CN115111213A - 一种基于液压缸并联模式的液压系统 - Google Patents

一种基于液压缸并联模式的液压系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于液压缸并联模式的液压系统，其包括动力总成部分、中心阀组、顶升阀块、换向阀组以及需各液压缸同步运行的液压缸组以及对各阀门的连通、切断和换向进行控制的控制模块。动力总成部分包括液压泵和配置有油水分离器阀的油箱。换向阀组包括可控制液压缸组运动的一通四插装阀，一通四插装阀接收来自液压泵的液压油并通过管路连接至顶升阀块。顶升阀块用于对液压缸组进行并联模式，顶升阀块的液压油入口与一通四插装阀的出口管路连接。其在能保证同步驱动四缸系统的情况下，还能实现对多个四缸液压系统的控制，在运行过程中可以自动消除累积误差，保证稳定运行。

Description

一种基于液压缸并联模式的液压系统
技术领域
本发明涉及液压系统技术领域，尤其是涉及一种基于液压缸并联模式的液压系统。
背景技术
液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。
液压系统也可分为泵控同步控制和阀控同步控制两种。前者是由多个泵分别输入相同的流量至各个油缸，通过改变泵的排量来控制泵的输出流量，从而调节执行元件的运动速度，泵控系统效率高，能量损耗少，但由于液压泵的响应速度不高，泵控系统的动态特性相对较差，控制精度不高。后者是指通过控制液压阀(比例阀、伺服阀等)的阀口开度来控制执行元件的速度，其控制元件为伺服阀或比例阀，阀的进度较高，响应快，有较高的固有频率，动态特性好，但由于泵输出的油液一部分通过溢流阀流回油箱，导致系统效率低，系统发热量高。
目前，国内外都没有很好的方法来提高同步精度，解决现有技术中的液压系统同步驱动的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于液压缸并联模式的液压系统，其在能保证同步驱动四缸系统的情况下，还能实现对多个四缸液压系统的控制，在运行过程中可以自动消除累积误差，保证稳定运行。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于液压缸并联模式的液压系统，包括动力总成部分、中心阀组、顶升阀块、换向阀组以及需各液压缸同步运行的液压缸组以及对各阀门的连通、切断和换向进行控制的控制模块；
所述动力总成部分包括液压泵和配置有油水分离器阀的油箱；
所述换向阀组包括可控制所述液压缸组运动的一通四插装阀，所述一通四插装阀接收来自所述液压泵的液压油并通过管路连接至所述顶升阀块；
所述顶升阀块用于对所述液压缸组进行并联模式，所述顶升阀块的液压油入口与所述一通四插装阀的出口管路连接。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述动力总成部分还包括驱动所述液压泵转动的液压电机，所述液压电机与所述液压泵通过联轴器连接。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述顶升阀块与所述液压缸组之间的管路包括与所述一通四插装阀的第一工作油口连接的进油管路、与所述一通四插装阀的第二工作油口连接的进油管路、与所述一通四插装阀的第三工作油口连接的进油管路、以及与所述一通四插装阀的第四工作油口连接的进油管路；
所述液压缸组的液压缸处于并联工作状态时，进油管路和回油管路设置为：所述进油管路通过所述一通四插装阀分别连接第一、第二、第三、第四个液压缸的上腔，第一、第二、第三、第四个液压缸的下腔通过三通接头和油管的连接进入所述顶升阀块的回油接口处。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述液压泵为齿轮泵。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述液压泵上安装有中心阀块、单向阀以及油箱，所述油箱上安装有油水分离器，所述油箱上设置有注油口。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述顶升阀块包括二位二通阀、平衡阀SV2或SV3以及能正反转的液压电机，一通四阀、压力传感器，所述二位二通阀、所述平衡阀以及所述一通四阀均为插装阀；
