专利名称：一种通用液压站节能方法
技术领域：
本发明涉及一种通用液压站结构及其节能方法，该液压站适用于除行走式机械外的所有其它轻重工业的液压节能技术，是一种可广泛应用的通用节能液压站，不但适合新增液压站的节能设计，而且适合于老液压站的节能改造。
背景技术：
现行液压系统，虽然广泛采用了诸如恒压变量泵、蓄能器保压一泵卸荷空载一压力检测再启动等节能方法；但能耗还是非常高，其能量有效利用率普遍在20%以下，有些甚至在5%以下。能耗高的根本原因在于液压泵(电机)装机容量大，电机空载能耗高。现场使用数据表明，在满足系统压力和流量前提下，电机装机功率每增大一个计量单位，则系统新增能耗为28% 45%个单位，平均增耗约35%，其主要原因为液压站使用了为非高能效电机。现行液压站节能技术的矛盾，集中体现在怎样处理好提高系统能量利用率和系统可靠性矛盾问题的解决。本发明就是能完美解决该问题的最好方法，它既达到最佳节能，又充分保障了系统的可靠性，还能够使系统具有一定的自诊断功能，使系统流量或能量输出具有较高的负载跟随性和自适应性特征，这种节能系统能广泛应用在非行走式机械上，具有广阔的应用前景。本发明使用创新型设计理念:以液压系统对外能量输出需求为设计依据，完全抛弃了传统液压站以对外最大输出功率为设计依据的方法，故，是最彻底的节能设计方法。已有专 利:200610050558.6《不锈钢带材酸洗连续退火生产线液压站的节能方法》公开一种液压站，该液压站只适合不锈钢带材酸洗连续退火生产线，适用范围很小；只给出了特定机组的经验公式，使用范围大大受限。另外《液压节能电机》的专利技术虽然节能，但其并不适合对系统压力稳定性要求高、负载流量需求变化大的高可靠性场合使用，故其使用范围实际受到很大限制，其快速响应性严重受到系统压降的限制，只能在一些对可靠性和安全性不高的场合使用。《液压节能电机》与已有的“蓄能器保压一工作泵停止一工作泵(压力降低时)再启动”的液压节能技术相比，液压节能并不明显；况且，要延长蓄能器保压时间、降低泵的启动频率，可通过增大蓄能器的装机容量方便地加以解决，且该技术在结构上存在明显的逻辑性错误，难以有具体使用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种既能达到最佳节能，又充分保障了液压站的可靠性，还能使液压站具有一定自诊断功能，液压站流量或能量输出具有较高的负载跟随性和自适应性特征的通用液压站节能方法，有效处理好提高液压站能量利用率和可靠性之间的协调性。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种通用液压站节能方法，包括工作泵、液压蓄能站、压力检测单元和电控单元；工作泵采用主泵和辅助泵工作制，工作泵用以给液压执行元件和液压蓄能站提供主要流量和压力及维持系统内外泄漏所需流量，其中主泵为常运行，辅助泵为采用压力检测单元检测的信号通过电控单元控制其启动或停止，其特征在于:压力检测单元多个压力参数点的设定如下，Pd为系统能够正常工作的最低极限压力；P0为系统“低低压”报警压力或第二辅助工作泵的启动压力；P1为控制辅助工作泵启动的 压力；P2为控制辅助工作泵停止的压力；P3为系统“低压”报警压力；Pz为系统正常设计工作压力；Px为蓄能器的初始充氮压力；所述各压力参数点之间满足以下公式关系，Pd = 0.4 0.6PZ ;P0 = Pd+0.5 1.0Mpa ；P1 = 0.45 (P0+P2)且 P1 = P0+1.5 3.0MPa,P2 = 1.3 1.5P1； 一般地需要满足P2 = Pi+3.0 10.0Mpa,如果辅助工作泵是靠P2触发来停止，则P2 = Pz-0.5Mpa ； P3 = 0.5 (Po+Pj)；Px = Pd。上述工作泵单元I包括:由一台或多台泵并联组成的主工作泵，该主工作泵处于常用运转状态；由一台或多台泵并联组成的第一辅助工作泵，第一辅助工作泵只有在系统流量和压力不足，压力检测单元III被触发时才自动投入工作，延时一定时间或当系统压力达到压力检测单元III设定压力时，第一辅助工作泵才自动停止；由一台或多台泵(优选一台泵)组成的第二辅助工作泵，在第一辅助工作泵已经启动并向系统补充流量且系统压力仍然继续下降的情况下，第二辅助工作泵自动启动。根据实际需要，它们之间可以组合形成三种典型的节能运行模式，分别是:第一种，液压站工作泵由主工作泵和第一辅助工作泵组成的A+B运行模式，由Pp P2和Ptl控制第一辅助工作泵；第二种，该液压站工作泵由主工作泵A、第一辅助工作泵B和第二辅助工作泵C组成的A+B+C运行模式，第二辅助泵的功能单独由第二辅助工作泵来实现，即由P1I2控制第一辅助工作泵，仅由Ptl单独控制第二辅助工作泵；第三种，该液压站不含主工作泵A，全由第一辅助工作泵B和第二辅助工作泵C组成的B+C运行模式，如果液压站首次启动，第一辅助工作泵必须由人工启动，此时，第二辅助工作泵允许自动参与液压站的首次启动，但也可以选择不参与，当辅助工作泵启动后，压力逐渐上升，达到系统设定压力P2时，第一辅助工作泵可以稍加延时后自动停止，初次启动后的第二辅助工作泵也将自动停止。上述主工作泵A可以设有备用泵。上述主工作泵A的驱动电机可以是常规电机，也可以部分或全部是变频器控制的变转速电机。选用常规电机，设备投入成本低，而选用变频控制技术可以比前者更节能5 15%。上述主工作泵A流量Q主=qs+qrt, qs为液压系统在机组单位产品工件平均生产周期T内对外作功所需的平均流量，为压力油的总体积除以平均周期，即qfl= V,6/Τ，( *系统可能存在的内泄漏，V,6为单位产品平均工作周期内总流量体积；根据以下表格和公式来确定
