一種燃油加油機液壓系統控制方法及裝置的製作方法

2023-11-12 06:00:07 1

專利名稱：一種燃油加油機液壓系統控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃油加油機加油的控制方法及裝置，特別涉及一種應用 於燃油加油機液壓系統變頻控制的方法及裝置。
背景技術：
加油機一般是由電機、容積泵、油氣分離器、流量測量變換器、編碼器、 帶計數器的控制主板、指示裝置、電磁閥、視油器、油槍等主要部件組成的 一個完整的液體輸運和測量系統。加油機工作時，容積泵將油液從低處輸送 到高處、從低壓送至高壓、沿管道送至流量測量變換器對油的體積進行計量， 最終從油槍出來交付給用戶。燃油加油機區別於一般液壓輸運系統的是燃 油加油機由於有較高的計量精度要求，整機流體壓力不僅要保證流量，還要 保證流量穩定性和壓力的穩定性。
現有燃油加油機的常規加油方式包括定量加油和非定量加油兩種。 在定量加油的模式下，燃油加油機液壓系統是這樣工作的加油員在控 制主板的面板上設定好加油升數，比如50L，然後提起油槍，此時電機打開， 容積泵開始全速轉動，加油員拿著油槍走到待加油車輛前，將油槍放入油箱， 打開加油開關開始加油，此時編碼器發送信號給控制主板，控制主板的計數 器計數，同時將信號送到指示裝置以實時顯示加油的升數，當加油量到達
49.7L，即當加油量還剩0.3L (提前量不一定為0.3L，可根據油品等實際要 求調整)時，控制主板發出一個信號，關閉電磁閥的主閥，當計數器到達設 定的加油量時，控制主板發出信號，關閉電磁閥副閥，加油過程完成。等加 油員將加油槍掛到加油機上關閉開關，此時電機停止轉動。
在非定量加油的模式下，燃油加油機液壓系統是這樣工作的加油員提 起油搶，此時電機打開，容積泵開始全速轉動，加油員拿著油槍走到待加油 車輛前，將油槍放入油箱，打開油槍開關開始加油，此時編碼器發送信號給 控制主板，控制主板的計數器計數，同時將信號送到指示裝置以實時顯示加油的升數，當油箱加滿時，加油槍口由於被油液淹沒而形成負壓的自封(機 械自封)，加油過程完成。加油員將加油槍掛到加油機上關閉開關，此時電機 停止轉動。
從液壓泵送的角度來看，現有的加油方式有以下特點
1、 當提起加油槍時，電機打開同時帶動容積泵全速轉動，在加油全過 程容積泵的轉速不變，容積泵轉軸每轉一周排出流量不變，如果忽略內洩漏， 容積泵輸出的流量為常數，而與系統的壓力無關。
2、 容積泵中需要安裝溢流閥，加油過程中溢流閥常開，加油過程中一 部分流量溢流回油罐。
3、 現有加油方式下油槍流出流量大小的改變是通過控制油槍機械閥門 開口大小來實現。大、中、小三檔對應於不同的流量，少量加油(如摩託車) 用小檔位， 一般用中檔位(例如小汽車)，需要更高速的加油(如大貨車加柴 油)就用大檔位。
4、 定量加油時，整個加油過程分為兩個階段首先電磁閥全部打開用
較大流量加油，在定量加油還剩餘0.3L時，關閉電磁閥主閥，只打開副閥，
要很小流量加之定量的數額。因此，此種加油方式需安裝電磁閥。電磁閥可 減少加油過程中加油機停機前的"過衝量"。
在現有的加油方式中，從提起加油槍起，容積泵就全速運行直至加油全 過程的結束，這樣就造成了動力源的浪費，而在需要減小加油流量時只能通 過減小流道孔徑，即通過額外設置阻力來達到減小流量的目的，不僅增加了 液體對容積泵的衝擊磨損，還縮短了容積泵的使用壽命，非常不利於節能降 耗，因此，有必要對容積泵的運行狀況進行優化控制，以使得整個燃油加油 機系統減少能量的浪費、減小整個泵送系統的內部壓力、減少機械磨損、降 低噪音。

發明內容
