CN1945026B - 有源液压蓄能器回路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有源液压蓄能器回路，其特征是在液压动力源上增设了液压泵、电动机、电动机转速控制器和方向控制阀；液压泵油口和电控阀油口通过液压管与液压蓄能器油口连通，液压泵油口和电控磁阀油口通过液压管连通到与液压动力源相连的液压管上；电动机驱动液压泵转动，电动机转速控制器由系统信号控制电动机的转动速度和方向以及液压蓄能器内的压力值，压力传感器连接在液压蓄能器的进口上。本发明将不可控的无源液压蓄能器改进为有源的液压蓄能器，压差是正或是负可由系统需求控制蓄能器吸入和排出的能量，提高了系统的适应能力和功率利用率，由于采用了有源液压蓄能器，其储油和补油过程不受内外压力的限制，提高了统的加减速能力。

Description

有源液压蓄能器回路

技术领域

本发明属于液压蓄能器控制技术领域，具体地说是一种用有源液压蓄能器主动来进行能量存储或补充的控制回路。

背景技术

蓄能器是液压技术中广泛应用的元件，其主要作用是用来吸收、存储系统中多余的流量，在系统泵源流量不足的情况下，再将存储在其内部的能量提供给系统。采用蓄能器的液压系统可减小装机功率，并具有高的能量利用率。但是目前蓄能器在使用过程中，一般都是直接安装在液压泵的出口，只有当系统的压力高于蓄能器内部的压力时，才能将外部的能量存储到蓄能器中，而只有当蓄能器中的压力高于液压系统的压力时，才能向外部提供能量，而且存储和供给能量的过程受其内外压力差的影响，一般情况都是不可控的。为了克服这一不足，国外虽有人提出通过改变蓄能器内的预充气体压力来控制蓄能器存储、排放能量的过程，但每个系统都要增加一套复杂的充排气装置，使用非常不方便，因此为了能够在控制蓄能器能量流的过程中不受蓄能器内外压力的影响，本发明提出具有主动功能的有源液压蓄能器控制回路。

发明内容

本发明要解决的问题是将现有只能被动吸收或补充能量的液压蓄能器改进为具有主动能量流控制功能的液压能量存储装置，无论液压蓄能器内部和外部的压力差是正或是负，该装置都能够进行能量的存储或排放。本发明的目的是提供一种有源液压蓄能器回路。

本发明一种有源液压蓄能器回路，包括液压动力源、安全阀、方向控制阀I、液压蓄能器、压力传感器以及二位二通电控阀I、II、III，其特征是增设了液压泵，电动机，电动机转速控制器，液压泵的油口A和二位二通电控阀III的油口C通过液压管道L1与液压蓄能器的进油口x_in连通；液压泵的油口B和二位二通电控阀III的油口D通过液压管道L2连通到方向控制阀I的油口E和二位二通电控阀I的油口G；方向控制阀I的油口F由管道L3连通到液压动力源的出油口P；二位二通电控阀I的油口H由管道L4连通到液压缸I的无杆腔C1；电动机经连轴器驱动液压泵转动，电动机转速控制器连接控制电动机；压力传感器安装在液压蓄能器的进口x_in处。

上述的有源液压蓄能器回路，其中所述的液压泵是双方向或是单方向转动的液压泵；所述的液压蓄能器是一个或是一个以上的蓄能器构成的蓄能器组；所述的电动机是交流电动机或是直流电动机。所述的电动机转速控制器是控制电动机转速的变频器、软启动装置，控制电动机启动和停止的开关或两个以上固定转速级别的控制器；所述的二位二通电控阀是电磁直接驱动或是先导控制的电控阀；所述的二位二通电控阀III的油口D和液压泵的油口B由管道L2与动力源的出口P连通；所述的管道L2上设置一个二位二通电控阀I连通到液压缸的无杆腔C1或者一个以上的二位二通电控阀II连通到液压缸的无杆腔C2；所述的液压管道L1直接连通液压管道L2；所述的变量液压马达的进油口M1，在没有液压动力源的情况下，可以直接连接到液压管道L3上，液压缸I、II经过方向控制阀II、III连接到液压管道L3上。

