一種多壓力源節(jié)能液壓站的制作方法
【專利摘要】一種多壓力源節(jié)能液壓站，可輸出2～4不同壓力等級(jí)的動(dòng)力源，其中至少有一路由原動(dòng)機(jī)-工作泵輸出中高壓源P0，另至少有一路由液壓壓力變換裝置將P0經(jīng)減壓得到的減壓源P2，根據(jù)實(shí)際需求，還可輸出1～2路增壓源P1；液壓壓力變換裝置是利用液壓缸兩腔活塞面積不等的特性作壓力等比變換，其基本結(jié)構(gòu)包括變壓缸、輸入輸出控制回路、復(fù)位回路及位置檢測元件，可構(gòu)成單缸間斷變壓輸出和多缸連續(xù)變壓輸出。該多壓力源液壓站具有節(jié)能效率高、使用方便和可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種多壓力源節(jié)能液壓站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型節(jié)能液壓站【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)液壓站，僅能提供單一輸出壓力源，為滿足系統(tǒng)多壓力特性需求，往往要經(jīng)過減壓、溢流等技術(shù)手段來達(dá)到其壓力需要，使能量很大一部分消耗在控制閥及管路等輔助裝置上，損耗的能量最終轉(zhuǎn)換成熱量使油溫升高，并由此需要附加額外的循環(huán)冷卻系統(tǒng)來強(qiáng)制降溫，進(jìn)一步加大了系統(tǒng)能耗；同時(shí)，系統(tǒng)整體上使用高壓力，也極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)內(nèi)泄能耗，這種單一壓力源已經(jīng)不適合節(jié)能對液壓系統(tǒng)的要求，現(xiàn)代液壓系統(tǒng)需要更新的節(jié)能技術(shù)。
[0003]現(xiàn)行液壓系統(tǒng)，以單一壓力源供能造成的浪費(fèi)比比皆是，比如，在軋鋼設(shè)備中，多輥軋機(jī)軋制力上推大油缸，在快速上升和下降時(shí)僅需要低壓大流量，而在正常軋制時(shí)又僅需要高壓小流量，我們在兼顧高壓和大流量需求時(shí)，單一壓力源要同時(shí)滿足高壓和大流量需求，這便造成了其設(shè)計(jì)裝機(jī)功率的最大化，造成了很大空載能耗；又如卷取機(jī)旋轉(zhuǎn)液壓缸體積很大，旋轉(zhuǎn)液壓缸在收縮或漲開過程中，僅需要很小壓力，而在漲開到位后卻需要高壓保壓，但此時(shí)幾乎不消耗壓力油；而傳統(tǒng)做法是以最高壓力來滿足整個(gè)過程需求；再如卷取機(jī)卷筒外支撐油缸在上升和下降全行程中并不需要高壓油驅(qū)動(dòng)，僅需要2.0MPa壓力就足以推動(dòng)外支撐快速運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)外支撐到達(dá)行程末端接觸卷筒球軸承后，才需要高壓油保壓，而此時(shí)也幾乎不消耗高壓油，可見這種單一壓力源造成的空載驅(qū)動(dòng)很浪費(fèi)。這種現(xiàn)象在各個(gè)液壓系統(tǒng)中都廣泛存在，造成了液壓系統(tǒng)能耗的普遍浪費(fèi)。
[0004]作為改進(jìn)，在專利技術(shù)I《一種多壓力源節(jié)能液壓系統(tǒng)》(申請?zhí)?201210103380.2)中描述了一種多壓力源雙壓力控制回路的新型節(jié)能液壓回路系統(tǒng)，該發(fā)明將系統(tǒng)負(fù)載按時(shí)序作功需求提供其最小壓力源與之相適應(yīng)，將整個(gè)液壓系統(tǒng)控制回路按實(shí)際負(fù)載需求劃分為2?4個(gè)壓力源，在每個(gè)大流量高耗能重要回路中，都將采用雙壓力源來進(jìn)行分時(shí)供能。