CN115263831A - 节能型液压保压装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节能型液压保压装置及其控制方法，该装置包括液压缸；比例阀的第一出口连接液压缸的无杆腔形成第一油路，比例阀的第二出口连接液压缸的有杆腔形成第二油路；第一单向阀连接第一电磁方向阀并形成第三油路；第二单向阀连接第二电磁方向阀并形成第四油路；控制器分别电性连接第一电磁方向阀与第二电磁方向阀以控制第一电磁方向阀与第二电磁方向阀两者中一个打开一个关闭以使得第三油路与第一油路之间以及第四油路与第二油路之间一个连通一个关闭。根据本发明实施例的液压保压装置实现液压缸双向流量再生控制，提高该液压保压回路的节能效果。

Description

节能型液压保压装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种液压节能技术领域，尤其涉及节能型液压保压装置及其控制方法。

背景技术

液压节能主要靠液压差动回路和再生回路来实现，在此统称为“再生回路”。液压再生回路已广泛应用于机械和工业领域等，常规的再生回路利用有杆腔的能量来增大液压缸无杆腔伸出速度，或者利用无杆腔内的能量来增大液压缸有杆腔的伸出速度，而现有的液压节能控制手段节能保压效果较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供节能型液压保压装置，该液压保压回路实现双向节能，提高节能效果。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，根据本发明实施例的节能型液压保压装置，包括：

液压缸；

比例阀，所述比例阀的第一出口连接所述液压缸的无杆腔形成第一油路，所述比例阀的第二出口连接所述液压缸的有杆腔形成第二油路；

第一单向阀与第一电磁方向阀，所述第一单向阀连接所述第一电磁方向阀并形成第三油路，所述第一单向阀的一端连接所述无杆腔以便所述第一油路向所述第三油路可单向导通，所述第一电磁方向阀的一端连接所述第二油路；

第二单向阀与第二电磁方向阀，所述第二单向阀连接所述第二电磁方向阀并形成第四油路，所述第二单向阀的一端连接所述有杆腔以便所述第二油路与所述第四油路单向导通，所述第二电磁方向阀的一端连接所述第一油路；

控制器，分别电性连接所述第一电磁方向阀与第二电磁方向阀以控制所述第一电磁方向阀与所述第二电磁方向阀两者中一个打开一个关闭以使得所述第三油路与所述第一油路之间以及所述第四油路与所述第二油路之间一个连通一个关闭。

进一步的，还包括：

第一平衡阀与第二平衡阀，所述第一平衡阀与第二平衡阀分别连接于所述第一油路与第二油路上，且所述第一平衡阀位于所述第三油路与所述第一油路的连接处与所述比例阀之间，所述第二平衡阀位于所述第四油路与所述第二油路的连接处与所述比例阀之间。

进一步的，还包括：

第一控制油路，其一端连接所述第一单向阀，其另一端连接所述第一油路，且所述第一控制油路与所述第一油路的连接处位于所述第一平衡阀与所述比例阀之间；

第二控制油路，其一端连接所述第二单向阀，其另一端连接所述第二油路，且所述第二控制油路与第二油路的连接处位于所述第二平衡阀与所述比例阀之间。

进一步的，所述第一电磁方向阀位于所述第一单向阀与所述第一油路之间。

进一步的，所述第二电磁方向阀位于所述第二单向阀与所述第二油路之间。

进一步的，还包括：

传感器，其安装于所述液压缸内，所述传感器连接所述控制器，所述传感器用于实时检测所述液压缸的位移。

第二方面，本发明实施例还提供一种节能型液压保压装置的控制方法，应用于节能型液压保压装置，包括：

当所述液压缸伸出时，压力油从所述比例阀的第一出口经所述第一油路流入所述无杆腔，且所述控制器发送打开指令给所述第二电磁方向阀，所述第二电磁方向阀打开，压力油流入所述第二单向阀，所述第二单向阀导通，所述有杆腔内的压力油经第二油路、第四油路、第一油路进入所述无杆腔；

