CN114233601A - 一种应用多泵组冗余控制策略的节能液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种应用多泵组冗余控制策略的节能液压系统，在多泵组液压系统的各个主回路之间添加合流模块，任意一台泵组故障时，均可通过合流模块的切换功能用其他泵组向所需供油口供油，最多3台主泵故障时仍能正常工作。本发明中多泵组液压系统能够实现2～4台的多泵合流功能，满足特殊工况下单个供油口需要大流量的工况需求。在主冷却循环系统发生故障时，通过泵出口安全阀模块上的换向阀使能作用，多泵组系统中的每个泵组均可用作油液冷却循环备份泵紧急使用。

Description

一种应用多泵组冗余控制策略的节能液压系统
技术领域
本发明属于液压控制技术领域，主要是一种应用多泵组冗余控制策略的节能液压系统。
背景技术
多泵组液压系统广泛应用在海工装备、特种机械、国防机械等领域。在一些特定应用场合，为了保证工作任务的顺利完成，对液压系统提出了更高的冗余控制要求。如：系统各单泵独立工作时，遇到某一负载口流量需求超过了该单泵的额定流量的情况，要求多泵组液压系统具备合流功能；各单泵独立工作时，遇到单个或者多个泵组(泵组故障数量小于系统最大泵组数量)不能正常工作的情况，又要求各泵组之间能够互为备份；若主冷却回路和某冷却循环备份泵均损坏，则要求其余各泵组也可作为油液冷却循环备份泵紧急使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种应用多泵组冗余控制策略的节能液压系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种应用多泵组冗余控制策略的节能液压系统，包括第一变量柱塞泵、第一泵头压力比例调节模块、第一泵出口安全阀模块、第一过滤器、第一泵出口单向阀模块、第一换向阀模块、第二变量柱塞泵、第二泵头压力比例调节模块、第二泵出口安全阀模块、第二过滤器、第二泵出口单向阀模块、第二换向阀模块、第三变量柱塞泵、第三泵头压力比例调节模块、第三泵出口安全阀模块、第三过滤器、第三泵出口单向阀模块、第三换向阀模块、第四变量柱塞泵、第四泵头压力比例调节模块、第四泵出口安全阀模块、第四过滤器、第四泵出口单向阀模块、第四换向阀模块、1号合流模块、2号合流模块、3号合流模块、4号合流模块、5号合流模块、6号合流模块、第五过滤器、第一冷却器、第一单向阀、螺杆泵、第六过滤器、第二冷却器、第二单向阀；其中，第一变量柱塞泵、第二变量柱塞泵、第三变量柱塞泵、第四变量柱塞泵的出油口与第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第四过滤器的A口连通，第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第四过滤器的B口与第一安全阀模块、第二安全阀模块、第三安全阀模块、第四安全阀模块的A口和X口、第一单向阀模块、第二单向阀模块、第三单向阀模块、第四单向阀模块的A口连通，第一单向阀模块、第二单向阀模块、第三单向阀模块、第四单向阀模块的B口与第一单向阀模块、第二单向阀模块、第三单向阀模块、第四单向阀模块的X口、第一换向阀模块、第二换向阀模块、第三换向阀模块、第四换向阀模块的B口和X口连通，第一换向阀模块的B口与1号合流模块的A口和X2口、2号合流模块的A口和X2口、3号合流模块的A口和X2口连接，第二换向阀模块的B口与1号合流模块的B口和X1口、4号合流模块的A口和X2口、5号合流模块的A口和X1口连通，第三换向阀模块的B口与2号合流模块的B口和X1口、4号合流模块的B口和X1口、6号合流模块的B口和X1口连通，第四换向阀模块的B口与3号合流模块的B口和X1口、5号合流模块的A口和X2口、6号合流模块的A口和X2口连通，第一泵出口安全阀模块B口与第二泵出口安全阀模块B口、第三泵出口安全阀模块B口、第四泵出口安全阀模块B口、第五过滤器、第一冷却器、第一单向阀连通，螺杆泵的出油口与第六过滤器、第二冷却器、第二单向阀连通。
进一步地，本发明所述变量柱塞泵通常具备无极压力调节功能和压力保护功能，泵的供油流量根据各分机的实际需求自适应调节，实现节能效果，此时各供油回路完全独立，互不影响。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明在多泵组液压系统的各个主回路之间添加合流模块，任意一台泵组故障时，均可通过合流模块的切换功能用其他泵组向所需供油口供油，最多3台主泵故障时仍能正常工作。
