一种高压蓄能泵站的制作方法

本发明属于液压设备技术领域，尤其是涉及一种高压蓄能泵站。

背景技术：

泵站是液压机构的动力源，泵站的能量配置直接决定着液压系统的动作性能和能耗。对于压铸机的液压机构来说，由于在不同的动作阶段有不同的功能要求，因此需要泵站能够能够提供不同的压力、流量输出。泵站的功率是压力和流量的乘积，由于液压机构对泵站的流量和压力的需要较大的波动，对泵站的输入功率也造成很大的变化区间，技术人员通常不得不在压力、流量和功率三者之间的寻求妥协和平衡。特别是高压压力的选择方面从成本、能耗等方面考虑不得不降低压力等级。对于普通的液压机构来说如液压机，它的功能主要是提供力，液压泵站只要满足了输出的力的大小就基本满足了功能要求，但对于压铸机的压射机构来说，除了满足压射力的大小外，更重要的是满足压射机构动态的过程要求，如慢速向快速过渡的加速度。根据牛顿定律，加速度与作用力成正比，与质量呈反比，因此在压射机构不变的情况下，提高压射系统的压力，可以提高压射运动的加速度。提高泵站给压射系统提供的压力，本质就是给压射系统提供了更高的能量，从而使压射机构得到巨大动力的推动下实现高速高压压射和缩短运动变化的过渡时间，进而提高压铸机的压射性能。但是提高压铸机泵站给压射机构的压力，就要求提高泵站的电机功率，而在其他的液压机构驱动的动作中，这些功率的过裕量会太多造成功率的损耗，亟需作出改进。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种高压蓄能泵站。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高压蓄能泵站，包括与液压机构连接的低压蓄能器、中压蓄能器以及高压蓄能器，低压蓄能器连接低压泵，中压蓄能器和高压蓄能器连接高压泵；所述低压泵以及高压泵上均设有控制阀，且在低压泵与低压蓄能器间、以及高压泵与中压蓄能器间均设有单向阀；

所述高压泵与高压蓄能器间设有高压蓄能装置，该高压蓄能装置包括高压柱塞泵以及控制高压柱塞泵动作的高压蓄能电磁阀。

进一步，所述低压蓄能器与液压机构连接的低压管路中设有第一压力继电器和蓄能控制单向阀；所述中压蓄能器与液压机构连接的中压管路中设有第二压力继电器以及中压蓄能控制阀。

进一步，低压管路及中压管路中的压力油均经流量阀输出至液压机构。

进一步，所述中压蓄能控制阀采用二位四通电磁换向阀。

进一步，所述控制阀采用二位四通电磁换向阀。

进一步，所述电磁阀采用o型机能的三位四通电磁换向阀。

进一步，所述高压柱塞泵包括设有双向增压活塞的低压缸体，在低压缸体两端分别设有高压缸体，所述双向增压活塞包括与低压缸体配合的第一活塞体，以及两端分别与高压缸体配合的第二活塞体，在低压缸体内处于第一活塞体两侧位置形成低压缸环形腔体，在第二活塞体与相应侧的高压缸体间形成高压缸环形腔。

进一步，每一所述高压缸体上均设有端部腔体，且端部腔体与高压蓄能电磁阀、以及液压机构间均设有高压蓄能单向阀；在第二活塞体的端部均设有与端部腔体配合且能使端部腔体闭合的配合部。

进一步，每一所述高压缸体内的端部腔体与该高压缸体内高压缸环形腔体的面积之和，与低压缸环形腔面积相等。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明结构设计合理，工作稳定可靠，在电机功率一定的情况下，通过高压泵经高压蓄能装置向高压蓄能器储能，能够有效实现供给至压射机构压力的提高，而在其它较低压力需求的液压机构驱动的动作中，通过中压蓄能器或低压蓄能器供油，不会出现功率过裕量太多的损耗问题，合理解决了功率匹配和能耗的问题。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是本发明中高压柱塞泵的示意图。

