蓄势器流量和压力动态补偿控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了蓄势器流量和压力动态补偿控制系统，包括若干台中高压蓄势器和蓄势器控制阀块，中高压蓄势器包括若干台油罐和气罐，油罐出口管道直接连接到蓄势器控制阀块，蓄势器控制阀块控制油罐输出的补偿流量。蓄势器和蓄势器控制阀块可按液压机工艺负荷曲线，通过高频响比例阀控制油罐的机动流量的输出，在一个循环周期内，使蓄势器存储的动力动态补偿油泵直接传动系统在中低压负载阶段所需的流量，使主缸达到规定的工作速度要求，并可作为整个液压系统的先导控制油源。本实用新型专利技术大幅度减少各台液压机单独建立泵站所需的装机总功率，有效降低蓄势器无功或少功能耗，提高运行效率，显著减少液压系统采购费用，降低项目投资和生产运行成本。

Dynamic Compensation Control System for Flow and Pressure of Accumulator

【技术实现步骤摘要】
蓄势器流量和压力动态补偿控制系统
本技术涉及蓄势器流量和压力动态补偿控制系统，属于金属塑性成形液压机

技术介绍
液压传动泵站是大型模锻液压机的动力源，是设备最重要的技术心脏。工作时，液压机工作缸发出的巨大的力和工作速度都是由液压泵站传递出的。因此，液压泵站所具有的压力能和流量，以及功率消耗，必须满足不同生产工艺的特性要求和设备运行的经济性要求。目前，大型模锻液压机所采用的液压传动系统，一般有如下两种方式：传统的水泵-蓄势器传动系统，大压下量时只能产生90%的额定压力，压力调整困难，压机行程控制精度差，加压速度难以自动调节，生产工艺特性差；泵的装机功率虽较低，但效率低于74%，无论负载大小，每次工作行程都消耗全功率，总效率低，能耗较高。对于特大型的模锻液压机，由于超高压大流量水泵和高压蓄势器应用的限制，则需要增加工作缸的面积，或者采取增压技术。油泵直接传动系统可满压力连续工作，加压速度自动控制性能好，压机行程控制精度高，泵效率大于93%，较水泵-蓄势器能耗低30%，生产工艺特性适应性很好；但是泵的装机功率很高，如一台500MN模锻液压机仅42MPa压力的主泵数量就达到60台，一台800MN模锻液压机的主泵数量达到68台，还带有30台超高压增压器，管道系统复杂，泵站建造非常庞大。两台液压机主泵的装机功率分别在24000kW和27000kW以上。如此高的装机功率，开机率和运行效率却很低，导致项目投资增加和生产运行成本提高。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本技术公开了一种蓄势器流量和压力动态补偿控制系统，用于大型模锻液压机油泵和蓄势器混合动力液压传动系统，其具体技术方案如下：蓄势器流量和压力动态补偿控制系统，包括若干台中高压蓄势器和蓄势器控制阀块，所述中高压蓄势器包括若干台油罐和气罐，油罐出口管道直接连接到蓄势器控制阀块，蓄势器控制阀块控制油罐输出的补偿流量；所述蓄势器控制阀块包括高频响比例阀、换向阀、最低液面阀、先导双级压力溢流阀、减压阀和手动闸阀，所述高频响比例阀控制油罐的机动流量的输出；所述换向阀控制超高压柱塞变量泵组在一个循环周期内向油罐的补油操作，使之恢复存储的动力；所述最低液面阀负责油罐在最低油位时的安全控制；所述先导双级压力溢流阀控制油罐的工作压力转换；所述减压阀维持油罐的压力油作为整个液压系统的先导控制油源；通过若干个手动闸阀的切换，将油罐油路依次与对应的主工作缸的回程缸连接，在事故停电状态下，能够手动实现模具开模和回程。所述中高压蓄势器还包括PSA现场制氮系统，由PSA现场制氮系统为中高压蓄势器的油罐和气罐首次充压，并使之存储动力。应用上述蓄势器流量和压力动态补偿控制系统的大型模锻液压机混合动力液压传动系统，还包括若干台超高压柱塞变量泵组、矩阵式多路输出集成控制阀块、低压油箱、无压力油箱、充气系统、循环系统和多台液压机的若干个主缸和辅助缸控制阀块，所述主缸和辅助缸控制阀块分别通过管道和矩阵式多路输出集成控制阀块，与超高压柱塞变量泵组和蓄势器控制阀块及中高压蓄势器连接，主缸和辅助缸控制阀块的输出管道分别连接到所控制的液压机的主缸或辅助缸，所述超高压柱塞变量泵组包括若干台变量泵，所述低压油箱给每台变量泵供油和为各台液压机的主缸充液，每台变量泵出口配置一个单向阀，各自独立接到矩阵式多路输出集成控制阀块；矩阵式多路输出集成控制阀块用于控制超高压柱塞变量泵组和中高压蓄势器的流量输入和输出；低压油箱与充气系统和循环系统连接，通过充气系统充入或释放低压油箱内的气体压力，通过循环系统实现低压油箱的加热、冷却和过滤循环。所述矩阵式多路输出集成控制阀块中，每纵列排列的隔离阀分别为每台变量泵和中高压蓄势器提供输入流道，每个输入流道分别设置有先导循环溢流阀；矩阵式多路输出集成控制阀块中，每横排的隔离阀分别为每个独立的主缸和辅助缸控制阀块提供流量的输出流道，每个输出流道分别设置有管道泄压阀，使通向每个主缸和辅助缸控制阀块的管道和所有变量泵均能够单独泄压；每纵列的输入流道与对应的横排输出流道通过隔离阀联通，每路输出流道单独地连接到对应的主缸和辅助缸控制阀块。