一种多功能液压试验站液压控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于机电液压传动控制技术领域，尤其涉及一种多功能液压试验站液压控制系统及控制方法。

背景技术

目前，液压执行元件试验中经常会用到液压试验站，而液压执行元件的试验包含有动作试验，压力试验、保压试验、冲洗等，不同的试验需要用到多种液压试验站，液压试验站的多功能设计直接影响到相关液压执行元件的试验效率和试验成本。

液压试验站的液压系统一般需要加油排油智能方便，且对油液的清洁度和温度控制范围要求非常高，被试元件的各项参数才可以精准的测量，这就要求液压试验站带有自动温控系统，用于对液压油温度实时检测，实现自动加热和冷却功能；带有自动加油系统，用于对液压油箱的液压油进行加油排油；带有自动循环过滤功能，用于对液压油箱的液压油进行自动过滤。液压试验站的液压系统还需要完成不同压力的被试液压执行元件的压力和保压试验，这就要求液压试验站液压系统的压力无极可调并可以实现被试液压执行元件往返或者正反转动作。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现存液压试验站很少根据油箱内油温进行自动调节，对液压油进行加热或冷却；在极冷条件下，油箱油温无法实现快速加热；

(2)现存液压试验站很少根据油箱内液位进行自动调节，对液压油进行加油或排油；

(3)现存液压试验站功能单一，很少将液压系统串油、清洗、完成不同等级的压力试验等功能集中。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多功能液压试验站液压控制系统及控制方法。

本发明是这样实现的，一种多功能液压试验站液压控制系统包括：

主电机、主泵组、操纵阀组、调压阀组、卸荷阀、冷却风机、压油过滤器、回油过滤器、液压油箱和电控箱；

所述主电机与所述主泵组连接，所述主泵组的出油口与所述二级压油过滤器的进油口连通，所述二级压油过滤器的出油口与所述操纵阀组的进油口连通，所述操纵阀组的出油口与被试液压执行元件连通；

所述操纵阀组回油口与所述冷却风机进油口连接，所述冷却风机出油口与所述回油过滤器进油口连接，所述回油过滤器出口与所述液压油箱连通，所述冷却风机通过连接线路与电控箱连接。

进一步，所述操纵阀组分为7个控制单元，每个控制单元均单独或同时对液压执行元件进行动作试验和保压试验；

每个控制单元的第一出油口和第二出油口分别与被试液压执行元件的两个油口连通，或者液压管道进出油口连接进行冲洗试验。

进一步，所述二级压油过滤器的出油口与所述操纵阀组的进油口连通管路的支路上有连接有调压阀，所述调压阀包括第二三位四通电磁换向阀、第一溢流阀、第二溢流阀和遥控阀，所述遥控阀进油口与支路进口连接，所述遥控阀出油口与所述冷却风机进油口连接，所述第二三位四通电磁换向阀进油口与所述遥控阀的遥控口连接，所述第二三位四通电磁换向阀出油口与所述遥控阀出油口连接。

进一步，所述第二三位四通电磁换向阀进油口与所述遥控阀遥控口连接油路之间分为两个支路，每个支路分别与不同压力等级的第一溢流阀和第二溢流阀连接，两个所述溢流阀的出油口分别与所述遥控阀的第一出油口和第二出油口连接。通过控制所述三位四通电磁换向阀的得失电实现多功能液压试验站液压系统的压力三档无极可调。

进一步，所述二级压油过滤器的出油口与所述操纵阀组的进油口连通的另一支路上连接有卸荷阀，所述卸荷阀进油口与支路连接，所述卸荷阀回油口与所述冷却风机进油口连接。

进一步，所述多功能液压试验站液压控制系统还包括有加排油电机和加排油油泵，所述加排油电机与所述加排油油泵连接，所述加排油泵的进油口与所述液压油箱的出油口连通，所述加排油油泵的出油口与外部油槽连通，通过控制所述加排油电机实现液压油箱的加排油。

