CN115492802A - 一种重力储能多级压力液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重力储能多级压力液压控制系统，涉及液压控制技术领域，包括油箱，油箱连接于油泵，油泵的出油口端连接于低压回路和高压回路，低压回路连接第一减压阀，第一减压阀的出口端连接至少两路低压支路，高压回路与各低压支路皆连接对应用于控制启闭的支路阀，支路阀另一端连接于对应支路比例压力阀，支路比例压力阀连接于对应的工作油缸的进油口；对应的工作油缸的进油口还连接节流阀，节流阀另一端还连接用于控制启闭的回路阀，回路阀另一端连接到油箱。达到了实现多油缸在不同压力下的同时单独控制，并且可以精确控制每个油缸的工作压力，在短时间内实现压力达到目标值的效果。

Description

一种重力储能多级压力液压控制系统

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，特别涉及一种重力储能多级压力液压控制系统。

背景技术

在重力储能发电系统中存在重物的升降搬运需求，为了实现大规模的重物从低位升高到高位，并按顺序摆放，需要有一套提升系统。该系统能进行重物提升/下降，同时能够通过横移系统将重物放置在高位/低位的载物横梁上。该系统要求具有大质量重物提升/下降和重物横移以及横向精确定位的功能。

例如专利CN201820620050.3《卸船机液压系统》中，公开了一种卸船机液压系统，包括油箱、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀、第五换向阀、第一液压油缸、第二液压油缸和液压缸。该卸船机液压系统可以在称重的同时打开仓门将货物送入仓内，减少了中间环节产生的误差，同时也节省了时间，达到取货称重再入仓一体化；但是其系统中各油缸的工作压力相同，不能实现多个油缸在不同压力下工作，也不具有压力保持功能。

而在重力储能发电系统中，主发电机通过传动轴系统连接到升降机设备，传动轴系统包括了液压离合器和液压制动器，这些设备通过多个油缸进行动力传动的控制；

由于重力储能系统要求对几十吨重的重物进行高速垂直升降，要求液压离合器和液压制动器能够同时运动并进行一定时序的工作，以实现升降设备到主发电机之间的动力的离合器断开-液压制动和液压制动松开-离合器闭合的工作每个油缸的工作周期在0.5s以内；

此外，由于液压离合器油缸通常工作压力只有0.4MPa-1.1Mpa，而液压制动器油缸工作则达到10-15MPa，两个油缸需要在同一液压系统中同时正常工作，要求液压系统能够精确供应不同压力级别的液压油；

最后，液压离合器和液压制动一般油缸的容量较小，均在0.5L以内，因此常规的流量控制系统将会在极短时间内使油缸压力过高从而损坏低压油缸的密封；因此亟需一种液压系统，可以实现多油缸在不同压力下的同时单独控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种重力储能多级压力液压控制系统，可以实现多油缸在不同压力下的同时单独控制，并且可以精确控制每个油缸的工作压力，在短时间内实现压力达到目标值。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种重力储能多级压力液压控制系统，包括油箱，油箱连接于油泵，油泵的出油口端连接于低压回路和高压回路，

所述低压回路连接第一减压阀，第一减压阀的出口端连接至少两路低压支路，高压回路与各低压支路皆连接对应用于控制启闭的支路阀，支路阀另一端连接于对应支路比例压力阀，支路比例压力阀连接于对应的工作油缸的进油口；

对应的工作油缸的进油口还连接节流阀，节流阀另一端还连接用于控制启闭的回路阀，回路阀另一端连接到油箱。

更进一步地，所述油泵的出油口端连接于单向阀，单向阀另一端连接于高压过滤器，低压回路和高压回路皆连接至高压过滤器出口端。

更进一步地，所述油泵的出油口端连接有第一分支与第二分支，第二分支连接低压回路和高压回路，第一分支连接用于控制启闭的补油开关阀，补油开关阀另一端连接蓄能器。

更进一步地，所述蓄能器上安装有气体压力传感器。

更进一步地，各所述工作油缸的进油口和油箱之间，通过卸荷阀连接并控制通断。

更进一步地，所述高压回路中的支路比例压力阀和油缸之间连接有第二溢流阀。

更进一步地，所述高压回路中回路阀远离节流阀一端连接到回油过滤器，油箱连接于回油过滤器另一端。

更进一步地，所述溢流阀一端连接于高压回路中的支路比例压力阀，另一端连接于回油过滤器进口端。

更进一步地，所述高压过滤器出口端还并联有一个手动泵，手动泵另一端连接于油箱。

更进一步地，所述工作油缸的进油口还连接压力传感器，以监测油缸进油口处的工作压力。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明用本发明中通过第一减压阀实现系统中两级油压同时工作，第一分支和第二分支油缸的工作压力可以根据需要进行设定，互不影响，且油缸数量不受限制；