当所述液压缸缩回时，压力油从所述比例阀的第二出口经所述第二油路流入所述有杆腔，且所述控制器发送打开指令给第一电磁方向阀，所述第一电磁方向阀打开，压力油流入第一单向阀，所述第一单向阀导通，所述无杆腔内的压力油经所述第一油路、第三油路、第二油路进入所述有杆腔。

进一步的，包括：

当负载变化较大所述液压缸伸出时，所述控制器发送指令给所述比例阀，压力油从所述比例阀的第一出口经所述第一油路流入所述无杆腔，所述第二电磁方向阀开启，

当第二油路中的压力油的压力小于第二平衡阀的开启压力时，所述第二油路中的压力油流入所述第二单向阀，所述第二单向阀导通，所述有杆腔中的压力油经所述第二油路、第四油路、第一油路流入所述无杆腔；

当所述第二油路中的压力油的压力大于等于所述第二平衡阀的开启压力时，从所述有杆腔流出的压力油流经所述第二平衡阀后流入油箱。

进一步的，包括：

当负载变化较大所述液压缸缩回时，所述控制器发送指令给所述比例阀，压力油从所述比例阀的第二出口经所述第二油路流入所述有杆腔，所述第一电磁方向阀开启，

当所述第一油路中的压力油的压力小于第一平衡阀的开启压力时，所述控制器发送开启指令给所述第一电磁方向阀，所述第一油路中的压力油流入所述第一单向阀，所述第一单向阀导通，所述无杆腔中的压力油经所述第一油路、第三油路、第二油路流入所述有杆腔；

当所述第一油路中的压力油的压力大于等于所述第一平衡阀的开启压力时，从所述无杆腔中流出的压力油流经所述第一平衡阀后流入油箱。

进一步的，当所述第一油路中的压力油的压力大于所述第一平衡阀的开启压力时，压力油通过第二控制油路流入所述第二单向阀，以使得所述第二单向阀关闭；

当所述第二油路中的压力油的压力大于所述第二平衡阀的开启压力时，压力油通过第一控制油路流入所述第一单向阀，以使得所述第一单向阀关闭。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

本发明公开的节能型液压保压装置及其控制方法，该液压保压装置通过在第一油路与第二油路之间连接有第三油路与第四油路，并利用第一单向阀、第一电磁方向阀、第二单向阀和第二电磁方向阀实现液压缸双向流量再生控制，提高该液压保压回路的节能效果；另外，通过对第一平衡阀与第二平衡阀的控制能够实现再生回路与非再生回路的自动切换，提高负载稳定性，且该液压保压回路能够调节速度，准确停止并能够保压。

附图说明

图1为本发明实施例提供的节能型液压保压装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的节能型液压保压装置控制方法中的一个实施例液压缸伸出时压力油流向示意图；

图3为本发明实施例提供的节能型液压保压装置控制方法中的一个实施例液压缸缩回时压力油流向示意图；

图4为本发明实施例提供的节能型液压保压装置控制方法中的另一个实施例液压缸伸出时压力油流向示意图；

图5为本发明实施例提供的节能型液压保压装置控制方法中的另一个实施例液压缸缩回时压力油流向示意图。

附图标记：

10、控制器；20、液压缸；210、有杆腔；220、无杆腔；30、比例阀；40、第一单向阀；50、第一电磁方向阀；60、第二电磁方向阀；70、第二单向阀；80、第一平衡阀；90、第二平衡阀；a、第一油路；b、第二油路；c、第三油路；d、第四油路；e、第一控制油路；f、第二控制油路；g、第三控制油路；h、第四控制油路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种节能型液压保压装置，该装置利用控制器10分别控制第三油路c和第四油路d上的第一电磁方向阀50与第二电磁方向阀60，以使得液压缸20在伸出或缩回时，第一单向阀40或第二单向阀70导通第三油路c或第四油路d，实现液压缸20双向流量再生控制，提高该装置的节能效果。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的一种节能型液压保压装置。

