專(zhuān)利名稱(chēng)：采用液壓變壓器的液壓電梯節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用液壓變壓器的液壓電梯節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液壓電梯從產(chǎn)生之初至今，經(jīng)歷了閥控液壓系統(tǒng)到變頻控制液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷程，而節(jié)能降耗一直是這一領(lǐng)域研究發(fā)展的重大課題之一。
傳統(tǒng)的閥控節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)在目前液壓電梯控制系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛，它主要是應(yīng)用液壓技術(shù)中的節(jié)流調(diào)速技術(shù)來(lái)控制液壓電梯的運(yùn)行速度。其最大的優(yōu)勢(shì)就是系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，控制方便，價(jià)格低。但是，由于調(diào)速采用節(jié)流的方式，系統(tǒng)的很大一部分能量消耗在節(jié)流閥口，所以這樣的系統(tǒng)能耗大，效率很低。
容積調(diào)速方式也是電梯調(diào)速方式之一，尤其近年來(lái)隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，采用變頻電機(jī)帶動(dòng)定量泵/馬達(dá)的容積調(diào)速系統(tǒng)也取得了很大的進(jìn)步。該系統(tǒng)對(duì)比傳統(tǒng)的閥控調(diào)速系統(tǒng)，具有負(fù)載功率適應(yīng)，下行能量部分回收的優(yōu)點(diǎn)，從而比閥控系統(tǒng)要節(jié)能許多，但是裝機(jī)功率仍然比較大，并且由于采用了變頻器，使系統(tǒng)造價(jià)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用液壓變壓器的液壓電梯節(jié)能控制系統(tǒng)。應(yīng)用液壓變壓器的壓力—能量轉(zhuǎn)換原理和調(diào)節(jié)原理，采用一個(gè)定量泵/馬達(dá)和一個(gè)變量泵/馬達(dá)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)作為能量傳遞元件，把存儲(chǔ)在蓄能器中的高壓液壓能無(wú)節(jié)流損失地供給低壓負(fù)載，推動(dòng)電梯向上運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)壓力從高到低的轉(zhuǎn)變和能量的傳遞。當(dāng)電梯下行時(shí)，采用液壓變壓器原理的壓力—能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)能夠把負(fù)載低壓變?yōu)楦邏海闺娞菹陆档闹亓?shì)能可以回收，存儲(chǔ)到蓄能器之中，從而實(shí)現(xiàn)能量的回收和再利用。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下包括由變量泵/馬達(dá)、定量泵/馬達(dá)組成的液壓變壓器，液壓變壓器中變量泵/馬達(dá)的一端經(jīng)過(guò)濾器接油箱，另一端分別與定量泵/馬達(dá)的一端、變量泵/馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、補(bǔ)油裝置的安全閥、系統(tǒng)的補(bǔ)油泵和液控單向閥連接，液控單向閥還與第一壓力傳感器和蓄能器連接。
液壓變壓器中的定量泵/馬達(dá)通過(guò)聯(lián)軸器與變量泵/馬達(dá)機(jī)械聯(lián)結(jié)，通過(guò)另一聯(lián)軸器與測(cè)速光電編碼器連接，定量泵/馬達(dá)的另一端與主回路液控單向閥的一端和第二壓力傳感器連接、主回路液控單向閥的另一端與第三壓力傳感器和柱塞油缸連接。
測(cè)速光電編碼器、主回路液控單向閥、柱塞油缸上的測(cè)速光電編碼器、液控單向閥、變量泵/馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、第一、二、三壓力傳感器分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)電連接。
主回路液控單向閥和柱塞油缸之間接有手動(dòng)下降閥和手動(dòng)泵。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是液壓變壓器技術(shù)是在恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它通過(guò)液壓變壓器這一特殊的壓力—能量轉(zhuǎn)換元件，從恒壓網(wǎng)絡(luò)中提取能量供給負(fù)載，作為壓力變換器，它能將網(wǎng)絡(luò)壓力無(wú)節(jié)流損失地調(diào)整為壓力變化范圍內(nèi)的任一值，從而實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)損傳遞；變壓器變壓過(guò)程可逆的，既可以向負(fù)載輸出能量，也可以從負(fù)載回收能量，從而實(shí)現(xiàn)能量的再利用；液壓變壓器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可以方便地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制；液壓變壓器可以做為壓力放大器使用，產(chǎn)生較輸入壓力高得多的輸出壓力。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