通过所述液压电机的正反转可实现四缸系统的换向，保证四缸系统的双向运行，所述二位二通阀和所述一通四阀配合使用，溢流阀调节到需要值后可保证四缸运行平稳，所述压力传感器可随时测出系统的工作压力，反馈至所述控制模块。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述液压泵的转速为2ml/r，所述液压电机的额定功率为750W，所述溢流阀的调定压力或系统最高工作压力为4MPa。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述压力传感器将检测的工作压力传输至所述控制模块，所述控制模块控制所述二位二通阀、所述一通四插装阀、所述顶升阀块、换向阀组、中心阀块，并通过液压电机的正反转来实现运动方向的切换。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
本发明的液压缸并联模式转换的液压系统，在能保证同步驱动四缸系统的情况下，还能实现对多个四缸液压系统的控制，在运行过程中可以通过换向阀组、顶升阀块上一通四插装阀自动控制液压油的流量消除累积误差，保证液压的稳定运行。
附图说明
图1为本发明的液压系统的动力总成部分和中心阀组的原理图。
图2为本发明的顶升阀块的原理图。
图3为本发明的液压电机的结构示意图。
图4为本发明的换向阀组的原理图。
附图标记：1、齿轮泵；2、油箱；3、中心阀块；4、单向阀；5、油水分离器；6、联轴器；7、二位二通阀。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是两个元件内部的连通。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申请中的具体含义。
实施例一：
参照图1-4，一种基于液压缸并联模式的液压系统，包括动力总成部分、中心阀组、顶升阀块、换向阀组以及需各液压缸同步运行的液压缸组以及对各阀门的连通、切断和换向进行控制的控制模块。动力总成部分包括液压泵和配置有油水分离器阀的油箱2，换向阀组包括可控制液压缸组运动的一通四插装阀，一通四插装阀接收来自液压泵的液压油并通过管路连接至顶升阀块，顶升阀块用于对液压缸组进行并联模式，顶升阀块的液压油入口与一通四插装阀的出口管路连接。在本实施例中，液压泵为齿轮泵1。
动力总成部分还包括驱动液压泵转动的液压电机，液压电机与液压泵通过联轴器6连接。顶升阀块与液压缸组之间的管路包括与一通四插装阀的第一工作油口连接的进油管路、与一通四插装阀的第二工作油口连接的进油管路、与一通四插装阀的第三工作油口连接的进油管路、以及与一通四插装阀的第四工作油口连接的进油管路。
其中，顶升阀块包括可对液压缸组进行并联模式，顶升阀块的液压油入口与一通四插装阀的出口管路连接；控制模块能够对各阀门的连通、切断和顶升进行控制。
液压缸组的液压缸处于并联工作状态时，进油管路和回油管路设置为：进油管路通过一通四插装阀分别连接第一、第二、第三、第四个液压缸的上腔，第一、第二、第三、第四个液压缸的下腔通过三通接头和油管的连接进入顶升阀块的回油接口处。液压泵上安装有中心阀块3、溢流阀、单向阀4以及油箱2，油箱2上安装有油水分离器5，油箱2上设置有注油口。
顶升阀块与换向阀组主要用于实现本液压系统的液压油的沟通、切断和换流向，例如切换流向，以改变液压缸的运动方向。如图2所示，顶升阀块、换向阀组包括可控制液压缸组运动的一通四插装阀，所述平衡阀与所述液压泵通过管路连接。图2中示出了一个一通四插装阀适用于本液压系统同时控制四个液压缸组进行工作。
顶升阀块包括二位二通阀7、平衡阀SV2或SV3以及能正反转的液压电机，一通四阀、压力传感器，二位二通阀7、平衡阀以及一通四阀均为插装阀。通过液压电机的正反转可实现四缸系统的换向，保证四缸系统的双向运行，二位二通阀7和一通四阀配合使用，溢流阀调节到需要值后可保证四缸运行平稳，压力传感器可随时测出系统的工作压力，反馈至控制模块。
单向阀4可防止液压油回流齿轮泵1，延长齿轮泵1使用寿命。油箱2上配备的油水分离器5可保证将系统中的空气顺利排出。油箱2上方配有注油口，方便随时补充液压油以及观察油量。液压泵的转速为2ml/r，液压电机的额定功率为750W，溢流阀的调定压力或系统最高工作压力为4MPa。