具体的，如图1所示，本发明实施例提供的一种节能型液压保压装置，包括液压缸20、比例阀30、第一单向阀40、第一电磁方向阀50、第二单向阀70、第二电磁方向阀60和控制器10。

其中，比例阀30的第一出口连接液压缸20的无杆腔220形成第一油路a，比例阀30的第二出口连接液压缸20的有杆腔210形成第二油路b。

第一单向阀40连接第一电磁方向阀50并形成第三油路c，第一单向阀40的一端连接无杆腔220以便第一油路a向第三油路c可单向导通，第一电磁方向阀50的一端连接第二油路b。

第二单向阀70连接第二电磁方向阀60并形成第四油路d，第二单向阀70的一端连接有杆腔210以便第二油路b与第四油路d单向导通，第二电磁方向阀60的一端连接第一油路a。

控制器10分别电性连接第一电磁方向阀50与第二电磁方向阀60以控制第一电磁方向阀50与第二电磁方向阀60两者中一个打开一个关闭以使得第三油路c与第一油路a之间以及第四油路d与第二油路b之间一个连通一个关闭。

也就是，通过控制器10控制比例阀30将压力油从其第一出口或第二出口分别输送至无杆腔220或有杆腔210内，以实现液压缸20的快速伸出或缩回。第一出口为图1中的比例阀30的A出口，第二出口为图1中的比例阀30的B出口。

控制器10通过分别控制第一电磁方向阀50与第二电磁方向阀60以实现在液压缸20伸出时，有杆腔210内的液压油能够从第二油路b经第四油路d、第一油路a进入无杆腔220，液压缸20缩回时，无杆腔220内的液压油能够从第一油路a经第三油路c、第二油路b进入有杆腔210，实现液压缸20双向流量再生控制，提高节能效果，并能够使得液压缸20能够准确的停止在指定位置，提高液压缸20的精准度。

在一实施例中，如图1所示，该液压保压装置还包括第一平衡阀80与第二平衡阀90，第一平衡阀80与第二平衡阀90分别连接于第一油路a与第二油路b上，且第一平衡阀80位于第三油路c与第一油路a的连接处与比例阀30之间，第二平衡阀90位于第四油路d与第二油路b的连接处与比例阀30之间。

当液压缸20伸出，压力油从比例阀30的第一出口经第一油路a进入无杆腔220，当压力油产生的压力小于第二平衡阀90设定的开启压力时，第二平衡阀90无法开启，则压力油无法通过第二平衡阀90，而当压力油产生的压力大于等于第二平衡阀90设定的开启压力时，第二平衡阀90开启，压力油通过第二平衡阀90并流向油缸内。第一平衡阀80具有与第二平衡阀90相同原理，此处不再重复说明。

当第一平衡阀80或第二平衡阀90未开启时，液压缸20伸出或缩回时，液压油经第四油路d或第三油路c形成再生回路，提高液压缸20的节能效果。

当第一平衡阀80或第二平衡阀90开启后，液压缸20伸出或缩回时，液压油流过第一平衡阀80或第二平衡阀90并流入油缸，再生回路自动切换为非再生回路，液压缸20实现高压伸出或缩回，提高液压缸20的安全性能与稳定性。

在一实施例中，该液压保压装置还包括第一控制油路e与第二控制油路f。

其中，第一控制油路e一端连接第一单向阀40，其另一端连接第一油路a，且第一控制油路e与第一油路a的连接处位于第一平衡阀80与比例阀30之间。

第二控制油路f一端连接第二单向阀70，其另一端连接第二油路b，且第二控制油路f与第二油路b的连接处位于第二平衡阀90与比例阀30之间。

第一单向阀40与第一控制油路e形成第一液控单向阀，第二单向阀70与第二控制油路f形成第二液控单向阀。

也就是说，当液压缸20伸出，压力油从比例阀30的第一出口经第一油路a进入无杆腔220，当压力油产生的压力小于第二平衡阀90设定的开启压力时，第二平衡阀90无法开启，同时第一油路a上的压力油流入第一单向阀40，以关闭第一单向阀40，实现流量再生。当液压缸20缩回时，压力油从比例阀30的第二出口经第二油路b进入有杆腔210，当压力油产生的压力小于第一平衡阀80设定的开启压力时，第一平衡阀80无法开启，同时第二油路b上的压力油流入第二单向阀70，以关闭第二单向阀70，实现流量再生。

