CN110905872A - 一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，属于液压控制设备技术领域，包括：液压源，液压源用于提供第一压力的液压油和第二压力的液压油；主动油缸液压回路包括：第一换向阀、主动油缸和液控单向阀，第一换向阀的进油口与液压源连接，第一换向阀的出油口与主动油缸进油口连接，液控单向阀连接在第一换向阀的出油口与主动油缸进油口之间；蓄能液压回路包括：第二换向阀、第三换向阀、蓄能器和从动油缸，第二换向阀的进油口与液压源连接，第二换向阀的出油口与第三换向阀的进油口连接，第三换向阀的出油口分别与液控单向阀、蓄能器和从动油缸连接。本发明达到单个液压源条件下完成主动油缸伸缩和从动油缸解锁、锁紧动作的联动。

Description

一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路
技术领域
本发明涉及液压控制设备技术领域，具体是涉及一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路。
背景技术
蓄能器是液压气动系统中的一种能量储蓄装置。它在适当的时机将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等能量后释放出来。液压油缸活塞杆伸出并承受载荷时，一般要求活塞杆在一定时间内保持其位置不能缩回，通常采用液压锁回路实现活塞杆的液压锁定。由于内泄漏不可避免，长期工作下常规的液压锁回路无法保证液压油缸活塞杆的位置精度，因此需要锁紧油缸辅助其在任意位置可靠锁紧。锁紧油缸是一类采用机械锁紧方法锁紧缸筒和活塞(或活塞杆)的特殊油缸，由于采用了机械锁紧方法，避免了常规油缸的内泄漏造成的活塞杆缩回现象。要实现上述锁紧方式需要双液压源方能完成双缸联动或者多缸联动的液压回路。传统的双缸联动液压回路无法满足采用单个液压源完成不同压力需求下的双缸联动，或存在巨大的能量损失。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术中传统的双缸联动液压回路无法满足采用单个液压源完成不同压力需求下的双缸联动的不足，提供一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路。
本发明提供一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，包括：
液压源，所述液压源用于提供第一压力的液压油和第二压力的液压油；
主动油缸液压回路，所述主动油缸液压回路包括：第一换向阀、主动油缸和液控单向阀，所述第一换向阀的进油口与液压源连接，所述第一换向阀的出油口与主动油缸进油口连接，所述液控单向阀连接在第一换向阀的出油口与主动油缸之间；
蓄能器液压回路，所述蓄能液压回路包括：第二换向阀、第三换向阀、蓄能器和从动油缸，所述第二换向阀的进油口与液压源连接，所述第二换向阀的出油口与第三换向阀的进油口连接，所述第三换向阀的出油口分别与液控单向阀、蓄能器和从动油缸连接。
优选方案：所述从动油缸为机械式自锁液压油缸。
优选方案：所述蓄能器液压回路还包括回油箱、背压阀和呼吸单向阀，所述呼吸单向阀的进油口与回油箱连接，呼吸单向阀的出油口与从动油缸的进油口连接，所述背压阀的进油口与从动油缸的出油口连接，背压阀的出油口与回油箱连接。
优选方案：所述第二换向阀的进油口与液压源之间还连接有进油调速阀，所述第二换向阀的出油口与第三换向阀的进油口之间还连接有保压单向阀，所述第三换向阀的出油口与蓄能器之间还依次连接有蓄能器调速阀和蓄能器安全阀组。
优选方案：所述第一换向阀为三位四通电磁换向阀，所述第二换向阀和第三换向阀均为二位三通电磁换向阀。
优选方案：所述二位三通电磁换向阀的阀芯为锥形阀芯结构。
优选方案：所述蓄能器上连接有压力传感器，所述压力传感器用于实时监测蓄能器压力。
优选方案：所述主动油缸的两端分别铰接有底架和起竖架，所述底架和起竖架通过回转轴转动连接，所述从动油缸两端分别与底架和起竖架铰接连接。
优选方案：所述第一压力的液压油的压力为20～25Mpa，第二压力的液压油的压力为10～20Mpa。
