專利名稱：變頻液壓電梯用集成閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
液壓電梯是靠液壓缸柱塞或活塞的運(yùn)動來驅(qū)動轎廂升降的電梯，具有載重量大、運(yùn)行安全平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。其調(diào)速方式包括控制簡單、能量損失大、效率低的節(jié)流調(diào)速方式和能量損失較小、效率較高的容積調(diào)速方式，而容積調(diào)速中又以近年來出現(xiàn)的變頻器控制電機(jī)來拖動定排量泵/馬達(dá)的變頻變壓調(diào)速(VVVF)最為熱點(diǎn)。
變頻驅(qū)動液壓電梯就是通過對電動機(jī)變頻調(diào)速即改變泵/馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)液壓電梯的容積調(diào)速，其液壓系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)控制液壓電梯上行與下行油路的轉(zhuǎn)換、電梯停層時(shí)油路的截?cái)?、設(shè)定系統(tǒng)安全壓力以及出現(xiàn)緊急情況時(shí)使電梯安全平穩(wěn)?？康讓印闈M足下行運(yùn)行所必需的防吸空功能。
以往有采用獨(dú)立的液壓閥件來搭建的液壓系統(tǒng)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(shí)油路截?cái)嗨俣缺容^慢，油路沖擊大，影響舒適感，在停電或遇故障時(shí)，電梯不能迅速停靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于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(zhuǎn)換和快速截?cái)喙δ堋?br> 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下1)安全閥的A1油口、B1油口分別與泵/馬達(dá)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(dǎo)調(diào)壓閥的C油口連通，第一固定節(jié)流器串聯(lián)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(dǎo)調(diào)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(dǎo)調(diào)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(dá)油路連通；3)液控單向閥的B2油口通過負(fù)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(gè)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(fù)載控制油路連通，第二固定節(jié)流器串聯(lián)在單向閥第二控制油路上；4)第一個(gè)二位二通電磁換向閥的A3油口與負(fù)載控制油路連通，進(jìn)而與負(fù)載油路連通；5)第二個(gè)二位二通電磁換向閥的A4油口通過負(fù)載控制油路與負(fù)載油路連通，B4油口通過回油油路與油箱連通，第三固定節(jié)流器串聯(lián)在負(fù)載控制油路上，其位置在第一個(gè)二位二通電磁換向閥的A3油口與第二個(gè)二位二通電磁換向閥的A4油口之間；6)手動下降閥的進(jìn)油口A5與負(fù)載油路連通，回油口B5與油箱連通；7)控制信號由控制器發(fā)出，通過第一、第二電磁閥信號線分別向第一個(gè)、第二個(gè)二位二通電磁換向閥輸出通電和斷電指令。
本發(fā)明具有的有益的效果是變頻液壓電梯液壓控制系統(tǒng)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(xiàn)在電梯下行時(shí)的快速關(guān)斷性，液壓油路能夠快速截?cái)啵瑴p少油路沖擊，電梯運(yùn)行的舒適感加強(qiáng)。在停電或遇故障時(shí)，電梯能夠迅速?？俊?br>

附圖是本發(fā)明的變頻液壓電梯用集成閥結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中1.油箱，2.濾油器，3.泵/馬達(dá)，4.電動機(jī)，5.泵/馬達(dá)油路，6.手動下降閥，7.安全閥控制油路，8.第一固定節(jié)流器，9.蓄能器油路，10.蓄能器，11.安全閥，12.負(fù)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(dǎo)調(diào)壓閥，16.第二固定節(jié)流器，17.單向閥第二控制油路，18.第一個(gè)二位二通電磁換向閥，19.負(fù)載控制油路，20.柱塞缸，21.第三固定節(jié)流器，22.第二個(gè)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(shí)施例方式
如附圖所示本發(fā)明的液壓油路及工作原理是1)主油路泵/馬達(dá)3的P1油口通過泵/馬達(dá)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(fù)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(dá)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，便于安裝壓力表和壓力傳感器，檢測壓力作閉環(huán)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(jié)流器8串聯(lián)在安全閥控制油路7上，安全閥11的背腔與安全閥先導(dǎo)調(diào)壓閥15的C油口連通，安全閥先導(dǎo)調(diào)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(diào)定安全閥先導(dǎo)調(diào)壓閥15彈簧預(yù)緊力，可以設(shè)定安全閥11的最高壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