CN110425199A - 一种节能变频液压站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能变频液压站，包括油箱、液压泵、电动机、多路阀块、蓄能器、若干减压阀和若干电磁换向阀，所述多路阀块包括阀体，阀体内设置有主油路腔、回油腔和蓄能腔，阀体上设有进油口、回油口和蓄能器接口；阀体内设置有单向阀L，阀体上设置有多个与主油路腔连通的出油通道P，主油路腔与每个出油通道P之间设置有单向阀M；阀体上对应每个出油通道P分别设置有容置腔，容置腔内设置有单向阀N，该单向阀N包括活动设置在容置腔内的阀芯；阀体上设置有第一工作接口和第二工作接口。本发明的节能变频液压站，能够实现多路液压驱动装置的恒压控制，节能省耗。

Description

一种节能变频液压站

技术领域

本发明属于液压控制系统技术领域，具体涉及一种节能变频液压站。

背景技术

液压站是由液压泵、驱动用电动机、油箱、方向阀、节流阀、溢流阀等构成的液压源装置或包括控制阀在内的液压装置。按驱动装置要求的流向、压力和流量供油，适用于驱动装置与液压站分离的各种机械上，将液压站与驱动装置（油缸或马达）用油管相连，液压系统即可实现各种规定的动作。

目前需要用到多个液压驱动装置的加工企业，一般每台液压驱动装置配置一个液压站，如前所述，每个液压站都要配置驱动用的电动机，这样导致成本和能耗都比较高，因而单个液压站控制能同时多台液压驱动装置对于这类型加工企业来说非常必要。

市面上也有一些具有多路阀的液压站，最多可以控制3到5台液压驱动装置，但是这种常规的多路液压站在液压驱动装置的驱动状态发生变化时，对系统总压力以及其他驱动状态未改变的液压驱动装置的压力会产生较大的压力波动影响，因而不能提供精确的压力输出控制，也就无法满足企业的加工需求。为此，也有采用双驱动电机和双液压泵来对多路液压控制系统的输出压力进行恒压控制，这类液压站从整体效果来看减少了液压站的数量，在一定程度上达到了节能省耗的目的，但是对于这类单个液压站而言，其成本仍然相对较高，例如由单台驱动电动机增加到两台驱动电动机，因而其能耗并没有得到有效的降低。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种节能变频液压站，能够实现多路液压驱动装置的恒压控制，节能省耗。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种节能变频液压站，包括油箱、液压泵、电动机、多路阀块、蓄能器、若干减压阀和若干电磁换向阀，所述多路阀块包括阀体，阀体内设置有主油路腔、回油腔和蓄能腔，阀体上设有与主油路腔连通的进油口、与回油腔连通的回油口和与蓄能腔连通的蓄能器接口；

电动机带动液压泵工作，液压泵的输入端与油箱的出口连接，液压泵的输出端与多路阀块的进油口连接，多路阀块的回油口与油箱进口连接；

阀体内设置有单向阀L，主油路腔通过该单向阀L与蓄能腔连通；

阀体上设置有多个与主油路腔连通的出油通道P，出油通道P与减压阀的输入端连接，主油路腔与每个出油通道P之间设置有单向阀M；

阀体上对应每个出油通道P分别设置有容置腔，容置腔外端设置有减压阀接口，该减压阀接口与减压阀的输出端连接，容置腔底端与主油路腔连通，容置腔的侧壁分别与蓄能腔和该容置腔对应的出油通道P贯通，容置腔内设置有单向阀N，该单向阀N包括活动设置在容置腔内的阀芯，阀芯外侧与减压阀接口相对应，阀芯内侧通过弹簧与容置腔底端相抵，阀芯的周壁上设有与蓄能腔和出油通道P相配合的阀腔R，当阀芯外侧压力大于阀芯内侧压力时，蓄能腔通过阀腔R与出油通道P连通，当阀芯外侧压力小于阀芯内侧压力时，蓄能腔通过阀芯与出油通道P封闭；

阀体上对应每个出油通道P分别设置有与电磁换向阀连接的连接部，减压阀的输出端与电磁换向阀的进油口连通，所述连接部包括与电磁换向阀的两个换向工作口分别连通的工作孔A和工作孔B，阀体上设置有分别与工作孔A和工作孔B连通的第一工作接口和第二工作接口，所述连接部还包括与电磁换向阀的排放口连通的回油孔T，回油孔T与回油腔连通。