2.在高压回路和低压回路中，分别用第一支路比例压力阀、第二支路比例压力阀、第三支路比例减压阀进行工作压力的比例微调，实现压力精确控制，可以进行离合器、刹车等需要精确控制输出量的设备的协同控制；

3.通过第一回路阀和第一节流阀的组合，在第一支路阀和第一支路比例压力阀导通时，同步打开第一回路阀，使进入油缸的油液压力进一步通过第一节流阀卸油而降低，保障油缸内压力不过载；

第一节流阀的节流量可以提前设置好，使系统在运行可以快速建立起合适的压力；同样地，第二节流阀和第三节流阀等也起到类似的作用，分别作用于不同工作压力下的油缸，实现不同压力级别的压力精确控制；

4.通过第一卸荷阀等使得液压油直接接回到油箱，可以实现系统压力快速卸荷，保证在特殊情况下设备能快速动作；

5.蓄能器可以实现为系统提供动力油；使用时先接通补油开关阀（电磁阀），通过油泵为蓄能器补油，当达到设定工作压力后，油泵可以停止工作，由蓄能器向系统提供压力，由于本系统是压力控制系统，不需要大量的油液，因此用蓄能器的方式可以节省能源消耗；气体压力继电器可以检测蓄能器中的气压，当气压不足时可以报警，实现整个系统的自动控制。

本发明设计的液压系统用于驱动有多个不同工作压力的传动轴系统；

本发明设计的液压系统可以实现多油缸在不同压力下的同时单独控制，并且可以精确控制每个油缸的工作压力，在短时间内实现压力达到目标值；本发明设计的液压系统由液压油泵、蓄能器、液压阀组、传感器、回油路等组成，适合于多油缸在不同工作压力下的协同作业场景；本系统具有控制精度高、造价低、控制简单等优势，特别适合用于重力储能、发电、起重等领域。

附图说明

图1是本发明的整体结构原理示意图。

图中，1、油泵；2、油箱；3、单向阀；4、高压过滤器；5、回油过滤器；11、蓄能器；14、第一溢流阀；171、气压继电器；23、补油开关阀；29、分支压力传感器；261、手动泵；221、第一减压阀；201、第一回路阀；202、第二回路阀；203、第三回路阀；211、第一节流阀；212、第二节流阀；213、第三节流阀；241、第一支路比例压力阀；242、第二支路比例压力阀；271、第三支路比例减压阀；

301、第一压力传感器；302、第二压力传感器；303、第三压力传感器；321、第一支路阀；322、第一卸荷阀；323、第二支路阀；324、第二卸荷阀；325、第三支路阀；326、第三卸荷阀；33、第一低压工作油缸；34、第二低压工作油缸；35、第三高压工作油缸；311、第二溢流阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。

一种重力储能多级压力液压控制系统，如图1所示，包括油箱2，油箱2连接于油泵1，油泵1的出油口端连接于单向阀3，单向阀3另一端连接于高压过滤器4，油泵1将油箱2中的液压油依次通过单向阀3和高压过滤器4进行输送。

高压过滤器4另一端（出口端）连接有第一分支与第二分支，第一分支连接补油开关阀23，补油开关阀23为两位两通阀，补油开关阀23另一端连接蓄能器11，蓄能器11上安装有气体压力传感装置，本实施例中，其为气压继电器171，使用时先接通补油开关阀23，通过油泵1为蓄能器11补油，当达到设定工作压力后，油泵1停止工作，由蓄能器11向系统提供压力，气压继电器171检测蓄能器中的气压，当气压不足时可以报警，实现整个系统的自动控制。

本实施例中，高压过滤器4出口端还连接分支压力传感器29，分支压力传感器29用于检测油路中的压力，当油泵1向蓄能器11补油时，系统压力由分支压力传感器29检测，当分支压力传感器29检测压力上升到工作压力时，油泵1可以停止。

如图1所示，第二分支连接低压回路和高压回路，

其中，低压回路连接第一减压阀221，第一减压阀221的出口端连接至少两路低压支路，

本实施例中，第一减压阀221的出口端连接两路低压支路，

其中一低压支路连接第一支路阀321，第一支路阀321为两位两通阀，第一支路阀321另一端连接于第一支路比例压力阀241，第一支路比例压力阀241连接于第一低压工作油缸33的进油口；

第一低压工作油缸33的进油口回路还连接第一节流阀211，第一节流阀211另一端连接第一回路阀201，第一回路阀201为两位两通阀，第一回路阀201另一端连接到油箱2；

第一低压工作油缸33的进油口回路还连接第一压力传感器301，以监测油缸进油口处的工作压力，第一低压工作油缸33为单作用油缸，内部设置有恢复弹簧，在第一低压工作油缸33的进油口和油箱2之间，通过第一卸荷阀322连接，第一卸荷阀322为两位两通阀。