過安全閥11的最高壓力時(shí)，高壓油克服安全閥先導(dǎo)調(diào)壓閥15預(yù)緊彈簧力，使安全閥先導(dǎo)調(diào)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(jīng)其T1油口回流至油箱1，第一固定節(jié)流器8與安全閥先導(dǎo)調(diào)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(gè)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(fù)載控制油路19連通，進(jìn)而與第二個(gè)二位二通電磁換向閥22的A4油口連通，第二固定節(jié)流器16串聯(lián)在單向閥第二控制油路17上；第一個(gè)二位二通電磁換向閥18的A3油口與負(fù)載控制油路19連通；第二個(gè)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(jié)流器21串聯(lián)在負(fù)載控制油路19上，其位置在第一個(gè)二位二通電磁換向閥18的A3油口與第二個(gè)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(fā)出，通過第一、第二電磁閥信號線24、25分別向第一個(gè)、第二個(gè)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(dá)3流進(jìn)柱塞缸20時(shí)，二位二通電磁換向閥18、22不通電，第一個(gè)二位二通電磁換向閥18工作在導(dǎo)通狀態(tài)，第二個(gè)二位二通電磁換向閥22工作在截止?fàn)顟B(tài)，液控單向閥14背腔與負(fù)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(jìn)泵/馬達(dá)3時(shí)，第一個(gè)、第二個(gè)二位二通電磁換向閥18、22通電，第一個(gè)二位二通電磁換向閥18工作在截止?fàn)顟B(tài)，第二個(gè)二位二通電磁換向閥22工作在導(dǎo)通狀態(tài)，由第三固定節(jié)流器21和第二個(gè)二位二通電磁換向閥22對液控單向閥14背腔構(gòu)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(shí)現(xiàn)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(jié)流器16可減緩主閥口的開啟速度，減小電梯下行起動時(shí)的沖擊。油路需要截?cái)鄷r(shí)，第一個(gè)、第二個(gè)二位二通電磁換向閥18、22同時(shí)斷電，第一個(gè)二位二通電磁換向閥18工作在導(dǎo)通狀態(tài)，第二個(gè)二位二通電磁換向閥22工作在截止?fàn)顟B(tài)，負(fù)載高壓油通過負(fù)載控制油路19，第一個(gè)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(jié)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(guān)閉，當(dāng)電梯供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障而緊急停電時(shí)，或電梯出現(xiàn)某些故障造成電氣系統(tǒng)安全保護(hù)器件動作，可以采用這種快速關(guān)斷液控單向閥14的方法，使運(yùn)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(jìn)油口A5與負(fù)載油路12連通，回油口B5與油箱1連通；當(dāng)液壓電梯進(jìn)行安裝調(diào)試及維修保養(yǎng)情況，或者電梯因故障停止工作，需人工下降電梯轎廂時(shí)，按動手動下降閥6的杠桿，液壓油在壓力作用下，從柱塞缸20及負(fù)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(dá)到相應(yīng)的高度，松開手動下降閥6的杠桿。
下面對電梯的運(yùn)行過程進(jìn)行分析說明(1)電梯向上運(yùn)行控制器26接到上行的呼梯信號后，根據(jù)電梯轎廂的位置讀取預(yù)先設(shè)定在存儲器中的電梯上行工況時(shí)電動機(jī)4的期望速度曲線數(shù)據(jù)，向變頻器輸出對應(yīng)的速度指令，進(jìn)而變頻器輸出相應(yīng)電壓和頻率給電動機(jī)4，電動機(jī)4此時(shí)工作在電磁驅(qū)動狀態(tài)，對工作在泵工況的泵/馬達(dá)3提供正向驅(qū)動力矩，打出高壓油。
泵3出油口壓力油經(jīng)泵/馬達(dá)油路5進(jìn)入安全閥11，在油液壓力低于安全閥11的最高壓力前提下，液壓油經(jīng)過安全閥11后，進(jìn)入液控單向閥14的A2油口，與其背腔壓力相比較，此時(shí)第一個(gè)、第二個(gè)二位二通電磁換向閥18、22不通電，第一個(gè)二位二通電磁換向閥18工作在導(dǎo)通狀態(tài)，第二個(gè)二位二通電磁換向閥22工作在截止?fàn)顟B(tài)，液控單向閥14背腔與負(fù)載油路12連通，負(fù)載壓力油經(jīng)第一個(gè)二位二通電磁換向閥18進(jìn)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(jīng)負(fù)載油路12進(jìn)入柱塞缸，推動轎廂上行。
由泵/馬達(dá)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(yīng)，進(jìn)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(yùn)行階段。
當(dāng)電梯轎廂到達(dá)選定樓層，控制器26接收到停靠信號后，停止向變頻器輸出速度指令，變頻器停止向電動機(jī)4輸出電流轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)4處于自由狀態(tài)，泵/馬達(dá)3出油口油液壓力迅速降下來，液控單向閥14閥口立刻關(guān)閉，轎廂停靠。
