CN85100827B - 定量泵液压系统 - Google Patents

Abstract

一种可广泛用于液压传动及控制技术中的定量泵液压系统，主要采用柱塞、活塞互套三通液压缸，系统原理如图示。本系统能大幅度地节约能耗、减少提升，且控制元件少，仅需两个电磁铁来实现快、慢、进、退、暂停等工况的自动循环控制，泵流量为４或６升／分，配套电机０．５５或０．７５，除一个切换阀外，其它元件均可选用最小规格，组成结构紧凑的通用整体或动力部件，适用于类似循环动作要求的各种场合。

Description

定量泵液压系统

本发明属于定量泵液压系统。

现有的定量泵液压系统，为适应变速时流量的不同需要，必须配用溢流阀，构成定量泵恒压系统。这种系统的设计和调整通常是以最大流量和最大压力需要为依据的，相应驱动电机电能消耗也是恒定的。可是实际需要的动力输出是多变的，而且运动速度和负载变化范围很大。以液压动力滑台为例，参看《组合机床液压设计》（大连组合机床研究所编），我国现有的七种规格组成的液压动力滑台（HY系列），其技术性能要求，流量差可达3050-8000倍，负载则从空载到最大额定进给力之间变化（最大进给力从630-10000公斤），定量泵系统液压源输出与实际不相适应，会带来下列缺点：

能量利用率低。平均能耗超过90%，而且都以发热的方式消耗掉，而油液发热又是液压系统许多故障最主要的诱发原因，并影响元件和系统工作的可靠性和寿命。所以，除小功率外，未采取相应措施的定量泵液压系统是不能使用的。

现在解决流量适应的方法之一，是采用双联泵，由低压大流量泵和高压小流量泵分别满足快、慢速运动的需要。这种方法效果是有限的，而且元件数量多，系统复杂，成本高，可靠性低。

国外主要以提高元件本身效率和发展变量泵为主。国内曾采用限压式变量泵系统，虽然达到了流量适应，但是以压力增高为代价换取的，因此若调整不当，则达不到节能的目的。而且变量泵价格高，寿命低，噪音大，使用维护要求高。

国外曾研究节能定量泵液压驱动系统，如专利SU-213332，但该系统复杂，元件数多。增多元件与提高可靠性有矛盾，而且它与常规系统比较，没有根本性的差别，节能效果有限。

本发明的目的是针对现有定量泵液压系统能量利用率低的缺点，采用提高快速运动时的压力以补偿需要的大流量等措施，充分利用动力源的输出流量，采用小排量泵实现以快、慢变速为特征的周期自动循环运动，广泛适用于执行元件为液压缸组成的系统，达到节约能耗，简化结构，降低成本的目的。

本发明的要点是采用柱、活塞互套三通液压缸（附图中25）或如图示使用两个二位五通方向控制阀（附图中1、2）或用多个其他方向控制阀就能完成快、慢、进、退、暂停等工况自动循环的切换。调速阀（附图1中5）设置在靠近液压缸的位置，背压阀（附图中3）是可调式的，蓄能器（附图1中8）通过单向阀（附图1中7）与泵出口本相连，并被二位五通方向控制阀（附图1中1）所封闭，可以实现快速运动时充液，工作进给中供液的作用。通过单向阀（附图1中6）和阀（1）使泵口与液压缸背腔（20）常通。压力继电器（22）接在活塞大腔（19）入口，无需行程终端停留工况要求时，可以省去。这种定量泵系统简单，通用。这种恒压系统至少有两个方向控制阀和至少有一个调速阀。

在恒压系统中去掉蓄能器（8）、单向阀（7）、溢流阀（4）组成的动力源和调速阀（5）、换上节流阀（附图2中23）加压力反馈式溢流阀（24），它的出口直接通柱塞腔（18），并换接两根管路，阀（1）口（14）通阀（2）口（11），单向阀（6）接在口（17）和活塞腔（19）之间形成更简单的压力适应控制系统（附图2），它至少有两个二位五通方向控制阀（或二位五通电磁阀）和至少一个节流阀。

图1是恒压系统图。

图2是压力适应控制系统图。

图1和图2所示系统，若增加调速阀（或节流阀）也能实现二次工进等其他工作循环。结构上可做成动力部件或高度集中为一个整体的电液缸功能部件等形式。如附图1所示，当系统处于图示位置时，液压泵来油经阀（2）回油箱（27），液压泵卸荷，该系统处于原位停止。快进时，1CT，2CT同时得电，阀（1）左位和阀（2）右位接入系统，液压泵来油经阀（7）向蓄能器充液并经阀（2）进入柱塞腔（18），活塞的背腔油经阀（1）和阀（3）回油箱（27），活塞向右运动。与此同时，活塞的大腔（19）经阀（2）和油箱（26）接通，借助大气压力获得充液。由于液压泵的来油全部进入液压缸（25）的柱塞腔（18），柱塞作用面积小，因此可获得空载快速运动。工进时，仅1CT得电，阀（1）左位接入系统，油泵经阀（2）卸荷。蓄能器来油经阀（1）和调速阀（5）进入柱塞腔（18），同时经阀（2）也进入活塞大腔（19），活塞背腔（20）回油经阀（1）和背压阀（3）回油箱（27）。工进速度由阀（5）调节，行程终点碰到死挡铁停留并迫使系统压力升高，压力继电器（22）发讯给时间继电器，控制停留时间。快退时，只2CT得电，阀（2）右位接入系统，泵的卸荷通道被切断，液压泵来油经阀（6）和阀（1）进入活塞背腔（20），由于活塞背腔作用面积比柱塞作用面积大，迫使柱塞腔（18）的油液也经阀（2）、阀（6）和阀（1）汇入活塞背腔（20），此刻，活塞大腔（19）油液经阀（2）回油箱（26），实现差动快退，从而完成一个自动循环。