本发明有源液压蓄能器回路，主要优点体现在一是将传统受蓄能器内外压差影响，充排油不可控的无源液压蓄能器，改变成为主动的有源液压蓄能器，无论压差是正还是负，都可以根据系统需求控制蓄能器吸入和排出的能量，提高了系统的适应能力和功率利用率。二是采用有源的液压蓄能器，因其储油和补油过程不受其内外压力的限制，因此可提高系统的加减速能力。

附图说明

图1是本发明有源液压蓄能器回路的第一种装置结构示意图

图2是本发明有源液压蓄能器回路的第二种装置结构示意图

图3是本发明有源液压蓄能器回路的第三种装置结构示意图

图中：1：液压动力源，2：安全阀，3：二位二通电控阀I，4：方向控制阀I，5：二位二通电控阀II，6：液压蓄能器，7：液压泵，8：电动机，9：电动机转速控制器，10：压力传感器，11：二位二通电控阀III，12：联轴器，13：方向控制阀II，14：方向控制阀III，15：变量液压马达，16：液压缸I，17：液压缸II，L1、L2、L3、L4：液压管道，A、B、C、D、E、F、G、H、P、x_in：油口，C1、C2：液压缸无杆腔。

具体实施方式

结合附图及实施例能够对本发明有源液压蓄能器回路的原理和结构作出进一步的详细说明，本实施方式是对本发明的详细说明，并不对本发明作出任何限制。

实施方式1

参见图1，本发明有源液压蓄能器回路是由液压动力源1、安全阀2、二位二通电控阀I 3、方向控制阀I 4、二位二通电控阀II 5，液压蓄能器6，液压泵7，电动机8，电动机转速控制器9，压力传感器10，二位二通电控阀III 11，联轴器12，液压缸I 16，液压缸II 17，液压管道L1、L2、L3、L4以及油口A、B、C、D、E、F、G、H、P、x_in，液压缸无杆腔C1、C2等组成。其中液压动力源1是向整个系统提供动力的装置，它可以是目前所能采用的任何一种形式。安全阀2是限制系统的最高压力，对系统起安全保护作用。二位二通电控阀I 3、方向控制阀I 4、二位二通电控阀II 5控制输入到执行器中流量的方向，从而控制执行器的运动方向；二位二通电控阀I 3和二位二通电控阀II 5是电磁直接驱动或是先导控制的电控阀。液压蓄能器6的作用是将系统工作过程中多余的油液储存进来，或者将储存的压力油补充到液压系统中，它可以是一个或是一个以上的蓄能器构成的蓄能器组。二位二通电控阀III11控制液压蓄能器6是否与液压系统直接连通，接通或断开的时间可根据液压蓄能器内压力的高低及系统的工作状况进行设定。液压泵7的作用是向液压蓄能器6内充油，或是将液压蓄能器6内的压力油泵入到液压系统中，它可以是双方向或是单方向转动的目前市场上应用的任一种结构形式。电动机8用来驱动液压泵7，它可以是交流异步电动机、交流伺服电动机、直流电动机或者是开关磁阻电动机。电动机转速控制器9的作用是控制电动机8的旋转方向和转速，或者是根据压力传感器10提供的信号，控制液压蓄能器6中的压力值，它可以是连续控制电动机8转速的变频器，是软启动装置，控制电动机8只有几个固定转速级别的控制器，或者是控制电动机8启动或停止的开关。压力传感器10的作用是检测液压蓄能器6中的液体压力，并将其转换成电信号(电压、电流)提供给系统。二位二通电磁阀III11的作用是控制液压蓄能器6与液压系统的连通状态，当系统有超越负载(负负载)时，将液压蓄能器6与液压动力源1直接连通，用于直接向液压蓄能器6内充油，是电磁直接驱动或是先导控制的电控阀。

