CN1271338C - 变频液压电梯用集成阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频液压电梯用集成阀。该集成阀连接在驱动变频液压电梯轿厢升降的液压缸和提供压力油源的液压泵之间，是变频液压电梯中液压控制部分的关键，它包括安全阀、安全阀先导调压阀、液控单向阀、两个二位二通电磁换向阀、手动下降阀。其控制对象集中、外观简洁，在满足变频液压电梯正常上下行基本工作需要之外，还体现在电梯下行时的快速截断性，减少油路冲击，在停电或遇故障时，电梯能够迅速停靠。

Description

变频液压电梯用集成阀

技术领域

本发明涉及液压元件，具体地说是一种变频液压电梯用集成阀。

背景技术

液压电梯是靠液压缸柱塞或活塞的运动来驱动轿厢升降的电梯，具有载重量大、运行安全平稳、结构简单等优点。其调速方式包括控制简单、能量损失大、效率低的节流调速方式和能量损失较小、效率较高的容积调速方式，而容积调速中又以近年来出现的变频器控制电机来拖动定排量泵/马达的变频变压调速(VVVF)最为热点。

变频驱动液压电梯就是通过对电动机变频调速即改变泵/马达的转速来实现液压电梯的容积调速，其液压系统的控制部分是由各种功能不同的液压阀件组成，主要用以实现控制液压电梯上行与下行油路的转换、电梯停层时油路的截断、设定系统安全压力以及出现紧急情况时使电梯安全平稳停靠底层、为满足下行运行所必需的防吸空功能。

以往有采用独立的液压阀件来搭建的液压系统来满足变频液压电梯的液压控制部分所需功能，能基本满足变频液压电梯上、下行的工作需要，但其外观上缺乏简洁性和整体性，下行时油路截断速度比较慢，油路冲击大，影响舒适感，在停电或遇故障时，电梯不能迅速停靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变频液压电梯用集成阀，满足变频液压电梯液压控制油路所需油路转换和快速截断功能。

本发明采用的技术方案如下：

1)安全阀的A1油口、B1油口分别与泵/马达的P1油口和液控单向阀的A2油口连通，安全阀的回油口T1、背腔分别与油箱和安全阀先导调压阀的C油口连通，第一固定节流器串联在连通安全阀的背腔与A1油口或B1油口的安全阀控制油路上；

2)安全阀先导调压阀的D油口、P油口与安全阀的B1油口或A1油口连通，安全阀先导调压阀的T油口与回油油路连通；蓄能器通过蓄能器油路与泵/马达油路连通；

3)液控单向阀的B2油口通过负载油路与柱塞缸的P2油口连通，液控单向阀的背腔分别通过单向阀第一控制油路与第一个二位二通电磁换向阀的B3油口连通、通过单向阀第二控制油路与负载控制油路连通，第二固定节流器串联在单向阀第二控制油路上；

4)第一个二位二通电磁换向阀的A3油口与负载控制油路连通，进而与负载油路连通；

5)第二个二位二通电磁换向阀的A4油口通过负载控制油路与负载油路连通，B4油口通过回油油路与油箱连通，第三固定节流器串联在负载控制油路上，其位置在第一个二位二通电磁换向阀的A3油口与第二个二位二通电磁换向阀的A4油口之间；

6)手动下降阀的进油口A5与负载油路连通，回油口B5与油箱连通；

7)控制信号由控制器发出，通过第一电磁阀信号线、第二电磁阀信号线分别向第一个二位二通电磁换向阀、第二个二位二通电磁换向阀输出通电和断电指令。

本发明具有的有益的效果是：变频液压电梯液压控制系统的外观简洁，其在满足变频液压电梯正常上、下行工作需要之外，还体现在电梯下行时的快速关断性，液压油路能够快速截断，减少油路冲击，电梯运行的舒适感加强。在停电或遇故障时，电梯能够迅速停靠。