且專利技術(shù)2《一種新型節(jié)能液壓站》(申請?zhí)?201210088618.9)描述了與專利技術(shù)I配套使用的一種多壓力源新型節(jié)能液壓站，由它們可以共同構(gòu)建一種全新的液壓節(jié)能系統(tǒng)。這種新型節(jié)能液壓系統(tǒng)有著極廣泛的應(yīng)用前景，但與之配套的多壓力源液壓站也存在一些固有缺點(diǎn):如該液壓站需要大量使用高壓或超高壓蓄能站儲(chǔ)存能量，在由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)工作泵快速啟動(dòng)時(shí)存在沖擊力大的缺點(diǎn)；其高壓蓄能器皮囊及高速啟動(dòng)的液壓泵和液壓馬達(dá)存在易損的風(fēng)險(xiǎn)，因此，實(shí)際維護(hù)成本較高，難以大面積推廣。
[0005]本發(fā)明針對上述發(fā)明專利2作進(jìn)一步改進(jìn)，壓力變換裝置中的液壓馬達(dá)-液壓泵由變壓缸取代，由變壓缸形成的減壓源或增壓源組成多壓力源，該發(fā)明能很好適應(yīng)大、中、小等規(guī)模液壓站的節(jié)能改造，具有低成本、高可靠性和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為此，本發(fā)明在于提供一種由工作泵和變壓缸形成的2?4種多等級(jí)液壓動(dòng)力源，以此充分適應(yīng)液壓執(zhí)行元件對壓力需求的多樣性，使整個(gè)液壓回路盡量不用溢流閥和減壓閥，從整體上大幅降低系統(tǒng)壓力，從而降低系統(tǒng)空載能耗和內(nèi)泄漏損耗，從整體上達(dá)到節(jié)能最大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明在于提供一種多壓力源節(jié)能型液壓站的構(gòu)成方法，該液壓站根據(jù)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際需求，可以獨(dú)立輸出2?4種不同壓力等級(jí)的動(dòng)力源，且其中至少有I種由原動(dòng)機(jī)-工作泵輸出的中壓或中高壓動(dòng)力源Ptl,另至少有I種由Ptl經(jīng)液壓壓力轉(zhuǎn)換器減壓后輸出的減壓動(dòng)力源P2，還可以有I?2種由P。經(jīng)壓力轉(zhuǎn)換器增壓后輸出的增壓源P1, —般地，取中壓源P。= 8?16MPa，低壓源P2 = 2?5MPa，高壓源P1 = 15?40MPa。
[0008]在這種由工作泵和變壓缸輸出的多種混合動(dòng)力源中，以輸出中壓(或中高壓)P。及低壓源P2為主要驅(qū)動(dòng)源，以高壓源P1為輔助動(dòng)力源；且每種動(dòng)力源都可以為多個(gè)液壓回路共同使用。
[0009]液壓壓力轉(zhuǎn)換器是利用液壓缸活塞兩腔面積不等的特性進(jìn)行減壓或增壓轉(zhuǎn)換，這有別于使用減壓閥得來的減壓源，也區(qū)別于使用由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)工作泵得到的減壓源或增壓源；這種由液壓缸組成的液壓壓力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，簡稱“壓力轉(zhuǎn)換器”，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]這種缸型液壓壓力轉(zhuǎn)換器，是利用變壓缸兩腔面積S1、S2不相等特性，作等比壓力變換，當(dāng)從液壓缸一側(cè)進(jìn)油時(shí)，在不考慮重力和摩擦力的情況下，當(dāng)活塞達(dá)到靜力平衡時(shí)，在另一側(cè)可得到與S1ZiS2成比例的壓強(qiáng)。利用這個(gè)原理，我們可以在一個(gè)大系統(tǒng)中，利用同一種壓力源，經(jīng)過多組這樣的壓力變換便得到多種動(dòng)力源，且在實(shí)際變換過程中，能量變換損失較小，這遠(yuǎn)比使用壓力控制閥來獲取多種壓力源節(jié)能。