采用上述技术方案后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

本发明的节能变频液压站在传统液压站的基础上增加多路阀块和蓄能器，使其具备多路恒压控制的功能，更加节能省耗。其中，多路阀块是对传统液压站进行多路液压控制改造的核心部件，其对液压泵、蓄能器、减压阀、电磁换向阀、油箱及多台液压驱动装置的相应油路进行整合，并通过在其内部通道上设置相应的单向阀，以对主油路、蓄能器及多路液压驱动驱动装置的工作油路实现精确的压力控制。工作过程中，第一工作接口和第二工作接口的油液用于在对应的电磁换向阀控制下驱动液压装置的活塞杆伸缩，当活塞杆遇阻力时，各液压装置的液压缸可以根据各自压力需求通过各自对应的减压阀来达到相应压力，而多路阀块内的主油路腔、蓄能器腔以及出油通道P内的压力则达到液压泵的最高额定压力。

优选的，电动机为变频电机，当系统压力达到液压泵设定的最高压力时，变频电机降到维持最高压力不变的最低转速；优选的，减少油泵内部关键部位的摩擦系数，例如液压泵选用低摩擦系数的柱塞泵，使其配件增加使用寿命10倍以上，减少摩擦系数相应就降低油温，优选的，在油箱出口与柱塞泵输入端之间设置油液冷却器，使其油温控制在28-45°之间，大大提高液压密封件及液压控制阀的使用寿命10倍以上，油温低液压油液不容易变质，进一步增加液压油液的使用寿命。

当多路阀块的其中一路或多路电磁换向阀换向工作时，变频电机快速到达最高设定转速，为换向后的液压装置迅速提供大流量的液压油，使其液压缸活塞杆快速顶出或返回到位。在此期间，多路阀块内的主油路腔和出油通道P内无压力，此时换向工作的电磁换向阀所对应的单向阀N的阀芯的减压阀接口一侧也无压力，因而单向阀N的阀芯在弹簧作用力下保持在外侧的位置不变，该单向阀N仍然保持蓄能腔与出油通道P封闭的状态。而多路阀块中没有换向工作的电磁换向阀所对应的出油通道P因通向蓄能器腔的单向阀M关闭而仍然保持系统最高压力，具体地，单向阀N的阀芯的减压阀接口一侧压力大于主油路腔一侧的压力，此时该未换向工作的电磁换向阀所对应的单向阀N的阀芯在压力差的作用下向内侧推动，使得蓄能器腔与各自的出油通道P接通，以补充主油路腔暂时无压力而不能达到液压装置设定压力之所需的压力，即通过蓄能器来保障未换向工作的电磁换向阀所对应的液压装置的所需压力不变，达到恒压控制的目的。

当主油路腔重新达到系统设定最高压力时，所有单向阀M在压力作用下开启，补充高压油液至全部出油通道P及蓄能器腔，并将所有单向阀N的阀芯推动至减压阀接口一侧，切断蓄能器腔与各自出油通道P的油路连接。如此周而复始地实现各液压装置的恒压控制及节能目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的液压站后视结构示意图。

图2是本发明的液压站侧视结构示意图。

图3是本发明的液压站前视结构示意图。

图4是本发明的多路阀块的剖面标记的结构示意图。

图5是本发明的多路阀块的接口标记的结构示意图。

图6是图4中D-D的剖面结构示意图。

图7是图4中E-E的剖面结构示意图。

图8是图4中F-F的剖面结构示意图。

图9是图4中G-G的剖面结构示意图。

图10是图4中H-H的剖面结构示意图。

图11是图4中I-I的剖面结构示意图。

图中，1.油箱，2.回油阀块，3.液压泵，4.多路阀块，5.蓄能器，6.减压阀，7.电磁换向阀，8.电动机，9.冷却器，10.压力检测表，11.压力检测传感器，12.启动开关，13.电源进线插座，14.加油器，15.液位计，16.放油堵头；

A、B.工作孔，P.出油通道，T.回油孔，K、L、M、N.单向阀，R.阀腔；

100.阀体，101.主油路腔，102.回油腔，103.蓄能腔，104.进油口，105.回油口，106.蓄能器接口，107.压力检测口，108.减压阀接口，109.阀芯，110.弹簧，111.第一工作接口，112.第二工作接口。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