进一步，所述液压油箱里侧设置有加热器、温度传感器和液位传感器，所述加热器、温度传感器和液位传感器分别通过连接线路与电控箱连接。

进一步，所述二级压油过滤器的出油口与所述操纵阀组的进油口连通管路上连接有流量检测计。

进一步，所述操纵阀组包括有第一三位四通电磁换向阀和节流阀，所述第一三位四通电磁换向阀两端分别与操纵阀组的进油口和节流阀连接，所述节流阀另一端与被试液压执行元件连通。

本发明的另一目的在于提供一种多功能液压试验站液压控制方法，所述多功能液压试验站液压控制方法包括：

步骤一，当卸荷阀失电时，在主泵组启动后，主油路被短接，主泵组排出液压油依次经过压油过滤器、卸荷阀、冷却风机、回油过滤器返回油箱，液压油箱内液压油进行循环多级过滤，直至满足被试液压执行元件对液压油的清洁度要求；

步骤二，温度传感器检测液压油箱油液的温度，当油温过高时，传感器将信号发送至控制器，控制器发送信号至冷却风机，调整风机转速，加速对油温的冷却，直至满足被试液压执行元件对液压油的温度范围要求；当油温过低时，传感器将信号发送至控制器，控制器发送信号至加热器，加热器启动工作对液压油箱的液压油进行加热，直至满足被试液压执行元件对液压油的温度范围要求；当液压油箱油温极低，要求快速升温时，卸荷阀得电，在主泵组启动后，主泵组排出液压油依次经过压油过滤器、调压阀、冷却风机、回油过滤器返回油箱，液压油在调压阀处大量溢流，液压能转换成热能，油温可迅速提高。

步骤三，卸荷阀失电，主泵空负荷启动，当卸荷阀得电后，主泵排出油液进入主油路，系统加载压力由调压阀组进行压力三档无极可调，液压油由调压阀组入口引入，进入调压阀组先导口，当三位四通电磁换向阀处于中位时，系统压力为调压阀组的默认设置压力；当三位四通电磁换向阀左位电磁铁得电时，调压阀组溢流压力降低到第二档；当三位四通电磁换向阀右位电磁铁得电时，调压阀组溢流压力降低到第三档。从而完成液压系统的三档无极可调，对不同压力级别的液压元件进行试验；

步骤四，由主泵提供的液压油进入操纵阀组，操纵阀组包含多个相同功能的控制单元，以其中一个控制单元为例，当三位四通电磁换向阀处于中位时，系统液压能不进入被试元件，当三位四通电磁换向阀处于左位或右位时，液压能进入被试液压执行元件，并控制被试液压执行元件的往复或者正反转，在三位四通电磁换向阀与被试液压执行元件的管路上有节流阀，可以控制被试液压执行元件的行走或转动速度，当节流阀阀口彻底关闭时，可以对被试液压执行元件进行保压试验。

步骤五，液位传感器检测液压油箱的液位，当检测超过一定液位时，液位传感器将信号发送至控制器，控制器控制加排油电机，加排油电机带动加排油泵对液压油箱进行排油；当检测低于一定液位时，液位传感器将信号发送至控制器，控制器控制加排油电机，控制器控制加排油电机，加排油电机带动加排油泵对液压油箱进行加油

结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

本发明解决了传统液压试验站在极低温度下依靠电加热缓慢加热，导致需要超长时间预运转的情况。通过在试验站内不断溢流的形式，让液压能迅速转化为热能，提高了加热速度，缩短了系统开机响应时间。

本发明通过将液压执行元件的动作试验，保压试验、串油冲洗等功能综合在一个液压试验站内，避免了传统的转换工装，提升了试验的效率，降低了试验的成本。特别适用于海洋工程装备液压系统要求功能多，海上试验场地紧缺等环境。

本发明通过液压试验站内部带有精准油液温度，油液流量，油液液位，油液清洁度控制，相比于传动液压试验站，排除了因液压试验站等外围因素对试验结果的影响，提高了试验的精确度。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