[0011]每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)型壓力轉(zhuǎn)換器，由一件變壓缸、輸入輸出邏輯控制回路、復(fù)位控制回路，缸行程位置檢測元件，四大部分共同組成。液壓變壓裝置的閥控邏輯控制回路指變壓缸的進(jìn)油源Ptl及輸出源P1或P2的控制回路；壓力轉(zhuǎn)換器的復(fù)位回路，指變壓缸輸出到達(dá)行程末端時(shí)必須附加一個(gè)復(fù)位控制回路，讓變壓缸能夠正常復(fù)位，以形成周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；變壓缸行程位置檢測元件，是指安裝在變壓缸上的檢測液壓缸行程起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置檢測元件，檢測變壓缸的“起點(diǎn)”和“終點(diǎn)”位置并發(fā)出控制信號(hào)，其檢測元件種類可以是位置感應(yīng)開關(guān)、行程開關(guān)、位置傳感器或行程編碼器等位置檢測裝置。
[0012]上述由標(biāo)準(zhǔn)壓力轉(zhuǎn)換器輸出的變壓源，當(dāng)變壓缸處于復(fù)位行程中時(shí)，壓力轉(zhuǎn)換器此時(shí)無法對外提供動(dòng)力源，便形成了非連續(xù)輸出的壓力源。作為改進(jìn)，本發(fā)明提供使用兩件或兩件以上的標(biāo)準(zhǔn)壓力轉(zhuǎn)換器組成的復(fù)合壓力變換裝置，簡稱“壓力轉(zhuǎn)換組”，可以連續(xù)輸出壓力源；當(dāng)壓力轉(zhuǎn)換組中的一件變壓缸處于對外輸出壓力源時(shí)，則另外一件處于待工作狀態(tài)；當(dāng)前一件變壓缸到達(dá)行程末端時(shí)，后一件變壓缸則開始接替其輸出工作，而前一變壓缸允許復(fù)位，并迅速到達(dá)工作起點(diǎn)，之后又開始處于工作準(zhǔn)備狀態(tài)。這樣，由兩件或兩件以上的變壓缸便構(gòu)成了無輸出時(shí)間間隙的壓力源。
[0013]在一個(gè)節(jié)能型多壓力源輸出液壓站中，既有了由工作泵輸出的基本動(dòng)力源P。，也有了減壓動(dòng)力源己，還有了增壓壓力源P1，且系統(tǒng)中以P。和P2輸出為主，P1輸出為輔的多壓力源，這樣，便可以很好地滿足液壓回路對多壓力特性的節(jié)能需求，為最大限度地減少泵、執(zhí)行元件的空載能耗，減少系統(tǒng)內(nèi)泄漏和閥控元件的損失創(chuàng)造了條件，代表液壓系統(tǒng)節(jié)能推廣的未來發(fā)展方向?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]附圖Ι-a為增壓缸基本結(jié)構(gòu)原理圖
[0015]附圖Ι-b為減壓缸基本結(jié)構(gòu)原理圖
[0016]附圖Ι-c為附加復(fù)位缸的變壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]附圖Ι-d為附加重力復(fù)位的變壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]附圖Ι-e為附加復(fù)位回路的變壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]附圖2_a為壓力轉(zhuǎn)換組增壓連續(xù)輸出原理圖
[0020]附圖2_b為壓力轉(zhuǎn)換組減壓連續(xù)輸出原理圖
[0021]附圖3為多壓力源輸出的液壓站結(jié)構(gòu)原理圖
