一种连续可调流体流量的液压系统及控制方法与流程

本发明涉及对流体流量的控制，属于液压润滑系统与自动化控制领域。

背景技术：

1、航空轴承试验器中，为考核轴承润滑在小流量和不同大流量下对轴承性能的影响，要求流量从小流量到大流量，或从大流量到小流量连续精密可调。而单独采用传统的流量调节阀控制，其调节范围小，无法满足试验流量调节范围；而单独采用变频泵控制其转速改变流量，在变频转速低于5hz时，转速精度大大减小，也无法满足小流量的精密调节，因此传统的流量调节系统均无法实现对流体的连续及精确调节。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决传统的流量调节系统，无法实现对流体的连续及精确调节的问题，提出了一种连续可调流体流量的液压系统及控制方法。

2、一种连续可调流体流量的液压系统，所述系统包括液压传动系统和液压控制系统；

3、液压传动系统包括主供给管路、泄流分支管路、油箱、主供给泵、压力电动调节阀、变频泵、精密电动调节阀和质量流量计；

4、油箱与轴承试验器通过主供给管路连通，油箱至轴承试验器之间的主供给管路上依次设置主供给泵、压力电动调节阀和变频泵；

5、泄流分支管路的一端通入油箱中，泄流分支管路的另一端与变频泵和轴承试验器之间的主供给管路连通，泄流分支管路上设置精密电动调节阀；

6、液压控制系统，用于根据给定流量值和参考流量值的比较结果，控制变频泵的转频和精密电动调节阀的阀口状态；

7、主供给泵，用于根据液压控制系统下发的启动命令，将油箱中的润滑油泵入主供给管路中；

8、压力电动调节阀，用于根据液压控制系统下发的主供给管路压力命令，自动调节阀门开度大小，保证主供给管路压力恒定。

9、优选地，根据给定流量值和参考流量值的比较结果，控制变频泵的转频和精密电动调节阀的阀口状态，具体为：

10、当给定流量值大于或者等于参考流量值时，液压传动系统控制精密电动调节阀的阀口关闭，同时按照给定流量值调节变频泵的转频；

11、当给定流量值小于参考流量值时，液压传动系统控制变频泵的转频为5hz，同时控制精密电动调节阀的阀口打开，使进入轴承试验器中的润滑油流量为给定流量值。

12、优选地，液压传动系统还包括质量流量计；

13、质量流量计设置在泄流分支管路与轴承试验器之间的主供给管路上；

14、液压控制系统，还用于实时将质量流量计采集的润滑油流量与给定流量值比较，当给定流量值大于或者等于参考流量值时，实时调整变频泵的转频，当给定流量值小于参考流量值时，实时调整精密电动调节阀的阀口开度。

15、优选地，所述液压传动系统还包括溢流阀、压力传感器和溢流管路；

16、溢流管路一端通入油箱中，溢流管路另一端与主供给泵和压力电动调节阀之间的主供给管路连通，溢流阀设置在溢流管路上；

17、溢流阀，用于当主供给管路上的压力值大于或者等于溢流阀启动压力值时，自动打开，使润滑油通过溢流管路返回油箱，当主供给管路上的压力值小于溢流阀启动压力值时，自动关闭；

18、压力传感器设置在压力电动调节阀和变频泵之间的主供给管路上；

19、液压控制系统，还用于将压力传感器采集的主供给管路上的压力值与主供油管路压力设定值通过pid算法进行比较，输出阀口开度控制信号自动调节压力调节阀的阀口大小，直至主供给管路上的压力值趋近于主供油管路压力设定值，使主供油管路压力保持恒定。

20、一种连续可调流体流量的控制方法，所述方法基于一种连续可调流体流量的液压系统实现，所述方法包括以下内容：

21、步骤1、向液压控制系统的操作面板输入给定流量值，当给定流量值大于或者等于参考流量值时，执行步骤2，当给定流量值小于参考流量值时，执行步骤3；

22、步骤2、液压控制系统控制精密电动调节阀的阀口完全关闭，液压控制系统同时按照给定流量值控制变频泵的转频，为轴承试验器供油；

23、步骤3、液压控制系统控制变频泵的转频为5hz，同时控制精密电动调节阀的阀口打开，使进入轴承试验器中的润滑油流量为给定流量值。

24、优选地，步骤2还包括：

25、液压控制系统实时将质量流量计采集的润滑油流量与给定流量值比较，实时调整变频泵的转频；

26、步骤3还包括：

27、液压控制系统实时将质量流量计采集的润滑油流量与给定流量值比较，实时调整精密电动调节阀的阀口开度。

28、优选地，参考流量值为3l/min。

29、优选地，步骤1之前还包括初始步骤：

30、主供给泵启动后，主供给管路上的压力值大于或者等于溢流阀启动压力值，溢流阀自动打开，润滑油通过溢流管路返回油箱，此时，液压控制系统控制压力调节阀打开阀口，直到主供给管路上的压力值小于溢流阀启动压力值，溢流阀自动关闭，液压控制系统实时将压力传感器采集的主供给管路上的压力值与主供油管路压力设定值通过pid算法进行比较，输出阀口开度控制信号自动调节压力调节阀的阀口大小，直至主供给管路上的压力值趋近于主供油管路压力设定值，使主供油管路压力保持恒定。