附图说明

附图是本发明的变频液压电梯用集成阀结构原理图。

图中：1.油箱，2.滤油器，3.泵/马达，4.电动机，5.泵/马达油路，6.手动下降阀，7.安全阀控制油路，8.第一固定节流器，9.蓄能器油路，10.蓄能器，11.安全阀，12.负载油路，13.单向阀第一控制油路，14.液控单向阀，15.安全阀先导调压阀，16.第二固定节流器，17.单向阀第二控制油路，18.第一个二位二通电磁换向阀，19.负载控制油路，20.柱塞缸，21.第三固定节流器，22.第二个二位二通电磁换向阀，23.回油油路，24.第一电磁阀信号线，25.第二电磁阀信号线，26.控制器。

具体实施方式

如附图所示本发明的液压油路及工作原理是：

1)主油路：泵/马达3的P1油口通过泵/马达油路5与安全阀11的A1油口连通，安全阀11的B1油口与液控单向阀14的A2油口连通，液控单向阀14的B2油口通过负载油路12与柱塞缸20的P2油口连通；

2)蓄能器控制油路：蓄能器10通过蓄能器油路9与泵/马达油路5连通；蓄能器的作用是抑制蓄能器油路9附近的压力脉动，便于安装压力表和压力传感器，检测压力作闭环反馈控制；

3)安全阀控制油路：安全阀11的A1油口或B1油口通过安全阀控制油路7与安全阀11的背腔连通，第一固定节流器8串联在安全阀控制油路7上，安全阀11的背腔与安全阀先导调压阀15的C油口连通，安全阀先导调压阀15的D油口、P油口与安全阀11的B1油口或A1油口连通，T油口与回油油路23连通即最终与油箱1连通；

通过调定安全阀先导调压阀15弹簧预紧力，可以设定安全阀11的最高压力。当系统压力超过安全阀11的最高压力时，高压油克服安全阀先导调压阀15预紧弹簧力，使安全阀先导调压阀15工作在开启位，C油口与T油口连通，安全阀11背腔卸荷，安全阀11的阀芯抬起，液压油经其T1油口回流至油箱1，第一固定节流器8与安全阀先导调压阀15组成B型半桥，控制安全阀11的背腔压力；

4)液控单向阀控制油路：液控单向阀14背腔通过单向阀第一控制油路13与第一个二位二通电磁换向阀18的B3油口连通、通过单向阀第二控制油路17与负载控制油路19连通，进而与第二个二位二通电磁换向阀22的A4油口连通，第二固定节流器16串联在单向阀第二控制油路17上；

第一个二位二通电磁换向阀18的A3油口与负载控制油路19连通；第二个二位二通电磁换向阀22的B4油口通过回油油路23与油箱1连通，第三固定节流器21串联在负载控制油路19上，其位置在第一个二位二通电磁换向阀18的A3油口与第二个二位二通电磁换向阀22的A4油口之间；

二位二通电磁换向阀的控制信号由电子控制器26发出，通过第一、第二电磁阀信号线24、25分别向第一个、第二个二位二通电磁换向阀18、22输出通电、断电指令；

液压油需要从泵/马达3流进柱塞缸20时，二位二通电磁换向阀18、22不通电，第一个二位二通电磁换向阀18工作在导通状态，第二个二位二通电磁换向阀22工作在截止状态，液控单向阀14背腔与负载油路12连通，直至液控单向阀14的A2油口压力超过液控单向阀14的初始背腔压力，液控单向阀14阀口打开，液压油从液控单向阀14的A2油口流入，B2油口流出；