一种节能变频液压站，如图1-3所示，包括油箱1、液压泵3、电动机8、多路阀块4、蓄能器5、若干减压阀6和若干电磁换向阀7，本实施方式以10路控制的液压站为例进行说明，其中多路阀块4为10路控制的多路阀块4，与此对应的减压阀6和电磁换向阀7分别也为10个。其中液压泵3为柱塞泵，减少液压泵3内部关键部位的摩擦系数，例如液压泵3选用低摩擦系数的柱塞泵，使其配件增加使用寿命10倍以上，减少摩擦系数相应就降低油温。电动机8为变频电机，根据系统压力需求而实时改变电机转速，达到更节能的目的。

如图4和图5所示，所述多路阀块4包括阀体100，阀体100内设置有主油路腔101、回油腔102和蓄能腔103，阀体100上设有与主油路腔101连通的进油口104、与回油腔102连通的回油口105和与蓄能腔103连通的蓄能器接口106。需要说明的是，本实施方式的多路阀块4的油腔、油路较多，且均集成于阀体100上，根据需要在油腔、油路的相应位置设置堵头或者在阀体100上设置相应的工艺孔以满足各油腔、油路的布设，这是在本领域的常规技术手段，同时为便于图示出较为清楚的阀体100的内部构造，因此在说明书附图中未对各堵头的设置及相应工艺孔的开设作出描述，但这并不影响理解本发明的技术方案。

电动机8带动液压泵3工作，液压泵3的输入端与油箱1的出口连接，液压泵3的输出端与多路阀块4的进油口104连接，多路阀块4的回油口105与油箱1进口连接。参见图1，为使进入液压泵3的油液温度较低，还可以设置冷却器9，油箱1的出口经冷却器9后与液压泵3的输入端连接，使其油温控制在28-45°之间，大大提高液压密封件及液压控制阀的使用寿命10倍以上，油温低液压油液不容易变质，进一步增加液压油液的使用寿命。为泄放多路阀块4和各液压驱动装置的油缸中的油液，还可以设置与油箱1连通的回油阀块2，该回油阀块2上设置有分别与各容置腔连通的回油孔。

参见图3，液压站的安装结构布局为：油箱1上方设置双层的安装架，液压泵3、电动机8、冷却器9和回油阀块2固定安装在下层安装架上。蓄能器5、多路阀块4、若干减压阀6和若干电磁换向阀7固定安装在上层安装架上，为方便多路阀块4的油路布置，电磁换向阀7、减压阀6和多路阀块4按照各路对应的接口由上至下依序重叠设置。油箱1壳体上设置有启动开关12、电源进线插座13、液位计15、加油器14及放油堵头16，便于使用操作。

其中，多路阀块4是对传统液压站进行多路液压控制改造的核心部件，其对液压泵3、蓄能器5、减压阀6、电磁换向阀7、油箱1及多台液压驱动装置的相应油路进行整合，并通过在其内部通道上设置相应的单向阀，以对主油路、蓄能器5及多路液压驱动驱动装置的工作油路实现精确的压力控制。

具体地，参见图9，多路阀块4的阀体100内设置有单向阀L，主油路腔101通过该单向阀L与蓄能腔103连通，主油路腔101的高压油液经单向阀L进入蓄能腔103，再经蓄能腔103的蓄能器接口106进入到蓄能器5内储能；参见图10，蓄能腔103内还设置有单向阀K，单向阀K的输入端设置在单向阀L的输出端之后。参见图11，阀体100上还设置有与主油路腔101连通的压力检测口107，该压力检测口107与压力检测传感器11连接，该压力检测传感器11用于检测主油路腔101的压力，当系统压力达到液压泵3设定的最高压力时，变频电机降到维持最高压力不变的最低转速。

参见图6，阀体100上设置有多个与主油路腔101连通的出油通道P，出油通道P的数量与减压阀6及电磁换向阀7的数量相对应，出油通道P与减压阀6的输入端连接，主油路腔101与每个出油通道P之间设置有单向阀M；主油路腔101的高压液压油经单向阀M进入各出油通道P，出油通道P的高压油液再进入减压阀6内，经减压阀6调压后进入到电磁换向阀7的阀体的进油孔。