同样的，另一低压支路连接着第二支路阀323，第二支路阀323为两位两通阀，第二支路阀323另一端连接于第二支路比例压力阀242，第二支路比例压力阀242连接于第二低压工作油缸34的进油口；

第二低压工作油缸34的进油口回路还连接第二节流阀212，第二节流阀212另一端连接第二回路阀202，第二回路阀202为两位两通阀，第二回路阀202另一端连接到油箱2。

第二低压工作油缸34的进油口回路还连接第二压力传感器302，以监测油缸进油口处的工作压力，第二低压工作油缸34为单作用油缸，内部设置有恢复弹簧，在第二低压工作油缸34的进油口和油箱2之间，通过第二卸荷阀324连接，第二卸荷阀324为两位两通阀。

高压回路连接于连接第三支路阀325，第三支路阀325为两位两通阀，第三支路阀325另一端连接于第三支路比例减压阀271，第三支路比例减压阀271连接于第三高压工作油缸35的进油口；

第三高压工作油缸35的进油口回路还连接第三节流阀213，第三节流阀213另一端连接第三回路阀203，第三回路阀203为两位两通阀，第三回路阀203另一端连接到回油过滤器5，回油过滤器5另一端连接于油箱2。

第三高压工作油缸35的进油口回路还连接第三压力传感器303，以监测油缸进油口处的工作压力，第三低压工作油缸为单作用油缸，内部设置有恢复弹簧，在第三低压工作油缸的进油口和油箱2之间，通过第三卸荷阀326连接，第三卸荷阀326为两位两通阀。

本系统使用的上述减压阀没有特殊要求，本实施例中，采用电磁比例减压阀，能够满足将20MPa的工作压力减压到0.5MPa，方便进行自动控制，其回油口皆溢流回油箱。

在第三支路比例减压阀271的回油口连接第二溢流阀311，第二溢流阀311另一端连接至回油过滤器5的进口端；第二溢流阀311用于安全保护，当主油路液压压力过高时，第二溢流阀311导通，使油液流回油箱，系统压力不再升高；

本实施例中，油泵1的出油口端还连接于第一溢流阀14，第一溢流阀14另一端连接至油箱2，用于保护系统压力；当液压缸顶死后，压力升高到第一溢流阀14开启压力时，第一溢流阀14导通，液压油从第一溢流阀14流回油箱，使得系统压力不再升高。

高压过滤器4出口端还可并联有一个手动泵261，在手动泵261另一端连接于油箱2，其可通过单向阀或电磁阀等控制流向或启闭，用于在系统维修或者油泵故障时，通过手动驱动油泵将油压打入液压系统，实现油缸的运动，进行维护。

本发明中通过第一减压阀221实现系统中两级油压同时工作，两低压支路的工作压力可以根据需要进行设定，互不影响，且油缸数量不受限制；在两低压支路和另一高压回路中，分别通过第一支路比例压力阀241、第二支路比例压力阀242、第三支路比例减压阀271进行工作压力的比例微调，实现压力精确控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种重力储能多级压力液压控制系统，包括油箱，油箱连接于油泵，其特征在于：油泵的出油口端连接于低压回路和高压回路，

所述低压回路连接第一减压阀，第一减压阀的出口端连接至少两路低压支路，高压回路与各低压支路皆连接对应用于控制启闭的支路阀，支路阀另一端连接于对应支路比例压力阀，支路比例压力阀连接于对应的工作油缸的进油口；

对应的工作油缸的进油口还连接节流阀，节流阀另一端还连接用于控制启闭的回路阀，回路阀另一端连接到油箱。

2.根据权利要求1所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：所述油泵的出油口端连接于单向阀，单向阀另一端连接于高压过滤器，低压回路和高压回路皆连接至高压过滤器出口端。

3.根据权利要求1或2所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：所述油泵的出油口端连接有第一分支与第二分支，第二分支连接低压回路和高压回路，第一分支连接用于控制启闭的补油开关阀，补油开关阀另一端连接蓄能器。

4.根据权利要求3所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：所述蓄能器上安装有气体压力传感器。

5.根据权利要求1所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：各所述工作油缸的进油口和油箱之间，通过卸荷阀连接并控制通断。

6.根据权利要求1或5所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：所述高压回路中的支路比例压力阀和油缸之间连接有第二溢流阀。

7.根据权利要求6所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：所述高压回路中回路阀远离节流阀一端连接到回油过滤器，油箱连接于回油过滤器另一端。

8.根据权利要求7所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：所述溢流阀一端连接于高压回路中的支路比例压力阀，另一端连接于回油过滤器进口端。

9.根据权利要求1所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：所述高压过滤器出口端还并联有一个手动泵，手动泵另一端连接于油箱。

10.根据权利要求1所述的一种重力储能多级压力液压控制系统，其特征在于：所述工作油缸的进油口还连接压力传感器，以监测油缸进油口处的工作压力。

Images