附图2，当系统处于图示位置时，液压泵来油经阀（2）和阀（1）回油箱（27），液压泵卸荷，活塞处于原位停止状态。快进时，1CT和2CT同时得电，阀（1）左位和阀（2）右位接入系统，液压泵来油经阀（2）进入柱塞腔（18），同时活塞大腔（19）经阀（2）和油箱（26）接通，借助大气压力充液。活塞的背腔（20）经阀（1）和阀（6）汇入大腔（19），活塞向右运动。由于柱塞作用面积小，可获得快速运动。工进时，仅1CT得电，阀（1）左位接入系统，液压泵来油经节流阀（23）进入柱塞腔（18）。同时经阀（2）进入活塞大腔（19），活塞背腔（20）经阀（1）和阀（3）回油箱（27）。工进速度由节流阀（23）调节。行程终点碰到死挡铁停留并迫使系统压力升高，压力继电器（22）发讯给时间继电器，控制停留时间。快退时，2CT得电，阀（2）右位接入系统，液压泵来油经阀（1）进入活塞背腔（20），由于活塞背腔作用面积比柱塞作用面积大，迫使柱塞腔（18）油液经阀（2）和阀（1）汇入活塞背腔（20），活塞大腔（19）油液经阀（2）回油箱（26），从而实现差动快退。

本发明与现有系统相比，在满足同样输出性能技术参数不变的条件下，有以下效果。

（1）能耗小。只需用小流量的单泵（如最小规格泵4升/分）供油，约为原能量的1/3-1/5，驱动电机功率仅需原来的1/4。在实现自动循环的过程中，泵常处于卸荷状态（附图1），而且元件数少，管路短，效果提高10倍以上。

（2）元件数量少。除辅助件外，基本控制元件个数可减少30-40%。

（3）通用性大。只要用2-3种规格的泵就可取代原来我国液压动力滑台系列的七种规格。成本下降至少10-20%。

（4）结构紧凑，油箱缩小到原容积1/5以下。元件规格按泵流量选用，规格品种减少。

（5）可靠性高。元件数少和电磁铁数少，温度下降，故障减少。

系统的全部元件（除泵站外）安装在一块阀块上，该阀块又兼作液压缸的后端盖，即将阀板和液压缸组成一体。亦可制成两个部件的形式。

将液压泵和驱动电机合为一体可构成整体通用功能部件。

Claims (5)

1、一种定量泵液压系统，本发明的特征在于，它包括一个定量泵，两个与泵出口相连的单向阀（6）和（7），一个与泵出口相连的溢流阀（4），一个与单向阀（7）的出口相连的蓄能器（8），一个可调的背压阀（3），至少一个调速阀（5），一个柱塞、活塞互套三通液压缸（25），一个接在液压缸（25）的活塞大腔（19）入口处的压力继电器（22），至少两个方向控制阀（1）和（2），方向控制阀（1）的阀口（14）与蓄能器（8）相连，阀口（15）与液压缸（25）的背腔（20）相连，阀口（16）与单向阀（6）的出口与调速阀（5）的入口相连，阀口（17）与背压阀（3）相连，方向控制阀（2）的阀口（9）、（11）均与油箱（26）相连，阀口（10）与液压缸（25）的柱塞腔（18）及调速阀（5）的出口相连，阀口（12）与液压缸（25）的活塞大腔（19）相连，阀口（13）与泵出口相连。

2、根据权利要求1所述定量泵液压系统，其特征在于，用一个小流量泵就能实现快速进、退运动，工作进给无需泵供油（即泵卸荷），靠蓄能器供液，从而达到节约能耗目的的。

3、一种定量泵液压系统，本发明的特征在于，它包括一个定量泵，至少两个与泵出口相连的方向控制阀（1）和（2），一个与泵出口相连的压力反馈式溢流阀（24），一个与泵出口相连的节流阀（23），一个柱塞、活塞互套三通液压缸（25），一个与液压缸（25）的活塞大腔（19）相连的单向阀（6），一个接在液压缸（25）的活塞大腔（19）入口处的压力继电器（22），方向控制阀（2）的阀口（9）与油箱（26）相连，阀口（10）与液压缸（25）的柱塞腔（18）及节流阀（23）的出口相连，阀口（11）与方向控制阀（1）的阀口（14）相连，阀口（12）与液压缸（25）的活塞大腔（19）相连，阀口（13）与泵出口相连，方向控制阀（1）的阀口（15）与液压缸（25）的活塞背腔（20）相连，阀口（16）与泵出口相连，阀口（17）与可调背压阀（3）及单向阀（6）的入口相连，阀口（21）与油箱（27）相连。

4、根据权利要求3所述定量泵液压系统，其特征在于，用一个小流量泵就能实现快速进、退运动，整个工作循环均能实现压力适应控制，从而达到节约能耗的目的。

5、根据权利要求1或3所述定量泵液压系统，其特征在于，方向控制阀为二位五通电磁阀。