卷扬下放能量回收系统及卷扬液压系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种卷扬下放能量回收系统，双向变量马达的低压侧通过第一油路顺次串接低压比例电磁阀和低压蓄能器，高压侧通过第二油路顺次串接高压比例电磁阀和高压蓄能器，低压比例电磁阀和低压蓄能器之间并接低压压力传感器，高压比例电磁阀和高压蓄能器之间并接高压压力传感器，位于双向变量马达与低压比例电磁阀之间的第一油路和位于双向变量马达与高压比例电磁阀之间的第二油路通过补油路连通。同时本实用新型还公开了一种具有该卷扬下放能量回收系统的卷扬液压系统。可将下放势能转为液压能储存，自动化控制，节约能耗，经济环保。
【专利说明】
卷扬下放能量回收系统及卷扬液压系统
技术领域
[0001]本实用新型属于能量回收系统技术领域，尤其涉及一种卷扬下放能量回收系统。
[0002]同时，本实用新型还公开了一种具有该卷扬下放能量回收系统的卷扬液压系统。
【背景技术】
[0003]现有常规闭式卷扬系统回路如图2所示，以重物提升过程为例:
[0004]该闭式卷扬系统中，变量栗6的一侧输出高压油，带动卷扬双向变量马达5运转，从而带动卷扬减速机7转动，提升重物8;
[0005]以重物下放过程为例:
[0006]该闭式卷扬系统中，变量栗6的另一侧输出高压油，带动卷扬双向变量马达5运转，从而带动卷扬减速机7转动，下放重物8。
[0007]上述闭式卷扬液压系统中，由于重载下放时，卷扬马达作为栗工况使用，将重物势能产生的液压能最终驱动发动机或者产生热能，造成发动机“飞车现象”或者系统温度上升、元件效率较低，造成能量浪费增加了无效的油耗。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种可回收下放势能转化为液压能并存储的卷扬下放能量回收系统。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种卷扬下放能量回收系统，包括双向变量马达，所述双向变量马达的低压侧通过第一油路顺次串接低压比例电磁阀和低压蓄能器;所述双向变量马达的高压侧通过第二油路顺次串接高压比例电磁阀和高压蓄能器；
[0010]所述低压比例电磁阀和所述低压蓄能器之间的第一油路上并接低压压力传感器；所述高压比例电磁阀和所述高压蓄能器之间的第二油路上并接高压压力传感器；
[0011]位于所述双向变量马达与所述低压比例电磁阀之间的第一油路和位于所述双向变量马达与所述高压比例电磁阀之间的第二油路通过补油路连通；
[0012]所述补油路上并接通过动力装置驱动的补油栗，所述补油栗与所述低压比例电磁阀之间的补油路上设有补油单向阀，所述补油栗与所述高压比例电磁阀之间的补油路上也设有补油单向阀；
[0013]还包括电控单元，所述双向变量马达、低压比例电磁阀、高压比例电磁阀、低压压力传感器和高压压力传感器分别与所述电控单元电连接。
[0014]作为一种改进，所述低压比例电磁阀和所述低压蓄能器之间的第一油路上还并接低压溢流阀，所述高压比例电磁阀和所述高压蓄能器之间的第二油路上还并接高压溢流阀。
[0015]作为一种改进，所述补油栗通过油路连接溢流阀。
[0016]采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0017]由于卷扬下放能量回收系统，利用双向变量马达、高低压比例电磁阀、高低压蓄能器和补油栗通过油路形成独立的能量回收系统，该回收系统可以回收卷扬设备下放过程中的重物势能，重物下放时拖动双向变量马达运转，把低压蓄能器的低压油转为高压油存储到高压蓄能器里并将该势能转化为液压能储存在蓄能器中，从而达到回收能量的目的；由于所述双向变量马达、低压比例电磁阀、高压比例电磁阀、低压压力传感器和高压压力传感器分别与所述电控单元电连接。这样通过压力传感器检测油路内的压力，得到的压力信号给予电控单元，电控单元在程序的控制下可以根据信号发出相应的指令，从而控制比例电磁阀和双向变量马达工作状态之间的切换，实现自动化控制。
