即作为所述电控阀的进液口，与介质汇总点103连接。每一电磁先导阀1021中配置有一个或多个阀芯，卸载阀中配置的卸载阀芯1022的数量与所有电磁先导阀1021中的阀芯总数一致，电磁先导阀1021和卸载阀的卸载阀芯分别一一对应连通，卸载阀芯的一个出口与卸荷装置的卸载口R连接，另一个出口与工作口A连接，其中卸载口R与回收箱400连接，工作口A即为与工作设备连通的出液口。

结合图1和图2，在实际工作时，控制分站中的控制系统中预先设定卸载压力与恢复压力，在工作口A处会设置压力传感器对其压力值进行实时监测，当工作口A处的压力值低于卸载压力时，可以控制电磁先导阀1021通电，P口与A口接通，P口与R口断开，此时泵体出口的工作介质经由工作口A输送到工作面上，此时的卸载阀处于增压工作状态。

而当工作口A处的压力数值等于或高于卸载压力时，电磁先导阀1021断电，P口与A口断开，P口与R口接通，泵体输出的工作直接通过卸荷管路回到回收箱400，直到A口处压力值低于恢复压力，再次控制电磁先导阀1021重新通电，卸载阀恢复增压状态。具体地，可以根据实际情况确定需要通电的电磁先导阀的数量，以及需要处于增压状态的卸载阀芯的数量或需要处于卸载状态的卸载阀芯的数量。通过并联的电磁先导阀1021的导通状态就能够控制与其连通的卸载阀芯的工作状态。

以上方案中，对于卸荷装置来说，在卸载过程中需要满足两方面的要求，一方面需要满足工作介质释放量的要求，另一方面需要满足响应时间的要求，另外整个工作过程要求压力脉动尽可能小，也即保证卸载过程中的平稳性。因此，当需要释放的工作介质量很大，此时单独开启一个卸载阀芯必然不能满足释放量的需求，为了快速响应释放量需求应开启多个电控阀。另外，当工作介质释放量的需求较小时，单独开启一个卸载阀芯并且根据工作介质的释放量调整该卸载阀芯的开启时间即可满足该需求。

举例来说，卸载阀芯的通径由小至大划分为一级阀芯、二级阀芯、三级阀芯……。当泵站压力达到增压或卸荷的一级阈值时，一级阀芯首先切换至增压或卸荷状态，通过小流量的增压或卸荷缓慢控制泵站系统压力变化，具有较高的调控精度；当系统压力达到增压和卸荷的二级阈值，即一级阀芯的调节速度不能满足系统需求时，二级阀芯进入增压或卸荷状态，通过较大流量的增压或卸荷较快控制泵站系统压力梯度，以此类推，当系统压力达到增压和卸荷的三级阈值时，可以根据实际情况选择三级阀芯进入增压或卸荷状态。由此，实现对于卸荷装置的分级递进控制，从而保证集成供液系统的压力平稳过渡。

进一步地，如图1所示，所述卸荷装置还包括蓄能器104，设置于所述电控阀102的进液通路上，降低进入所述电控阀102的工作介质的压力脉动，此种情况下，蓄能器104可以直接设置在介质汇总点103处。作为另一种可选的方案，所述蓄能器可设置于所述泵体201的出液口处，降低进入所述卸荷装置的工作介质的压力脉动，这种情况下，直接对从泵体201输出的工作介质的压力脉动进行调节，不过需要在每一泵体的出口均设置蓄能器，因此需要设置多个蓄能器。

实施例3

本实施例提供的基于多泵站的供液系统，卸荷装置中还包括压力传感器/流量传感器105，设置于所述介质汇总点103处，其用于检测所述介质汇总点103处的压力/流量，并将检测到的数据转换为压力/流量信号后发送至所述控制分站。之后，控制分站能够根据接收到的压力/流量信号，确定是否需要调整电控阀102中不同卸载阀芯的工作状态及顺序。另外，为了能够使工作人员实时掌握到卸荷装置工作过程中的压力/流量信息，所述卸荷装置还包括压力表/流量表106，设置于所述介质汇总点103处，其用于检测并显示所述介质汇总点103处的压力/流量，由此工作人员能够随时观察到装置的压力/流量。

基于相似的原理，以上方案中的所述卸荷装置还可以包括辅助压力传感器/辅助流量传感器，其设置于所述卸荷装置的出液口108处，其用于检测所述卸荷装置的出液口处的压力/流量，并将检测到的数据转换为出液口压力/出液口流量信号后发送至所述控制分站，使所述控制分站根据所述出液口压力/出液口控制所述开关阀101和/或所述电控阀102的状态。