权利要求
1.一种通用液压站节能方法，包括工作泵(I )、液压蓄能站(II )、压力检测单元(III)和电控单元(IV);所述工作泵(I )采用主泵和辅助泵工作制，工作泵(I )用以给液压执行元件和液压蓄能站(II )提供主要流量和压力及维持系统内外泄漏所需流量，其中主泵为常运行，辅助泵为采用压力检测单元(III)检测的信号通过电控单元(IV)控制其启动或停止，其特征在于所述压力检测单元(III)多个压力参数点的设定如下， Pd为系统能够正常工作的最低极限压力； Po为系统“低低压”报警压力或第二辅助工作泵的启动压力； P1为控制辅助工作泵启动的压力； P2为控制辅助工作泵停止的压力； P3为系统“低压”报警压力； Pz为系统正常设计工作压力； Px为蓄能器的初始充氮压力； 所述各压力参数点之间满足以下公式关系，Pd = O. 4 O. 6PZ ；P0 = Pd+0. 5 I. OMpa ；P1 = O. 45 (P0+P2)且 P1 = P0+1. 5 3. OMPa, P2 = I. 3 I. SP1，一般地需要满足P2 = Pi+3. O 10. OMpa，如果辅助工作泵是靠P2触发来停止，则P2 = Pz-O. 5Mpa ；P3 = O. 5 (VP1)；Px = Pd。
2.根据权利要求I所述的通用液压站节能方法，其特征在于所述工作泵(I)包括由一台或多台泵并联组成的主工作泵(A)，该主工作泵(A)处于常用运转状态；由一台或多台泵并联组成的第一辅助工作泵(B)，第一辅助工作泵(B)只有在系统流量和压力不足，压力检测单元(III)被触发时才自动投入工作，延时一定时间或当系统压力达到压力检测单元(III)设定压力时，第一辅助工作泵(B)才自动停止；由一台或多台泵并联组成的第二辅助工作泵(C)，在第一辅助工作泵(B)已经启动并向系统补充流量且系统压力仍然继续下降的情况下，压力检测单元(III)被触发时，第二辅助工作泵(B)自动启动，停止由人工手动停止； 根据实际需要，它们之间可以组合形成三种典型的节能运行模式，分别是 液压站工作泵由主工作泵(A)和第一辅助工作泵(B)组成的运行模式，由Pp P2和Ptl控制第一辅助工作泵(B)； 液压站工作泵由主工作泵(A)、第一辅助工作泵(B)和第二辅助工作泵(C)组成的运行模式，第二辅助泵的功能单独由第二辅助工作泵来实现，即由P:、P2控制第一辅助工作泵，仅由Ptl单独控制第二辅助工作泵； 液压站不含主工作泵(A)，全由第一辅助工作泵(B)和第二辅助工作泵(C)组成的运行模式，如果液压站首次启动，第一辅助工作泵必须由人工启动，此时，第二辅助工作泵允许自动参与液压站的首次启动，但也可以选择不参与；当辅助工作泵启动后，压力逐渐上升，达到系统设定压力P2时，第一辅助工作泵可以稍加延时后自动停止，初次启动后第二辅助工作泵也将自动停止。
3.根据权利要求2所述的通用液压站节能方法，其特征在于所述主工作泵(A)的驱动电机可以是常规电机，也可以部分或全部是变频器控制的变转速电机。
4.根据权利要求2所述的通用液压站节能方法，其特征在于所述主工作泵(A)流量Q主=q*+qrt, 为液压系统在机组单位产品工件平均生产周期T内对外作功所需的平均流量，为压力油的总体积除以平均周期，即qs= V,6/T，为系统可能存在的内泄漏，V,6为单位产品平均工作周期内总流量体积； 根据以下表格和公式来确定
5.根据权利要求4所述的通用液压站节能方法，其特征在于所述液压系统内泄漏流量由以下公式及根据液压执行元件数量η来确定， 当 η < 50 时，q 内=25L/Min.； 当 50 < η ≤100 时，q内=60L/Min.； 当 100 < η ≤ 150 时，q内=120L/Min.； 当 150 < η≤260 时，q内=150L/Min.。
6.根据权利要求5所述的通用液压站节能方法，其特征在于所述液压蓄能站(II)由数件大容量蓄能器及其附件组成，其装机总容积由AV = 2 8￥@来确定。
全文摘要
本发明涉及一种通用液压站节能方法，包括工作泵、液压蓄能站、压力检测单元和电控单元；工作泵采用主泵和辅助泵工作制，工作泵用以给液压执行元件和液压蓄能站提供主要流量和压力及维持系统内外泄漏所需流量，其中主泵为常运行，辅助泵为采用压力检测单元检测的信号通过电控单元控制其启动或停止，压力检测单元设定多个压力参数点，各压力参数点之间满足一定公式关系。它是一种既能达到最佳节能，又充分保障了液压站的可靠性，还能使液压站具有一定自诊断功能，液压站流量或能量输出具有较高的负载跟随性和自适应性特征的通用液压站节能方法，有效处理好提高液压站能量利用率和可靠性之间的协调性。它最大特征在于采用以系统单位生产产品周期内的实际液压能量需求为设计依据，根本区别于传统以液压系统对外作功的最大输出功率为设计依据。
文档编号F15B21/00GK103256277SQ20121003466
公开日2013年8月21日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者何荣志 申请人:何荣志