[0018]由于比例电磁阀和所述蓄能器之间的油路上还并接相应的溢流阀，可以根据设定的溢流阀的压力，保护相应的蓄能器，同时补油栗通过油路连接溢流阀，利用溢流阀保护补油栗。
[0019]作为同一技术构思，本实用新型还公开了一种卷扬液压系统，包括卷扬双向变量马达，所述卷扬双向变量马达的低压侧通过油路串接变量栗，所述变量栗通过油路与所述卷扬双向变量马达的高压侧连接为闭式回路，具有上述所述的卷扬下放能量回收系统，且所述卷扬下放能量回收系统的双向变量马达同轴串接所述卷扬双向变量马达，所述变量栗与所述补油栗连接，所述卷扬双向变量马达与所述电控单元电连接。
[0020]由于所述双向变量马达同轴串接所述卷扬双向变量马达，所述变量栗与所述补油栗连接，所述卷扬双向变量马达与所述电控单元电连接，这样需要回收势能时，该双向变量马达处于最大排量作为栗工况使用，重物下放时拖动卷扬双向变量马达运转，卷扬双向变量马达带动双向变量马达运转，把低压蓄能器的低压油转为高压油存储到高压蓄能器里；当重载提升时，高压蓄能器提供动力驱动该双向变量马达运转，带动卷扬双向变量马达运转实现提升，此时可实现双马达工况，增加了马达扭矩、增大了卷扬提升能力，降低了原装系统工作压力，最终降低发动机使用功率来节省燃油消耗;空载提升时，高压蓄能器提供动力驱动该双向变量马达运转，带动卷扬双向变量马达运转实现提升，直接利用蓄能器存储的能量来驱动，发动机可以处于待机状态，节省燃油消耗;不需要回收势能时，该双向变量马达处于零排量工作，自由轮工况，不影响所述卷扬双向变量马达、变量栗通过油路连接为闭式回路的功能。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0022]图2是现有闭式卷扬液压系统回路的结构示意图；
[0023]图中:1、双向变量马达，10、第一油路，100、低压比例电磁阀，101、低压压力传感器，102、低压蓄能器，a、低压溢流阀，11、第二油路，110、高压比例电磁阀，111、高压压力传感器，112、高压蓄能器，b、高压溢流阀，2、补油路，20、补油单向阀，21、补油单向阀，3、补油栗，4、发动机，c、溢流阀，5、卷扬双向变量马达，6、变量栗，7、卷扬减速机，8、重物。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]如图1所示，一种卷扬下放能量回收系统，包括双向变量马达I，双向变量马达I下放侧为低压侧，相对侧为高压侧，双向变量马达I的低压侧通过第一油路10顺次串接低压比例电磁阀100和低压蓄能器102，低压比例电磁阀100和低压蓄能器102之间的第一油路10上并接低压压力传感器101，低压比例电磁阀100和低压蓄能器102之间的第一油路10上还并接低压溢流阀a。
[0026]双向变量马达I的高压侧通过第二油路11顺次串接高压比例电磁阀110和高压蓄能器112，高压比例电磁阀110和高压蓄能器112之间的第二油路11上并接高压压力传感器111，高压比例电磁阀110和高压蓄能器112之间的第二油路11上还并接高压溢流阀b。
[0027]位于双向变量马达I与低压比例电磁阀100之间的第一油路10和位于双向变量马达I与高压比例电磁阀110之间的第二油路11通过补油路2连通。
[0028]还包括通过动力装置驱动的补油栗3，补油路2上并接补油栗3，补油栗3通过油路连接溢流阀c，补油栗3与低压比例电磁阀100之间的补油路2上设有补油单向阀20，补油栗3与高压比例电磁阀110之间的补油路2上也设有补油单向阀21。