在一实施例中，第一电磁方向阀50位于第一单向阀40与第一油路a之间。

第二电磁方向阀60位于第二单向阀70与第二油路b之间。

通过控制器10控制第一电磁方向阀50与第二电磁方向阀60，以及通过第一控制油路e与第二控制油路f控制关闭第一单向阀40与第二单向阀70，提高该装置相应速度，降低功率消耗。

在一实施例中，该液压保压装置还包括传感器，传感器优选为磁致伸缩直线模拟式传感器，该传感器用于实时检测液压缸20的位移，并将检测到的信号反馈给控制器10。传感器根据不同的应用环境，可将传感器安装于液压缸20的内部也可将其安装于液压缸20的外部，本发明实施例不做限定。传感器与控制器10的配合使得液压缸20能够准确停止在指定位置并在任意位置进行保压，提高该装置的精准度。

控制器10内部有滤波电路，滤波电路可以对采集到的信号进行滤波处理，同时控制器10根据要求的运动指令信号和反馈信号分析计算后求得该装置的控制型号分别送比例阀30，同样的，比例阀30可根据液压缸20运动需求和传感器反馈调节比例阀30电信号的强弱将运动结果反映在液压缸20的位移变化上，如此一个控制运动周期完成，经过多个设定控制周期后闭环***完成指定的运动。

本发明实施例提供的液压保压装置能够实现再生回路与非再生回路的自动切换，能够使得液压缸20停止在预设位置，且该液压缸20能够实现在一段行程中进行多次自动的再生回路与非再生回路的切换，且切换稳定；而当该装置不工作时，能够在不同时间，不同位置停止并长时间保持位置不变，提高该装置的可靠性和稳定性。

在一实施例中，如图1所示，该液压保压装置包括第三控制油路g与第四控制油路h，第三控制油路g与第四控制油路h分别用于控制第一平衡阀80与第二平衡阀90的开启压力以及开启量。

本发明实施例还提供一种节能型液压保压装置的控制方法，应用于节能型液压保压装置，控制方法包括：

如图2所示，当液压缸20伸出时，压力油从比例阀30的第一出口经第一油路a流入无杆腔220，且控制器10发送打开指令给第二电磁方向阀60，第二电磁方向阀60打开，压力油流入第二单向阀70，第二单向阀70导通，有杆腔210内的压力油经第二油路b、第四油路d、第一油路a进入无杆腔220。

如图3所示，当液压缸20缩回时，压力油从比例阀30的第二出口经第二油路b流入有杆腔210，且控制器10发送打开指令给第一电磁方向阀50，第一电磁方向阀50打开，压力油流入第一单向阀40，第一单向阀40导通，无杆腔220内的压力油经第一油路a、第三油路c、第二油路b进入有杆腔210。

第一电磁方向阀50与第二电磁方向阀60处于常闭状态，也就是说，控制器10发送打开指令给第一电磁方向阀50或第二电磁方向阀60时，第一电磁方向阀50或第二电磁方向阀60时才会打开，压力油流经第一电磁方向阀50或第二电磁方向阀60。

也就是说，当液压缸20伸出时，第二电磁方向阀60接收打开指令打开，同时第一电磁方向阀50处于关闭状态。当液压缸20缩回时，第一电磁方向阀50接收打开指令打开，同时第二电磁方向阀60处于关闭状态。也即，当液压缸20伸出时，第四油路d导通，第三油路c断开；当液压缸20缩回时，第三油路c导通，第四油路d断开。

以上控制方法实现液压缸20双向流量再生，提高该装置的工作效率。

在一实施例中，如图4所示，当负载变化较大液压缸20伸出时，控制器10发送指令给比例阀30，压力油从比例阀30的第一出口经第一油路a流入无杆腔220，控制器10发送开启指令给第二电磁方向阀60，第二电磁方向阀60开启，

