具有液压储能的缓压型液压控制系统及其实施方法

技术领域

本发明涉及液压控制系统技术领域，具体为具有液压储能的缓压型液压控制系统及其实施方法。

背景技术

液压系统的作用为通过改变压强增大作用力，一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油，液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统，液压传动系统以传递动力和运动为主要功能，液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求 ，通常所说的液压系统主要指液压传动系统，动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力，液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵，执行元件的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动，控制元件在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向，根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀，压力控制阀包括溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等，根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀，液压系统具有体积小和重量轻，刚度大、精度高、响应快以及驱动力大，适合重载直接驱动等优点。

液压传动的过程中需要用到液压控制系统，现有的液压控制系统对整个系统的缓压能力较差，可能会导致整个系统在负压过大的时候造成损坏，虽然在一些液压控制系统中也会通过安装液压蓄能器，但现有的液压蓄能器因为自身的冷却效果差、对于胶囊的保护效果不佳所以使用寿命较低，液压蓄能器最经常的损坏方式就是因为高温导致的损坏。

因此，亟需具有液压储能的缓压型液压控制系统及其实施方法来解决上述问题

发明内容

本发明的目的在于提供具有液压储能的缓压型液压控制系统及其实施方法，包括控制系统本体、液压缸、蓄能器本体和冷却组件，能够增加冷却效果、对于胶囊的保护效果能够方便调节进油的流量和对内部的压力进行泄压排放，从而解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：具有液压储能的缓压型液压控制系统及其实施方法，包括控制系统本体；

液压缸，所述液压缸位于所述控制系统本体的左侧，且所述液压缸的右侧与所述控制系统本体的左侧连通，所述液压缸为整个系统的负载端；

蓄能器本体，所述蓄能器本体位于所述控制系统本体的左侧，且蓄能器本体位于所述液压缸的右侧，用于对整个系统起到缓压储能的作用；以及

冷却组件，所述冷却组件活动连接在所述蓄能器本体的外侧，用于对长时间工作的所述蓄能器本体起到降温冷却的作用，避免内部结构温度过高导致的损坏。

进一步地，所述控制系统本体包括截止阀、单向阀、电磁阀、溢流阀、油泵和驱动电机，所述截止阀位于所述蓄能器本体的底部，所述单向阀的左侧和所述蓄能器本体与所述液压缸均通过液压油管连接，所述单向阀的底部与所述电磁阀活动连接，所述电磁阀的底部与所述溢流阀活动连接，所述电磁阀的底部与所述油泵活动连接，所述驱动电机的左侧与油泵固定连接

进一步地，所述蓄能器本体包括壳体、保护组件、油阀口、菌形阀和胶囊，所述壳体设置在控制系统本体的左侧，所述保护组件活动连接在所述壳体的内侧，所述油阀口的顶部与所述壳体活动连接，所述菌形阀与所述油阀口的内壁活动连接，所述胶囊的顶部与所述壳体活动连接

进一步地，所述保护组件包括电控充气阀、传感器和保护垫，所述电控充气阀与所述壳体内壁的顶部活动连接，所述传感器与所述壳体侧壁的顶部固定连接，所述保护垫与所述电控充气阀的底部固定连接，且所述保护垫的表面与所述胶囊配合使用。

进一步地，所述传感器贯穿所述壳体，所述传感器的右侧固定连接有平滑块，所述平滑块的左侧与所述壳体固定连接。

进一步地，所述壳体的表面固定连接有计时模块，所述计时模块与所述电控充气阀和传感器电性连接。

进一步地，所述冷却组件包括冷却管、冷凝器、连接管和液泵，所述冷却管活动连接在所述壳体的外侧，所述冷却管的顶部与所述冷凝器固定连接，所述冷凝器的左侧与所述连接管固定连接，所述连接管远离所述冷凝器的一侧与所述液泵固定连接，所述液泵的前侧与所述冷却管的底部固定连接。

进一步地，所述壳体的表面固定连接有卡块，所述卡块的内壁与所述冷却管活动连接。

进一步地，所述蓄能罐本体的右侧设置有压力表。

本发明提供另一种技术方案：具有液压储能的缓压型液压控制系统及其实施方法，包括以下步骤：

S1：在控制系统本体正常运作的时候，驱动电机带动油泵抽取油液并且泵送到油路中，通过电磁阀和单向阀给控制系统本体供油，单向阀避免油液回流，而在油液经过蓄能器本体的时候储存一部分能量并且消除脉冲，对控制系统本体起到缓压的效果，有效的保护控制系统本体；

S2：蓄能器本体在胶囊内部事先充足惰性气体后，控制系统本体中负压的时候油液顶入油阀口，使得胶囊被压缩，并且和胶囊达到压力平衡，释放压力的时候油液被排出完成储蓄能量的释放，过程中保护组件对蓄能器本体进行保护；

S3：在蓄能器本体工作时有时可能会因为控制系统本体被急停或是故障的时候，胶囊始终处于膨胀状态，传感器感应到长时间没有接触液压油液，并且通过控制电路将电控充气阀打开放气，保护垫保护胶囊在膨胀的时候不会和尖锐的部位接触，避免长时间的膨胀会导致其寿命降低以及容易破损；