[0029]还包括电控单元(图中未示出)，双向变量马达1、低压比例电磁阀100、高压比例电磁阀110、低压压力传感器101和高压压力传感器111分别与电控单元电连接。
[0030]本卷扬下放能量回收系统的具体工作原理参考下述卷扬液压系统的具体工作原理。
[0031]本实用新型还公开了一种具有上述所述的卷扬下放能量回收系统的卷扬液压系统，包括卷扬双向变量马达5，卷扬双向变量马达5的低压侧通过油路串接变量栗6，变量栗6通过油路与卷扬双向变量马达5的高压侧连接为闭式回路，双向变量马达I同轴串接卷扬双向变量马达5，变量栗6与补油栗3连接，卷扬双向变量马达5与电控单元电连接。
[0032]为了便于理解，将卷扬液压系统的工作原理进行介绍:
[0033]使用时，启动卷扬机的发动机4，发动机4运转带动补油栗3工作，补油栗3抽取油液并将油液通过补油路2分别输送至低压蓄能器102和高压蓄能器112，输送时油液经过补油单向阀20，在电控单元的控制下低压比例电磁阀100得电打开，油液顺利通过后进入第一油路10并输送至低压蓄能器102内，同时油液也按照上述的输送过程输送进入高压蓄能器112内，并且同时补油栗3也在给变量栗6内输送油液。
[0034]当高低压蓄能器内的油液分别达到系统设定值后，此时分别通过高低压压力传感器的检测后将信号反馈给电控单元，电控单元发出指令控制高压比例电磁阀110和低压比例电磁阀100分别断电关闭，但此时补油栗3内的油液还是继续给变量栗6供油，并不会受到上述过程的影响。
[0035]下面以卷扬机的三种工作状态分别进行说明:
[0036]a、能量回收过程，以卷扬机重载下放为例:
[0037]重物拖动卷扬减速机7工作，由于卷扬双向变量马达5与双向变量马达I串接，这样卷扬双向变量马达5带动双向变量马达I运转，此时双向变量马达I为栗工况工作，在电控单元的控制下，卷扬双向变量马达5和双向变量马达I都切换为最大排量，同时低压比例电磁阀100和高压比例电磁阀110均得电打开，双向变量马I达作为独立油路系统里的栗，将从双向变量马达I的低压侧吸收低压蓄能器102里的低压油，产生出的高压油充进高压蓄能器112至充满溢流状态，从而来存储下放重物产生的能量;高压蓄能器112充满后，分别通过高低压压力传感器的检测信号反馈给电控单元，电控单元发出指令控制低压比例电磁阀100和高压比例电磁阀110分别失电关闭，同时控制卷扬双向变量马达5切换为自由轮零排量状态运转。
[0038]b、能量释放过程一，卷扬机重载提升过程为例:
[0039]卷扬机重载提升时，在电控单元的控制下，双向变量马达I切换为最大排量状态，卷扬双向变量马达5保持最大排量，此时为双马达工况，同时高压比例电磁阀110和低压比例电磁阀100均得电打开，当起升时，高压蓄能器112的高压比例电磁阀110得电打开，高压蓄能器112中的高压油从卷扬双向变量马达5的高压侧输送至低压侧，然后进入第一油路10内经过低压比例电磁阀100后进入低压蓄能器102内，高压油从高压侧输送至低压侧时可以驱动双向变量马达I运转，此时同轴串接的卷扬双向变量马达5也被驱动，由于双向变量马达I可以给予卷扬双向变量马达5额外的驱动力，卷扬系统在保持相同提升力的情况下，系统压力必然下降，降低了变量栗6的使用功率、降低了发动机功率，从而节省燃油消耗，当高压蓄能器112的油源消耗完后，分别通过高低压压力传感器的检测反馈后，电控单元控制高压比例电磁阀110和低压比例电磁阀100失电处于关闭状态，同时控制双向变量马达I切换为自由轮工况。
[0040]C、能量释放过程二，卷扬机空载提升过程为例:
[0041]在电控单元控制下，双向变量马达I切换为最大排量、卷扬双向变量马达5切换为零排量自由轮状态，此时起作用的仅有双向变量马达I，同时高压蓄能器112的高压比例电磁阀110得电打开，低压蓄能器102的低压比例电磁阀100得电打开，当起升时，高压蓄能器112内的高压油通过高压比例电磁阀110后从双向变量马达I的高压侧输送至低压侧，此时可以驱动双向变量马达I运转，从而同轴串接的卷扬双向变量马达5被驱动，同时低压油经过低压比例电磁阀100进入低压蓄能器102内，由于卷扬双向变量马达5的驱动只需要消耗高压蓄能器112的能量，而不需要变量栗6提供液压油驱动，因此发动机4可以处于待机状态，此工况降低了变量栗使用功率、降低了发动机功率，从而节省燃油消耗；当高压蓄能器112里的油源消耗完后，高压比例电磁阀110和低压比例电磁阀100均失电处于关闭状态，双向变量马达I切换为自由轮工况，卷扬双向变量马达5切换为最大排量工况。
[0042]本实用新型的卷扬下放能量回收系统可以广泛应用于起重机、旋挖钻机、港口吊等开式、闭式液压卷扬系统中，成本低、改装简单易实现。
[0043]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.卷扬下放能量回收系统，其特征在于，包括双向变量马达(I)，所述双向变量马达(I)的低压侧通过第一油路(10)顺次串接低压比例电磁阀(100)和低压蓄能器(102)，所述双向变量马达(I)的高压侧通过第二油路(11)顺次串接高压比例电磁阀(110)和高压蓄能器(112)； 所述低压比例电磁阀(100)和所述低压蓄能器(102)之间的第一油路(10)上并接低压压力传感器(101)，所述高压比例电磁阀(110)和所述高压蓄能器(112)之间的第二油路(11)上并接高压压力传感器(111); 位于所述双向变量马达(I)与所述低压比例电磁阀(100)之间的第一油路(10)和位于所述双向变量马达(I)与所述高压比例电磁阀(110)之间的第二油路(11)通过补油路(2)连通； 所述补油路(2)上并接通过动力装置驱动的补油栗(3)，所述补油栗(3)与所述低压比例电磁阀(100)之间的补油路(2)上设有补油单向阀(20)，所述补油栗(3)与所述高压比例电磁阀(110)之间的补油路(2)上也设有补油单向阀(21); 还包括电控单元，所述双向变量马达(I)、低压比例电磁阀(100)、高压比例电磁阀(110)、低压压力传感器(101)和高压压力传感器(111)分别与所述电控单元电连接。2.根据权利要求1所述的卷扬下放能量回收系统，其特征在于，所述低压比例电磁阀(100)和所述低压蓄能器(102)之间的第一油路(10)上还并接低压溢流阀(a)，所述高压比例电磁阀(110)和所述高压蓄能器(112)之间的第二油路(11)上还并接高压溢流阀(b)。3.根据权利要求1所述的卷扬下放能量回收系统，其特征在于，所述补油栗(3)通过油路连接溢流阀(C)。4.卷扬液压系统，包括卷扬双向变量马达(5)，所述卷扬双向变量马达(5)的低压侧通过油路串接变量栗(6)，所述变量栗(6)通过油路与所述卷扬双向变量马达(5)的高压侧连接为闭式回路，其特征在于，具有权利要求1至3任一项所述的卷扬下放能量回收系统，所述卷扬下放能量回收系统的双向变量马达(I)同轴串接所述卷扬双向变量马达(5)，所述变量栗(6)与所述补油栗(3)连接，所述卷扬双向变量马达(5)与所述电控单元电连接。
【文档编号】F15B11/17GK205559389SQ201620055512
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月20日
【发明人】高文攀, 李鹏冲, 刘志政, 刘永正
【申请人】潍柴动力股份有限公司