当第二油路b中的压力油的压力小于第二平衡阀90的开启压力时，第二油路b中的压力油流入第二单向阀70，第二单向阀70导通，有杆腔210中的压力油经第二油路b、第四油路d、第一油路a流入无杆腔220；

当第二油路b中的压力油的压力大于等于第二平衡阀90的开启压力时，从有杆腔210流出的压力油流经第二平衡阀90后流入油箱。

进一步的，当第二油路b中的压力油的压力小于第二平衡阀90的开启压力时，压力油通过第一控制油路e流入第一单向阀40，以使得第一单向阀40关闭，以实现流量再生。

而当第二油路b中的压力油产生的压力大于等于第二平衡阀90中的开启压力时，第二油路b中的压力油经第二平衡阀90流向油缸，同时压力油通过第二控制油路f流入第二单向阀70，以使得第二单向阀70关闭，进一步使得该装置从再生回路自动切换为非再生回路连接，实现液压缸20的高压伸出，克服大负载情况。

如图5所示，当负载变化较大液压缸20缩回时，控制器10发送指令给比例阀30，压力油从比例阀30的第二出口经第二油路b流入有杆腔210，控制器10发送开启指令给第一电磁方向阀50，第一电磁方向阀50开启，

当第一油路a中的压力油的压力小于第一平衡阀80的开启压力时，第一油路a中的压力油流入第一单向阀40，第一单向阀40导通，无杆腔220中的压力油经第一油路a、第三油路c、第二油路b流入有杆腔210；

当第一油路a中的压力油的压力大于等于第一平衡阀80的开启压力时，从无杆腔220中流出的压力油流经第一平衡阀80后流入油箱。

进一步的，当第一油路a中的压力油的压力小于第一平衡阀80的开启压力时，压力油通过第二控制油路f流入第二单向阀70，以使得第二单向阀70关闭，以实现再生流量。

当第一油路a中的压力油产生的压力大于等于第一平衡阀80的开启压力时，第一油路a中的压力油流经第二平衡阀90并流入油缸，同时第一油路中的压力油通过第一控制油路e流入第一单向阀40，以使得第一单向阀40关闭，进一步使得该装置从再生回路自动切换为非再生回路连接，实现液压缸20的高压缩回。

也就是说，液压缸20双向再生回路利用压力变换，当油路内的压力升高时，再生回路自动切换为非再生回路连接，该控制方法提高切换的稳定性且提高液压缸20的输出力度。另外，该控制方法能够实现根据负载大小自动实现切换，并且能够使得切换点设定在该装置容许的最高压力处，提高该装置产生的动能的转换率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种节能型液压保压装置，其特征在于，包括：

液压缸；

比例阀，所述比例阀的第一出口连接所述液压缸的无杆腔形成第一油路，所述比例阀的第二出口连接所述液压缸的有杆腔形成第二油路；

第一单向阀与第一电磁方向阀，所述第一单向阀连接所述第一电磁方向阀并形成第三油路，所述第一单向阀的一端连接所述无杆腔以便所述第一油路向所述第三油路可单向导通，所述第一电磁方向阀的一端连接所述第二油路；

第二单向阀与第二电磁方向阀，所述第二单向阀连接所述第二电磁方向阀并形成第四油路，所述第二单向阀的一端连接所述有杆腔以便所述第二油路与所述第四油路单向导通，所述第二电磁方向阀的一端连接所述第一油路；

控制器，分别电性连接所述第一电磁方向阀与第二电磁方向阀以控制所述第一电磁方向阀与所述第二电磁方向阀两者中一个打开一个关闭以使得所述第三油路与所述第一油路之间以及所述第四油路与所述第二油路之间一个连通一个关闭。

2.如权利要求1所述的节能型液压保压装置，其特征在于，还包括：

第一平衡阀与第二平衡阀，所述第一平衡阀与第二平衡阀分别连接于所述第一油路与第二油路上，且所述第一平衡阀位于所述第三油路与所述第一油路的连接处与所述比例阀之间，所述第二平衡阀位于所述第四油路与所述第二油路的连接处与所述比例阀之间。

