CN110360169A - 组合式蓄能器的智能切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合式蓄能器的智能切换方法,属于蓄能器技术领域,包括以下步骤:步骤A、单片机初始化:控制可控电磁阀将液压油连通至主蓄能腔室;步骤B、数据的采集:在主蓄能腔室中的隔膜使用过程中,压力传感器将采集到的液压油进出蓄能腔室时的压力变化数据存储至中间存储器;步骤C、蓄能腔室的切换:当单片机判定所采集到的隔膜的累计挠曲次数和调整响应时间同时达到经验数据的危险限值时,控制可控电磁阀动作使进出主蓄能腔室的油路切断同时将液压油接通至备用蓄能腔室。本发明通过对正在使用的蓄能腔室中的隔膜状态进行检测和判断,及时通过可控电磁阀切换至另一个备用蓄能腔室,实现智能切换,保证所使用设备的正常工作。

Description

组合式蓄能器的智能切换方法
技术领域
本发明属于蓄能器技术领域,具体涉及一种组合式蓄能器的智能切换方法。
背景技术
蓄能器广泛应用于各类液压系统中,是一种在液压系统内部起蓄能、降噪和调整压力随机波动常数的辅助装置。能随机将液压系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来,当系统需要时,又将压缩能或位能转变为液压或气压能量而释放出来,重新补供给系统:当系统瞬间压力增大时,它可以吸收或释放部分的能量;从而保证整个系统压力在正常的压力范围和正常时间区间内实现调整。
蓄能器产品种类繁多,主要包括隔膜式、活塞式和弹簧式等等。根据物理学原理,油液实际中是不可压缩的,所以不能储存压力能。液气蓄能器是利用气体的可压缩性储存压力变化值。隔膜式蓄能器是基于这一原理,采用氮气作为可压缩介质。隔膜式蓄能器由液压传动部份和气压传动部分组成,隔膜用作气压、油压介质的密封分隔元件同时又作为界面压强的传递部件,起着关键的作用。液体部分与液压回路相通,因此压力升高时气体被压缩,油液被吸入隔膜式蓄能器。压力下降时,气体膨胀,从而把油液压回输系统回路中。
现有技术中至少存在以下技术问题:当蓄能器中的隔膜在使用一定时间后有可能会疲劳、老化、损坏,最终导致蓄能器失效。处于工作状态的设备的液压系统失效,此时需要停止设备使用、将蓄能器拆解下来进行更换,影响工作效率,严重的会形成在线设备失效或引发重大事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种组合式蓄能器的智能切换方法,通过对蓄能腔室内的压力数据进行计算得到其中隔膜的使用次数和响应时间,从而判断出当前隔膜的使用状态,当隔膜使用到一定次数或者即将损坏时及时将液压油切换至另一蓄能腔室,保证设备的正常工作。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种组合式蓄能器的智能切换方法,基于具有独立运行的主蓄能腔室和备用蓄能腔室的蓄能器本体以及配套的液压油连通控制装置,所述控制装置包括单片机、与所述单片机相连的A/D转换模块、经验数据模块、中间存储器、比较判断模块和可控电磁阀,所述A/D转换模块与设置在主蓄能腔室内的压力传感器相连,所述方法包括以下步骤:
步骤A、单片机初始化:控制可控电磁阀将液压油连通至主蓄能腔室;
步骤B、数据的采集:在主蓄能腔室中的隔膜使用过程中,压力传感器将采集到的液压油进出蓄能腔室时的压力变化数据存储至中间存储器;
步骤C、蓄能腔室的切换:当单片机判定所采集到的隔膜的累计挠曲次数和调整响应时间同时达到经验数据的危险限值时,控制可控电磁阀动作使进出主蓄能腔室的油路切断同时将液压油接通至备用蓄能腔室。