液压油需要从柱塞缸20流进泵/马达3时，第一个、第二个二位二通电磁换向阀18、22通电，第一个二位二通电磁换向阀18工作在截止状态，第二个二位二通电磁换向阀22工作在导通状态，由第三固定节流器21和第二个二位二通电磁换向阀22对液控单向阀14背腔构成液压B型半桥，液控单向阀14的背腔压力卸荷，液控单向阀14的主阀口在B2油口工作腔压力作用下实现开启，液压油从液控单向阀14的B2油口流入，A2油口流出，第二固定节流器16可减缓主阀口的开启速度，减小电梯下行起动时的冲击。油路需要截断时，第一个、第二个二位二通电磁换向阀18、22同时断电，第一个二位二通电磁换向阀18工作在导通状态，第二个二位二通电磁换向阀22工作在截止状态，负载高压油通过负载控制油路19，第一个二位二通电磁换向阀18，快速充入液控单向阀14背腔，而不会受第二、第三固定节流器16、21的阻尼影响，这样液控单向阀14背腔可以快速地建立起压力，保证液控单向阀14阀口的快速关闭，当电梯供电系统出现故障而紧急停电时，或电梯出现某些故障造成电气系统安全保护器件动作，可以采用这种快速关断液控单向阀14的方法，使运行中的电梯轿厢迅速停止，大大提高了液压电梯的安全性；

5)手动下降阀油路；手动下降阀6的进油口A5与负载油路12连通，回油口B5与油箱1连通；

当液压电梯进行安装调试及维修保养情况，或者电梯因故障停止工作，需人工下降电梯轿厢时，按动手动下降阀6的杠杆，液压油在压力作用下，从柱塞缸20及负载油路12通过手动下降阀6流到油箱1中，轿厢逐渐下降，直到轿厢达到相应的高度，松开手动下降阀6的杠杆。

下面对电梯的运行过程进行分析说明：

(1)电梯向上运行

控制器26接到上行的呼梯信号后，根据电梯轿厢的位置读取预先设定在存储器中的电梯上行工况时电动机4的期望速度曲线数据，向变频器输出对应的速度指令，进而变频器输出相应电压和频率给电动机4，电动机4此时工作在电磁驱动状态，对工作在泵工况的泵/马达3提供正向驱动力矩，打出高压油。

泵3出油口压力油经泵/马达油路5进入安全阀11，在油液压力低于安全阀11的最高压力前提下，液压油经过安全阀11后，进入液控单向阀14的A2油口，与其背腔压力相比较，此时第一个、第二个二位二通电磁换向阀18、22不通电，第一个二位二通电磁换向阀18工作在导通状态，第二个二位二通电磁换向阀22工作在截止状态，液控单向阀14背腔与负载油路12连通，负载压力油经第一个二位二通电磁换向阀18进入液控单向阀14的背腔，直至其A2油口压力超过其初始背腔压力，液控单向阀14阀口打开，压力油由液控单向阀14的B2油口流出，经负载油路12进入柱塞缸，推动轿厢上行。

由泵/马达3输出到柱塞缸20的液压油的流量与输入变频器的速度指令相

对应，进而使轿厢按照给定理想的速度曲线依次完成加速、匀速、减速、及平层运行阶段。

当电梯轿厢到达选定楼层，控制器26接收到停靠信号后，停止向变频器输出速度指令，变频器停止向电动机4输出电流转矩，电动机4处于自由状态，泵/马达3出油口油液压力迅速降下来，液控单向阀14阀口立刻关闭，轿厢停靠。

(2)电梯向下运行

控制器26接到下行的呼梯信号后，为防止电梯产生下行初始瞬时的失重，必须首先对液控单向阀14两端的压力进行平衡控制。控制器26给出控制信号，通过变频器驱动电动机4正向转动，直至检测到泵/马达3出油口和柱塞缸20中压力相平衡，此时控制器26向第一个、第二个二位二通电磁换向阀18和22的电磁铁发出通电信号，使第一个二位二通电磁换向阀18工作在截止状态，第二个二位二通电磁换向阀22工作在导通状态，由第三固定节流器21和第二个二位二通电磁换向阀22对液控单向阀14背腔构成液压B型半桥，液控单向阀14的背腔压力卸荷，液控单向阀14主阀口在B2油口工作腔压力作用下实现开启，第二固定节流器16可减缓液控单向阀14主阀口的开启速度，减小电梯下行起动时的冲击。