3.如权利要求2所述的节能型液压保压装置，其特征在于，还包括：

第一控制油路，其一端连接所述第一单向阀，其另一端连接所述第一油路，且所述第一控制油路与所述第一油路的连接处位于所述第一平衡阀与所述比例阀之间；

第二控制油路，其一端连接所述第二单向阀，其另一端连接所述第二油路，且所述第二控制油路与第二油路的连接处位于所述第二平衡阀与所述比例阀之间。

4.如权利要求1所述的节能型液压保压装置，其特征在于，所述第一电磁方向阀位于所述第一单向阀与所述第一油路之间。

5.如权利要求1所述的节能型液压保压装置，其特征在于，所述第二电磁方向阀位于所述第二单向阀与所述第二油路之间。

6.如权利要求1所述的节能型液压保压装置，其特征在于，还包括：

传感器，其安装于所述液压缸内，所述传感器连接所述控制器，所述传感器用于实时检测所述液压缸的位移。

7.一种节能型液压保压装置的控制方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的节能型液压保压装置，其特征在于，包括：

当所述液压缸伸出时，压力油从所述比例阀的第一出口经所述第一油路流入所述无杆腔，且所述控制器发送打开指令给所述第二电磁方向阀，所述第二电磁方向阀打开，压力油流入所述第二单向阀，所述第二单向阀导通，所述有杆腔内的压力油经第二油路、第四油路、第一油路进入所述无杆腔；

当所述液压缸缩回时，压力油从所述比例阀的第二出口经所述第二油路流入所述有杆腔，且所述控制器发送打开指令给第一电磁方向阀，所述第一电磁方向阀打开，压力油流入第一单向阀，所述第一单向阀导通，所述无杆腔内的压力油经所述第一油路、第三油路、第二油路进入所述有杆腔。

8.如权利要求7所述的方法，应用于如权利要求2所述的节能型液压保压装置，其特征在于，包括：

当负载变化较大所述液压缸伸出时，所述控制器发送指令给所述比例阀，压力油从所述比例阀的第一出口经所述第一油路流入所述无杆腔，所述第二电磁方向阀开启，

当第二油路中的压力油的压力小于第二平衡阀的开启压力时，所述第二油路中的压力油流入所述第二单向阀，所述第二单向阀导通，所述有杆腔中的压力油经所述第二油路、第四油路、第一油路流入所述无杆腔；

当所述第二油路中的压力油的压力大于等于所述第二平衡阀的开启压力时，从所述有杆腔流出的压力油流经所述第二平衡阀后流入油箱。

9.如权利要求8所述的方法，应用于如权利要求2所述的节能型液压保压装置，其特征在于，包括：

当负载变化较大所述液压缸缩回时，所述控制器发送指令给所述比例阀，压力油从所述比例阀的第二出口经所述第二油路流入所述有杆腔，所述第一电磁方向阀开启，

当所述第一油路中的压力油的压力小于第一平衡阀的开启压力时，所述控制器发送开启指令给所述第一电磁方向阀，所述第一油路中的压力油流入所述第一单向阀，所述第一单向阀导通，所述无杆腔中的压力油经所述第一油路、第三油路、第二油路流入所述有杆腔；

当所述第一油路中的压力油的压力大于等于所述第一平衡阀的开启压力时，从所述无杆腔中流出的压力油流经所述第一平衡阀后流入油箱。

10.如权利要求9所述的方法，应用于如权利要求3所述的节能型液压保压装置，其特征在于，当所述第二油路中的压力油的压力大于所述第二平衡阀的开启压力时，压力油通过第二控制油路流入所述第二单向阀，以使得所述第二单向阀关闭；

当所述第一油路中的压力油的压力大于所述第一平衡阀的开启压力时，压力油通过第一控制油路流入所述第一单向阀，以使得所述第一单向阀关闭。

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