进一步的,主蓄能腔室和备用蓄能腔室并排设置在所述蓄能器本体内,每个蓄能腔室配套设置有隔膜和充气阀,在蓄能器本体上设有分别与两个蓄能腔室相通的第一通道和第二通道,所述可控电磁阀固定在蓄能器本体上并且两个接口分别与第一通道和第二通道相通。
进一步的,在所述充气阀的顶部设有防尘盖。
进一步的,所述蓄能器本体包括下壳体、与所述下壳体相连的上壳体。
进一步的,在所述下壳体的上端面设有与所述隔膜相配合的限位槽,所述隔膜借助连接所述下壳体和所述上壳体的连接螺栓限位在所述下壳体和所述上壳体间。
进一步的,所述压力传感器设置在主蓄能腔室的气压腔内。
本发明的有益效果是:通过对正在使用的蓄能腔室中的隔膜状态进行检测和判断,及时通过可控电磁阀切换至另一个备用蓄能腔室,实现智能切换,保证所使用设备的正常工作,避免因更换隔膜而影响工程进度。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明中组合式蓄能器装置的结构示意图;
图2是本发明中组合式蓄能器装置的控制装置的原理示意图。
在附图中:1是上壳体,2是下壳体,2-1是第一通道,2-2是第二通道,3是隔膜,4是充气阀,5是防尘盖,6是可控电磁阀,7是连接螺栓,8是压力传感器,
11是单片机,12是A/D转换模块,13是经验数据模块,14是中间存储器,15是比较判断模块,
A代表主蓄能腔室,B代表备用蓄能腔室。
具体实施方式
参见附图1,本发明提供了一种组合式蓄能器装置,包括具有两个独立运行的蓄能腔室的蓄能器本体,两个蓄能腔室分别是主蓄能腔室A和备用蓄能腔室B。主蓄能腔室A和备用蓄能腔室B并排设置在蓄能器本体内,每个蓄能腔室均配套设置有隔膜3和充气阀4。隔膜3用于将腔室分隔为气压腔和液压腔,充气阀4用于向气压腔内充入氮气。在充气阀4的顶部设有防尘盖5。在使用时,主蓄能腔室A和备用蓄能腔室B容积一致、隔膜3的性能参数相同,充入氮气后气压腔的压力也相同。
在蓄能器本体上设有分别与主蓄能腔室A和备用蓄能腔室B相通的第一通道2-1和第二通道2-2,可控电磁阀6固定在蓄能器本体上并且两个接口分别与第一通道2-1和第二通道2-2相通。可控电磁阀6具有一个与液压管路相连的接口,两个分别与第一通道2-1和第二通道2-2相连的接口,同时可控电磁阀6仅能使液压油进入第一通道2-1或者第二通道2-2。可控电磁阀6与蓄能器本体安装好后的初始状态液压油是与第一通道2-1相通,液压油经第一通道2-1进出主蓄能腔室A。
上述的蓄能器本体包括下壳体2、与下壳体2相连的上壳体1。在下壳体2的上端面设有与隔膜3相配合的限位槽,隔膜3借助连接下壳体2和上壳体1的连接螺栓7限位在下壳体2和上壳体1间。
参见附图2,本发明提供了一种与上述组合式蓄能器装置配套的控制液压油进入主蓄能腔室A或备用蓄能腔室B的控制装置。控制装置包括单片机11、与单片机11相连的A/D转换模块12、存储有经验数据的经验数据模块13、存储压力传感器8采集的数据的中间存储器14、比较判断模块15和可控电磁阀6,A/D转换模块12与设置在主蓄能腔室A中的压力传感器8相连。压力传感器8位于其气压腔内,用于检测液压油进出液压腔时气压腔压力的变化。
基于上述的蓄能器装置和控制装置,本发明提供了一种组合式蓄能器的智能切换方法,包括以下步骤。
步骤A、初始化处理:安装可控电磁阀6并且可控电磁阀6默认将液压油连通具有压力传感器8的主蓄能腔室A。
步骤B、数据的采集:在液压油进出主蓄能腔室A的液压腔的过程中隔膜3会上下挠曲实现储能和释放存储的能量,由此导致气压腔内压力的变化,此时压力传感器8将采集到的液压油进出蓄能腔室时的压力数据存储至中间存储器14,以使单片机11对数据作出相应的处理。
