[发明专利]一种蓄能阵列式流量大范围快速智能跟踪装置及方法

说明书

本发明一种蓄能阵列式流量大范围快速智能跟踪装置及方法，其中装置包括安全阀、定量液压泵、进液电磁开关阀驱动控制器、出液电磁开关阀驱动控制器、蓄能器流量计算器、流量比较器、蓄能器出液压力传感器、蓄能器进液压力传感器和若干蓄能单元，蓄能单元包括进液电磁开关阀、蓄能器压力传感器、出液电磁开关阀、蓄能器和单向阀，多个蓄能单元组成蓄能阵列，同一时刻蓄能阵列中所有蓄能器分为充液、待命、供液三种状态组合，且本装置中单台定量液压泵供液，不含卸荷阀。本发明不但能够向工作系统按需供液，还能够实现流量大范围快速智能跟踪响应，还消除了现有系统中卸荷阀带来的能量损耗、系统振动、冲击、噪声等问题和多泵供液系统的能源浪费问题。

技术领域

本发明一种蓄能阵列式流量大范围快速智能跟踪装置及方法，属于液压控制技术领域。

背景技术

对于自来水供水系统、煤矿综采工作面供液系统等用液量及用液速度大范围快速变化的液压系统来说，如何使供液流量快速跟踪匹配需求流量的变化是一个难题。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题。第一种是常见的定量泵+卸荷阀式流量跟踪方案，是一种被动式流量跟踪方法，这种方法跟踪速度快，流量范围也大，但泵的频繁加载与卸荷阀频繁卸荷，使很大一部分能量浪费。第二种是采用伺服变量泵供液，这种方法依靠泵排量的调节可实现供液量快速跟踪需求量，但供液流量变化范围有限，若采用多台变量泵，又会增大电能消耗。第三种是采用变频技术调节泵的流量，但这种方式响应速度慢，难以满足瞬时用液量快速变化要求。

发明内容

本发明就是鉴于以上问题而完成。本发明的目的在于提供一种既满足流量大范围跟踪要求，又能快速响应、节约能量的蓄能阵列式流量大范围快速智能跟踪装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种蓄能阵列式流量大范围快速智能跟踪装置，包括安全阀、定量液压泵、进液电磁开关阀驱动控制器、出液电磁开关阀驱动控制器、蓄能器流量计算器、流量比较器、蓄能器出液压力传感器、蓄能器进液压力传感器和若干蓄能单元，蓄能单元包括进液电磁开关阀、蓄能器压力传感器、出液电磁开关阀、蓄能器和单向阀，蓄能单元依序连接在蓄能器公共进液管和工作系统供液管之间；

工作系统回液管与定量液压泵的入口相连，定量液压泵的出口和安全阀均与蓄能器公共进液管相连，蓄能器的进出口分别与进液电磁开关阀的出液口和出液电磁开关阀的进液口相连，进液电磁开关阀的进液口与蓄能器公共进液管相连，出液电磁开关阀的出液口通过单向阀与工作系统供液管相连；蓄能器压力传感器设置在蓄能器的进出口，蓄能器出液压力传感器设置在工作系统供液管上，蓄能器进液压力传感器设置在蓄能器公共进液管上；

进液电磁开关阀驱动控制器与进液电磁开关阀的控制端相连，出液电磁开关阀驱动控制器与出液电磁开关阀的控制端相连，蓄能器流量计算器用于根据单个蓄能器的压差-流量特性得到全部蓄能单元向外供液的瞬时总流量Q1，流量比较器用于比较瞬时总流量Q1和工作系统所需瞬时流量值Q2的大小，然后，通过开启或关闭一定数量的蓄能器，使工作系统的供液需求达到平衡；蓄能单元的数目为n1+n2+1，n1为待命状态的蓄能器的数目，n2为向外供液蓄能器的数目，1表示任何时刻都有一个蓄能器处于充液状态，n1和n2根据工作系统所需最大瞬时总流量和工作系统特征而定。

进一步地，定量液压泵的数量为一台，所述安全阀的出口处于常闭状态，所述安全阀的调定压力大于工作系统额定压力。

进一步地，同一个蓄能器上的所述进液电磁开关阀和所述出液电磁开关阀不得同时打开。

一种蓄能阵列式流量大范围快速智能跟踪方法，包括：

获取工作系统所需瞬时流量值Q2；

计算全部蓄能器向外供液的瞬时总流量Q1；