一种集成式泵控液压单元 |
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| 申请号 | CN201610987381.6 | 申请日 | 2016-11-10 | 公开(公告)号 | CN106382265A | 公开(公告)日 | 2017-02-08 |
| 申请人 | 扬州市江都永坚有限公司; | 发明人 | 吴考; 张鸿鹄; 马赛平; 潘彩霞; | ||||
| 摘要 | 一种集成式 泵 控液压单元，涉及 船舶 、 汽车 及 工程机械 制造等领域，包括 能源 回路、执行回路和控制回路；能源回路包括伺服 电机 、双向定量油泵、低压油箱、 过滤器 、 制动 阀 ；执行回路包括两个双向液压 锁 、两个换向阀、两个第二溢流阀、一个 液压缸 、两个流量 传感器 、两个 压 力 传感器 和两个到位传感器；控制回路包括反馈 电路 、交/直电源转换模 块 、报警电路、显示界面和 伺服电机 驱动控制电路；集成式泵控液压单元还包括安装壳体，伺服电机、双向定量油泵、低压油箱、过滤器、双向液压锁、液压缸、流量传感器、 压力传感器 和到位传感器集成于一体，连接在安装壳体上。本 发明 简化了系统构成，降低了系统功耗，提高了系统工作效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种集成式泵控液压单元，其特征在于：包括能源回路、执行回路和控制回路； |
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| 说明书全文 | 一种集成式泵控液压单元技术领域背景技术[0002] 现代液压技术既包含机械技术，又融合了控制技术、自动化和智能化等多方面技术，其产品和系统为多方面技术的集成。 [0003] 随着国家经济的高速发展，在船舶、汽车及工程机械领域，采用液压泵站与控制阀块相连，驱动液压缸的液压系统，这种系统存在体积大、重量重、管道布置复杂、易漏油、工作效率较低及制造成本较高等缺点。未来配套液压设备将向着小型化、大功率、集成化、低成本、易控制方向发展。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种集成式泵控液压单元，克服现有液压技术的体积大、布置复杂和工作效率低等不足，简化了系统构成，降低了系统功耗，提高了系统工作效率。 [0005] 本发明的目的是这样实现的：一种集成式泵控液压单元，包括能源回路、执行回路和控制回路；所述能源回路包括伺服电机、双向定量油泵、低压油箱、过滤器、制动阀；所述伺服电机与双向定量油泵连接，双向定量油泵的两个油口均与制动阀连接，制动阀、过滤器、低压油箱依次连接，双向定量油泵的两个油口分别连接第一溢流阀，两个第一溢流阀并联后与低压油箱连接；所述执行回路包括两个双向液压锁、两个换向阀、两个第二溢流阀、一个液压缸、两个流量传感器、两个压力传感器和两个到位传感器；所述双向定量油泵的两个油口均与相应的双向液压锁串联连接，其中一个双向液压锁与液压缸的有杆腔连接，另一个双向液压锁与液压缸的无杆腔连接，液压缸的有杆腔依次连接其中一个换向阀和第二溢流阀，液压缸的无杆腔依次连接另一个换向阀和第二溢流阀，两个第二溢流阀并联后串联接入低压油箱，两个流量传感器、两个压力传感器和两个到位传感器分别接入液压缸的两端，进行流量和速度反馈、压力监测、到位检测；所述控制回路包括反馈电路、交/直电源转换模块、报警电路、显示界面和伺服电机驱动控制电路；所述流量传感器的输出信号接入反馈电路和显示界面，反馈电路与伺服电机驱动控制电路连接，伺服电机驱动控制电路连接显示界面，伺服电机驱动控制电路还与伺服电机连接，对伺服电机进行转速调节，调节双向定量油泵输出流量，从而达到控制液压缸输出速度的目的，实现闭环控制；所述压力传感器的输出信号与报警电路连接，报警电路连接显示界面；所述到位传感器输出信号与显示界面连接；交/直电源转换模块与流量传感器、压力传感器、到位传感器连接供电；所述集成式泵控液压单元还包括安装壳体，所述伺服电机、双向定量油泵、低压油箱、过滤器、双向液压锁、液压缸、流量传感器、压力传感器和到位传感器集成于一体，连接在安装壳体上。 [0006] 本发明通过以上设计，首先地面电源为控制回路供电，控制回路中交/直电源转化模块为到位传感器、压力传感器、流量传感器供电，启动伺服电机，带动双向定量油泵转动，双向定量油泵通过制动阀、过滤器从低压油箱吸油，向液压缸提供高压油液，双向液压锁在高压油液控制下解锁，此时液压缸一腔为工作腔，另一腔通过换向阀和溢流阀向低压油箱回油，液压缸控制被控对象运动。 [0007] 本发明具有以下特点：1、采用双向定量油泵，能实现双向供油，旋向转换的时候，吸油口变出油口，出油口变吸油口。 [0008] 2、双向液压锁可将执行元件双向锁住。 [0009] 3、利用流量传感器，测试液压缸两腔的流量，输出信号通过反馈回路，转换为伺服电机转速信号，通过伺服电机驱动控制电路，实现伺服电机转速闭环。 [0010] 4、通过控制伺服电机的转速闭环控制，控制双向定量油泵的输出流量，从而控制液压缸的运动。 [0011] 5、使用压力传感器，监测液压缸两腔的压力，将监测值接入控制回路，如果某腔压力超出设定压力，则控制回路将报警提示。 [0013] 本发明的有益效果是：本发明与现有阀控液压系统，具有结构简单，可靠性高，传递效率高抗污染能力强，通过采用弹簧增压式低压油箱，改善了油泵的吸油性能，避免了油泵吸空，提高了油泵寿命，同时使用了双向液压锁，实现了液压缸的锁紧功能。采用成熟、可靠的元件，通过集成化设计，优化系统油路，在系统壳体内部布置油路，避免了外接油管，避免漏油，减少系统维护。 [0014] 优选地，所述低压油箱包括油箱壳体、油箱活塞、油箱活塞杆和弹簧，油箱活塞设置在油箱壳体内，油箱活塞杆的上端与油箱活塞固定连接，油箱活塞杆的下端从油箱壳体的底部伸出，弹簧套置在油箱壳体内的油箱活塞杆上。将油箱设计为弹簧增压式油箱，并将油箱与其它部件集成于一体，其原理是在加注时，利用油液给弹簧加压，在加注结束后，弹簧处于压缩状态，此时弹簧对油箱油液有一定的压力。其优点是：低压油箱有利于改善油泵的吸油性能，防止油泵吸空，提高了油泵寿命和系统性能。 [0015] 优选地，所述伺服电机为交流伺服电机或直流无刷伺服电机。 [0017] 图1为本发明的原理图。 [0018] 图2为控制回路的原理图。 [0019] 图3为本发明的结构示意图。 [0020] 图4为低压油箱的结构示意图。 [0021] 图中，1伺服电机、2双向定量油泵、3过滤器、4制动阀、5低压油箱、5-1油箱壳体、5-2油箱活塞、5-3油箱活塞杆、5-4弹簧、6第一溢流阀、7加注活门、8双向液压锁、9换向阀、10旁通阀、11液压缸、12到位传感器、13压力传感器、14流量传感器、15控制回路、16第二溢流阀、17反馈电路、18交/直电源转换模块、19报警电路、20显示界面、21伺服电机驱动控制电路、22安装壳体、23安装底座。 具体实施方式[0022] 如图1－4所示，集成式泵控液压单元包括能源回路、执行回路和控制回路15。 [0023] 能源回路包括伺服电机1、双向定量油泵2、低压油箱5、过滤器3、制动阀4。伺服电机1为交流伺服电机或直流无刷伺服电机，伺服电机1与双向定量油泵2连接，双向定量油泵2的两个油口均与制动阀4连接，制动阀4、过滤器3、低压油箱5依次连接，双向定量油泵2的两个油口分别连接第一溢流阀6，两个第一溢流阀6并联后与低压油箱5连接。低压油箱5包括油箱壳体5-1、油箱活塞5-2、油箱活塞杆5-3和弹簧5-4，油箱活塞5-2设置在油箱壳体5-1内，油箱活塞杆5-3的上端与油箱活塞5-2固定连接，油箱活塞杆5-3的下端从油箱壳体5-1的底部伸出，弹簧5-4套置在油箱壳体5-1内的油箱活塞杆5-3上。 [0024] 执行回路包括两个加注活门7、两个双向液压锁8、两个换向阀9、两个第二溢流阀16、一个液压缸11、两个流量传感器14、两个压力传感器13和两个到位传感器12。液压缸11为单出杆双作用液压缸，液压缸11的有杆腔与无杆腔之间连接旁通阀10。双向定量油泵2的两个油口均与相应的加注活门7、双向液压锁8串联连接，其中一个双向液压锁8与液压缸11的有杆腔连接，另一个双向液压锁8与液压缸11的无杆腔连接，液压缸11的有杆腔依次连接其中一个换向阀9和第二溢流阀16，液压缸11的无杆腔依次连接另一个换向阀9和第二溢流阀16，两个第二溢流阀16并联后串联接入低压油箱5，两个流量传感器14、两个压力传感器 13和两个到位传感器12分别接入液压缸11的两端，进行流量和速度反馈、压力监测、到位检测. 控制回路包括反馈电路17、交/直电源转换模块18、报警电路19、显示界面20和伺服电机驱动控制电路21。流量传感器14的输出信号接入反馈电路17和显示界面20，反馈电路17与伺服电机驱动控制电路21连接，伺服电机驱动控制电路21连接显示界面20，伺服电机驱动控制电路21还与伺服电机1连接，对伺服电机1进行转速调节，调节双向定量油泵2输出流量，从而达到控制液压缸11输出速度的目的，实现闭环控制。压力传感器13的输出信号与报警电路19连接，报警电路19连接显示界面20。到位传感器输出信号12与显示界面20连接。 交/直电源转换模块18与流量传感器14、压力传感器13、到位传感器12连接供电。 [0025] 集成式泵控液压单元还包括安装壳体22，安装壳体22连接安装底座23，安装底座23方便与船舶、汽车安装固定。伺服电机1、双向定量油泵2、低压油箱5、过滤器3、双向液压锁8、液压缸11、流量传感器14、压力传感器13和到位传感器12集成于一体，连接在安装壳体 22上。 |
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