优选方案：所述液控单向阀设有两个，其中一个液控单向阀与主动油缸的进油口连接，另一个液控单向阀与主动油缸的出油口连接。
在上述技术方案的基础上，与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，该双缸联动液压回路通过对蓄能器液压回路的控制实现从动油缸的解锁、锁紧动作，解放了液压源，液压源可以输出油液给主动油缸，达到单个液压源条件下完成主动油缸伸缩和从动油缸解锁、锁紧动作的联动。在蓄能器充液过程中可完成从动油缸的解锁动作，在蓄能器保压过程中，通过对压力表压力指示的监控保证从动油缸一直处于解锁状态；在蓄能器泄压过程中完成从动油缸的锁紧动作。在蓄能器液压回路出现断电事故或紧急断电，或第二换向阀、第三换向阀失电或故障后，第二换向阀、第三换向阀自动复位，蓄能器迅速泄压，从动油缸迅速锁紧动作，保证从动油缸可靠锁紧，确保安全。
附图说明
图1是本发明实施例的双缸联动液压回路的结构示意图；
图2是本发明实施例的结构示意图。
附图标记：1-主动油缸，2-液控单向阀，3-第一换向阀，4-进油调速阀，5-第二换向阀，6-保压单向阀，7-第三换向阀，8-背压阀，9-呼吸单向阀，10-蓄能器调速阀，11-蓄能器安全阀组，12-蓄能器，13-从动油缸，14-压力传感器，15-液压源，16-回油箱，17-底架，18-起竖架，19-回转轴。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，包括：
液压源15，该液压源15用于提供第一压力的液压油和第二压力的液压油，其中液压源15提供的第一压力的液压油的压力优选为20～25Mpa，第二压力的液压油的压力优选但不限于为10～20Mpa，第二压力的液压油的压力根据负载的大小具体设定。第一压力的液压油用于控制蓄能器12的充液和保压及从动油缸13的解锁动作和解锁保持；第二压力的液压油用于推动主动油缸1的伸缩动作。第一压力的液压油的压力设置为大于第二压力的液压油的压力，用于从动油缸13跟随主动油缸1的伸缩动作时防止从动油缸13处于锁紧状态的误动作，提高运行的可靠性。
主动油缸液压回路，该主动油缸液压回路包括：第一换向阀3、主动油缸1和液控单向阀2，第一换向阀3的进油口与液压源15连接，第一换向阀3的出油口与主动油缸1的进油口连接，液控单向阀2连接在第一换向阀3的出油口与主动油缸1的进油口之间。液压源15提供的第二压力的液压油通入第一换向阀3和液控单向阀2进入主动油缸1内推动主动油缸1伸缩动作。液控单向阀2设有两个，其中一个液控单向阀2与主动油缸1的进油口连接，另一个液控单向阀2与主动油缸1的出油口连接。
第一换向阀3优选为三位四通电磁换向阀，根据主动油缸1的伸缩动作需要，三位四通电磁换向阀可以切换到对应的工位实现主动油缸1的伸缩动作。二位三通电磁换向阀的阀芯为锥形阀芯结构，锥形阀芯结构的二位三通电磁换向阀能够降低二位三通电磁换向阀内泄，提高蓄能器12保压时间，保证从动油缸13长时间解锁。
液控单向阀2用于控制主动油缸1油路的通断，液控单向阀2受蓄能器液压回路控制，在蓄能器液压回路的蓄能器12处于充液和保压状态时，蓄能器液压回路控制液控单向阀2打开，在蓄能器液压回路的蓄能器12处于泄压状态时，蓄能器液压回路控制液控单向阀2关闭，实现主动油缸液压回路与蓄能器液压回路的可靠联锁。
蓄能器液压回路，该蓄能液压回路包括：第二换向阀5、第三换向阀7、蓄能器12和从动油缸13，第二换向阀5的进油口与液压源15连接，第二换向阀5的出油口与第三换向阀7的进油口连接，第三换向阀7的出油口分别与液控单向阀2、蓄能器12和从动油缸13连接。从动油缸13为机械式自锁液压油缸，第二换向阀5和第三换向阀7均为二位三通电磁换向阀。
液压源15提供的第一压力的液压油通入第二换向阀5和第三换向阀7进入液控单向阀2、蓄能器12和从动油缸13，用于分别实现控制液控单向阀2打开、蓄能器12的充液和保压、从动油缸13的解锁动作和解锁保持。在液压源15停止提供第一压力的液压油时第二换向阀5关闭，液压源15与蓄能器液压回路完全断开，液压源15切换为提供第二压力的液压油，控制主动油缸1伸缩运动。第三换向阀7与蓄能器12和从动油缸13形成封闭的油路系统，蓄能器12处于保压状态；蓄能器12内存储的液压油与从动油缸13内的机械锁紧装置连接，从动油缸13处于解锁保持状态。