阀体100上对应每个出油通道P分别设置有容置腔，容置腔外端设置有减压阀接口108，该减压阀接口108与减压阀6的输出端连接，容置腔底端与主油路腔101连通，容置腔的侧壁分别与蓄能腔103和该容置腔对应的出油通道P贯通，每个容置腔与蓄能腔103贯通的通道均设置在单向阀K的输出端之后，即蓄能器5内储蓄的高压油液需经过单向阀K进入各容置腔内。

容置腔内设置有单向阀N，该单向阀N包括活动设置在容置腔内的阀芯109，阀芯109外侧与减压阀接口108相对应，即阀芯109外侧的压力为减压阀6输出端的压力，减压阀6的输出端又依序通过电磁换向阀7的工作孔、多路阀块4的阀体100上的工作口后连接至液压驱动装置的油缸驱动侧，因此当液压驱动装置的油缸的活塞杆遇阻时，液压驱动装置的油缸驱动侧压力增加也会反馈到减压阀6的输出端，参见图2，每个减压阀接口108分别连接有压力检测表10，各压力检测表10通过表架钣金安装在上层安装架上，该压力检测表10用于检测每个减压阀6调压后输出的油液压力并实时显示，便于查看每台液压驱动装置的工作压力，为便于多路阀块4的阀体100内部的油路设计，减压阀6的输出端通过外接管道与减压阀接口108连通。

阀芯109内侧通过弹簧110与容置腔底端相抵，该容置腔底端与主油路腔101连通，因此阀芯109内侧的压力即为主油路腔101的压力，所有电磁换向阀7均未换向工作时，主油路腔101的压力在液压泵3的驱动下会达到液压泵3设定的最高压力并保持；当其中一路或几路电磁换向阀7换向工作时，由于主油路腔101的大量液压油需输送至对应的液压驱动装置的油缸内，因而此时主油路腔101和阀芯109的减压阀接口108一侧的压力均降低至无压力状态，而当这些换向工作的电磁换向阀7所对应的液压驱动装置的油缸达到负载状态后，主油路腔101的压力在液压泵3的驱动下又会达到液压泵3设定的最高压力并保持。由此，阀芯109内外两侧的压力变化会驱动阀芯109在容置腔内移动。

阀芯109的周壁上设有与蓄能腔103和出油通道P相配合的阀腔R，阀芯109在容置腔内移动使得阀腔R将蓄能腔103与出油通道P连通或封闭。当阀芯109外侧压力大于阀芯109内侧压力时，蓄能腔103通过阀腔R与出油通道P连通，当阀芯109外侧压力小于阀芯109内侧压力时，蓄能腔103通过阀芯109与出油通道P封闭。

具体地，当多路阀块4的其中一路或多路电磁换向阀7换向工作时，变频电机快速到达最高设定转速，为换向后的液压装置迅速提供大流量的液压油，使其液压缸活塞杆快速顶出或返回到位。在此期间，多路阀块4内的主油路腔101和出油通道P内无压力，此时换向工作的电磁换向阀7所对应的单向阀N的阀芯109的减压阀接口108一侧也无压力，因而单向阀N的阀芯在弹簧110作用力下保持在外侧的位置不变，该单向阀N仍然保持蓄能腔103与出油通道P封闭的状态。而此时多路阀块4中没有换向工作的电磁换向阀7所对应的出油通道P因通向蓄能器腔103的单向阀M关闭而仍然保持系统最高压力，具体地，其对应的单向阀N的阀芯109的减压阀接口108一侧压力大于主油路腔101一侧的压力，此时该未换向工作的电磁换向阀7所对应的单向阀N的阀芯109在压力差的作用下向内侧推动，使得蓄能器腔103与各自的出油通道P通过阀芯109的阀腔R接通，以补充主油路腔101暂时无压力而不能达到液压装置设定压力之所需的压力，即通过蓄能器5来保障未换向工作的电磁换向阀7所对应的液压装置的所需压力不变，达到恒压控制的目的。

当主油路腔101重新达到系统设定最高压力时，所有单向阀M在压力作用下开启，补充高压油液至全部出油通道P、及蓄能器5，并将所有单向阀N的阀芯109推动至减压阀接口108一侧，切断蓄能器腔103与各自出油通道P的油路连接。如此周而复始地实现各液压装置的恒压控制及节能目的。