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明涉及一種新型節(jié)能液壓站，該液壓站可提供多種壓力等級(jí)的液壓動(dòng)力源，且其中一種動(dòng)力源P。必須由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作泵來提供，其余壓力等級(jí)的動(dòng)力源可以由P。經(jīng)變壓缸壓力變換后得到。變壓缸是利用其兩腔面積不等的特性來進(jìn)行壓力轉(zhuǎn)換，由此可以得到比Ptl大的高壓源，也可以得到比Ptl小的低壓源。本發(fā)明在于提供液壓壓力轉(zhuǎn)換器和以此構(gòu)成多壓力源液壓站的構(gòu)成方法。
[0023]1、壓力轉(zhuǎn)換器變壓原理及基本結(jié)構(gòu)
[0024]液壓壓力轉(zhuǎn)換器是·利用變壓缸活塞兩腔面積不等的特性進(jìn)行減壓或增壓轉(zhuǎn)換，這有別于使用減壓閥得來的減壓源，也區(qū)別于使用由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)工作泵得到的減壓源或增壓源。這種缸型液壓壓力轉(zhuǎn)換器，既可以利用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的專用增壓缸進(jìn)行增壓或減壓使用，也可以使用普通雙作用液壓缸進(jìn)行變壓，且普通雙作用缸結(jié)構(gòu)簡單，單位體積相對較小，建議優(yōu)先選用。
[0025]傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型專用增壓缸是利用大小不同的兩件液壓缸活塞進(jìn)行機(jī)械連接，利用兩件液壓缸活塞面積不等的特性作壓力等比變換。傳統(tǒng)增壓缸的用法主要是作為某單一液壓回路增壓使用，一般不作多回路動(dòng)力源使用，也很少作為減壓源使用。這是傳統(tǒng)增壓缸與本發(fā)明的增壓缸在使用上的一大區(qū)別。
[0026]在本發(fā)明中，只需要調(diào)換傳統(tǒng)增壓缸進(jìn)出油口位置及修改其控制回路，同樣可以輸出減壓源，在本發(fā)明中，重點(diǎn)提倡使用普通雙作用液壓缸來進(jìn)行增壓或減壓，傳統(tǒng)專用增壓缸可看作是普通雙作用缸使用中的特例。在具體多壓力源輸出液壓站中，以中壓源和減壓源應(yīng)用為主，增壓源為輔，以形成多能級(jí)壓力源的綜合應(yīng)用，達(dá)到整體節(jié)能最大化目的。
[0027]故，缸型液壓壓力轉(zhuǎn)換器總是利用其變壓缸兩腔面積Sp S2不相等特性，來作等比壓力變換。當(dāng)從大腔S1—側(cè)進(jìn)油時(shí)，在不考慮重力和摩擦力的情況下，當(dāng)活塞達(dá)到靜力F平
衡時(shí)，在S2—側(cè)總可得到與51/&成正比例的高壓油源P1，且P1 = K1Ptl, An=1，Κι為





S 2
增壓系數(shù)；如果對進(jìn)油側(cè)和出油側(cè)進(jìn)行交換，使壓力油源Ptl從S2 —側(cè)進(jìn)油，則當(dāng)活塞達(dá)到力靜F平衡時(shí)，在S1—側(cè)可以得到與S2ZiS1成比例的低壓源匕，^ = !^^，此時(shí)h= ~< I，






OI
則K2為減壓系數(shù)。如圖ι-a為增壓缸基本結(jié)構(gòu)原理圖，圖l-b為減壓缸基本結(jié)構(gòu)原理圖，其中，S1為變壓缸活塞大腔面積，S2為變壓缸活塞小腔面積。[0028]變壓缸為壓力轉(zhuǎn)換器的核心器件，既可以是普通雙作用液壓缸，也可以是傳統(tǒng)專用增壓缸；當(dāng)使用普通雙作用液壓缸時(shí)，S1指無桿腔活塞面積，S2指有桿腔活塞面積；當(dāng)變壓缸使用傳統(tǒng)專用增壓缸時(shí)，S1指大缸活塞面積，S2指小缸活塞面積。
[0029]2、壓力轉(zhuǎn)換器的復(fù)位形式