附圖為采用液壓變壓器的液壓電梯節(jié)能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，其中1是變量泵/馬達(dá)，一端通過(guò)管路41與過(guò)濾器45連接，通過(guò)管路42連接油箱46，一端通過(guò)管路31和管路32、30連接，并且與定量泵/馬達(dá)2通過(guò)聯(lián)軸器47同軸連接，2是定量泵/馬達(dá)，一端通過(guò)管路30與管路31、32連接，另一端通過(guò)管路29與壓力傳感器13-2連接，3是測(cè)速光電編碼器，通過(guò)另一聯(lián)軸器(50)安裝于定量泵/馬達(dá)2的另一軸端，4是主回路液控單向閥，一端通過(guò)管路28與壓力傳感器13-2連接，另一端通過(guò)管路27與壓力傳感器13-3連接，5是手動(dòng)下降閥，一端通過(guò)管路39連接回油箱46，另一端通過(guò)管路26與壓力傳感器13-3連接，6是手動(dòng)泵，一端通過(guò)管路38連接回油箱46，另一端通過(guò)管路24與管路23、25連接，7是柱塞缸，通過(guò)管路23與管路24、25連接，8是電梯轎廂上的光電編碼器，安裝在電梯轎廂一側(cè)，9是系統(tǒng)的補(bǔ)油泵，一端通過(guò)管路43連接回油箱46，另一端通過(guò)管路34與管路33、35、36連接，10是補(bǔ)油裝置的安全閥，一端通過(guò)管路44連接回油箱46，另一端通過(guò)管路35與管路33、34、36連接，11是蓄能器回路的液控單向閥，一端通過(guò)管路37連接蓄能器12，另一端通過(guò)管路36與管路33、34、35連接，12是皮囊式蓄能器，通過(guò)管路37與蓄能器回路液控單向閥11、管路38連接，13-1，2，3是壓力傳感器，壓力傳感器13-1通過(guò)管路48與管路37連接，壓力傳感器13-2與管路28、29連接，壓力傳感器13-3與管路25、26、27連接，14是變量泵/馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，一端連接油箱46，另一端通過(guò)管路40與管路32、33連接，15是蓄能器壓力信號(hào)輸入線，把壓力傳感器13-1的信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49，16是控制蓄能器回路電磁閥的信號(hào)輸出線，把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49的控制信號(hào)輸出給液控單向閥11，17是變量泵/馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)線，把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49的控制信號(hào)輸出給變量泵/馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14，18是定量泵/馬達(dá)出口壓力信號(hào)輸入線，把壓力傳感器13-2的信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49，19是控制主回路電磁閥的信號(hào)輸出線，把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49的控制信號(hào)輸出給液控單向閥4，20是壓力—能量轉(zhuǎn)換裝置軸端轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入線，把光電編碼器3的信號(hào)輸入給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49，21是負(fù)載壓力信號(hào)輸入線，把壓力傳感器13-3的信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49，22是轎廂速度信號(hào)輸入線，把光電編碼器8的信號(hào)輸入給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49，管路23連接柱塞缸7、管路24、25，管路24連接管路23、25，管路25連接管路23、24，管路26連接手動(dòng)下降閥5、壓力傳感器13-3、管路25、27，管路27連接主回路液控單向閥4、壓力傳感器13-3、管路25、27，管路28連接主回路液控單向閥4、壓力傳感器13-2、管路29，管路29連接壓力傳感器13-2、定量泵/馬達(dá)2、管路28，管路30連接定量泵/馬達(dá)2、管路31、32，管路31連接變量泵/馬達(dá)1、管路30、32，管路32連接管路30、31、33、40，管路33連接管路32、34、35、36、40，管路34連接補(bǔ)能裝置9、管路33、35、36，管路35連接管路33、34、36，管路36連接蓄能器回路液控單向閥11、管路33、34、35，管路37連接蓄能器回路液控單向閥11、蓄能器12、管路48，管路38連接手動(dòng)泵6和油箱46，管路39連接手動(dòng)下降閥5和油箱46，管路40連接變量泵/馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14、管路32、33，管路41連接變量泵/馬達(dá)1和過(guò)濾器45，管路42連接過(guò)濾器45和油箱46，管路43連接補(bǔ)油系統(tǒng)9和油箱46，管路44連接蓄能器回路安全閥10和油箱46，45是過(guò)濾器，一端通過(guò)管路41與變量泵/馬達(dá)1連接，另一端通過(guò)管路42與油箱46連接，46是油箱，47是連接變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2的聯(lián)軸器，49是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
下面分上行和下行兩個(gè)工況來(lái)說(shuō)明該系統(tǒng)的工作原理。