S4：蓄能器本体长时间作业会温度升高，液泵将冷却液通过冷却管泵送到冷凝器中，过程中冷却管带走与其接触的蓄能器本体的热量并且通过冷凝器进行降温，通过连接管再次本体液泵抽取，起到冷却循环的效果，使得蓄能器本体可以持续进行降温。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、在控制系统本体上加装压力表可以便于观察内部的负压情况，而设置的蓄能器本体可以对控制系统本体有效的起到缓压作用，设置的冷却组件可以对蓄能器本体进行冷却，保护组件可以避免蓄能器本体内部的组件在达到使用寿命前损坏。

2、通过在蓄能器本体的内部设置保护组件可以有效的对蓄能器内部进行保护，在装置急停或是损坏停止的时候，因为胶囊持续处于膨胀的状态而壳体的内部没有油液，在传感器检测不到油液存在之后计时模块开始计时，在长时间没有油液进入壳体的时候将电控充气阀打开并且缓慢放出内部气体，在设备正常运行时再进行添加，避免始终处于膨胀状态的胶囊使用寿命降低或是破损漏洞等情况的发生。

3、通过设置菌形阀便于被胶囊抵压，使用电控充气阀代替现有技术的普通充气阀可以便于被控制电路控制进行放出内部气体，而且设置的保护垫和平滑块可以有效的对胶囊进行进一步保护，避免胶囊在膨胀的时候被壳体内部的尖锐部分刺穿导致破裂损坏。

4、通过设置冷却组件对蓄能器本体进行有效的降温，通常情况下蓄能器的损坏大部分都是因为自身温度过高而现有技术的散热效果不佳，液泵可以将冷却液持续通过冷却管经过壳体的表面并且带走壳体表面的热量，起到良好的降温效果，而冷却液进入冷凝器后可以进行降温，降温后再通过连接管通向液泵起到持续循环降温的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明具有液压储能的缓压型液压控制系统的主体结构示意图；

图2是本发明具有液压储能的缓压型液压控制系统中冷却组件的结构示意图；

图3是本发明具有液压储能的缓压型液压控制系统中蓄能器本体的剖视图；

图4是本发明具有液压储能的缓压型液压控制系统中保护组件的结构示意图：

图5是本发明具有液压储能的缓压型液压控制系统中控制系统本体的结构示意图；

图6是本发明具有液压储能的缓压型液压控制系统中蓄能器本体的局部结构示意塔；

图7是本发明具有液压储能的缓压型液压控制系统中压力表位置结构的示意图；

图8是本发明具有液压储能的缓压型液压控制系统的实施方法流程示意图。

图中标号：1、控制系统本体；101、截止阀；102、单向阀；103、电磁阀；104、溢流阀；105、油泵；106、驱动电机；2、液压缸；3、蓄能器本体；301、壳体；302、保护组件；303、油阀口；304、菌形阀；305、胶囊；306、电控充气阀；307、传感器；308、保护垫；4、冷却组件；401、冷却管；402、冷凝器；403、连接管；404、液泵；5、平滑块；6、计时模块；7、卡块；8、压力表。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-8所示，具有液压储能的缓压型液压控制系统，包括：

控制系统本体1；

液压缸2，液压缸2位于控制系统本体1的左侧，且液压缸2的右侧与控制系统本体1的左侧连通，液压缸2为整个系统的负载端；

蓄能器本体3，蓄能器本体3位于控制系统本体1的左侧，且蓄能器本体3位于液压缸2的右侧，用于对整个系统起到缓压储能的作用；以及

冷却组件4，冷却组件4活动连接在蓄能器本体3的外侧，用于对长时间工作的蓄能器本体3起到降温冷却的作用，避免内部结构温度过高导致的损坏。

在本实例中，控制系统本体1包括截止阀101、单向阀102、电磁阀103、溢流阀104、油泵105和驱动电机106，截止阀101位于蓄能器本体3的底部，单向阀102的左侧和蓄能器本体3与液压缸2均通过液压油管连接，单向阀102的底部与电磁阀103活动连接，电磁阀103的底部与溢流阀104活动连接，电磁阀103的底部与油泵105活动连接，驱动电机106的左侧与油泵105固定连接，通过设置单向阀102避免油液回流，电磁阀103用于通入油泵105所泵入的油液，电磁阀103为二位四通，驱动电机106带动油泵105进行正常工作，使得控制系统本体1保证合理性。

在本实例中，蓄能器本体3包括壳体301、保护组件302、油阀口303、菌形阀304和胶囊305，壳体301设置在控制系统本体1的左侧，保护组件302活动连接在壳体301的内侧，油阀口303的顶部与壳体301活动连接，菌形阀304与油阀口303的内壁活动连接，胶囊305的顶部与壳体301活动连接，壳体301用于作为保护内部结构和盛放油液的容器，油液会通过管路以及油阀口303和菌形阀304的底部进入壳体301中，胶囊305及其内部气体被压缩，使得压力达到平衡的状态，保护组件302主要对胶囊305进行保护。