压力传感器将检测的工作压力传输至控制模块，控制模块控制二位二通阀7、一通四插装阀、顶升阀块、换向阀组、中心阀块3，并通过液压电机的正反转来实现运动方向的切换。
本实施例的实施原理为：本发明的液压缸并联模式转换的液压系统，在能保证同步驱动四缸系统的情况下，还能实现对多个四缸液压系统的控制，在运行过程中可以通过换向阀组、顶升阀块上一通四插装阀自动控制液压油的流量消除累积误差，保证液压的稳定运行。
本液压系统响应快，稳定性高，风险小，安全性能好，适用于有轨四向穿梭车这一类载重大、功能要求多且工况要求稳定的场合。本液压系统运用在四向穿梭车中，可实现穿梭车的快速换向及顶升运动，同时可以增大穿梭车的最大载货量，本液压系统稳定性高，后期维护简单，成本低，提高了立体仓库中物流系统的工作效率。
本液压系统原理可靠，后期维护简单方便，可有效地减少人力和物力的投入，运用于四向穿梭车中，可以提高立体仓库中的工作效率，更好地服务于现代化智能仓储物流系统。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于液压缸并联模式的液压系统，其特征在于：包括动力总成部分、中心阀组、顶升阀块、换向阀组以及需各液压缸同步运行的液压缸组以及对各阀门的连通、切断和换向进行控制的控制模块；
所述动力总成部分包括液压泵和配置有油水分离器阀的油箱(2)；
所述换向阀组包括可控制所述液压缸组运动的一通四插装阀，所述一通四插装阀接收来自所述液压泵的液压油并通过管路连接至所述顶升阀块；
所述顶升阀块用于对所述液压缸组进行并联模式，所述顶升阀块的液压油入口与所述一通四插装阀的出口管路连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于液压缸并联模式的液压系统，其特征在于：所述动力总成部分还包括驱动所述液压泵转动的液压电机，所述液压电机与所述液压泵通过联轴器(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于液压缸并联模式的液压系统，其特征在于：所述顶升阀块与所述液压缸组之间的管路包括与所述一通四插装阀的第一工作油口连接的进油管路、与所述一通四插装阀的第二工作油口连接的进油管路、与所述一通四插装阀的第三工作油口连接的进油管路、以及与所述一通四插装阀的第四工作油口连接的进油管路；
所述液压缸组的液压缸处于并联工作状态时，进油管路和回油管路设置为：所述进油管路通过所述一通四插装阀分别连接第一、第二、第三、第四个液压缸的上腔，第一、第二、第三、第四个液压缸的下腔通过三通接头和油管的连接进入所述顶升阀块的回油接口处。
4.根据权利要求1所述的一种基于液压缸并联模式的液压系统，其特征在于：所述液压泵为齿轮泵(1)。
5.根据权利要求1所述的一种基于液压缸并联模式的液压系统，其特征在于：所述液压泵上安装有中心阀块(3)、单向阀(4)以及油箱(2)，所述油箱(2)上安装有油水分离器(5)，所述油箱(2)上设置有注油口。
6.根据权利要求1所述的一种基于液压缸并联模式的液压系统，其特征在于：所述顶升阀块包括二位二通阀(7)、平衡阀SV2或SV3以及能正反转的液压电机，一通四阀、压力传感器，所述二位二通阀(7)、所述平衡阀以及所述一通四阀均为插装阀；
通过所述液压电机的正反转可实现四缸系统的换向，保证四缸系统的双向运行，所述二位二通阀(7)和所述一通四阀配合使用，溢流阀调节到需要值后可保证四缸运行平稳，所述压力传感器可随时测出系统的工作压力，反馈至所述控制模块。
7.根据权利要求6所述的一种基于液压缸并联模式的液压系统，其特征在于：所述液压泵的转速为2ml/r，所述液压电机的额定功率为750W，所述溢流阀的调定压力或系统最高工作压力为4MPa。
8.根据权利要求6所述的一种基于液压缸并联模式的液压系统，其特征在于：所述压力传感器将检测的工作压力传输至所述控制模块，所述控制模块控制所述二位二通阀(7)、所述一通四插装阀、所述顶升阀块、换向阀组、中心阀块(3)，并通过液压电机的正反转来实现运动方向的切换。
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