本發明的目的在於提供一種燃油加油機液壓系統控制方法和裝置，該方 法通過對帶動容積泵的電機進行變頻的控制，根據需要的流量大小調整電機 的頻率，從而實現了對容積泵運行狀況的優化控制，極大地節約了能源，延 長了系統的使用壽命。為達上述目的，本發明採用如下的技術方案 一種燃油加油機液壓系統 控制方法，所述控制方法是一種通過控制運轉頻率對液壓系統中帶動容積泵 的電機進行控制的方法。
所述控制方法按下述步驟依次進行
檢測階段檢測輸入的電壓信號；
運轉階段當檢測結果為存在一個輸入電壓信號時，按此電壓信號對應 的預先設定的頻率運轉；當檢測結果為存在兩個輸入電壓信號時，按優先級 別高的輸入電壓信號對應的預先設定的頻率運轉。
為了更好地實現本發明，所述燃油加油機液壓系統控制方法在檢測階段 之前還包括輸入電壓信號階段。
所述電壓信號包括人工輸入的電壓信號和加油機控制主板自動輸入的 電壓信號，其中加油機控制主板自動輸入的電壓信號優先級別高於人工輸入 的電壓信號。
一種實現上述燃油加油機液壓系統控制方法的裝置，包括電機、容積泵、 油氣分離器、流量測量變換器、編碼器、帶計數器的控制主板、指示裝置、 視油器和油槍，其特點是，所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置還 包括人工輸入系統、電控閥、電壓控制裝置和變頻器；其中，儲油罐與容積 泵、油氣分離器、電控閥、流量測量變換器、視油器和油槍依次連接；儲油 罐還與流量測量變換器、編碼器、帶計數器的控制主板和指示裝置依次連接； 人工輸入系統的輸出連接電壓控制裝置的輸入;所述帶計數器的控制主板的 輸出分別連接所述電壓控制裝置的輸入和電控閥的輸入；電壓控制裝置的輸 出連接變頻器的輸入，變頻器的輸出連接電機，電機與容積泵相連接。加入 電控閥的作用是在加油完成時，電機停止轉動的同時能徹底的關閉出油管， 電控閥的電壓信號由控制主板發出。
所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置還包括液位儀，所述液位 儀的輸出與控制主板的輸入相連接。
所述變頻器採用減轉矩負載u/f模式，其控制信號為控制主板引出的髙 電平和低電平信號或0~5V直流電流模擬信號。
所述人工輸入系統是指可輸入電壓的檔位開關，所述檔位開關分為大、 中、小三檔，每一個檔位分別對應一定的電壓值。所述人工輸入系統設置於油槍上，將檔位開關設置在油槍上，既有利於 提高系統的集成度，又方便加油員的輸入。 所述液位儀設置在油槍出油管前端。
本發明燃油加油機液壓系統控制方法的控制原理是三相交流感應電動 機的同步轉速為"=60///7，式中的p為電機極對數，/為電源頻率。因此， 通過連續改變電源的頻率可以得到連續的電機轉速。本發明根據加油機的運 行工況，用外部電壓來調節帶動容積泵的電機的頻率，改變電機的轉速，進 而實現調整容積泵的轉速，使得加油機一直運行於最佳工況狀態，提高泵的 能量利用率，減少能量損失。
實現本發明的燃油加油機液壓系統控制方法的裝置是這樣工作的
1、 定量加油加油員在控制主板的面板上設定好加油升數，比如50L， 然後提起油槍，此時電機電源打開，電機不轉動，加油員拿著油槍走到待加 油車輛前，將油槍放入油箱，選擇檔位開關(可根據加油量選擇大、中或小 檔)，此時電壓控制裝置檢測到檔位開關輸入的電壓信號，並執行此電壓信號 控制變頻器，使變頻器控制電機按照所選檔位對應的預先設定的頻率帶動容 積泵轉動，這時打開油槍開關開始加油，此時編碼器發送信號給控制主板， 控制主板的計數器計數，同時將信號送到指示裝置以實時顯示加油的升數，
當加油量到達49.7L，即當加油量還剩0.3L (提前量不一定為0.3L，可根據