2.本发明中多泵组液压系统能够实现2～4台的多泵合流功能，满足特殊工况下单个供油口需要大流量的工况需求。
3.在主冷却循环系统发生故障时，通过泵出口安全阀模块上的换向阀使能作用，多泵组系统中的每个泵组均可用作油液冷却循环备份泵紧急使用。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式的液压原理图。
图中：1.第一变量柱塞泵，2.第一泵头压力调节模块，3.第一泵出口安全阀模块，4.第一过滤器，5.第一泵出口单向阀模块，6.第一换向阀模块，7.第二变量柱塞泵，8.第二泵头压力调节模块，9.第二泵出口安全阀模块，10.第二过滤器，11.第二泵出口单向阀模块，12.第二换向阀模块，13.第三变量柱塞泵，14.第三泵头压力调节模块，15.第三泵出口安全阀模块，16.第三过滤器，17.第三泵出口单向阀模块，18.第三换向阀模块，19.第四变量柱塞泵，20.第四泵头压力调节模块，21.第四泵出口安全阀模块，22.第四过滤器，23.第四泵出口单向阀模块，24.第四换向阀模块，25.1号合流模块，26.2号合流模块，27.3号合流模块，28.4号合流模块，29.5号合流模块，30.6号合流模块，31.第五过滤器，32.第一冷却器，33.第一单向阀，34.螺杆泵，35.第六过滤器，36.第二冷却器，37.第二单向阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
参见图1，作为本发明的一种实施方式，本发明主要包括第一变量柱塞泵1、第一泵头压力调节模块2、第一泵出口安全阀模块3、第一过滤器4、第一泵出口单向阀模块5、第一换向阀模块6、第二变量柱塞泵7、第二泵头压力调节模块8、第二泵出口安全阀模块9、第二过滤器10、第二泵出口单向阀模块11、第二换向阀模块12、第三变量柱塞泵13、第三泵头压力调节模块14、第三泵出口安全阀模块15、第三过滤器16、第三泵出口单向阀模块17、第三换向阀模块18、第四变量柱塞泵19、第四泵头压力调节模块20、第四泵出口安全阀模块21、第四过滤器22、第四泵出口单向阀模块23、第四换向阀模块24、1号合流模块25、2号合流模块26、3号合流模块27、4号合流模块28、5号合流模块29、6号合流模块30、第五过滤器31、第一冷却器32、第一单向阀33、螺杆泵34、第六过滤器35、第二冷却器36、第二单向阀37。其中，(第一/第二/第三/第四)变量柱塞泵(1/7/13/19)的出油口与(第一/第二/第三/第四)过滤器(4/10/16/22)的A口连通，(第一/第二/第三/第四)过滤器(4/10/16/22)的B口与(第一/第二/第三/第四)安全阀模块(3/9/15/21)的A口和X口、(第一/第二/第三/第四)单向阀模块(5/11/17/23)的A口连通，(第一/第二/第三/第四)单向阀模块(5/11/17/23)的B口与(第一/第二/第三/第四)单向阀模块(5/11/17/23)的X口、(第一/第二/第三/第四)换向阀模块(6/12/18/24)的B口和X口连通，第一换向阀模块(6)的B口与1号合流模块(25)的A口和X2口、2号合流模块(26)的A口和X2口、3号合流模块(27)的A口和X2口连接，第二换向阀模块(12)的B口与1号合流模块(25)的B口和X1口、4号合流模块(28)的A口和X2口、5号合流模块(29)的A口和X1口连通，第三换向阀模块(18)的B口与2号合流模块(26)的B口和X1口、4号合流模块(28)的B口和X1口、6号合流模块(30)的B口和X1口连通，第四换向阀模块(24)的B口与3号合流模块(27)的B口和X1口、5号合流模块(29)的A口和X2口、6号合流模块(30)的A口和X2口连通，第一泵出口安全阀模块(3)B口与第二泵出口安全阀模块(9)B口、第三泵出口安全阀模块(15)B口、第四泵出口安全阀模块(21)B口、第五过滤器(31)、第一冷却器(32)、第一单向阀(33)连通，螺杆泵(34)的出油口与第六过滤器(35)、第二冷却器(36)、第二单向阀(37)连通。本发明所述变量柱塞泵通常具备无极压力调节功能、压力保护功能以及流量自适应功能。