上行工況當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49接受到層站或轎廂內(nèi)的上行召喚信號(hào)后，對(duì)壓力傳感器13-1和13-2的壓力信號(hào)進(jìn)行比較，并發(fā)出控制信號(hào)17?？刂菩盘?hào)17根據(jù)控制壓力傳感器13-1和13-2的壓力信號(hào)比較結(jié)果，調(diào)節(jié)變量泵/馬達(dá)1的排量，使液壓變壓器在液控電磁開(kāi)關(guān)閥11打開(kāi)之后，變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2的力矩和為零。然后控制信號(hào)16使液控電磁開(kāi)關(guān)閥11打開(kāi)，并且計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49改變控制信號(hào)17，從而調(diào)節(jié)變量泵/馬達(dá)1的排量，使定量泵/馬達(dá)2輸出扭矩大于變量泵/馬達(dá)1輸出扭矩，此時(shí)定量泵/馬達(dá)2做“馬達(dá)”，帶動(dòng)變量泵/馬達(dá)1做“泵”，液壓變壓器正轉(zhuǎn)，從油箱46吸油，定量泵/馬達(dá)2輸出流量。當(dāng)主動(dòng)壓力達(dá)到負(fù)載壓力值時(shí)，液控單向閥4被推開(kāi)，液壓缸開(kāi)始加速向上運(yùn)動(dòng)。在電梯加速運(yùn)行過(guò)程中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49根據(jù)光電編碼器8的電梯轎廂反饋的實(shí)際速度，與理想速度運(yùn)行曲線進(jìn)行比較，并根據(jù)光電編碼器3的轉(zhuǎn)速信號(hào)，壓力傳感器13-1、13-2的壓力信號(hào)，調(diào)節(jié)變量泵/馬達(dá)1的排量，從而改變變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2間的扭矩差值，改變電梯的加速度，從而改變變壓器的轉(zhuǎn)速；當(dāng)電梯速度進(jìn)入勻速時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49根據(jù)光電編碼器8的電梯轎廂反饋的實(shí)際速度，與理想速度運(yùn)行曲線進(jìn)行比較，并根據(jù)光電編碼器3的轉(zhuǎn)速信號(hào)，壓力傳感器13-1、13-2的壓力信號(hào)，調(diào)節(jié)變量泵/馬達(dá)1的排量，使變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2間的扭矩達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡；當(dāng)電梯轎廂接近層站時(shí)，開(kāi)始進(jìn)入減速階段，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49調(diào)整變量泵/馬達(dá)1的排量，使變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2之間的扭矩差值為負(fù)，液壓變壓器加速度為負(fù)值，從而使轉(zhuǎn)速降低至平層轉(zhuǎn)速；當(dāng)電梯速度進(jìn)入平層段時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49調(diào)節(jié)控制信號(hào)17，調(diào)整變量泵/馬達(dá)1的排量，使變量泵/馬達(dá)1、定量泵/馬達(dá)2間的扭矩又重新達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，電梯以低速運(yùn)行；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49接受到井道中的干簧開(kāi)關(guān)給出的停止信號(hào)，就關(guān)閉電磁開(kāi)關(guān)閥11，電梯轎廂靠液控單向閥4截止，?？吭趯诱?。下行工況當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49接受到層站或轎廂內(nèi)的下行召喚信號(hào)后，對(duì)壓力傳感器13-1和13-2的壓力信號(hào)進(jìn)行比較，并發(fā)出控制信號(hào)17?？刂菩盘?hào)17根據(jù)控制壓力傳感器13-1和13-2的壓力信號(hào)比較結(jié)果，調(diào)節(jié)變量泵/馬達(dá)1的排量，使液壓變壓器在液控電磁開(kāi)關(guān)閥11打開(kāi)之后，變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2的力矩和為零。然后控制信號(hào)16使液控電磁開(kāi)關(guān)閥11打開(kāi)，并且計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49改變控制信號(hào)17，從而調(diào)節(jié)變量變量泵/馬達(dá)1的排量，使定量泵/馬達(dá)2輸出扭矩大于變量泵/馬達(dá)1輸出扭矩，此時(shí)定量泵/馬達(dá)2做“馬達(dá)”，帶動(dòng)變量泵/馬達(dá)1做“泵”，液壓變壓器正轉(zhuǎn)，從油箱46吸油，定量泵/馬達(dá)2輸出流量。當(dāng)主動(dòng)壓力達(dá)到負(fù)載壓力值時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49發(fā)出的控制信號(hào)19使液控單向閥4打開(kāi)，同時(shí)改變控制信號(hào)17，調(diào)節(jié)變量泵/馬達(dá)1的排量，使定量泵/馬達(dá)2輸出扭矩小于變量泵/馬達(dá)1輸出扭矩，使液壓變壓器正向減速，并進(jìn)入反向加速階段。