油品等實際要求調整)時，控制主板發出一個信號給電壓控制裝置，電壓控 制裝置檢測到來自控制主板的電壓信號，由於其優先級別高於檔位開關輸入 的電壓信號，電壓控制裝置執行此電壓信號，控制變頻器，使變頻器控制電 機按照此電壓對應的預先設定的頻率帶動容積泵轉動。當計數器到達設定的 加油量時，控制主板給信號電控閥使其關斷油路，同時向電壓控制裝置發出 關槍信號，電壓控制裝置控制變頻器使電機停止轉動，加油過程完成。加油 員將油槍掛到加油機上，關閉電機電源開關。
2、 非定量加油加油員提起油槍，此時電機電源打開，加油員拿著油
槍走到待加油車輛前，將油槍放入油箱，選擇檔位開關(可根據加油量選擇 大、中或小檔)，此時電壓控制裝置檢測到檔位開關輸入的電壓信號，並執行 此電壓信號控制變頻器，使變頻器控制電機按照所選檔位對應的預先設定的 頻率帶動容積泵轉動，這時打開油槍開關開始加油，此時編碼器發送信號給控制主板，控制主板的計數器計數，同時將信號送到指示裝置以實時顯示加 油的升數，當油箱加滿時，加油槍口由於被油液淹沒而形成負壓的自封(機 械自封)，加油過程完成。加油員將加油槍掛到加油機上，關閉電機電源開關。 或者在油槍出油管的前端設置一個液位儀，當油箱加滿時，油槍口由於被油 液淹沒而形成負壓的自封(機械自封)，加油過程完成，與此同時，液位儀發 出一個觸發信號給控制主板，由控制主板控制電控閥關斷出油管，停止出油， 同時給控制主板發送信號給電壓控制裝置，使變頻器控制電機停止轉動，容 積泵停止抽油，然後加油員將油槍掛到加油機上，關閉電機電源開關。
相對於現有技術，本發明公開的控制方法和實現裝置具有如下的主要優 點和效果
1、 本發明公開的控制方法和實現裝置，使加油機在加油的全過程容積泵 的轉速可控，即容積泵輸出的流量可根據需要調節，從而使加油機一直運行 於最佳工況狀態，可顯著提高容積泵的能量利用率，減少能量損失。
2、 目前通用油槍的大、中、小三個檔位是通過調節油槍裡的機械閥門開 口大小而設定。大、中、小三檔是根據客戶加油量不同要求而設定。少量加 油(如摩託車)用小檔位， 一般用中檔位(例如小汽車)，需要更高速的加油
(如大貨車加柴油)就用大檔位。而本發明公開的控制方法和實現裝置，容 積泵輸出的流量調節由其轉速控制，這樣就不需要加油員用人力去控制機械 閥門，極大地減輕了勞動強度，減少了機械故障的發生率。
3、 本發明公開的控制方法和實現裝置，其中容積泵上的溢流閥只起到安 全調壓作用，在加油過程中溢流閥可設置為常閉，加油過程中不需要溢流， 溢流閥只起到保護的作用。
4、 本發明公開的控制方法和實現裝置，當剩餘的加油量達到預設值時， 加油機控制主板通過電壓控制裝置給變頻器一個電壓信號，降低容積泵轉速， 減小輸出流量，降低加油機停機前的"過衝量"，從而使得加油機液壓系統在 加油時不需安裝電磁閥，節省了元器件，降低了系統的故障率。
5、 本發明公開的控制方法和實現裝置，既充分利用了現有油槍可自動實 現的自封功能，又可實現對電機的變頻控制，在充分利用現有設備的基礎上， 較大程度地減少了能源和資源的浪費。


圖1是現有的燃油加油機液壓系統的結構方框圖2是實現本發明燃油加油機液壓系統控制方法的裝置的一種結構方框
圖3是實現本發明燃油加油機液壓系統控制方法的裝置的另一種結構 方框圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施 方式不限於此。 實施例一