1.本发明将通过溢流阀实现液压能快速转化为热能实现系统快速加热，有效节约了系统开机时间；

2.本发明实现多级压力远程调控，可以匹配不同工况下的压力试验；

3.本发明将保压试验，动作试验，管道冲洗等功能综合一体，试验站为模块式设计，移动方便，可实现快速部署；

4.本发明通过空载启动、冷却循环、过滤实现了精准油液温度，油液流量，油液液位，油液清洁度控制。

第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：本发明将特别适用于海洋工程装备等试验场地受限，试验环境恶劣，工况要求多的场合，预期收益将达到5000万。

本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：本发明的技术方案可以实现系统空载快速启动，空载启动、冷却循环、过滤，有效缩减了系统开机响应时间，并将不同试验压力和串油清洗两种试验能力集成于一体，实现了快速部署，有效解决了已装机大型海洋工程装备液压系统和元件无法进行在线试验的技术空白。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多功能液压试验站液压控制系统的结构示意图。

图中：1、主电机；2、主泵组；3、操纵阀组；3.1、第一三位四通电磁换向阀；3.2、节流阀；4、加排油电机；5、加排油油泵；6、冷却风机；7、加热器； 8、二级压油过滤器；9、回油过滤器；10、液压油箱；10.1、温度传感器；10.2、液位传感器；11、调压阀；11.1、第二三位四通电磁换向阀；11.2、第一溢流阀； 11.3、第二溢流阀；11.4、遥控安全阀；12、卸荷阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1所示，本发明实施例提供的多功能液压试验站液压控制系统包括：主电机1、主泵组2、操纵阀组3、加排油电机4、加排油泵组5、冷却风机6、加热器7、二级压油过滤器8、回油过滤器9、液压油箱10、调压阀11、卸荷阀 12。

主电机1与主泵组2连接，主泵组2的出油口P1与二级压油过滤器的P2 进油口连通，二级压油过滤器的出油口P3与操纵阀组3的进油口P5连通，操纵阀组的出油口A口和B口分别与被试液压执行元件连通，操纵阀组3的回油口T2与冷却风机6进油口T4连通，冷却风机6的出油口T5与回油过滤器9 的进油口T6连接，回油过滤器9出口T7与液压油箱10连通。

其中二级压油过滤器8的出油口P3与操纵阀组3的进油口P5连通管路的支路上有调压阀11，调压阀11的进油口P6与支路连接，出油口T3与冷却风机 6的进油口T6连接，调压阀11包括三位四通电磁换向阀11.1、溢流阀11.2和 11.3、遥控安全阀11.4，三位四通电磁换向阀11.1的进油口P与遥控安全阀11.4 遥控口连接，三位四通电磁换向阀出油口T与遥控安全阀出油口T3连接，三位四通电磁换向阀11.1进油口P与不同压力等级的溢流阀11.2和11.3连接，溢流阀11.2和11.3的出油口分别与三位四通电磁换向阀11.1的第一出油口和第二出油口连接。

其中二级压油过滤器8的出油口P3与操纵阀组3的进油口P5连通管路的支路上有卸荷阀12，卸荷阀12的进油口P4与支路连接，卸荷阀回油口T1与冷却风机6的进油口T4连通。

加排油电机4与加排油油泵5连接，加排油泵的出油口P2与所述液压油箱 10连通，加排油油泵5的吸油口用快接接头与外部油槽连通。

液压油箱10上包括有加热器7、温度传感器10.1、液位传感器10.2，温度传感器10.1检测液压油箱10油液的温度，当检测超过一定温度时，温度传感器 10.01将信号发送至电控箱，电控箱控制冷却风机6，冷却风机6启动，对油液进行冷却；当检测低于一定温度时，温度传感器10.1将信号发送至电控箱，电控箱控制加热器7，对油液进行加热。液位传感器10.2检测液压油箱10的液位，当检测超过一定液位时，液位传感器10.2将信号发送至电控箱，电控箱控制加排油电机4，加排油电机4带动加排油油泵5对液压油箱10进行排油；当检测低于一定液位时，液位传感器10.2将信号发送至电控箱，电控箱控制加排油电机4，加排油电机4带动加排油油泵5对液压油箱10进行加油；

