變頻液壓電梯用集成閥的製作方法

2023-05-30 21:50:36

專利名稱：變頻液壓電梯用集成閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及液壓元件，具體地說是一種變頻液壓電梯用集成閥。
背景技術：
液壓電梯是靠液壓缸柱塞或活塞的運動來驅動轎廂升降的電梯，具有載重量大、運行安全平穩、結構簡單等優點。其調速方式包括控制簡單、能量損失大、效率低的節流調速方式和能量損失較小、效率較高的容積調速方式，而容積調速中又以近年來出現的變頻器控制電機來拖動定排量泵/馬達的變頻變壓調速(VVVF)最為熱點。
變頻驅動液壓電梯就是通過對電動機變頻調速即改變泵/馬達的轉速來實現液壓電梯的容積調速，其液壓系統的控制部分是由各種功能不同的液壓閥件組成，主要用以實現控制液壓電梯上行與下行油路的轉換、電梯停層時油路的截斷、設定系統安全壓力以及出現緊急情況時使電梯安全平穩停靠底層、為滿足下行運行所必需的防吸空功能。
以往有採用獨立的液壓閥件來搭建的液壓系統來滿足變頻液壓電梯的液壓控制部分所需功能，能基本滿足變頻液壓電梯上、下行的工作需要，但其外觀上缺乏簡潔性和整體性，下行時油路截斷速度比較慢，油路衝擊大，影響舒適感，在停電或遇故障時，電梯不能迅速停靠。

發明內容
本發明的目的在於提供一種變頻液壓電梯用集成閥，滿足變頻液壓電梯液壓控制油路所需油路轉換和快速截斷功能。
本發明採用的技術方案如下1)安全閥的A1油口、B1油口分別與泵/馬達的P1油口和液控單向閥的A2油口連通，安全閥的回油口T1、背腔分別與油箱和安全閥先導調壓閥的C油口連通，第一固定節流器串聯在連通安全閥的背腔與A1油口或B1油口的安全閥控制油路上；2)安全閥先導調壓閥的D油口、P油口與安全閥的B1油口或A1油口連通，安全閥先導調壓閥的T油口與回油油路連通；蓄能器通過蓄能器油路與泵/馬達油路連通；3)液控單向閥的B2油口通過負載油路與柱塞缸的P2油口連通，液控單向閥的背腔分別通過單向閥第一控制油路與第一個二位二通電磁換向閥的B3油口連通、通過單向閥第二控制油路與負載控制油路連通，第二固定節流器串聯在單向閥第二控制油路上；4)第一個二位二通電磁換向閥的A3油口與負載控制油路連通，進而與負載油路連通；5)第二個二位二通電磁換向閥的A4油口通過負載控制油路與負載油路連通，B4油口通過回油油路與油箱連通，第三固定節流器串聯在負載控制油路上，其位置在第一個二位二通電磁換向閥的A3油口與第二個二位二通電磁換向閥的A4油口之間；6)手動下降閥的進油口A5與負載油路連通，回油口B5與油箱連通；7)控制信號由控制器發出，通過第一、第二電磁閥信號線分別向第一個、第二個二位二通電磁換向閥輸出通電和斷電指令。
本發明具有的有益的效果是變頻液壓電梯液壓控制系統的外觀簡潔，其在滿足變頻液壓電梯正常上、下行工作需要之外，還體現在電梯下行時的快速關斷性，液壓油路能夠快速截斷，減少油路衝擊，電梯運行的舒適感加強。在停電或遇故障時，電梯能夠迅速停靠。


附圖是本發明的變頻液壓電梯用集成閥結構原理圖。
圖中1.油箱，2.濾油器，3.泵/馬達，4.電動機，5.泵/馬達油路，6.手動下降閥，7.安全閥控制油路，8.第一固定節流器，9.蓄能器油路，10.蓄能器，11.安全閥，12.負載油路，13.單向閥第一控制油路，14.液控單向閥，15.安全閥先導調壓閥，16.第二固定節流器，17.單向閥第二控制油路，18.第一個二位二通電磁換向閥，19.負載控制油路，20.柱塞缸，21.第三固定節流器，22.第二個二位二通電磁換向閥，23.回油油路，24.第一電磁閥信號線，25.第二電磁閥信號線，26.控制器。