實現本發明的燃油加油機液壓系統控制方法的裝置的一種結構方框圖 如圖2所示，包括電機、容積泵、油氣分離器、電控閥、流量測量變換器、 編碼器、帶計數器的控制主板、指示裝置、電壓控制裝置、人工輸入系統、 變頻器、視油器和油槍，儲油罐與容積泵、油氣分離器、電控閥、流量測量 變換器、視油器和油槍依次連接；儲油罐還與流量測量變換器、編碼器、帶 計數器的控制主板和指示裝置依次連接，人工輸入系統的輸出連接電壓控制 裝置的輸入；帶計數器的控制主板的輸出分別連接電壓控制裝置的輸入和電 控閥的輸入；電壓控制裝置的輸出連接變頻器的輸入，變頻器的輸出連接電 機，電機與容積泵相連接。所述變頻器採用減轉矩負載u/f模式，其控制信 號為控制主板引出的高電平和低電平信號或0~5V直流電流模擬信號，通過 電位調節裝置實現。所述人工輸入系統是指設置在油槍上的檔位開關，所述 檔位開關分為大、中、小三檔，每一個檔位分別對應一定的電壓值。檔位開 關的大、中、小三檔對應的變頻器的輸出電壓頻率分別為50HZ、 25HZ、 8HZ (也可根據實際油品的情況調節檔位開關的大、中、小三檔對應的變頻器的 輸出電壓頻率)。
實現本發明的燃油加油機液壓系統控制方法的裝置是這樣工作的-1、定量加油加油員在控制主板的面板上設定好加油升數，比如50L， 然後提起油槍，此時電機電源打開，電機不轉動，加油員拿著油槍走到待加 油車輛前，將油槍放入油箱，選擇檔位開關(可根據加油量選擇大、中或小檔)，此時電壓控制裝置檢測到檔位開關輸入的電壓信號，並執行此電壓信號 控制變頻器，使變頻器控制電機按照所選檔位對應的預先設定的頻率帶動容 積泵轉動，這時打開油槍開關開始加油，此時編碼器發送信號給控制主板， 控制主板的計數器計數，同時將信號送到指示裝置以實時顯示加油的升數，
當加油量到達49.7L，即當加油量還剩0.3L (提前量不一定為0.3L，可根據
油品等實際要求調整)時，控制主板發出一個信號給電壓控制裝置，電壓控 制裝置檢測到來自控制主板的電壓信號，由於其優先級別高於檔位開關輸入 的電壓信號，電壓控制裝置執行此電壓信號，控制變頻器，使變頻器控制電 機按照此電壓對應的預先設定的頻率帶動容積泵轉動。當計數器到達設定的 加油量時，控制主板給信號電控閥使其關斷油路，同時向電壓控制裝置發出 關槍信號，電壓控制裝置控制變頻器使電機停止轉動，加油過程完成。加油 員將油槍掛到加油機上，關閉電機電源開關。
2、在非定量加油加油員提起油槍，此時電機電源打開，加油員拿著 油槍走到待加油車輛前，將油槍放入油箱，選擇檔位開關(可根據加油量選 擇大、中或小檔)，此時電壓控制裝置檢測到檔位開關輸入的電壓信號，並執 行此電壓信號控制變頻器，使變頻器控制電機按照所選檔位對應的預先設定 的頻率帶動容積泵轉動，這時打開油槍開關開始加油，此時編碼器發送信號 給控制主板，控制主板的計數器計數，同時將信號送到指示裝置以實時顯示 加油的升數，當油箱加滿時，油槍口由於被油液淹沒而形成負壓的自封(機 械自封)，加油過程完成。加油員將油槍掛到加油機上，關閉電機電源開關。
實施例二
實現本發明的燃油加油機液壓系統控制方法的裝置的另一種結構方框 圖如圖3所示，包括電機、容積泵、油氣分離器、電控閥、流量測量變換器、 編碼器、帶計數器的控制主板、指示裝置、電壓控制裝置、人工輸入系統、 變頻器、視油器、油槍和液位儀，儲油罐與容積泵、油氣分離器、電控閥、 流量測量變換器、視油器和油槍依次連接；儲油罐還與流量測量變換器、編 碼器、帶計數器的控制主板和指示裝置依次連接，人工輸入系統的輸出分別 連接電壓控制裝置的輸入和電控閥的輸入;帶計數器的控制主板的輸出連接 電壓控制裝置的輸入；電壓控制裝置的輸出連接變頻器的輸入，變頻器的輸出連接電機，電機與容積泵相連接，液位儀的輸出與控制主板的輸入相連接。 所述變頻器採用減轉矩負載U/f模式，其控制信號為控制主板引出的高電平 和低電平信號或0 5V直流電流模擬信號，通過電位調節裝置實現。所述人 工輸入系統是指設置在油槍上的檔位開關，所述檔位開關分為大、中、小三 檔，每一個檔位分別對應一定的電壓值。檔位開關的大、中、小三檔對應的