31、本发明的有益效果是：

32、本申请将给定流量值和参考流量值比较，通过控制变频泵的转频和精密电动调节阀的阀口状态，使进入轴承试验器中的润滑油流量为轴承试验器需要的润滑油流量。为了防止因主供给管路破裂导致的主供给管路流量不稳定或者由于其它原因导致的流量不稳定，所以用质量流量计实时检测流量，实时调整流量，使进入轴承试验器的润滑油流量始终为给定流量值。

33、当给定流量值大于或者等于参考流量值时，说明轴承试验器需要大流量的润滑油，此时液压传动系统控制精密电动调节阀的阀口关闭，然后按照给定流量值调节变频泵的转频；当给定流量值小于参考流量值时，说明轴承试验器需要小流量的润滑油，液压传动系统控制变频泵的转频为5hz(变频泵的转频在5hz以下会不稳定，所以进行小流量调节时，将变频泵的转频控制为5hz)，然后控制精密电动调节阀的阀口打开，随着精密电动调节阀阀口开度大小的改变，部分流量从分支管路流出，进而改变了主供油管路的流量大小。电动精密调节阀阀口越大，主供油管路流量越小，反之亦然。因此，本申请能够实现流量大小的连续及精确调节，更能够实现小流量的精密调节。

34、主供给管路与分支管路采用竖直t型结构。水平为主供给管路，竖直为精密电动调节阀分支管路。该结构可保证精密电动调节阀分支管路，始终保持充满液体状态，从而使分支管路流出流量大小，等于主供给管路减少的流量；同时减小了流量波动，保证了主供给管路流量的稳定性。至此实现了小流量到大流量大范围的连续调节。

35、本申请通过设置溢流管路和在溢流管路上设置溢流阀，当主供给管路的压力值大于或者等于溢流阀启动压力值(2mpa)时，将润滑油泄回油箱，保护了液压传动系统因压力过高而损坏。

技术特征：

1.一种连续可调流体流量的液压系统，其特征在于，所述系统包括液压传动系统和液压控制系统；

2.根据权利要求1所述的一种连续可调流体流量的液压系统，其特征在于，根据给定流量值和参考流量值的比较结果，控制变频泵(5)的转频和精密电动调节阀(7)的阀口状态，具体为：

3.根据权利要求2所述的一种连续可调流体流量的液压系统，其特征在于，液压传动系统还包括质量流量计(8)；

4.根据权利要求3所述的一种连续可调流体流量的液压系统，其特征在于，所述液压传动系统还包括溢流阀(6)、压力传感器(3)和溢流管路；

5.根据权利要求4所述的一种连续可调流体流量的液压系统，其特征在于，液压控制系统包括工控机(10)、变频器(11)和plc输入输出i/o控制采集模块(12)；

6.根据权利要求1所述的一种连续可调流体流量的液压系统，其特征在于，所述液压传动系统还包括抽油泵(9)和回油管路；

7.一种连续可调流体流量的控制方法，所述方法基于权利要求1所述的一种连续可调流体流量的液压系统实现，其特征在于，所述方法包括以下内容：

8.根据权利要求7所述的一种连续可调流体流量的控制方法，其特征在于，步骤2还包括：

9.根据权利要求7所述的一种连续可调流体流量的控制方法，其特征在于，步骤1中，参考流量值为3l/min。

10.根据权利要求7所述的一种连续可调流体流量的控制方法，其特征在于，步骤1之前还包括初始步骤：

技术总结
一种连续可调流体流量的液压系统及控制方法，属于液压润滑系统与自动化控制领域。为了解决传统的流量调节系统，无法实现对流体的连续及精确调节的问题。油箱与轴承试验器通过主供给管路连通，油箱至轴承试验器之间的主供给管路上依次设置主供给泵、压力电动调节阀和变频泵；泄流分支管路的一端通入油箱中，泄流分支管路的另一端与变频泵和轴承试验器之间的主供给管路连通，泄流分支管路上设置精密电动调节阀；液压控制系统，用于根据给定流量值和参考流量值的比较结果，控制变频泵的转频和精密电动调节阀的阀口状态。本申请用于调节润滑油流量。

技术研发人员：陈业明,张龙跃,杨佳彬,刘江,李超
受保护的技术使用者：哈尔滨广瀚动力传动有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22