步骤C、蓄能腔室的切换:单片机11根据采集到的压力数据计算得到隔膜3的使用次数和响应时间并通过比较判断模块15与经验数据模块13中的数据相比较。隔膜3的使用次数超过一定数值后发生损坏的概率会大大增加。而隔膜3的响应时间则会反应出当前隔膜3的状态,如果出现老化或者轻微损坏时,响应时间会比正常状态时间长。发生上述任一种情况时需要及时更换使用的蓄能腔室,以免影响设备的工作。当通过判断比较后,单片机检测到隔膜3的累计挠曲次数和调整响应时间同时达到经验数据的危险限值时,控制可控电磁阀6动作,可控电磁阀6动作使进出主蓄能腔室的油路切断同时将液压油接通至备用蓄能腔室。
进一步的,上述的控制装置中还可以设置指示灯用于表明当前所使用的腔室,以对于设备操作员明确的提示。指示灯显示绿色时则表示正在使用的是主蓄能腔室A,显示黄色时则表示已切换腔室,当前使用的是备用蓄能腔室B,显示红色时则说明备用蓄能腔室B则说明其腔室内的隔膜已发生问题或者达到使用次数,需要立即停机对蓄能器进行维护。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种组合式蓄能器的智能切换方法,基于具有独立运行的主蓄能腔室和备用蓄能腔室的蓄能器本体以及配套的液压油连通控制装置,所述控制装置包括单片机(11)、与所述单片机(11)相连的A/D转换模块(12)、经验数据模块(13)、中间存储器(14)、比较判断模块(15)和可控电磁阀(6),所述A/D转换模块(12)与设置在主蓄能腔室内的压力传感器(8)相连,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤A、单片机初始化:控制可控电磁阀(6)将液压油连通至主蓄能腔室;
步骤B、数据的采集:在主蓄能腔室中的隔膜(3)使用过程中,压力传感器(8)将采集到的液压油进出蓄能腔室时的压力变化数据存储至中间存储器(14);
步骤C、蓄能腔室的切换:当单片机(11)判定所采集到的隔膜(3)的累计挠曲次数和调整响应时间同时达到经验数据的危险限值时,控制可控电磁阀(6)动作使进出主蓄能腔室的油路切断同时将液压油接通至备用蓄能腔室。
2.根据权利要求1所述的组合式蓄能器的智能切换方法,其特征在于,主蓄能腔室和备用蓄能腔室并排设置在所述蓄能器本体内,每个蓄能腔室配套设置有隔膜(3)和充气阀(4),在蓄能器本体上设有分别与两个蓄能腔室相通的第一通道(2-1)和第二通道(2-2),所述可控电磁阀(6)固定在蓄能器本体上并且两个接口分别与第一通道(2-1)和第二通道(2-2)相通。
3.根据权利要求2所述的组合式蓄能器的智能切换方法,其特征在于,在所述充气阀(4)的顶部设有防尘盖(5)。
4.根据权利要求1所述的组合式蓄能器的智能切换方法,其特征在于,所述蓄能器本体包括下壳体(2)、与所述下壳体(2)相连的上壳体(1)。
5.根据权利要求4所述的组合式蓄能器的智能切换方法,其特征在于,在所述下壳体(2)的上端面设有与所述隔膜(3)相配合的限位槽,所述隔膜(3)借助连接所述下壳体(2)和所述上壳体(1)的连接螺栓(7)限位在所述下壳体(2)和所述上壳体(1)间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的组合式蓄能器的智能切换方法,其特征在于,所述压力传感器(8)设置在主蓄能腔室的气压腔内。
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