變頻器的輸出電壓頻率分別為50HZ、 25HZ、 8HZ (也可根據實際油品的情 況調節檔位開關的大、中、小三檔對應的變頻器的輸出電壓頻率)。所述液 位儀設置於油槍出油管前端，用於感應油液加滿油箱並向控制主板發送觸發 信號。
實現本發明的燃油加油機液壓系統控制方法的裝置是這樣工作的
1、 定量加油加油員在控制主板的面板上設定好加油升數，比如50L，
然後提起油槍，此時電機電源打開，電機不轉動，加油員拿著油槍走到待加 油車輛前，將油槍放入油箱，選擇檔位開關(可根據加油量選擇大、中或小 檔)，此時電壓控制裝置檢測到檔位開關輸入的電壓信號，並執行此電壓信號 控制變頻器，使變頻器控制電機按照所選檔位對應的預先設定的頻率帶動容 積泵轉動，這時打開油槍開關開始加油，此時編碼器發送信號給控制主板， 控制主板的計數器計數，同時將信號送到指示裝置以實時顯示加油的升數，
當加油量到達49.7L，即當加油量還剩0.3L (提前量不一定為0.3L，可根據
油品等實際要求調整)時，控制主板發出一個信號給電壓控制裝置，電壓控 制裝置檢測到來自控制主板的電壓信號，由於其優先級別高於檔位開關輸入 的電壓信號，電壓控制裝置執行此電壓信號，控制變頻器，使變頻器控制電 機按照此電壓對應的預先設定的頻率帶動容積泵轉動。當計數器到達設定的 加油量時，控制主板給信號電控閥使其關斷油路，同時向電壓控制裝置發出 關槍信號，電壓控制裝置控制變頻器使電機停止轉動，加油過程完成。加油 員將油槍掛到加油機上，關閉電機電源開關。
2、 非定量加油加油員提起油槍，此時電機電源打開，加油員拿著油 槍走到待加油車輛前，將油槍放入油箱，選擇檔位開關(可根據加油量選擇 大、中或小檔)，此時電壓控制裝置檢測到檔位開關輸入的電壓信號，並執 行此電壓信號控制變頻器，使變頻器控制電機按照所選檔位對應的預先設定 的頻率帶動容積泵轉動，這時打開油槍開關開始加油，此時編碼器發送信號給控制主板，控制主板的計數器計數，同時將信號送到指示裝置以實時顯示 加油的升數，當油箱加滿時，油槍口由於被油液淹沒而形成負壓的自封(機 械自封)，加油過程完成。此時設置在油槍出油管前端的液位儀向控制主板 發出一個觸發信號，控制主板給信號電控閥使其關斷油路，同時向電壓控制 裝置發出關槍信號，電壓控制裝置檢測到來自控制主板的電壓信號，由於其 優先級別高於檔位開關輸入的電壓信號，電壓控制裝置執行此電壓信號，控
制變頻器使電源輸出頻率從50Hz逐漸降為25HZ、再降到8HZ，最後降到0， 使電機逐級減速直至停止轉動。這樣就可以使得加油員在加完油後收取油款 時電機己經停止轉動(現實的加油站通常都採取加油後由加油員直接收取油 款的方式)，減少能源的浪費，特別是當加油員離開加油機較遠時，此方式 不僅可以節約能源，還減輕了加油員的工作強度。當加油員將油槍掛到加油 機上，電機電源開關關閉。
本實施例中，液位儀作為一個單獨的單元安裝在現有油槍上，其實也可 以通過改變或簡化油槍的結構，將液位儀設計為油槍的一個組成部分，無須 再採用現有油槍實現機械自封的結構，油液加滿時電機的停止動作均由液位 儀產生的觸發信號來觸發。
實施例一和實施例二的兩種加油方式中，當客戶需要再加少量的油時， 可通過檔位開關輸入控制電機在低頻條件下低速運轉使出油流速小，方便進 行微量加油以適應客戶需求。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、 修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護 範圍之內。
權利要求
1、一種燃油加油機液壓系統控制方法，其特徵是，所述控制方法是一種通過控制運轉頻率對液壓系統中帶動容積泵的電機進行控制的方法。