具體實施例方式
如附圖所示本發明的液壓油路及工作原理是1)主油路泵/馬達3的P1油口通過泵/馬達油路5與安全閥11的A1油口連通，安全閥11的B1油口與液控單向閥14的A2油口連通，液控單向閥14的B2油口通過負載油路12與柱塞缸20的P2油口連通；2)蓄能器控制油路蓄能器10通過蓄能器油路9與泵/馬達油路5連通；蓄能器的作用是抑制蓄能器油路9附近的壓力脈動，便於安裝壓力表和壓力傳感器，檢測壓力作閉環反饋控制；3)安全閥控制油路安全閥11的A1油口或B1油口通過安全閥控制油路7與安全閥11的背腔連通，第一固定節流器8串聯在安全閥控制油路7上，安全閥11的背腔與安全閥先導調壓閥15的C油口連通，安全閥先導調壓閥15的D油口、P油口與安全閥11的B1油口或A1油口連通，T油口與回油油路23連通即最終與油箱1連通；通過調定安全閥先導調壓閥15彈簧預緊力，可以設定安全閥11的最高壓力。當系統壓力超過安全閥11的最高壓力時，高壓油克服安全閥先導調壓閥15預緊彈簧力，使安全閥先導調壓閥15工作在開啟位，C油口與T油口連通，安全閥11背腔卸荷，安全閥11的閥芯抬起，液壓油經其T1油口回流至油箱1，第一固定節流器8與安全閥先導調壓閥15組成B型半橋，控制安全閥11的背腔壓力；4)液控單向閥控制油路液控單向閥14背腔通過單向閥第一控制油路13與第一個二位二通電磁換向閥18的B3油口連通、通過單向閥第二控制油路17與負載控制油路19連通，進而與第二個二位二通電磁換向閥22的A4油口連通，第二固定節流器16串聯在單向閥第二控制油路17上；第一個二位二通電磁換向閥18的A3油口與負載控制油路19連通；第二個二位二通電磁換向閥22的B4油口通過回油油路23與油箱1連通，第三固定節流器21串聯在負載控制油路19上，其位置在第一個二位二通電磁換向閥18的A3油口與第二個二位二通電磁換向閥22的A4油口之間；二位二通電磁換向閥的控制信號由電子控制器26發出，通過第一、第二電磁閥信號線24、25分別向第一個、第二個二位二通電磁換向閥18、22輸出通電、斷電指令；液壓油需要從泵/馬達3流進柱塞缸20時，二位二通電磁換向閥18、22不通電，第一個二位二通電磁換向閥18工作在導通狀態，第二個二位二通電磁換向閥22工作在截止狀態，液控單向閥14背腔與負載油路12連通，直至液控單向閥14的A2油口壓力超過液控單向閥14的初始背腔壓力，液控單向閥14閥口打開，液壓油從液控單向閥14的A2油口流入，B2油口流出；液壓油需要從柱塞缸20流進泵/馬達3時，第一個、第二個二位二通電磁換向閥18、22通電，第一個二位二通電磁換向閥18工作在截止狀態，第二個二位二通電磁換向閥22工作在導通狀態，由第三固定節流器21和第二個二位二通電磁換向閥22對液控單向閥14背腔構成液壓B型半橋，液控單向閥14的背腔壓力卸荷，液控單向閥14的主閥口在B2油口工作腔壓力作用下實現開啟，液壓油從液控單向閥14的B2油口流入，A2油口流出，第二固定節流器16可減緩主閥口的開啟速度，減小電梯下行起動時的衝擊。