一种潜水器液压节能系统及使用方法与流程

本发明涉及潜水器液压节能系统，尤其是一种潜水器液压节能系统及使用方法。

背景技术：

1、液压系统因其能量密度大，结构简单、产品可靠性高，被广泛应用于各类水下装备中。

2、随着深海压力补偿技术的发展，各式潜水器也把液压系统作为各类机构的动力供应和运动控制的首选。

3、目前，因齿轮泵结构简单、对油液污染度承受力高，而被广泛运用于潜水器液压系统。该系统缺点有二：

4、控制回路所需油量较小时，定量泵始终以满流量输出，多余流量从溢流阀处以极高的溢流阀开启压力出卸荷，导致液压系统发热和噪声剧增，极大的浪费潜水器携带的电池能量；

5、液压系统最大工作压力完全由溢流阀设定，若溢流阀出现故障，若过早开启，则溢流阀会以较低的压力卸荷，导致控制回路上的执行机构驱动力不够而无法动作；若在设定压力不开启，则可能导致控制回路上执行机构运动到位后，液压系统压力持续上升，有可能超出液压系统中元件最大工作压力，从而损坏液压元件。

技术实现思路

1、本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种潜水器液压节能系统及使用方法，从而可以有效的避免液压系统因为溢流而产生的压力和流量损失，降低系统发热，最大限度的节约潜水器能源。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种潜水器液压节能系统，包括水下液压源，所述水下液压源的输出口通过管路连接高压过滤器，高压过滤器的输出口分支成两路，一路连接大流量执行机构控制阀箱，另一路连接单向阀，单向阀的输出口分别连接蓄能器组件和小流量执行机构控制阀箱；同时水下液压源与小流量执行机构控制阀箱和大流量执行机构控制阀箱连接的管路上设置有过滤器。

4、其进一步技术方案在于：

5、所述小流量执行机构控制阀箱中包含并列设置的一号电磁换向阀、二号电磁换向阀和三号电磁换向阀，每个电磁换向阀输出ab口通过双向调速及自锁阀组与小流量执行机构进出油口相连。

6、所述小流量执行机构控制阀箱中还包含低压压力继电器和高压压力继电器。

7、所述大流量执行机构控制阀箱中包含并列设置的四号电磁换向阀和五号电磁换向阀，每个电磁换向阀ab口通过调速阀组与大流量执行机构进出油口相连，同时大流量执行机构油路设置双向安全阀组和压力比较梭阀。

8、所述大流量执行机构控制阀箱中还包含并列设置的六号电磁换向阀和七号电磁换向阀，七号电磁换向阀用于水下液压源无负载启动，六号电磁换向阀用于选择液压源输出为低压大流量模式或高压可变流量模式。

9、所述液压源包括水下直流电机、变量油泵、一号安全阀和常闭球阀，变量油泵上连接水下直流电机和一号安全阀，一号安全阀用于防止变量油泵的高压截断功能失效时，液压系统超压，作为设定系统最大工作压力的备份手段，常闭球阀用于给油箱进行充放油时的开关。

10、所述蓄能器组件主体为蓄能器，蓄能器通过管理连接有常开球阀、压力表、二号安全阀和常闭球阀，二号安全阀设定蓄能器最大充油压力，起到保护蓄能器的作用，当潜水器完成作业回收至甲板后，若蓄能器中还有高压油，则可通过打开常闭球阀用于蓄能器泄压，通过压力表实时观察蓄能器中压力，当压力表中压力显示为零时，关闭常闭球阀，当压力表损坏需要更换时，只需关闭常开球阀即可进行压力表的更换。

11、一种潜水器液压节能系统的使用方法，包括如下操作过程：

12、s1、液压系统无负载启动：

13、当需要使用液压系统时，潜水器驾驶员打开七号电磁换向阀，使变量油泵的负载敏感油路直接与液压源的油箱相通，此时电机通电，带动变量油泵以极低的输出压力和接近于零的排量运转，变量油泵所需输入功率极小，电机顺畅的启动；

