支油路依次设置的二通切断阀10、蓄能器12和从动液压缸14，从动液压缸14的下腔与蓄能器12连接且从动液压缸14的上腔连接油箱I。能量回收单元是本发明中的关键组件，其实现了一部分能量的回收，同时其可以作为单独的辅助动力源辅助进行负载的提升，有利于降低装机功率和能耗。
[0035]其中，二通切断阀19接通时，液压栗站能够为蓄能器12补充能量；二通切断阀19断开后，能量回收单元则作为独立的部分动作。蓄能器12可以储存并转换能量。从动液压缸14则在蓄能器12的作用下辅助主动液压缸9进行负载的提升，并且在负载回落时与蓄能器12 —起进行能量的回收和储存。同样，从动液压缸14也包括缸筒、活塞、活塞杆、支撑环、导向套和密封圈。并且，从动液压缸14的下腔为无杆腔。由于其具体结构为本领域技术人员熟知，所以在此也不进行赘述。
[0036]根据本发明，由于从动液压缸14也为自重回落式的，所以将蓄能器12与从动液压缸14的下腔之间的连接油路设置为负载提升过程中的进油路并将蓄能器12与从动液压缸14的下腔之间的连接油路设置为负载回落过程中的回油路，将从动液压缸14的上腔与油箱I之间的连接油路设置为负载提升过程中的回油路。
[0037]优选地，能量回收单元还包括设置在蓄能器12的出口的压力传感器13和与从动液压缸14并联的安全阀11。能量回收单元在运行过程中会有一定程度的能量损耗，通过压力传感器13可以监测能量回收单元的能量损失，当能量损失达到设定值后，开启二通切断阀10，由液压栗站向能量回收单元补充能量。
[0038]其中，初次使用能量回收单元时或者能量回收单元的能量损失时，利用液压栗站对蓄能器12进行能量补充，蓄能器12作用于从动液压缸14并辅助主动液压缸9提升负载并且将蓄能器12中的能量转换为负载的重力势能。能量回收单元将负载自重回落时作用于从动液压缸14的能量回收并将负载的重力势能转换为液压能存储于蓄能器12中向主动液压缸9提供辅助动力。
[0039]本发明的自重回落式能量回收液压装置还包括电气控制柜18，电气控制柜18进行整个装置的系统控制。具体地，电气控制柜18与液压栗站、主负载单元、能量回收单元和溢流阀4电气连接并控制自重回落式能量回收液压装置的动作。根据本发明，电气控制柜18包括柜体、PLC控制器、触摸屏和比例放大板，其具体结构也为本领域技术人员熟知，在此不进行赘述。并且，电气控制柜18控制的动作包括主动液压缸9和从动液压缸14的动作及动作速度控制、能量回收与常规控制的切换、主动液压缸9和从动液压缸14的位置锁定以及能量回收单元的压力信号采集与处理。
[0040]根据本发明的示例性实施例，主动液压缸9和从动液压缸14承载同一负载19并且同时动作。由此，则保证了液压装置用于提升负载的动力源由液压栗站提供的主动力源加能量回收单元提供的辅助动力源共同组成，由主动液压缸9和从动液压缸15共同实现负载的提升动作。具体地，主动液压缸9的动作决定负载19的动作，比例方向阀6调节主动液压缸9的进油流量来控制主动液压缸9的动作速度，从动液压缸14根据主动液压缸9的动作向主动液压缸9提供辅助动力。
[0041]下面对本发明的自重回落式能量回收液压装置的工作过程进行具体说明。
[0042]负载提升工况:初次使用时，需做如下准备工作，开启液压栗站并打开二通切断阀10，油液从油箱I经液压栗2、单向阀3、二通切断阀10进入蓄能器12中进行油液的补充，由压力传感器13对能量回收单元的压力进行监测，当压力达到设定值时，断开二通切断阀10，此时能量回收单元与液压栗站可视为两个独立的部分。将比例方向阀6置于右位，油液经液压栗2、单向阀3、过滤器5、比例换向阀6、平衡阀8进入主动液压缸9的下腔并作用于主动液压缸9的活塞和活塞缸，同时，蓄能器12中的油液进入从动液压缸14的下腔并作用于从动液压缸14的活塞和活塞杆。此时，主动液压缸9与从动液压缸4产生的推力的合力与负载19平衡并进行负载的提升，在提升过程中可以通过比例换向阀6调节进入主动液压缸9中的油液流量以达到控制主动液压缸的动作速度从而控制负载运行速度的目的。
[0043]负载回落工况:将比例换向阀6置于中位，将控制油路方向阀7置于左位，则接通了回流油路。此时主动液压缸9在负载的重力作用下依靠自重回落，主动液压缸9中的油液经平衡阀8和比例方向阀6回到油箱I。由于设置了平衡阀8，从而保证了主动液压缸9回落时的平稳、缓慢，达到了保护负载设备的目的，此过程中负载的小部分重力势能转换为热能被系统消耗浪费。同时，从动液压缸14也在负载的重力作用下将下腔(即无杆腔)中的油液压回至蓄能器12中，此时负载的大部分重力势能则转换为液压能存储于蓄能器12中，这部分能量可用于下次提升负载，从而使得负载的部分重力势能通过能量回收单元得以循环利用，从而达到节能的目的。
[0044]能量补充工况:能量回收单元在运行过程中会有一定程度的能量损耗，可以在运行过程中通过压力传感器13监测能量回收单元的能量损失。当能量损失达到设定值后，开启二通切断阀10，由液压栗站向能量回收单元补充能量。
[0045]冷却循环工况:由于负载的小部分重力势能不可避免地转换为热能而导致液压装置发热量较大，因此可以在运行过程中使高温液压油通过循环栗15、循环过滤器16和冷却器17进行冷却，达到降温的目的并使系统油温稳定在一个合适的温度范围内。