在電梯加速運(yùn)行過(guò)程中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49根據(jù)光電編碼器8的電梯轎廂反饋的實(shí)際速度，與理想速度運(yùn)行曲線進(jìn)行比較，并根據(jù)光電編碼器3的轉(zhuǎn)速信號(hào)，壓力傳感器13-1、13-2的壓力信號(hào)，調(diào)節(jié)變量泵/馬達(dá)1的排量，從而改變變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2間的扭矩差值，改變電梯的加速度，從而改變變壓器的轉(zhuǎn)速；當(dāng)電梯速度進(jìn)入勻速時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49根據(jù)光電編碼器8的電梯轎廂反饋的實(shí)際速度，與理想速度運(yùn)行曲線進(jìn)行比較，并根據(jù)光電編碼器3的轉(zhuǎn)速信號(hào)，壓力傳感器13-1、13-2的壓力信號(hào)，調(diào)節(jié)變量泵/馬達(dá)1的排量，使變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2間的扭矩達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡；當(dāng)電梯轎廂接近層站時(shí)，開(kāi)始進(jìn)入減速階段，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49調(diào)整變量泵/馬達(dá)1的排量，使變量泵/馬達(dá)1和定量泵/馬達(dá)2之間的扭矩差值為負(fù)，液壓變壓器加速度為負(fù)值，從而使轉(zhuǎn)速降低至平層轉(zhuǎn)速；當(dāng)電梯速度進(jìn)入平層段時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49調(diào)節(jié)控制信號(hào)17，調(diào)整變量泵/馬達(dá)1的排量，使變量泵/馬達(dá)1、定量泵/馬達(dá)2間的扭矩又重新達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，電梯以低速運(yùn)行；當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)49接受到井道中的干簧開(kāi)關(guān)給出的停止信號(hào)，就關(guān)閉電磁開(kāi)關(guān)閥11，電梯轎廂靠液控單向閥4截止，?？吭趯诱?。
權(quán)利要求
1.一種采用液壓變壓器的液壓電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中包括由變量泵/馬達(dá)(1)、定量泵/馬達(dá)(2)組成的液壓變壓器，其結(jié)構(gòu)如下1)液壓變壓器中的變量泵/馬達(dá)(1)的一端經(jīng)過(guò)濾器(45)接油箱(46)，另一端分別與定量泵/馬達(dá)(30)的一端、變量泵/馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(14)、補(bǔ)油裝置的安全閥(10)、系統(tǒng)的補(bǔ)油泵(9)和液控單向閥(11)連接，液控單向閥(11)還與第一壓力傳感器(13.1)和蓄能器(12)連接；2)液壓變壓器中的定量泵/馬達(dá)(2)通過(guò)聯(lián)軸器(47)與變量泵/馬達(dá)(1)機(jī)械聯(lián)結(jié)，通過(guò)另一聯(lián)軸器(50)與測(cè)速光電編碼器(3)連接，定量泵/馬達(dá)(2)另一端與主回路液控單向閥(4)的一端和第二壓力傳感器(13.2)連接，主回路液控單向閥(4)的另一端與第三壓力傳感器(13.3)和柱塞油缸(7)連接；3)測(cè)速光電編碼器(3)、主回路液控單向閥(4)、柱塞油缸(7)上的測(cè)速光電編碼器(8)、液控單向閥(11)、變量泵/馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(14)、第一、二、三壓力傳感器(13.1、13.2、13.3)分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(49)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種采用液壓變壓器的液壓電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于主回路液控單向閥(4)和柱塞油缸(7)之間接有手動(dòng)下降閥(5)和手動(dòng)泵(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用液壓變壓器的液壓電梯節(jié)能控制系統(tǒng)。包括變量泵/馬達(dá)、定量泵/馬達(dá)組成的液壓變壓器。它通過(guò)液壓變壓器這一特殊的壓力一能量轉(zhuǎn)換元件，從恒壓網(wǎng)絡(luò)中提取能量供給負(fù)載，作為壓力變換器，它能將網(wǎng)絡(luò)壓力無(wú)節(jié)流損失地調(diào)整為壓力變化范圍內(nèi)的任一值，從而實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)損傳遞；變壓器變壓過(guò)程可逆的，既可以向負(fù)載輸出能量，也可以從負(fù)載回收能量，從而實(shí)現(xiàn)能量的再利用；液壓變壓器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可以方便地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制；液壓變壓器可以做為壓力放大器使用，產(chǎn)生較輸入壓力高得多的輸出壓力。
文檔編號(hào)B66B1/04GK1439591SQ03116048
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者徐兵, 楊華勇, 歐陽(yáng)小平, 劉賀 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)