大型模锻液压机混合动力液压传动系统还包括无压力油箱，所述无压力油箱用于收集超高压柱塞变量泵组和主缸和辅助缸控制阀块的内泄漏油，且经过滤后将清洁的油液返回到低压油箱。所述低压油箱选用0.3-0.5MPa压力油箱。本技术的工作原理是：本技术应用于大型模锻液压机混合动力液压传动系统中，当工作压力小于25MPa，速度为25-30mm/s时，由超高压柱塞变量泵组油泵动力直接传动；当工作压力大于25MPa，小于32MPa，速度为50-60mm/s时，由超高压柱塞变量泵组油泵动力直接传动，由配合中高压蓄势器存储动力进行动态补偿；当工作压力大于32MPa，小于42MPa，速度为20-30mm/s时，由超高压柱塞变量泵组油泵动力直接传动；预制坯后的模锻工况，由超高压柱塞变量泵组油泵动力直接传动，由中高压蓄势器存储动力进行动态补偿，最终成形阶段由超高压柱塞变量泵组油泵动力直接传动；其中一个液压机的各个辅助缸和其它液压机的主缸均由超高压柱塞变量泵组油泵动力直接传动。本技术的有益效果是：（1）本技术根据多向双动复合挤压工艺和模锻工艺的特点，吸取了现有传动系统的优点，规避了他们的缺点，在完全满足工艺力能参数的前提下，在一个工艺循环周期内，联合泵站可在不同时段按工艺负载曲线为多台液压机供油，可大幅度减少各台液压机单独建立泵站所需的装机总功率，有效降低蓄势器无功或少功能耗，提高运行效率，可显著减少液压系统采购费用，降低项目投资和生产运行成本。（2）当泵直接传动的供液量约占50%时，能够满足各主缸50%最大工作速度的流量需要，完全满足各主缸空程运动以及其它所有缸最大工作速度的流量需要。蓄势器补偿供液量所占50%，可用于向主缸中等压力时的动态流量补偿，可以根据工艺需要，调整为25MPa和32MPa两种压力级别工作，也可以用作油泵-蓄势器传动。（3）采用多向双动复合挤压工艺和直接模锻工艺时，在85%的时间段内，充填或镦粗负载不到50%最大负载，使用约为42MPa最高工作压力50%的25MPa压力级别，与泵直接传动一起向缸内供液。蓄势器压力升压速度快，能量可得到充分利用，同时，向主缸补偿了50%供液量，达到最大工作速度要求。当负载压力超过25MPa时，蓄势器停止供液，由泵以50%最大工作速度的流量直接传动，直至工作结束。（4）采用预制坯后模锻工艺时，模具一接触制坯，上压很快，成形时间更短，使用32MPa压力级别，与泵直接传动一起向缸内供液。蓄势器能量可得到充分利用，同时，向主缸补偿了50%供液量，达到最大工作速度要求。当负载压力超过32MPa时，蓄势器停止供液，由泵以50%最大工作速度的流量直接传动，直至工作结束。或在任一工况许可时，可先采用油泵直接传动以50%最大工作速度进行镦粗或充填挤压，当负载压力上升至20MPa时，启动蓄势器流量补偿，一直到负载压力超过蓄势器压力后，蓄势器停止供液，由泵以50%最大工作速度的流量直接传动，直至工作结束。因此，蓄势器能量就得到完全利用，效率得以提高。由此可见，采用蓄势器动态补偿的油泵直接传动系统，不同于无关负载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蓄势器流量和压力动态补偿控制系统，其特征在于，包括若干台中高压蓄势器（2）和蓄势器控制阀块（4），所述中高压蓄势器（2）包括若干台油罐（12‑1）和气罐（12‑2），油罐出口管道直接连接到蓄势器控制阀块（4），蓄势器控制阀块（4）控制油罐输出的补偿流量；所述蓄势器控制阀块（4）包括高频响比例阀（17）、换向阀（18）、最低液面阀（19）、先导双级压力溢流阀（20）、减压阀（21）和手动闸阀（22），所述高频响比例阀（17）控制油罐（12‑1）的机动流量的输出；所述换向阀（18）控制超高压柱塞变量泵组（1）在一个循环周期内向油罐（12‑1）的补油操作，使之恢复存储的动力；所述最低液面阀（19）负责油罐（12‑1）在最低油位时的安全控制；所述先导双级压力溢流阀（20）控制油罐（12‑1）的工作压力转换；所述减压阀（21）维持油罐（12‑1）的压力油作为整个液压系统的先导控制油源；通过若干个手动闸阀（22）的切换，将油罐（12‑1）油路依次与对应的主工作缸的回程缸连接，在事故停电状态下，能够手动实现模具开模和回程。

【技术特征摘要】
1.蓄势器流量和压力动态补偿控制系统，其特征在于，包括若干台中高压蓄势器（2）和蓄势器控制阀块（4），所述中高压蓄势器（2）包括若干台油罐（12-1）和气罐（12-2），油罐出口管道直接连接到蓄势器控制阀块（4），蓄势器控制阀块（4）控制油罐输出的补偿流量；所述蓄势器控制阀块（4）包括高频响比例阀（17）、换向阀（18）、最低液面阀（19）、先导双级压力溢流阀（20）、减压阀（21）和手动闸阀（22），所述高频响比例阀（17）控制油罐（12-1）的机动流量的输出；所述换向阀（18）控制超高压柱塞变量泵组（1）在一个循环周期内向油罐（12-1）的补油操作，使之恢复存储的动力；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉玺，张利，
申请(专利权)人：南京迪威尔高端制造股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32