阀体100上对应每个出油通道P分别设置有与电磁换向阀7连接的连接部，进一步的，所述连接部与减压阀6的阀体连接，所述电磁换向阀7通过减压阀6的阀体与所述连接部连接。减压阀6的输出端与电磁换向阀7的进油口连通，所述连接部包括与电磁换向阀7的两个换向工作口分别连通的工作孔A和工作孔B，参见图8，阀体100上设置有分别与工作孔A和工作孔B连通的第一工作接口111和第二工作接口112，参见图7，所述连接部还包括与电磁换向阀7的排放口连通的回油孔T，回油孔T与回油腔102连通。本实施方式中，将多路的第一工作接口111和第二工作接口112并列设置在多路阀块4的阀体100同侧，便于各液压驱动装置的油管连接。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种节能变频液压站，其特征在于：包括油箱（1）、液压泵（3）、电动机（8）、多路阀块（4）、蓄能器（5）、若干减压阀（6）和若干电磁换向阀（7），所述多路阀块（4）包括阀体（100），阀体（100）内设置有主油路腔（101）、回油腔（102）和蓄能腔（103），阀体（100）上设有与主油路（101）腔连通的进油口（104）、与回油腔（102）连通的回油口（105）和与蓄能腔（103）连通的蓄能器接口（106）；

电动机（8）带动液压泵（3）工作，液压泵（3）的输入端与油箱（1）的出口连接，液压泵（3）的输出端与多路阀块（4）的进油口（104）连接，多路阀块（4）的回油口（105）与油箱（1）进口连接；

阀体（100）内设置有单向阀L，主油路腔（101）通过该单向阀L与蓄能腔（103）连通；

阀体（100）上设置有多个与主油路腔（101）连通的出油通道P，出油通道P与减压阀（6）的输入端连接，主油路腔（101）与每个出油通道P之间设置有单向阀M；

阀体（100）上对应每个出油通道P分别设置有容置腔，容置腔外端设置有减压阀接口（108），该减压阀接口（108）与减压阀（6）的输出端连接，容置腔底端与主油路腔（101）连通，容置腔的侧壁分别与蓄能腔（103）和该容置腔对应的出油通道P贯通，容置腔内设置有单向阀N，该单向阀N包括活动设置在容置腔内的阀芯（109），阀芯（109）外侧与减压阀接口（108）相对应，阀芯（109）内侧通过弹簧（110）与容置腔底端相抵，阀芯（109）的周壁上设有与蓄能腔（103）和出油通道P相配合的阀腔R，当阀芯（109）外侧压力大于阀芯（109）内侧压力时，蓄能腔（103）通过阀腔R与出油通道P连通，当阀芯（109）外侧压力小于阀芯（109）内侧压力时，蓄能腔（103）通过阀芯（109）与出油通道P封闭；

阀体（100）上对应每个出油通道P分别设置有与电磁换向阀（7）连接的连接部，减压阀（6）的输出端与电磁换向阀（7）的进油口连通，所述连接部包括与电磁换向阀（7）的两个换向工作口分别连通的工作孔A和工作孔B，阀体（100）上设置有分别与工作孔A和工作孔B连通的第一工作接口（111）和第二工作接口（112），所述连接部还包括与电磁换向阀（7）的排放口连通的回油孔T，回油孔T与回油腔（102）连通。

2.根据权利要求1所述的一种节能变频液压站，其特征在于：还包括冷却器（9），油箱（1）的出口经冷却器（9）后与液压泵（3）的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种节能变频液压站，其特征在于：阀体（100）上还设置有与主油路腔（101）连通的压力检测口（107），该压力检测口（107）与压力检测传感器（11）连接。

4.根据权利要求1所述的一种节能变频液压站，其特征在于：还包括分别与每个减压阀接口（108）连接的压力检测表（10）。

5.根据权利要求1所述的一种节能变频液压站，其特征在于：油箱（1）壳体上设置有启动开关（12）、电源进线插座（13）、液位计（15）、加油器（14）及放油堵头（16）。

6.根据权利要求1所述的一种节能变频液压站，其特征在于：所述液压泵（3）为柱塞泵，所述电动机（8）为变频电机。

7.根据权利要求1所述的一种节能变频液压站，其特征在于：还包括与油箱（1）连通的回油阀块（2），该回油阀块（2）上设置有分别与各容置腔连通的回油孔。