(2)電梯向下運(yùn)行控制器26接到下行的呼梯信號后，為防止電梯產(chǎn)生下行初始瞬時(shí)的失重，必須首先對液控單向閥14兩端的壓力進(jìn)行平衡控制?？刂破?6給出控制信號，通過變頻器驅(qū)動電動機(jī)4正向轉(zhuǎn)動，直至檢測到泵/馬達(dá)3出油口和柱塞缸20中壓力相平衡，此時(shí)控制器26向第一個(gè)、第二個(gè)二位二通電磁換向閥18和22的電磁鐵發(fā)出通電信號，使第一個(gè)二位二通電磁換向閥18工作在截止?fàn)顟B(tài)，第二個(gè)二位二通電磁換向閥22工作在導(dǎo)通狀態(tài)，由第三固定節(jié)流器21和第二個(gè)二位二通電磁換向閥22對液控單向閥14背腔構(gòu)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(shí)現(xiàn)開啟，第二固定節(jié)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(shí)的沖擊。
電梯下行初始，控制器需要經(jīng)變頻器給出控制信號驅(qū)動電動機(jī)4反向運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電動機(jī)4工作在反向電動狀態(tài)，經(jīng)過短時(shí)間加速后，電動機(jī)4由反向電動狀態(tài)轉(zhuǎn)到發(fā)電狀態(tài)，電動機(jī)力矩與負(fù)載力矩相平衡，使電梯平穩(wěn)下行，此時(shí)泵/馬達(dá)3工作在馬達(dá)工況?？刂破鞲鶕?jù)電梯轎廂的位置讀取預(yù)先設(shè)定在存儲器中的電梯下行工況時(shí)電動機(jī)4的期望速度曲線數(shù)據(jù)，向變頻器輸出對應(yīng)的速度指令，進(jìn)而變頻器輸出相應(yīng)電壓和頻率給電動機(jī)4，使電動機(jī)4按給定曲線運(yùn)行。
液壓油從柱塞缸20的P2油口流出，經(jīng)負(fù)載油路12進(jìn)入液控單向閥14，再由液控單向閥14的A2油口流出，進(jìn)入安全閥11，在系統(tǒng)壓力低于安全閥11最高壓力的前提下，液壓油經(jīng)過安全閥11后，經(jīng)泵/馬達(dá)油路5進(jìn)入泵/馬達(dá)3的進(jìn)油口P1，從泵/馬達(dá)3出來后，再經(jīng)過濾油器2回油至油箱1。
由柱塞缸20輸出至泵/馬達(dá)3的液壓油的流量與輸入變頻器的速度指令相對應(yīng)，進(jìn)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(yùn)行階段。
當(dāng)電梯轎廂到達(dá)選定樓層，控制器26接收到停靠信號后，向第一個(gè)、第二個(gè)二位二通電磁換向閥18和22發(fā)出斷電指令，并同時(shí)停止向變頻器輸出速度指令，使第一個(gè)二位二通電磁換向閥18工作在導(dǎo)通狀態(tài)，第二個(gè)二位二通電磁換向閥22工作在截止?fàn)顟B(tài)，電動機(jī)4出于自由狀態(tài)，負(fù)載高壓油通過負(fù)載控制油路19，第一個(gè)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(jié)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(guān)閉，轎廂快速停靠。
權(quán)利要求
1.一種變頻液壓電梯用集成閥，其特征在于包括1)安全閥(11)的A1油口、B1油口分別與泵/馬達(dá)(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(dǎo)調(diào)壓閥(15)的C油口連通，第一固定節(jié)流器(8)串聯(lián)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(dǎo)調(diào)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(dǎo)調(diào)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(dá)油路(5)連通；3)液控單向閥(14)的B2油口通過負(fù)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(gè)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(fù)載控制油路(19)連通，第二固定節(jié)流器(16)串聯(lián)在單向閥第二控制油路(17)上；4)第一個(gè)二位二通電磁換向閥(18)的A3油口與負(fù)載控制油路(19)連通，進(jìn)而與負(fù)載油路(12)連通；5)第二個(gè)二位二通電磁換向閥(22)的A4油口通過負(fù)載控制油路(19)與負(fù)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(jié)流器(21)串聯(lián)在負(fù)載控制油路(19)上，其位置在第一個(gè)二位二通電磁換向閥(18)的A3油口與第二個(gè)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(jìn)油口A5與負(fù)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(fā)出，通過第一、第二電磁閥信號線(24)、(25)分別向第一個(gè)、第二個(gè)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(fā)明公開了一種變頻液壓電梯用集成閥。該集成閥連接在驅(qū)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(guān)鍵，它包括安全閥、安全閥先導(dǎo)調(diào)壓閥、液控單向閥、兩個(gè)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(xiàn)在電梯下行時(shí)的快速截?cái)嘈裕瑴p少油路沖擊，在停電或遇故障時(shí)，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(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者徐兵, 胡東明 申請人:浙江大學(xué)