电梯下行初始，控制器需要经变频器给出控制信号驱动电动机4反向运转，此时电动机4工作在反向电动状态，经过短时间加速后，电动机4由反向电动状态转到发电状态，电动机力矩与负载力矩相平衡，使电梯平稳下行，此时泵/马达3工作在马达工况。控制器根据电梯轿厢的位置读取预先设定在存储器中的电梯下行工况时电动机4的期望速度曲线数据，向变频器输出对应的速度指令，进而变频器输出相应电压和频率给电动机4，使电动机4按给定曲线运行。

液压油从柱塞缸20的P2油口流出，经负载油路12进入液控单向阀14，再由液控单向阀14的A2油口流出，进入安全阀11，在系统压力低于安全阀11最高压力的前提下，液压油经过安全阀11后，经泵/马达油路5进入泵/马达3的进油口P1，从泵/马达3出来后，再经过滤油器2回油至油箱1。

由柱塞缸20输出至泵/马达3的液压油的流量与输入变频器的速度指令相对应，进而使轿厢按照给定理想的速度曲线依次完成加速、匀速、减速、及平层运行阶段。

当电梯轿厢到达选定楼层，控制器26接收到停靠信号后，向第一个、第二个二位二通电磁换向阀18和22发出断电指令，并同时停止向变频器输出速度指令，使第一个二位二通电磁换向阀18工作在导通状态，第二个二位二通电磁换向阀22工作在截止状态，电动机4出于自由状态，负载高压油通过负载控制油路19，第一个二位二通电磁换向阀18，快速充入液控单向阀14背腔，而不会受第二、第三固定节流器16、21的阻尼影响，这样液控单向阀14背腔可以快速地建立起压力，保证主阀芯的快速关闭，轿厢快速停靠。

Claims (1)

1.一种变频液压电梯用集成阀，其特征在于包括：

1)安全阀(11)的A1油口、B1油口分别与泵/马达(3)的P1油口和液控单向阀(14)的A2油口连通，安全阀(11)的回油口T1、背腔分别与油箱(1)和安全阀先导调压阀(15)的C油口连通，第一固定节流器(8)串联在连通安全阀(11)的背腔与A1油口或B1油口的安全阀控制油路(7)上；

2)安全阀先导调压阀(15)的D油口、P油口与安全阀(11)的B1油口或A1油口连通，安全阀先导调压阀(15)的T油口与回油油路(23)连通；蓄能器(10)通过蓄能器油路(9)与泵/马达油路(5)连通；

3)液控单向阀(14)的B2油口通过负载油路(12)与柱塞缸(20)的P2油口连通，液控单向阀(14)的背腔分别通过单向阀第一控制油路(13)与第一个二位二通电磁换向阀(18)的B3油口连通、通过单向阀第二控制油路(17)与负载控制油路(19)连通，第二固定节流器(16)串联在单向阀第二控制油路(17)上；

4)第一个二位二通电磁换向阀(18)的A3油口与负载控制油路(19)连通，进而与负载油路(12)连通；

5)第二个二位二通电磁换向阀(22)的A4油口通过负载控制油路(19)与负载油路(12)连通，B4油口通过回油油路(23)与油箱(1)连通，第三固定节流器(21)串联在负载控制油路(19)上，其位置在第一个二位二通电磁换向阀(18)的A3油口与第二个二位二通电磁换向阀(22)的A4油口之间；

6)手动下降阀(6)的进油口A5与负载油路(12)连通，回油口B5与油箱(1)连通；

7)控制信号由控制器(26)发出，通过第一电磁阀信号线(24)、第二电磁阀信号线(25)分别向第一个二位二通电磁换向阀(18)、第二个二位二通电磁换向阀(22)输出通电和断电指令。

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