优选地，上述方案中，所述卸荷装置还包括溢流阀107，其第一端与每一所述介质汇总点103连接，其第二端与每一电控阀102的进液口连接。通过设置溢流阀107能够使卸荷装置中工作部分的压力保持稳定，提高系统卸荷和安全保护。

以上方案中，所述卸荷装置100还可以包括至少一个附加接口，所述附加接口的第一端与所述介质汇总点103连接，第二端适于与开关阀101连接；密封盖，可拆卸地设置于所述附加接口的第二端处，与所述附加接口密封连接。本方案中的附加接口适用于对卸荷装置进行扩容，当需要使用更多的泵体进行连接时，只需要通过导管等部件将新增泵体的出液口与附加接口相连即可，提高了卸荷装置的适配性。而当不需要扩容时，密封盖与附加接口密封连接即可，操作非常简便。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于多泵站的供液系统，其特征在于，包括：

液箱，用于盛装工作介质；

泵体，其进液口通过进液通路与所述液箱连接，抽取所述工作介质将其增压至设定压力后通过其出液口输出；

卸荷装置，包括电控阀和多个开关阀，其中：

每一所述开关阀的第一端与介质汇总点连接，第二端与一个所述泵体的出液口可拆卸地连接；

所述电控阀包括多个卸载阀芯；每一卸载阀芯的进液口与所述介质汇总点连接，出液口与需求设备的进液口连接，回液口与所述液箱连接；

所述电控阀的被控端与控制分站的控制端连接；所述电控阀根据所述控制分站的指令信号控制不同所述卸载阀芯执行增压或卸荷状态；通过控制不同所述卸载阀芯的状态及状态持续时间以控制卸荷装置工作介质的瞬时释放量和总量；

其中，增压状态是指卸载阀芯的进液口与出液口连通，卸荷状态是指卸载阀芯的进液口与回液口连通。

2.根据权利要求1所述的基于多泵站的供液系统，其特征在于：

不同所述卸载阀芯具有不同的通径。

3.根据权利要求1所述的基于多泵站的供液系统，其特征在于，所述卸荷装置还包括：

蓄能器，设置于所述电控阀的进液通道上，降低进入所述电控阀的工作介质的压力脉动。

4.根据权利要求1所述的基于多泵站的供液系统，其特征在于，还包括：

蓄能器，设置于所述泵体的出液口处，降低进入所述卸荷装置的工作介质的压力脉动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于多泵站的供液系统，其特征在于：

所述电控阀中还包括设置于卸载阀芯与介质汇总点之间的多个电磁先导阀，其中：

每一所述电磁先导阀中包括至少一个先导阀芯，所有电磁先导阀中的先导阀芯总数与所述卸载阀芯的总数相同；

每一所述先导阀芯的第一端与所述介质汇总点连接，第二端与一卸载阀芯的进液口连接；

所述电控阀根据所述控制分站发送的控制信号确定每一先导阀芯的状态以控制对应的卸载阀芯工作在增压或卸荷状态。

6.根据权利要求1-4任一项所述的基于多泵站的供液系统，其特征在于，所述卸荷装置中还包括：

压力传感器/流量传感器，设置于所述介质汇总点处，用于检测所述介质汇总点处的压力/流量，并将检测到的数据转换为压力/流量信号后发送至所述控制分站，使所述控制分站根据所述压力/流量信号控制所述开关阀和/或所述电控阀的状态。

7.根据权利要求6所述的基于多泵站的供液系统，其特征在于，所述卸荷装置还包括：

压力表/流量表，设置于所述介质汇总点处，其用于检测并显示所述介质汇总点处的压力/流量。

8.根据权利要求8所述的基于多泵站的供液系统，其特征在于，所述卸荷装置还包括：

辅助压力传感器/辅助流量传感器，设置于所述卸荷装置的出液口处，其用于检测所述卸荷装置的出液口处的压力/流量，并将检测到的数据转换为出液口压力/出液口流量信号后发送至所述控制分站，使所述控制分站根据所述出液口压力/出液口流量信号控制所述开关阀和/或所述电控阀的状态。

9.根据权利要求8所述的基于多泵站的供液系统，其特征在于，还包括：

至少一个附加接口，所述附加接口的第一端与所述介质汇总点连接，第二端适于与开关阀连接；

密封盖，可拆卸地设置于所述附加接口的第二端处，与所述附加接口密封连接。