[0030]作為輸出動(dòng)力源，變壓缸需要作循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此，當(dāng)變壓缸到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí)，需要有檢查其行程的感應(yīng)開關(guān)或位置傳感器，當(dāng)液壓缸感知到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí)，則需要返回到行程起始點(diǎn)后，才能參與下一個(gè)循環(huán)周期；故，液壓缸需要復(fù)位裝置。變壓缸常見的復(fù)位方式有多種，如圖Ι-c為附加復(fù)位缸的變壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該壓力轉(zhuǎn)換器由復(fù)位液壓缸H強(qiáng)制復(fù)位，強(qiáng)制其回到行程起點(diǎn)，復(fù)位液壓缸的壓力和流量需求遠(yuǎn)小于壓力轉(zhuǎn)化器的變換壓力Ptl和流量Q ;如圖Ι-d為靠外加重力(或變壓缸活塞及活塞桿的自身重力)來自動(dòng)復(fù)位的變壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖，G為外加重錘，該工作方式中，壓力轉(zhuǎn)換器只能垂直安裝，并且也需要外加強(qiáng)制復(fù)位的控制油路來實(shí)現(xiàn)。這三種復(fù)位方式中，圖Ι-c靠外加液壓缸復(fù)位，需要增加一個(gè)復(fù)位液壓缸及控制回路，其中，外加復(fù)位缸勢必占用一定空間，在某些場合使用可能不太方便；圖Ι-d靠外加重物復(fù)位完全可行，但其復(fù)位時(shí)間可能較長，再者外加重錘，也需要占用寶貴空間；l_e為外加低壓復(fù)位控制回路，該結(jié)構(gòu)簡單易行，為優(yōu)選復(fù)位方式，本發(fā)明圍繞該復(fù)位控制回路來說明各壓力轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和功能。
[0031]3、壓力轉(zhuǎn)換器標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及工作過程說明
[0032]如圖l_e，為標(biāo)準(zhǔn)缸型壓力轉(zhuǎn)換器的完整結(jié)構(gòu)原理圖，該轉(zhuǎn)換器由一件變壓缸、輸入輸出控邏輯控制回路、復(fù)位控制回路和位置檢測元件，這四大部分共同組成。J1為變壓缸主體，其上開有4個(gè)油口分別標(biāo)記為A、B、C、D，在該圖中，A為變壓缸壓力源Ptl進(jìn)油口，B為壓力源輸出油口，C為復(fù)位源己輸入油口，D為復(fù)位源回油口。在控制回路中，4和5為進(jìn)油口的邏輯控制元件，6為輸出油口的復(fù)位控制元件。在控制回路中，Ptl油源主要由單向閥4和邏輯通斷閥5組成油路通或斷的控制功能，輸出控制油路上一般都設(shè)有單向閥6以防止輸出源逆流，它可以是普通單向閥也可以是液控單向閥，還可以是邏輯通、斷閥。在復(fù)位控制回路中，主要由邏輯通斷閥1、單向閥2、和液控單向閥3組成，在需要復(fù)位時(shí)，邏輯閥5失電斷開，右路輸入、輸出回路斷開，同時(shí)，左路邏輯閥I導(dǎo)通，液控單向閥3打開，回路暢通，變壓缸正常復(fù)位，當(dāng)復(fù)位到達(dá)液壓缸工作起點(diǎn)時(shí)，位置檢測元件L2信號(hào)接通，變壓器發(fā)出“復(fù)位結(jié)束”信號(hào)，由此控制邏輯閥I斷開，Ps復(fù)位源斷路，左路處于全部斷開狀態(tài)；當(dāng)變壓缸需要對外輸出動(dòng)力源時(shí)，邏輯閥5得電導(dǎo)通，Ptl控制回路接通，同時(shí)，輸出源P1回路也導(dǎo)通，而左路Ps回路則處于斷開狀態(tài)，故，變壓源能夠正常工作；當(dāng)變壓缸輸出到達(dá)行程末端時(shí)，位置檢測開關(guān)L1信號(hào)接通，系統(tǒng)發(fā)出“復(fù)位”控制信號(hào)，變壓裝置開始復(fù)位工作，這樣便可以形成循環(huán)往復(fù)輸出。邏輯通斷閥一般由電磁換向閥、電磁截止閥等邏輯控制閥組成，主要控制其流量大小或?qū)崿F(xiàn)其簡單的導(dǎo)通或截止等功能。這是一個(gè)主動(dòng)增壓變壓器原理圖，主動(dòng)減壓原理也與之相似并不難獲得，在此不再詳細(xì)介紹。