本发明有源液压蓄能器回路的液压泵7的油口A和二位二通电控阀III11的油口C通过液压管道L1与液压蓄能器6的进油口x_in连通。液压泵7的油口B和二位二通电控阀III11的油口D通过液压管道L2连通到方向控制阀I 4的油口E和二位二通电控阀I 3的油口G。方向控制阀4的油口F由管道L3连通到液压动力源1的出油口P。二位二通电控阀I 3的油口H由管道L4连通到液压缸I16的无杆腔C1。电动机8经连轴器12驱动液压泵7转动，电动机转速控制器9连接控制电动机8。压力传感器10安装在液压蓄能器6的进口xin处。

上述中的管道L2上可以设置一个或一个以上的二位二通电控阀I 5；液压管道L1也可以直接连通在液压管道L2。

实施方式2

本发明有源液压蓄能器回路如实施方式1所述，如图2所示，液压管路L2可以不经过方向控制阀4与液压管道L3直接连通。

实施方式3

本发明有源液压蓄能器回路如实施方式1所述，设置一个以上的蓄能器6可构成蓄能器组；在管道L2上设置一个以上的二位二通电控阀II 5连通一个以上的液压缸II 17构成多组二位二通电控阀和液压缸，由此构成多单元的有源液压蓄能器回路。

实施方式4

本发明有源液压蓄能器回路如实施方式1所述，将液压管道L1直接连通液压管道L2，可构成第三种有源液压蓄能器主动回路。

实施方式5

本发明有源液压蓄能器回路如实施方式1所述，如图3所示，在没有液压动力源1的情况下，变量液压马达15的进油口M1可以直接连接到液压管道L3上，液压缸I 16经过方向控制阀II 13连接到液压管道L3上，可构成第四种有源液压蓄能器回路。

Claims (9)

1.有源液压蓄能器回路，其含有液压动力源(1)、安全阀(2)、方向控制阀I(4)、液压蓄能器(6)、压力传感器(10)以及二位二通电控阀I、II、III(3、5、11)，其特征是增设了液压泵(7)，电动机(8)，电动机转速控制器(9)，液压泵(7)的油口A和二位二通电控阀III(11)的油口C通过液压管道L1与液压蓄能器(6)的进油口x_in连通；液压泵(7)的油口B和二位二通电控阀III(11)的油口D通过液压管道L2连通到方向控制阀I(4)的油口E和二位二通电控阀I(3)的油口G；方向控制阀I(4)的油口F由管道L3连通到液压动力源(1)的出油口P；二位二通电控阀I(3)的油口H由管道L4连通到液压缸I(16)的无杆腔C1；电动机(8)经连轴器(12)驱动液压泵(7)转动，电动机转速控制器(9)连接控制电动机(8)；压力传感器(10)安装在液压蓄能器(6)的进口x_in处，所述的液压泵(7)是双方向或是单方向转动的液压泵。

2.如权利要求1所述的有源液压蓄能器回路，其特征在于液压蓄能器(6)是一个或是两个以上的蓄能器构成的蓄能器组。

3.如权利要求1所述的有源液压蓄能器回路，其特征在于电动机(8)是交流电动机或是直流电动机。

4.如权利要求1所述的有源液压蓄能器回路，其特征在于电动机转速控制器(9)是控制电动机转速的变频器、软启动装置，控制电动机启动和停止的开关或两个以上固定转速级别的控制器。

5.如权利要求1所述的有源液压蓄能器回路，其特征在于二位二通电控阀I、II和III(3、5和11)是电磁直接驱动或是先导控制的电控阀。

6.如权利要求1所述的有源液压蓄能器回路，其特征在于二位二通电控阀III(11)的油口D和液压泵(7)的油口B由管道L2与液压动力源(1)的出口P连通。

7.如权利要求1所述的有源液压蓄能器回路，其特征在于管道L2上设置一个二位二通电控阀I(3)连通到液压缸I(16)的无杆腔C1或者一个以上的二位二通电控阀II(5)连通到液压缸II(17)的无杆腔C2。

8.如权利要求1所述的有源液压蓄能器回路，其特征在于液压管道L1直接连通液压管道L2。

9.如权利要求1到8任一项所述的有源液压蓄能器回路，其特征在于在没有液压动力源(1)的情况下，变量液压马达(15)的进油口M1可以直接连接到液压管道L3上，液压缸I(16)经过方向控制阀II(13)连接到液压管道L3上。

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