阅读说明：本技术 高压开关液压操动机构中的智能供油系统 (Intelligent oil supply system in high-voltage switch hydraulic operating mechanism ) 是由 郑金传 孟猛 吴定安 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于液压控制技术领域,涉及一种高压开关液压操动机构中的智能供油系统,它在常规的蓄能器储能供油系统基础上,进行了智能化改进；在供油系统中串联有流量传感器、电机上联有转速传感器、油路中装有压力传感器、温度传感器；一个智能控制器根据传感器检测到的信号,基于波义耳定律制定的控制策略,可第一时间判断出蓄能器是否漏气、油泵是否失效,提醒维护人员检修。确保高压开关液压操动机构的长期运行可靠性。(The invention belongs to the technical field of hydraulic control, and relates to an intelligent oil supply system in a high-voltage switch hydraulic operating mechanism, which is intelligently improved on the basis of a conventional energy storage and oil supply system of an energy accumulator; a flow sensor is connected in series in the oil supply system, a rotating speed sensor is connected on the motor, and a pressure sensor and a temperature sensor are arranged in an oil way; an intelligent control ware is according to the signal that the sensor detected, based on the control strategy that boyle's law was formulated, can judge whether gas leakage, the oil pump of energy storage ware are inefficacy very the very first time, remind maintainer to overhaul. The long-term operation reliability of the high-voltage switch hydraulic operating mechanism is ensured.)

高压开关液压操动机构中的智能供油系统

技术领域

本发明属于液压控制技术领域，涉及一种高压开关液压操动机构中的智能供油系统。

背景技术

高压电器开关的液压操动机构是一种间歇运转的液压装置，动作时间极短，间歇时间很长，因此它的油源系统必须使用高压泵补油、蓄能器储能的供油系统，如图1所示。

电机1驱动的高压泵2的输出油液，经过单向阀3进入蓄能器5，使蓄能器油压不断升高，当蓄能器压力达到上限时，压力开关7切断电机1，油泵停止输出油液；直到高压开关动作，消耗了蓄能器5的储能，油压跌至压力下限后，压力继电器重新将油泵启动，向蓄能器5补油。该系统能耗低、效率高，很好的满足了高压开关液压操动机构的技术要求，唯一缺点是一旦蓄能器漏气，充气压力下降，蓄能器储存的能量将会大幅减少，使高压开关分闸油缸能量不足，分闸过慢或分闸不到位，引起严重事故。由于存在高压泵补油，上述蓄能器能量不足的故障，并不能简单地从压力表4的压力高低上发现，只有在开、关事故发生后才能显现。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种高压开关液压操动机构中的智能供油系统，该供油系统能够第一时间发现蓄能器漏气及高压泵失效的问题。

按照本发明的技术方案：一种高压开关液压操动机构中的智能供油系统，包括供油管路，所述供油管路的出油端连接出油管路，供油管路上设置单向阀；供油管路的进油端连接高压泵，高压泵通过管路连接油缸；高压泵由驱动电机驱动运转，出油管路上设置蓄能器；其特征在于：在供油系统中串联流量传感器、电机转速传感器、温度传感器和智能控制器；其中智能控制器的第一接线端输入压力传感器的油压信号，压力传感器连接在出油管路中；

智能控制器的第二接线端输入温度传感器的油温信号，温度传感器连接在出油油路中；

智能控制器的第三接线端输入转速传感器的电机转速信号，转速传感器连接在驱动电机上；

智能控制器的第四接线端输入流量传感器的流量信号，流量传感器连接在供油油路中。

作为本发明的进一步改进，在驱动电机上设置有转速传感器。

作为本发明的进一步改进，在出油油路中设置有温度传感器。

作为本发明的进一步改进，在供油油路中设置有流量传感器。

作为本发明的进一步改进，所述智能控制器为基于波义耳定律控制策略运行的PLC或单片机。

本发明的技术效果在于：本发明产品针对现有供油系统存在的不能从压力表上观察出蓄能器能量不足的问题进行针对性改进，改进后的产品能够实现无论蓄能器漏气还是高压泵失效都能第一时间发现，提醒维护人员检修，确保高压开关液压操动机构的长期运行可靠性。