[0046]综上所述，本发明的自重回落式能量回收液压装置能够回收自重回落式液压系统的能量，将负载的绝大部分重力势能转换为液压能并储备于蓄能器中，存储的能量用于下一次负载举升动作，以此循环达到能量的回收及重复利用；本能量回收液压装置适用于所有自重回落式液压系统的新设计或改造设计，通过能量回收可大幅度降低液压系统装机功率，降低能耗和成本，改造效益显著，使用本装置后装机功率可下降约50?70%。
[0047]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述自重回落式能量回收液压装置包括液压栗站、主负载单元、能量回收单元和溢流阀，所述液压栗站包括油箱、液压栗和单向阀，液压栗的进口与油箱连接，单向阀设置在液压栗的出口，其中，所述单向阀的油路出口分为三条支油路； 所述溢流阀设置在第一支油路上； 所述主负载单元设置在第二支油路上并且所述主负载单元包括沿着第二支油路依次设置的过滤器、比例方向阀和主动液压缸，所述比例方向阀与所述主动液压缸的上下腔分别连接； 所述能量回收单元设置在第三支油路上并且所述能量回收单元包括沿着第三支油路依次设置的二通切断阀、蓄能器和从动液压缸，从动液压缸的下腔与所述蓄能器连接且从动液压缸的上腔连接油箱； 其中，所述主动液压缸和从动液压缸承载同一负载并且同时动作。2.根据权利要求1所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述主负载单元还包括设置在所述比例方向阀与主动液压缸的下腔之间的连接油路上的平衡阀和与所述平衡阀相连并用于调节所述平衡阀油路方向的控制油路方向阀。3.根据权利要求1所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述能量回收单元还包括设置在所述蓄能器的出口的压力传感器和与所述从动液压缸并联的安全阀，所述自重回落式能量回收液压装置还包括电气控制柜。4.根据权利要求1所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述液压栗站还包括与所述油箱相连的循环冷却单元，所述循环冷却单元包括依次连接的循环栗、循环过滤器和冷却器。5.根据权利要求1所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述主动液压缸和从动液压缸包括缸筒、活塞、活塞杆、支撑环、导向套和密封圈。6.根据权利要求3所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述电气控制柜与所述液压栗站、主负载单元、能量回收单元和溢流阀电气连接并控制所述自重回落式能量回收液压装置的动作，所述电气控制柜控制的动作包括主动液压缸和从动液压缸的动作及动作速度控制、能量回收与常规控制的切换、主动液压缸和从动液压缸的位置锁定以及能量回收单元的压力信号采集与处理。7.根据权利要求6所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述电气控制柜包括柜体、PLC控制器、触摸屏和比例放大板。8.根据权利要求1所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，初次使用所述能量回收单元时或者所述能量回收单元的能量损失时，利用所述液压栗站对所述蓄能器进行能量补充，所述蓄能器作用于从动液压缸并辅助主动液压缸提升负载并且将蓄能器中的能量转换为负载的重力势能。9.根据权利要求6所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述能量回收单元将负载自重回落时作用于从动液压缸的能量回收并将负载的重力势能转换为液压能存储于蓄能器中向所述主动液压缸提供辅助动力。10.根据权利要求1所述的自重回落式能量回收液压装置，其特征在于，所述主动液压缸的动作决定负载的动作，所述比例方向阀调节所述主动液压缸的进油流量来控制所述主动液压缸的动作速度，从动液压缸根据主动液压缸的动作向所述主动液压缸提供辅助动力。
【专利摘要】本发明公开的自重回落式能量回收液压装置包括液压泵站、主负载单元、能量回收单元和溢流阀，液压泵站包括油箱、液压泵和单向阀，液压泵的进口与油箱连接，单向阀设置在液压泵的出口，单向阀的油路出口分为三条支油路；能量回收单元设置在第三支油路上并且能量回收单元包括沿着第三支油路依次设置的二通切断阀、蓄能器和从动液压缸，从动液压缸的下腔与所述蓄能器连接且从动液压缸的上腔连接油箱；其中，主动液压缸和从动液压缸承载同一负载并且同时动作。
【IPC分类】F15B1/02, F15B21/14
【公开号】CN105090136
【申请号】CN201510584878
【发明人】李辉, 叶明川, 万磊, 陈鹏, 刘福兰
【申请人】四川川润液压润滑设备有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月14日