工作原理
蓄能器12充液、从动油缸13解锁过程：液压源15提供第一压力的液压油，第一压力的液压油通过得电的第二换向阀5和第三换向阀7后分为三条油路。其中一条油路通过管路进入蓄能器12中，实现蓄能器12充液动作；另一条油路通过管路进入从动油缸13的机械锁紧装置中，进行从动油缸13的解锁动作；最后一条油路通过管路进入液控单向阀2，液控单向阀2控制主动油缸1进出口的开启和关闭。
蓄能器12保压、从动油缸13保持解锁过程：第二换向阀5失电断开，液压源15与蓄能器液压回路完全断开，解放了液压源15。第三换向阀7继续得电使得蓄能器12内存储的液压油经过管路与从动油缸13的机械锁紧装置相连，形成封闭的油路系统，其中蓄能器12保压，随动油缸13保持解锁状态。
主动油缸1和从动油缸13动作过程：在从动油缸13处于保持解锁的状态下，蓄能器12内存储的液压油将主动油缸1的进出油口的液控单向阀2打开。当控制主动油缸1动作的第一换向阀3左边电磁铁得电时，液压源15提供第二压力的液压油通过第一换向阀3、液控单向阀2进入主动油缸1，实现主动油缸1伸出动作；当第一换向阀3右边电磁铁得电时，液压源15提供第二压力的液压油通过第一换向阀3、液控单向阀2进入主动油缸1，实现主动油缸1缩回动作。在主动油缸1动作过程中，由于从动油缸13已经处于解锁状态，则随动油缸13跟随主动油缸1而进行伸出、缩回动作。
蓄能器12泄压、从动油缸13可靠锁紧过程：当蓄能器12内存储的液压油处于解锁范围内，主动油缸1达到需要锁定的位置后，第三换向阀7失电，蓄能器12内存储的液压油经过第三换向阀7流出，此时蓄能器12、从动油缸13中液压油的压力均为0。从动油缸13可靠锁紧。从动油缸13可靠锁紧后，蓄能器液压回路中的油路压力也为0，则液控单向阀2关闭。当由于误操作使第一换向阀3动作时，液压源15的液压油由于液控单向阀2关闭，导致液压油无法进入主动油缸1，避免了在从动油缸13锁紧状态下主动油缸1动作导致机构变形损坏。
实施例2
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，本实施例与实施例1的区别在于：蓄能器液压回路还包括回油箱16、背压阀8和呼吸单向阀9，呼吸单向阀9的进油口与回油箱16连接，呼吸单向阀9的出油口与从动油缸13的进油口连接，背压阀8的进油口与从动油缸13的出油口连接，背压阀8的出油口与回油箱16连接。
在主动油缸1、从动油缸13动作过程中：主动油缸1的伸出、缩回动作过程中，由于从动油缸13已经处于解锁状态，则从动油缸13跟随主动油缸1进行伸出、缩回动作。从动油缸13跟随伸出时，从动油缸13内部从回油箱16经过呼吸单向阀9吸油，防止从动油缸13内真空。在从动油缸13跟随缩回时，从动油缸13内部油液被挤压经过背压阀8流入回油箱16。背压阀8和呼吸单向阀9配合使用用于使从动油缸13内部一直有油液，防止从动油缸13长时间不动作，从动油缸13内部油液自动流入回油箱16而导致从动油缸13内部锈蚀，无法使用。
实施例3
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，本实施例与实施例1的区别在于：第二换向阀5的进油口与液压源15之间还连接有进油调速阀4，第二换向阀5的出油口与第三换向阀7的进油口之间还连接有保压单向阀6，第三换向阀7的出油口与蓄能器12之间还依次连接有蓄能器调速阀10和蓄能器安全阀组11。在蓄能器液压回路中增设进油调速阀4、保压单向阀6、蓄能器调速阀10和蓄能器安全阀组11用于保障蓄能器液压回路可靠工作，提高从动油缸13解锁和锁紧的可靠性。
实施例4
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，本实施例与实施例1的区别在于：蓄能器12上连接有压力传感器14，压力传感器14用于实时监测蓄能器12压力。由于保压单向阀6、第三换向阀7和主动油缸1回路中的液控单向阀2均有微小泄漏，为保证从动油缸13可靠解锁，利用压力传感器14监测蓄能器12油液压力，当油液压力小于临界压力值则主动油缸1停止动作，确保不发生安全事故。
实施例5