油路需要截斷時，第一個、第二個二位二通電磁換向閥18、22同時斷電，第一個二位二通電磁換向閥18工作在導通狀態，第二個二位二通電磁換向閥22工作在截止狀態，負載高壓油通過負載控制油路19，第一個二位二通電磁換向閥18，快速充入液控單向閥14背腔，而不會受第二、第三固定節流器16、21的阻尼影響，這樣液控單向閥14背腔可以快速地建立起壓力，保證液控單向閥14閥口的快速關閉，當電梯供電系統出現故障而緊急停電時，或電梯出現某些故障造成電氣系統安全保護器件動作，可以採用這種快速關斷液控單向閥14的方法，使運行中的電梯轎廂迅速停止，大大提高了液壓電梯的安全性；5)手動下降閥油路；手動下降閥6的進油口A5與負載油路12連通，回油口B5與油箱1連通；當液壓電梯進行安裝調試及維修保養情況，或者電梯因故障停止工作，需人工下降電梯轎廂時，按動手動下降閥6的槓桿，液壓油在壓力作用下，從柱塞缸20及負載油路12通過手動下降閥6流到油箱1中，轎廂逐漸下降，直到轎廂達到相應的高度，鬆開手動下降閥6的槓桿。
下面對電梯的運行過程進行分析說明(1)電梯向上運行控制器26接到上行的呼梯信號後，根據電梯轎廂的位置讀取預先設定在存儲器中的電梯上行工況時電動機4的期望速度曲線數據，向變頻器輸出對應的速度指令，進而變頻器輸出相應電壓和頻率給電動機4，電動機4此時工作在電磁驅動狀態，對工作在泵工況的泵/馬達3提供正向驅動力矩，打出高壓油。
泵3出油口壓力油經泵/馬達油路5進入安全閥11，在油液壓力低於安全閥11的最高壓力前提下，液壓油經過安全閥11後，進入液控單向閥14的A2油口，與其背腔壓力相比較，此時第一個、第二個二位二通電磁換向閥18、22不通電，第一個二位二通電磁換向閥18工作在導通狀態，第二個二位二通電磁換向閥22工作在截止狀態，液控單向閥14背腔與負載油路12連通，負載壓力油經第一個二位二通電磁換向閥18進入液控單向閥14的背腔，直至其A2油口壓力超過其初始背腔壓力，液控單向閥14閥口打開，壓力油由液控單向閥14的B2油口流出，經負載油路12進入柱塞缸，推動轎廂上行。
由泵/馬達3輸出到柱塞缸20的液壓油的流量與輸入變頻器的速度指令相對應，進而使轎廂按照給定理想的速度曲線依次完成加速、勻速、減速、及平層運行階段。
當電梯轎廂到達選定樓層，控制器26接收到停靠信號後，停止向變頻器輸出速度指令，變頻器停止向電動機4輸出電流轉矩，電動機4處於自由狀態，泵/馬達3出油口油液壓力迅速降下來，液控單向閥14閥口立刻關閉，轎廂停靠。
(2)電梯向下運行控制器26接到下行的呼梯信號後，為防止電梯產生下行初始瞬時的失重，必須首先對液控單向閥14兩端的壓力進行平衡控制。控制器26給出控制信號，通過變頻器驅動電動機4正向轉動，直至檢測到泵/馬達3出油口和柱塞缸20中壓力相平衡，此時控制器26向第一個、第二個二位二通電磁換向閥18和22的電磁鐵發出通電信號，使第一個二位二通電磁換向閥18工作在截止狀態，第二個二位二通電磁換向閥22工作在導通狀態，由第三固定節流器21和第二個二位二通電磁換向閥22對液控單向閥14背腔構成液壓B型半橋，液控單向閥14的背腔壓力卸荷，液控單向閥14主閥口在B2油口工作腔壓力作用下實現開啟，第二固定節流器16可減緩液控單向閥14主閥口的開啟速度，減小電梯下行起動時的衝擊。
電梯下行初始，控制器需要經變頻器給出控制信號驅動電動機4反向運轉，此時電動機4工作在反向電動狀態，經過短時間加速後，電動機4由反向電動狀態轉到發電狀態，電動機力矩與負載力矩相平衡，使電梯平穩下行，此時泵/馬達3工作在馬達工況。控制器根據電梯轎廂的位置讀取預先設定在存儲器中的電梯下行工況時電動機4的期望速度曲線數據，向變頻器輸出對應的速度指令，進而變頻器輸出相應電壓和頻率給電動機4，使電動機4按給定曲線運行。