图中：1-低压蓄能器；2-中压蓄能器；3-高压蓄能器；4-低压泵；5-高压泵；6-控制阀；7-单向阀；8-高压柱塞泵；9-高压蓄能电磁阀；10-第一压力继电器；11-蓄能控制单向阀；12-第二压力继电器；13-中压蓄能控制阀；14-流量阀；15-低压缸体；16-高压缸体；17-双向增压活塞；18-第一活塞体；19-第二活塞体；20-低压缸环形腔体；21-高压缸环形腔；22-端部腔体；23-高压蓄能单向阀；24-配合部；25-电机；26-第三压力继电器。

具体实施方式

需要说明的是，在不相冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面对本发明的具体实施例做详细说明。

一种高压蓄能泵站，如图1和图2所示，包括与液压机构连接的低压蓄能器1、中压蓄能器2以及高压蓄能器3，低压蓄能器连接低压泵4，中压蓄能器和高压蓄能器均由高压泵5供应压力油，低压泵以及高压泵由电机25驱动；所述低压泵以及高压泵上均设有控制阀6，且在低压泵与低压蓄能器间、以及高压泵与中压蓄能器间均设有单向阀7，如图1所示的，低压泵处设置单向阀v4，高压泵处设置单向阀v8；

所述高压泵与高压蓄能器间设有高压蓄能装置，该高压蓄能装置包括高压柱塞泵8以及控制高压柱塞泵动作的高压蓄能电磁阀9。

上述低压蓄能器与液压机构连接的低压管路中设有第一压力继电器10和蓄能控制单向阀11；所述中压蓄能器与液压机构连接的中压管路中设有第二压力继电器12以及中压蓄能控制阀13，高压蓄能器与液压机构连接的管路中设有第三压力继电器26。

上述低压管路以及中压管路中的压力油均经流量阀14输出至液压机构。

上述中压蓄能控制阀采用二位四通电磁换向阀。上述控制阀采用二位四通电磁换向阀。上述电磁阀采用o型机能的三位四通电磁换向阀。

上述高压柱塞泵包括设有双向增压活塞17的低压缸体15，在低压缸体两端分别设有高压缸体16，所述双向增压活塞包括与低压缸体配合的第一活塞体18，以及两端分别与高压缸体配合的第二活塞体19，在低压缸体内处于第一活塞体两侧位置形成低压缸环形腔体20，在第二活塞体与相应侧的高压缸体间形成高压缸环形腔21。

每一所述高压缸体上均设有端部腔体22，且端部腔体与高压蓄能电磁阀、以及液压机构间均设有高压蓄能单向阀23；在第二活塞体的端部均设有与端部腔体配合且能使端部腔体闭合的配合部24。通常，每一所述高压缸体内的端部腔体与该高压缸体内高压缸环形腔体的面积之和，与低压缸环形腔面积相等。

具体结构如图1和2所示，左端部腔体与高压蓄能电磁阀连接的管路中设有第一高压蓄能单向阀v14、与液压机构连接的管路中设有第二高压蓄能单向阀v16(其中，第一高压蓄能单向阀用于控制压力油向左端部腔体内流动、第二高压蓄能单向阀用于控制压力油向液压机构一侧流动)，右端部腔体与高压蓄能电磁阀连接的管路中设有第三高压蓄能单向阀v15、与液压机构连接的管路中设有第四高压蓄能单向阀v17(其中，第三高压蓄能单向阀用于控制压力油向右端部腔体内流动、第四高压蓄能单向阀用于控制压力油向液压机构一侧流动。

高压柱塞泵工作原理为：

当v13右端线圈s2得电，电磁阀v13的p、a口相通，b、t口相通。压力油从p口经a口进入双向增压活塞和低压缸体形成的左端环形腔，同时经过单向阀v14进入高压缸体1的左端腔，高压缸体左端腔的面积a1加上双向增压活塞环形腔的面积刚好等于低压缸体的面积a2，因此压力油的在双向增压活塞左端的作用力面积为a2；双向增压活塞右端的环形腔连通v13的b口回到油箱，压力为零；双向增压活塞向右运动在高压缸体1右端的腔内形成增压压力p，增压压力p经单向阀v17输出；