参见图2所示，本发明实施例提供一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，本实施例与实施例1的区别在于：主动油缸1的两端分别铰接有底架17和起竖架18，底架17和起竖架18通过回转轴19转动连接，从动油缸13两端分别与底架17和起竖架18铰接连接。底架17处于水平固定状态，底架17与起竖架18由回转轴19相连，起竖架18绕回转轴19转动，主动油缸1伸出、缩回实现起竖架18的起竖、回平动作，从动油缸13需要通过蓄能器12控制实现从动油缸13的锁紧、解锁动作，从动油缸13解锁后，从动油缸13方能跟随起竖架18运动。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于，包括：
液压源(15)，所述液压源(15)用于提供第一压力的液压油和第二压力的液压油；
主动油缸液压回路，所述主动油缸液压回路包括：第一换向阀(3)、主动油缸(1)和液控单向阀(2)，所述第一换向阀(3)的进油口与液压源(15)连接，所述第一换向阀(3)的出油口与主动油缸(1)进油口连接，所述液控单向阀(2)连接在第一换向阀(3)的出油口与主动油缸(1)之间；
蓄能器液压回路，所述蓄能液压回路包括：第二换向阀(5)、第三换向阀(7)、蓄能器(12)和从动油缸(13)，所述第二换向阀(5)的进油口与液压源(15)连接，所述第二换向阀(5)的出油口与第三换向阀(7)的进油口连接，所述第三换向阀(7)的出油口分别与液控单向阀(2)、蓄能器(12)和从动油缸(13)连接。
2.如权利要求1所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述从动油缸(13)为机械式自锁液压油缸。
3.如权利要求1所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述蓄能器液压回路还包括回油箱(16)、背压阀(8)和呼吸单向阀(9)，所述呼吸单向阀(9)的进油口与回油箱(16)连接，呼吸单向阀(9)的出油口与从动油缸(13)的进油口连接，所述背压阀(8)的进油口与从动油缸(13)的出油口连接，背压阀(8)的出油口与回油箱(16)连接。
4.如权利要求1所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述第二换向阀(5)的进油口与液压源(15)之间还连接有进油调速阀(4)，所述第二换向阀(5)的出油口与第三换向阀(7)的进油口之间还连接有保压单向阀(6)，所述第三换向阀(7)的出油口与蓄能器(12)之间还依次连接有蓄能器调速阀(10)和蓄能器安全阀组(11)。
5.如权利要求1所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述第一换向阀(3)为三位四通电磁换向阀，所述第二换向阀(5)和第三换向阀(7)均为二位三通电磁换向阀。
6.如权利要求5所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述二位三通电磁换向阀的阀芯为锥形阀芯结构。
7.如权利要求1所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述蓄能器(12)上连接有压力传感器(14)，所述压力传感器(14)用于实时监测蓄能器(12)压力。
8.如权利要求1所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述主动油缸(1)的两端分别铰接有底架(17)和起竖架(18)，所述底架(17)和起竖架(18)通过回转轴(19)转动连接，所述从动油缸(13)两端分别与底架(17)和起竖架(18)铰接连接。
9.如权利要求1所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述第一压力的液压油的压力为20～25Mpa，第二压力的液压油的压力为10～20Mpa。
10.如权利要求1所述的一种基于对蓄能器控制的双缸联动液压回路，其特征在于：
所述液控单向阀(2)设有两个，其中一个液控单向阀(2)与主动油缸(1)的进油口连接，另一个液控单向阀(2)与主动油缸(1)的出油口连接。
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