在本实例中，保护组件302包括电控充气阀306、传感器307和保护垫308，电控充气阀306与壳体301内壁的顶部活动连接，传感器307与壳体301侧壁的顶部固定连接，保护垫308与电控充气阀306的底部固定连接，且保护垫308的表面与胶囊305配合使用，在壳体301内部因为系统急停或是设备损坏导致的长时间没有油液进入时，传感器307长时间感应不到油液，传递信号，使得电控充气阀306缓速放气，避免胶囊305长时间处于膨胀状态导致的使用寿命降低以及容易损坏在胶囊305进行膨胀的时候，保护垫308避免胶囊305和有棱角的结构接触导致其寿命降低等情况的发生。

在本实例中，传感器307贯穿壳体301，传感器307的右侧固定连接有平滑块5，平滑块5的左侧与壳体301固定连接，平滑块5的安装可以避免传感器307伸入壳体301内部的部分有棱角和膨胀时的胶囊305接触导致的胶囊305磨损，避免了胶囊305因为磨损导致的损坏。

在本实例中，壳体301的表面固定连接有计时模块6，计时模块6与电控充气阀306和传感器307电性连接，通过设置计时模块6，和传感器307配合使用，传感器307在没有接触油液的时候与其电性连接的计时模块6进行计时，以用于记录油液没有进入壳体301的时间，以便于传递信号。

在本实例中，冷却组件4包括冷却管401、冷凝器402、连接管403和液泵404，冷却管401活动连接在壳体301的外侧，冷却管401的顶部与冷凝器402固定连接，冷凝器402的左侧与连接管403固定连接，连接管403远离冷凝器402的一侧与液泵404固定连接，液泵404的前侧与冷却管401的底部固定连接，通过液泵404提供泵送冷却液的动力，将冷却液通过冷却管401泵送到冷凝器402的位置，在冷却液被泵送的过程中会通过冷却管401带走壳体301表面的热量对其起到良好的冷却效果，冷凝器402对冷却液进行冷却并且通过连接管403被液泵404抽取以起到循环持续冷却的效果。

在本实例中，壳体301的表面固定连接有卡块7，卡块7的内壁与冷却管401活动连接，卡块7可以用于将壳体301和冷却管401进行连接，并且便于拆卸和固定。

在本实例中，蓄能器本体3的右侧设置有压力表8，通过压力表8可以方便的观察装置内部的负压情况以便于对其做出调整。

为了进一步更好的解释说明上述实施例，本发明还提供了实施方法，具有液压储能的缓压型液压控制系统的实施方法，包括以下步骤：

S1：在控制系统本体1正常运作的时候，驱动电机106带动油泵105抽取油液并且泵送到油路中，通过电磁阀103和单向阀102给控制系统本体1供油，单向阀102避免油液回流，而在油液经过蓄能器本体3的时候储存一部分能量并且消除脉冲，对控制系统本体1起到缓压的效果，有效的保护控制系统本体1；

S2：蓄能器本体3在胶囊305内部事先充足惰性气体后，控制系统本体1中负压的时候油液顶入油阀口303，使得胶囊305被压缩，并且和胶囊305达到压力平衡，释放压力的时候油液被排出完成储蓄能量的释放，过程中保护组件302对蓄能器本体3进行保护；

S3：在蓄能器本体3工作时有时可能会因为控制系统本体1被急停或是故障的时候，胶囊305始终处于膨胀状态，传感器307感应到长时间没有接触液压油液，并且通过控制电路将电控充气阀306打开放气，保护垫308保护胶囊305在膨胀的时候不会和尖锐的部位接触，避免长时间的膨胀会导致其寿命降低以及容易破损；

S4：蓄能器本体3长时间作业会温度升高，液泵404将冷却液通过冷却管401泵送到冷凝器402中，过程中冷却管401带走与其接触的蓄能器本体3的热量并且通过冷凝器402进行降温，通过连接管403再次本体液泵404抽取，起到冷却循环的效果，使得蓄能器本体3可以持续进行降温。

综上所述：本发明提供了具有液压储能的缓压型液压控制系统及其实施方法，首先，驱动电机106启动，带动油泵105抽取液压油并且经过电磁阀103给整个控制系统本体1进行油液供给，油液在经过蓄能器本体3的时候进行蓄能，从油阀口303的位置进入壳体301内部，此时胶囊305及其内部的气体被压缩，达到压力平衡的状态，在长时间没有液压油进入壳体301的时候，传感器307感应到长时间没有液压油进入，计时模块6经过长时间计时后传递信号，并且控制电控充气阀306进行缓速放气，避免胶囊305长时间膨胀导致损坏和寿命减低，冷却组件4的液泵404抽取冷却液并且泵送到冷却管401内部，冷却管401带走壳体301表面的热量并且通过冷凝器402重新冷却送回液泵404，以完成持续冷却的效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。