参见图1，本发明的工作原理如下：
在系统运行过程中，单个或者多个泵组(数目小于所有泵组数量)出现故障，则余下功能正常的泵组通过合流模块的作用可紧急向损坏的泵组供油。例如：第一泵组和第二泵组在使用过程中损坏。通过2号合流模块26上换向阀的使能将第三变量柱塞泵13的油源紧急向第一泵组供油，也可通过3号合流模块27上换向阀的使能分别将第四变量柱塞泵19的油源紧急向第一泵组供油；通过4号合流模块28上换向阀的使能将第三变量柱塞泵13的油源紧急向第二泵组供油，也可通过5号合流模块29上换向阀的使能分别将第四变量柱塞泵19的油源紧急向第二泵组供油，其他情况与此类似。
在系统工作过程中，如遇到特殊工况单个供油口有大流量的需求，可通过合流模块的作用进行油液合流。例如：第一泵组供油口有大流量的需求，通过1号合流模块25上换向阀的使能将第二变量柱塞泵7输出的油液供给第一泵组，通过2号合流模块26上换向阀的使能将第三变量柱塞泵13输出的油液供给第一泵组，通过3号合流模块27上换向阀的使能将第四变量柱塞泵19输出的油液供给第一泵组，其他情况与此类似。
在系统工作过程中，由螺杆泵34、第六过滤器35、第二冷却器36和第二单向阀37组成的主冷却回路出现故障时，可通过第一泵出口安全阀模块3(第二泵出口安全阀模块9或第三泵出口安全阀模块15或第四泵出口安全阀模块21)上换向阀的使能将主泵切换到卸荷模式，通过第五过滤器31、第一冷却器32和第一单向阀33形成应急冷却回路。本系统中，任意泵组均可用作应急油液循环冷却泵，解决了多个泵组损坏导致油液不能正常冷却的问题。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种应用多泵组冗余控制策略的节能液压系统，其特征在于：包括第一变量柱塞泵、第一泵头压力比例调节模块、第一泵出口安全阀模块、第一过滤器、第一泵出口单向阀模块、第一换向阀模块、第二变量柱塞泵、第二泵头压力比例调节模块、第二泵出口安全阀模块、第二过滤器、第二泵出口单向阀模块、第二换向阀模块、第三变量柱塞泵、第三泵头压力比例调节模块、第三泵出口安全阀模块、第三过滤器、第三泵出口单向阀模块、第三换向阀模块、第四变量柱塞泵、第四泵头压力比例调节模块、第四泵出口安全阀模块、第四过滤器、第四泵出口单向阀模块、第四换向阀模块、1号合流模块、2号合流模块、3号合流模块、4号合流模块、5号合流模块、6号合流模块、第五过滤器、第一冷却器、第一单向阀、螺杆泵、第六过滤器、第二冷却器、第二单向阀；其中，第一变量柱塞泵、第二变量柱塞泵、第三变量柱塞泵、第四变量柱塞泵的出油口与第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第四过滤器的A口连通，第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第四过滤器的B口与第一安全阀模块、第二安全阀模块、第三安全阀模块、第四安全阀模块的A口和X口、第一单向阀模块、第二单向阀模块、第三单向阀模块、第四单向阀模块的A口连通，第一单向阀模块、第二单向阀模块、第三单向阀模块、第四单向阀模块的B口与第一单向阀模块、第二单向阀模块、第三单向阀模块、第四单向阀模块的X口、第一换向阀模块、第二换向阀模块、第三换向阀模块、第四换向阀模块的B口和X口连通，第一换向阀模块的B口与1号合流模块的A口和X2口、2号合流模块的A口和X2口、3号合流模块的A口和X2口连接，第二换向阀模块的B口与1号合流模块的B口和X1口、4号合流模块的A口和X2口、5号合流模块的A口和X1口连通，第三换向阀模块的B口与2号合流模块的B口和X1口、4号合流模块的B口和X1口、6号合流模块的B口和X1口连通，第四换向阀模块的B口与3号合流模块的B口和X1口、5号合流模块的A口和X2口、6号合流模块的A口和X2口连通，第一泵出口安全阀模块B口与第二泵出口安全阀模块B口、第三泵出口安全阀模块B口、第四泵出口安全阀模块B口、第五过滤器、第一冷却器、第一单向阀连通，螺杆泵的出油口与第六过滤器、第二冷却器、第二单向阀连通。
2.根据权利要求1所述的应用多泵组冗余控制策略的节能液压系统，其特征在于：所述变量柱塞泵具备无极压力调节功能和压力保护功能。
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