[0033]4、無輸出時(shí)間間隙的壓力轉(zhuǎn)換組結(jié)構(gòu)說明
[0034]上述由標(biāo)準(zhǔn)缸型壓力轉(zhuǎn)換器形成的輸出變壓源，當(dāng)變壓缸處于復(fù)位行程中時(shí)，變壓裝置對外無法提供動(dòng)力源，便形成了非連續(xù)輸出的壓力源。作為改進(jìn)，本發(fā)明提供由兩件或兩件以上的標(biāo)準(zhǔn)型壓力轉(zhuǎn)換器構(gòu)成一組復(fù)合轉(zhuǎn)換裝置，簡稱“壓力轉(zhuǎn)換組”，以此輸出連續(xù)壓力源。當(dāng)壓力轉(zhuǎn)換組中的一件變壓缸處于對外提供壓力源時(shí)，則另一件處于工作準(zhǔn)備狀態(tài)，待前一件變壓缸到達(dá)行程末端時(shí)，則后一件變壓缸便開始接替其工作，而前一件變壓缸開始復(fù)位，并迅速到達(dá)工作起點(diǎn)，之后便開始處于工作準(zhǔn)備狀態(tài)，進(jìn)而形成循環(huán)往復(fù)的連續(xù)輸出動(dòng)力源。
[0035]如圖2-a所示，為連續(xù)性輸出增壓源，圖2-b為連續(xù)性輸出減壓源。以圖2_a為例加以說明，該工作組由變壓缸JpJ2構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)型壓力變換器并聯(lián)而成，工作組變壓缸左側(cè)為壓力變換控制回路，工作組變壓缸右側(cè)為壓力變換器復(fù)位控制回路J1和J2的輸入壓力源Ptl通過N1點(diǎn)完全并聯(lián)在一起，J1和J2的輸出壓力源P1通過N2點(diǎn)完全并聯(lián)在一起，J1和J2的復(fù)位壓力源Ps通過N3和N4點(diǎn)也完全并聯(lián)在一起，其中，N3點(diǎn)為Ps輸入復(fù)位源上的交匯點(diǎn)，N4點(diǎn)為回油管路上的交匯點(diǎn)。在工作開始時(shí)，變壓缸J1和J2都處于準(zhǔn)備工作起始位置，即變壓缸J1處于L2位置，液壓缸J2處于L4位置；正式開始工作時(shí)T1得電導(dǎo)通，壓力源P0通過T1導(dǎo)通進(jìn)入變壓缸J1內(nèi)，J1對外輸出增壓壓力源，而J2液壓缸仍然處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)，邏輯閥T2、T3、T4均失電處于斷開狀態(tài)；但當(dāng)液壓缸J1到達(dá)行程末端即L1位置時(shí)，則L1發(fā)出控制信號(hào)，使J2邏輯閥T2得電導(dǎo)通，P0壓力源進(jìn)入J2變壓缸內(nèi)，由J2開始接替J1工作，同時(shí)L1發(fā)出的信號(hào)控制J1復(fù)位，使T1斷電，T3得電導(dǎo)通，即左側(cè)變壓主回路斷開，且復(fù)位源Ps導(dǎo)通，則J1液壓缸快速復(fù)位，在J2開始工作且J1開始復(fù)位的同時(shí)，T4仍處于斷電狀態(tài)，另當(dāng)J1液壓缸復(fù)位到達(dá)L2起始位置時(shí)，L2位置檢測元件發(fā)出信號(hào)“復(fù)位結(jié)束”信號(hào)，該信號(hào)控制T3斷電，Ps復(fù)位源斷開，此時(shí)，?\、Τ3均處于斷電狀態(tài)，其控制主回路和復(fù)位回路均處于斷路狀態(tài)，J1重新處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)；當(dāng)液壓缸J2到達(dá)行程終點(diǎn)L3后，L3發(fā)出J2 “工作結(jié)束”信號(hào)，表明本周期內(nèi)J2工作結(jié)束，交由下一周期J1工作，L3信號(hào)同時(shí)控制T2斷電、T4得電，T1得電，于是J1開始工作，J2開始復(fù)位，當(dāng)J2快速復(fù)完畢時(shí)，L4發(fā)出“J2準(zhǔn)備完畢”信號(hào)，該信號(hào)控制T4失電，此時(shí)，僅T1帶電導(dǎo)通，T2、T3和T4均處于失電斷開狀態(tài)。這樣，J1和J2組成的連續(xù)壓力變壓組始終可以交替連續(xù)輸出動(dòng)力源。