液壓油從柱塞缸20的P2油口流出，經負載油路12進入液控單向閥14，再由液控單向閥14的A2油口流出，進入安全閥11，在系統壓力低於安全閥11最高壓力的前提下，液壓油經過安全閥11後，經泵/馬達油路5進入泵/馬達3的進油口P1，從泵/馬達3出來後，再經過濾油器2回油至油箱1。
由柱塞缸20輸出至泵/馬達3的液壓油的流量與輸入變頻器的速度指令相對應，進而使轎廂按照給定理想的速度曲線依次完成加速、勻速、減速、及平層運行階段。
當電梯轎廂到達選定樓層，控制器26接收到停靠信號後，向第一個、第二個二位二通電磁換向閥18和22發出斷電指令，並同時停止向變頻器輸出速度指令，使第一個二位二通電磁換向閥18工作在導通狀態，第二個二位二通電磁換向閥22工作在截止狀態，電動機4出於自由狀態，負載高壓油通過負載控制油路19，第一個二位二通電磁換向閥18，快速充入液控單向閥14背腔，而不會受第二、第三固定節流器16、21的阻尼影響，這樣液控單向閥14背腔可以快速地建立起壓力，保證主閥芯的快速關閉，轎廂快速停靠。
權利要求
1.一種變頻液壓電梯用集成閥，其特徵在於包括1)安全閥(11)的A1油口、B1油口分別與泵/馬達(3)的P1油口和液控單向閥(14)的A2油口連通，安全閥(11)的回油口T1、背腔分別與油箱(1)和安全閥先導調壓閥(15)的C油口連通，第一固定節流器(8)串聯在連通安全閥(11)的背腔與A1油口或B1油口的安全閥控制油路(7)上；2)安全閥先導調壓閥(15)的D油口、P油口與安全閥(11)的B1油口或A1油口連通，安全閥先導調壓閥(15)的T油口與回油油路(23)連通；蓄能器(10)通過蓄能器油路(9)與泵/馬達油路(5)連通；3)液控單向閥(14)的B2油口通過負載油路(12)與柱塞缸(20)的P2油口連通，液控單向閥(14)的背腔分別通過單向閥第一控制油路(13)與第一個二位二通電磁換向閥(18)的B3油口連通、通過單向閥第二控制油路(17)與負載控制油路(19)連通，第二固定節流器(16)串聯在單向閥第二控制油路(17)上；4)第一個二位二通電磁換向閥(18)的A3油口與負載控制油路(19)連通，進而與負載油路(12)連通；5)第二個二位二通電磁換向閥(22)的A4油口通過負載控制油路(19)與負載油路(12)連通，B4油口通過回油油路(23)與油箱1連通，第三固定節流器(21)串聯在負載控制油路(19)上，其位置在第一個二位二通電磁換向閥(18)的A3油口與第二個二位二通電磁換向閥(22)的A4油口之間；6)手動下降閥(6)的進油口A5與負載油路(12)連通，回油口B5與油箱(1)連通；7)控制信號由控制器(26)發出，通過第一、第二電磁閥信號線(24)、(25)分別向第一個、第二個二位二通電磁換向閥(18)、(22)輸出通電和斷電指令。
全文摘要
本發明公開了一種變頻液壓電梯用集成閥。該集成閥連接在驅動變頻液壓電梯轎廂升降的液壓缸和提供壓力油源的液壓泵之間，是變頻液壓電梯中液壓控制部分的關鍵，它包括安全閥、安全閥先導調壓閥、液控單向閥、兩個二位二通電磁換向閥、手動下降閥。其控制對象集中、外觀簡潔，在滿足變頻液壓電梯正常上下行基本工作需要之外，還體現在電梯下行時的快速截斷性，減少油路衝擊，在停電或遇故障時，電梯能夠迅速停靠。
文檔編號B66B1/00GK1594895SQ200410025658
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月25日 優先權日2004年6月25日
發明者徐兵, 胡東明 申請人:浙江大學