14、s2、液压系统以低压大流量模式运行：

15、当液压系统需要给流量需求大但负载小的执行机构供油时，先按s1完成液压系统无负载启动，关闭七号电磁换向阀，打开六号电磁换向阀，打开四号电磁换向阀或五号电磁换向阀，执行机构所需驱动负载的压力直接通过梭阀传递至变量油泵的负载敏感油路，此时变量油泵以略高于执行机构运转所需的压力输出液压油，变量油泵输出流量与调速阀设定流量匹配，液压系统无额外的压力、流量损失；

16、s3、液压系统以高压节能模式运行：

17、当液压系统需要给流量需求小但负载大的执行机构供油时，先按s1步骤完成液压系统无负载启动，关闭七号电磁换向阀，此时变量油泵的负载敏感油路直接与变量油泵的输出油路相通，变量油泵以最大压力输出液压油，此时，液压油经单向阀进入蓄能器，蓄能器充油，当蓄能器中压力超过高压压力继电器所设压力时，高压压力继电器发出电信号，自动打开七号电磁换向阀，使得变量油泵的负载敏感油路再次与液压源的油箱相通，变量油泵以低压接近零排量运行；

18、此时，打开一号电磁换向阀、二号电磁换向阀或三号电磁换向阀，液压油即可通过电磁阀箱中对应电磁换向阀和双向调速及自锁阀组进入执行机构，推动执行机构动过；当蓄能器中压力低于低压压力继电器设定压力时，低压压力继电器发出电信号，自动关闭七号电磁换向阀，此时变量油泵的负载敏感油路直接与变量油泵的输出油路相通，变量油泵以最大压力输出液压油为蓄能器充油，同时为执行机构供油，当蓄能器中压力超过高压压力继电器所设压力时，高压压力继电器再次发出电信号，自动开启七号电磁换向阀，变量油泵的负载敏感油路再次与变量油泵的输出油路相通，负载敏感变量泵再次以低压接近零排量运行；

19、s4、蓄能器手动卸荷：

20、当潜水器完成作业回收至甲板后，若蓄能器中还有高压油，则可通过打开常闭球阀使得蓄能器直接与液压源的油箱连通，蓄能器泄压，通过压力表实时观察蓄能器中压力，当压力表中压力显示为零时，关闭常闭球阀，当压力表损坏需要更换时，只需关闭常开球阀即可进行压力表的更换。

21、本发明的有益效果如下：

22、本发明结构紧凑、合理，操作方便，使用直流电机带动负载敏感变量泵作为动力源，该动力源可以输出低压大流量和高压节能两种模式的液压油，当所接末端执行机构需要较大流量但所需克服负载较小时，可以使用低压大流量模式；当末端执行机构需要较小流量但所需克服负载较大时，可使用空闲时已自动充满油的蓄能器进行供油，由此避免液压系统因为溢流而产生的压力和流量损失，降低系统发热，最大限度的节约潜水器能源。

23、本发明还具备如下优点：

24、（1）本发明采用液压油箱压力补偿的方式，使得液压系统内压始终略大于外压，使得液压系统能够按照常规液压系统设计并在任意水深谁用。

25、（2）本发明能够精确地对变量油泵的输出压力和流量进行控制。

26、（3）本发明能够做到液压系统的输出能量完全用于克服执行机构负载工作，避免了液压系统因输出压力多大或流量过大而产生的发热，极大程度的节约了潜水器的能源，延长了水下使用时间。

27、（4）本发明只需驾驶员通过按钮操控的方式，即可实现液压系统工作模式的自动切换。

28、（5）本发明通过自动检测蓄能器压力的方式，设计了蓄能器自动充油功能，简化了液压系统操作流程。

29、（6）本发明通过在液压回路设置调速阀组、安全阀组、平衡阀组等方式提供了液压执行机构的速度控制、过载保护和位置自锁功能。