[0036]同理，由2件或2件以上的標(biāo)準(zhǔn)變壓器可以組成類似連續(xù)輸出的減壓源。如圖2-b為對外無工作間隙 輸出的減壓壓力源。
[0037]在圖2中，輸入源P。和輸出源壓力P1或P2都遠(yuǎn)大于復(fù)位動(dòng)力源Ps的壓力，故，變壓缸復(fù)位需求的能量很小。
[0038]5、多壓力源輸出的典型液壓站結(jié)構(gòu)
[0039]為適應(yīng)負(fù)載多壓力源節(jié)能驅(qū)動(dòng)的需求，本發(fā)明提供一種由工作泵、減壓缸或增壓缸混合組成的多壓力源節(jié)能型液壓站供能系統(tǒng)。最基本構(gòu)成特征為，液壓站由工作泵提供一種中壓或中高壓動(dòng)力源P。，高于P。的動(dòng)力源P1由增壓缸或增壓缸組提供，低于P。的低壓源己由減壓缸或減壓缸組來提供；同時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求，可提供多種高壓壓力源，也可同時(shí)提供多種低壓動(dòng)力源，各種壓力源可同時(shí)對外輸出。
[0040]一般地，由泵站提供中壓或中高壓液壓動(dòng)力源P。，其取值范圍為P。= 8.0~16.0MPa，其余動(dòng)力源由P。經(jīng)變換獲得；其中，高壓源？1由增壓缸(或增壓缸組)變壓獲得，一般地，根據(jù)需要，其取值范圍SP1 = 15~40.0MPa，低壓源P2由減壓缸(或減壓缸組)變換獲得，一般地，根據(jù)需要其取值范圍為P2 = 2~5.0MPa0
[0041]在混合驅(qū)動(dòng)源液壓站中，壓力源等級(jí)的構(gòu)成細(xì)分原則為:對于12.0MPa以下的液壓系統(tǒng)，一般可劃分為中高壓源P。和低壓源p2，P2 = 2.0~5.0MPa及P。= 8.0~12.0MPa兩個(gè)壓力源；對于12.0~21.0MPa的高壓源，可分為中高壓源Ptl、高壓源P1和低壓源P2,P0 = I2.0 ~I5.0MPajP1 = 15.0 ~21.0MPa 及 P2 = 2.0 ~5.0MPa 三個(gè)壓力源；對于高于21.0MPa的壓力源，除Pc^PpP2這三檔壓力源外，根據(jù)需要可再提供一個(gè)高于21.0MPa的增壓源P3，P3 = 21~40.0MPa四個(gè)壓力源，系統(tǒng)具體壓力源的需求主要根據(jù)實(shí)際負(fù)載回路需求來選擇，可由各壓力轉(zhuǎn)換單元來實(shí)際構(gòu)成。
[0042]如圖3所示，為一種典型的多壓力源輸出液壓動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該液壓站由工作泵I和工作泵2提供基本動(dòng)力源Ptl,工作泵I和2的出口并聯(lián)一起接輸出端Ptlt5增壓壓力變換單元4由標(biāo)準(zhǔn)增壓缸組成，4的輸入口接泵的輸出口 P。，4的輸出口接輸出動(dòng)力源P1 ；減壓壓力變換單元5由標(biāo)準(zhǔn)減壓缸組構(gòu)成，5的輸入口接泵的輸出口壓力源Ptl, 5的輸出口接輸出動(dòng)力源Ρ2。單個(gè)增壓變換單元4組成間隙輸出增壓源(也可根據(jù)需要選擇增壓缸組構(gòu)成無間隙動(dòng)力源輸出)，減壓缸組5構(gòu)成無間隙輸出減壓動(dòng)力源。這三種壓力源可以各自單獨(dú)輸出，也可同時(shí)輸出，并且輸出不同等級(jí)的壓力源以適應(yīng)液壓執(zhí)行回路的個(gè)性化需求。