2、 根據權利要求1所述燃油加油機液壓系統控制方法，其特徵是，所述 控制方法按卜述步驟依次進行檢測階段檢測輸入的電壓信號；運轉階段3檢測結果為存在一個輸入電壓信號時，按此電壓信號對應的 預先設定的頻率運轉；當檢測結果為存在兩個輸入電壓信號時，按優先級別高 的輸入電壓信號對應的預先設定的頻率運轉。
3、 根據權利要求1所述燃油加油機液壓系統控制方法，其特徵是，所述 燃油加油機液壓系統控制方法在檢測階段之前還包括輸入電壓信號階段。
4、 根據權利要求1至3中任一項所述燃油加油機液壓系統控制方法，其特徵是，所述電壓信號包括人工輸入的電壓信號和加油機控制主板自動輸入的 電壓信號，其中加油機控制主板自動輸入的電壓信號優先級別高於人工輸入的 電壓信號。
5、 一種實現權利要求1至3中任一項所述燃油加油機液壓系統控制方法 的裝置，包括電機、容積泵、油氣分離器、流量測量變換器、帶計數器的控制 主板和油槍，其特徵是，所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置還包括 人工輸入系統、電控閥、電壓控制裝置和變頻器；其中，儲油罐與容積泵、油 氣分離器、電控閥、流量測量變換器和油槍依次連接；儲油罐還與流量測量變 換器和帶計數器的控制主板依次連接；人工輸入系統的輸出連接電壓控制裝置 的輸入；帶計數器的控制主板的輸出分別連接電壓控制裝置的輸入和電控閥的 輸入；電壓控制裝置的輸出連接變頻器的輸入，變頻器的輸出連接電機，電機 與容積泵相連接。
6、 根據權利要求5所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置，其特 徵是，所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置還包括液位儀，所述液位 儀的輸出與控制主板的輸入相連接。
7、 根據權利要求5所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置，其特 徵是，所述變頻器採用減轉矩負載u/f模式，其控制信號為控制主板引出的高 電平和低電平信號或0~5V直流電流模擬信號。
8、 根據權利要求5所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置，其特 徵是，所述人工輸入系統是指可輸入電壓的檔位開關。
9、 根據權利要求8所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置，其特徵是，所述人工輸入系統設置於油槍上。
10、 根據權利要求6所述實現燃油加油機液壓系統控制方法的裝置，其特 徵是，所述液位儀設置於油槍出油管前端。
全文摘要
本發明為一種燃油加油機液壓系統控制方法，其通過控制運轉頻率對液壓系統中帶動容積泵的電機進行控制，步驟是檢測階段檢測輸入的電壓信號；運轉階段當檢測結果為存在一個輸入電壓信號時，按此電壓信號對應的預先設定的頻率運轉；當檢測結果為存在兩個輸入電壓信號時，按優先級別高的輸入電壓信號對應的預先設定的頻率運轉。本發明公開的方法和實現該方法的裝置，通過連續改變電源頻率來改變帶動容積泵的電機的轉速，實現容積泵轉速調整，使加油機運行於最佳工況，提高能量利用率，減少能量損失。
文檔編號H02P27/04GK101434372SQ200810219849
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月11日 優先權日2008年12月11日
發明者萬勤波, 劉亞俊, 蔣徵學, 陳建明 申請人:託肯恆山科技(廣州)有限公司