具体地，主泵组2在主电机1带动下将动能转化为液压能，在主泵组启动时，卸荷阀12电磁铁处于失电状态，卸荷阀的P口和T口连通，确保主泵组近乎空载启动，降低系统瞬间冲击电流，保证液压系统供电安全，同时通过控制卸荷阀12电磁铁的失电时间，可以控制主泵组2的空载运行时间，可以自动完成液压油箱10内液压油的过滤，并精准控制液压油的温度。当液压油温和液压油清洁度达到试验要求时，卸荷阀12电磁铁得电，卸荷阀的P口和T口断开，系统进入加载状态。

进一步地，系统加载压力由调压阀11进行压力三档无极可调，液压系统液压能由P6口引入，进入遥控阀11.4，当三位四通电磁换向阀11.1处于中位时，系统压力为遥控阀的设置压力；当三位四通电磁换向阀11.1左位电磁铁得电时，溢流阀11.2的出油口与T口连通，溢流阀11.2开始溢流，遥控阀11.4的遥控口先导压力降低，导致遥控阀11.4的溢流压力降低到第二档；当三位四通电磁换向阀11.1右位电磁铁得电时，溢流阀11.3的出油口与T口连通，溢流阀11.3 开始溢流，遥控阀11.4的遥控口先导压力进一步降低，导致遥控阀11.4的溢流压力降低到第三档。从而完成液压系统的三档无极可调，从而可以对不同压力级别的液压元件进行试验。

进一步地，由P3提供的液压能经过P5口进入操纵阀组3，操纵阀组3包含多个相同功能的控制单元，以图中的一个控制单元为例，P5与三位四通电磁换向阀3.1的P口连通，当三位四通电磁换向阀3.1处于中位时，系统液压能不进入被试元件，当三位四通电磁换向阀3.1处于左位或右位时，液压能进入被试液压执行元件，并控制被试液压执行元件的往复或者正反转，在三位四通电磁换向阀3.1与被试液压执行元件的管路上有节流阀3.2，可以控制被试液压执行元件的行走或转动速度，当节流阀3.2阀口彻底关闭时，可以对被试液压执行元件进行保压试验。

本发明实施例提供的一种多功能液压试验站的液压控制系统，通过控制卸荷阀的得失电，可以在主泵组启动后，对液压油箱的液压油自动进行多级过滤和加热冷却，直至满足被试液压执行元件对液压油的清洁度和温度范围要求，并可以在试验过程中进行自动检测，自动反馈，自动执行，同时调压阀对液压系统压力进行三档无极可调，满足了不同被试液压执行元件的试验压力要求，同时操纵阀组分为若干单元，可单独或同时完成多种被试液压执行元件的试验或者管道冲洗，并可通过节流阀完成相关的保压试验。

二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

目前该产品已经完成了样机的制作，样机功能齐全，适应工况多，集成度高，可以快速转运，特别适合在狭小空间针对无法拆卸的液压系统进行工作，样机在试验过程中得到了沪东造船厂、江南造船厂等各大造修船厂业主的肯定。

三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。

本发明在试验过程中对比市场同类产品取得了以下积极效果：

在同等条件下，通过本试验站快速溢流加热1000L液压油至60℃时间仅为 1小时，市场上通过加热器加热1000L液压油至60℃时间需为4小时；

市面上一般试验站为单级压力无法可调，即使可调也是手动方式调整，，本试验站可以通过计算机远程控制，实现多级压力远程调控，匹配不同工况下的压力试验。

本发明将保压试验，动作试验，管道冲洗等功能综合一体，试验站为模块式设计，移动方便，与市面上单一功能同功率的试验站所占体积几乎一致。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。