[0043]該液壓站可同時(shí)提供3種壓力源，壓力源P。由工作泵的設(shè)定壓力決定，壓力P1由
【權(quán)利要求】
1.一種多壓力源節(jié)能液壓站，其輸出包括泵供動(dòng)力源Ptl和缸供動(dòng)力源P1或P2,可根據(jù)需求輸出2?4種不同壓力等級(jí)的動(dòng)力源，該新型液壓站由工作泵、減壓壓力單元或增壓壓力單元組成混合液壓動(dòng)力源，每種壓力源都相對獨(dú)立，并可單獨(dú)輸出各自壓力源；其中，缸供輸出動(dòng)力源必須以P。為輸入為動(dòng)力源，經(jīng)液壓壓力轉(zhuǎn)換器壓力變換后得到減壓源P2或增壓源P1O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該新型多壓力源節(jié)能液壓站可輸出2?4種不同等級(jí)的壓力源，其中，由工作泵直接輸出8?16.0MPa中高壓動(dòng)力源P。，減壓源P2由減壓壓力轉(zhuǎn)換器(或壓力轉(zhuǎn)換組)將輸入P。經(jīng)壓力轉(zhuǎn)換成2?5MPa后輸出；本多壓力源液壓站，以輸出P。和P2壓力源為主，輸出增壓源P1為輔，輸出P1僅作為優(yōu)選條件；可根據(jù)實(shí)際需求提供I?2種高壓源，且該高壓源P1必需由增壓壓力轉(zhuǎn)換器(或壓力轉(zhuǎn)換組)將輸入壓力源P。轉(zhuǎn)換成15?40MPa后輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，缸供動(dòng)力源是由標(biāo)準(zhǔn)的“壓力轉(zhuǎn)換器”或“壓力轉(zhuǎn)換組”構(gòu)成的輸出動(dòng)力裝置；其中，“壓力轉(zhuǎn)換器”是由變壓缸主體、輸入輸出控制回路、復(fù)位控制回路和位置檢測元件共4大部分組成的一個(gè)有機(jī)整體；單個(gè)壓力轉(zhuǎn)換器可對外間隙性地輸出壓力源，在復(fù)位過程中則無法對外輸出；由多個(gè)壓力轉(zhuǎn)換器并聯(lián)可組成壓力變換組，由該組中的各標(biāo)準(zhǔn)壓力轉(zhuǎn)換器交替對外輸出和復(fù)位，便形成連續(xù)的對外輸出動(dòng)力源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，各壓力轉(zhuǎn)換器是由變壓缸主體、輸入輸出控制回路、復(fù)位控制回路和位置檢測元件共4大部分組成一個(gè)有機(jī)整體，其中，變壓缸為壓力轉(zhuǎn)換器的主體，該每個(gè)變壓缸上設(shè)有A、B、C、D共4個(gè)控制口，分別連接壓力油源P。、P1 (或P2)、Ps及回油油箱，變壓缸是利用液壓缸兩腔活塞面積不等的特性作壓力等比變換，既可以增壓，也可以減壓，且每個(gè)變壓缸的輸入源為泵供壓力源Ptl，輸出壓力源則直接輸出供各負(fù)載回路使用；輸入輸出控制回路、復(fù)位控制回路和位置檢測元件為變壓缸的邏輯控制元件和回路，控制變壓缸的具體行為；位置檢測元件為各類檢測變壓缸運(yùn)動(dòng)位置或行程的電氣檢測元件，可以是位置感應(yīng)開關(guān)、行程開關(guān)、位置傳感器或光電編碼器等電氣檢測裝置，主要是檢測變壓缸工作行程的“起點(diǎn)”和“終點(diǎn)”位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述，每個(gè)壓力轉(zhuǎn)換器在循環(huán)輸出過程中都需要復(fù)位裝置，其復(fù)位工作方式可以選用外加專用復(fù)位油缸復(fù)位，也可以選用外加重錘復(fù)位工作方式，還可以選用外加專用復(fù)位控制回路工作方式，一般地，優(yōu)先選用外加專用復(fù)位控制回路進(jìn)行復(fù)位。
【文檔編號(hào)】F15B21/00GK103851037SQ201210541770
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】何榮志 申請人:何榮志