当高压蓄能电磁阀v13右端线圈s1得电，电磁阀v13的p、b口相通，t、a口相通。压力油从p口经b口进入双向增压活塞和低压缸体形成的右端环形腔，同时经过第三高压蓄能单向阀v15进入高压缸体的右端部腔体，高压缸体右端部腔体的面积a1加上双向增压活塞右侧环形腔的面积刚好等于低压缸体的面积a2，因此压力油在双向增压活塞右端面的作用力面积为a2；双向增压活塞左端的环形腔连通v13的a口回到油箱，压力为零；双向增压活塞向左运动，在高压缸体左端的腔内形成增压压力p，增压压力p经单向阀v16输出；设电磁阀v13的p口输入压力为po,则双向增压柱塞泵的输出压力为：

当蓄能器a1、a2、a3的压力均达到对应的压力继电器b1、b2、b3的设定值时各控制阀均不得电，油泵输出的油直接回油箱卸荷运行。需要指出的是，对于三相异步电机，在高压泵v7和低压泵v2均处于卸荷状态时，可以将三相异步电机的三角形接法运行通过继电器转换为星型接法运行，以降低电动机的空载运行损耗，节能环保性好。

本高压蓄能泵站工作过程：

如图1和图2所示，在控制阀v9、v3的电磁线圈没有得电时，通过两个电磁阀的b口分别直接将低压泵和高压泵输出的油流回到油箱，此时两个油泵没有压力油输出。

当低压泵的控制阀v3得电时，该电磁阀v3换向，其b口和回油口t口断开，低压泵v2输出的压力油经过低压管路上的单向阀v4充入低压蓄能器a1，当a1的压力达到第一压力继电器b1设定的压力上限时,b1发出信号使电磁阀v3的电磁线圈断电，使其b口与t口连通，低压泵输出的油回油箱卸荷；当低压蓄能器的压力油的压力降低到第一压力继电器b1设定的压力下限时，b1发出信号使电磁阀v3得电，重复上述对蓄能器a1的充油过程。

当高压泵的控制阀v9得电时，该电磁阀v9换向，其b口和回油口t口断开，高压泵v7输出的压力油经过高压管路上的单向阀v8充入高压蓄能器a2，当a2的压力达到第二压力继电器b2设定的压力上限时,b2发出信号使电磁阀v9的电磁线圈断电，使其b口与t口连通，高压泵输出的油回油箱卸荷；当高压蓄能器的压力油的压力降低到第二压力继电器b2设定的压力下限时，b2发出信号使电磁阀v9得电，重复上述对蓄能器a2的充油过程。

向液压机构供应压力油时：

低压蓄能器a1的压力油通过蓄能控制单向阀v5经流量阀v6送入液压机构；当液压机构需要的压力大于低压蓄能器a1的压力时，使中压蓄能控制阀v11得电换向，使v11的p口与b口连通，中压蓄能器a2的压力油通过v11的p口和b口流入流量阀v6的输入口，由于中压蓄能器a2的压力大于低压蓄能器a1的压力，所以a2的压力油将单向阀v5关闭，隔断a1压力油的输出，此时，流量阀v6输出中压蓄能器a2的压力油。

高压蓄能器a3的压力由第三压力继电器b3控制。当a3的压力低于b3的设定压力下限，b3就会发出向a3补充油压的信号，使三位四通的高压蓄能电磁阀v13两端的电磁线圈s1和s2按固定的时间间隔交替得电，推动高压柱塞泵的双向增压活塞左右往复运动，利用高压蓄能单向阀的隔离作用和活塞的面积比产生高压，输出到高压蓄能器a3,当a3的压力达到压力继电器b3设定值的上限时，换向阀v13两端的电磁线圈s1和s2均失电，双向增压活塞停止运动，充压过程结束。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。