附图说明

图1为现有供油系统的结构示意图。

图2为本发明的智能供油系统的结构示意图。

图3为本发明的智能供油系统的控制器控制策略原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1为常用蓄能器供油系统的结构示意图，包括驱动电机1、高压泵2、单向阀3、压力表4、蓄能器5、压力开关7等。

图2为本发明改进后的智能蓄能器供油系统，包括驱动电机1、高压泵2、单向阀3、压力表4、蓄能器5、温度传感器6、压力传感器7、流量传感器8智能控制器9、转速传感器10等，高压泵2的进口从油箱吸油，出口连接出油管路，高压泵由驱动电机1驱动运转；出油管路上设置单向阀3，高压泵通过单向阀3将压力油储存在蓄能器5中，供高压开关分、合闸油缸使用，蓄能器5的出油压力，可由管路中的压力表4读出；本发明的智能供油系统，其特征在于：油泵2的出油管路中串联有流量传感器8、驱动电机1上联有转速传感器10，油路中装有压力传感器7、温度传感器6，各传感器的信号输入智能控制器9；其中智能控制器9的第一接线端输入压力传感器7的油压信号，压力传感器7连接在出油油路12中。

智能控制器9的第二接线端输入温度传感器6的油温信号，温度传感器6连接在出油油路12中。

智能控制器9的第三接线端输入转速传感器10的电机转速信号，转速传感器连接在驱动电机1上。

智能控制器的第四接线端输入流量传感器8的流量信号。流量传感器8连接在供油油路11中。

本发明产品中的智能控制器9可由基于波义耳定律控制策略运行的PLC或单片机构成。

转速传感器10、流量传感器8、温度传感器6、压力传感器7、为现有技术中的成熟产品，本发明产品未对上述产品进行结构改进，智能控制器9的硬件可以选用现有技术中的成熟产品,智能控制器的控制策略基于波义耳定律。

如图3所示，本发明的控制原理是根据波义耳定律；从检测蓄能器油压由P_min充至P_max输入的油量Q入手，判定充气容积V₀是否减少，从而为蓄能器漏气发出报警。

根据波义耳定律蓄能器5充气过程可视为绝热过程，这时n＝1.4，上式中V₀为充入蓄能器5的压缩气体的体积，P₀为充入蓄能器5的充气压力，P_min和V_min分别为最低工作压力和最低工作压力时的气体体积，P_max和V_max则分别为最高工作压力和最高工作压力时的气体体积。而V_min-V_max便是高压泵2向蓄能器5补入的油量Q，测得了Q就不难根据波义耳定律算出充气量V₀，一旦发现V₀减少，便表明蓄能器5发生漏气。

当高压泵2向蓄能器5补油时，控制器9通过流量传感器8检测到蓄能器5的压力由P_min～P_max补入蓄能器5的油量Q。根据波义耳定律可得

据此计算出这时的充气量V₁，如果V₀是首次充油计算得到的充气量，那么

便是蓄能器5的漏气率，如果P_max、P_min不变，那么

当漏气率大于某一极限值时，控制器9向主控室报警，并通知维修。

图3为控制器9的控制策略原理框图，该控制策略可用单片机或PLC或其他电子电路实现。

为了不使流量传感器8成为新的安全隐患，在电机上连接转速传感器10，一旦根据转速传感器10计算出的流量与流量传感器8检测出的流量误差过大，便可判定为高压泵2失效或流量传感器8失效。

由于环境温度变化会影响到V₀的体积，因此在计算漏气率时要根据温度传感器6检测的实时温度t₁对V₀进行温度修正：

其中t₁是实时环境温度，t₀是首次充气时的环境温度，T为绝对零度-273.15℃。