液压系统分挡蓄能器能量回收装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种液压系统分挡蓄能器能量回收装置,由控制器(1)、高压蓄能器(2)、低压蓄能器(3)、第一压力传感器(4)、第二压力传感器(5)、第一单向阀(6)、(7)、三位三通电磁方向阀(8)、第一比例流量阀(9)、第二比例流量阀(10)、第三比例流量阀(11)、进油口PO、回油口T、出油口P1等组成的能量回收装置。装置安装在液压缸的油路上，采用的2个(或2个以上)蓄能器并联在同一回路中，按充气压力分为成两挡，一高、一低两个蓄能器，该装置能够根据载荷的大小，分挡吸收能量、分挡释放能量。在满足系统调速功能的前提下，能够优化蓄能器性能，最大限度地回收能量，改善了蓄能器能量吸收效率。
【专利说明】
液压系统分挡蓄能器能量回收装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及机械工程领域，特别涉及的是机械设备液压系统的节能技术。
【背景技术】
[0002]在机械的液压系统应用中，常在执行元件(如挖掘机的动臂举升缸)回油路上，使用能够产生背压的液压阀来控制回油压力和流量，以控制执行元件获得平稳的运动，如液压挖掘机的动臂下降能量通过节流限速阀控制运动。节流限速阀消耗了动臂下降势能并产生热量使液压系统升温，影响液压系统的性能和寿命。
[0003]作为液压系统的重要元件，蓄能器常用于液压系统中，对吸收压力波动、降低噪声、减少冲击有重要作用。此外，蓄能器也常作为液压系统能量回收并释放的辅助动力源。但是由于不同的机械设备、设备不同的工况，对蓄能器的性能要求差异很大，蓄能器参数选择主要依据的(充气压力、最低工作压力、最高工作压力、蓄能器容积等)，采用一个蓄能器很难兼顾各方面的因素(如寿命、灵敏度、体积、压力范围、能量吸收效率等)。特别是对于工况和负载变化很大且很频繁的工程机械更是如此。为此，本实用新型以挖掘机动臂回收系统为例，采用2个(或2个以上)蓄能器并联在同一回路中，按充气压力分为成两挡，一高、一低两个蓄能器，蓄能器能够根据载荷的大小，分挡吸收能量、分挡释放能量。在满足系统背压调整和速度调整的前提下，能够优化了蓄能器性能，最大限度地回收了能量，改善了蓄能器能量吸收效率。
【实用新型内容】
[0004]鉴于现有技术的以上缺点，本实用新型的目的是提供一种分挡能量回收装置，并使其能够根据载荷的大小，分挡吸收能量、分挡释放能量。在满足系统调速功能的前提下，能够优化蓄能器性能，最大限度地回收能量，改善蓄能器能量吸收效率。
[0005]本实用新型的目的是通过如下的手段实现的。
[0006]液压系统分挡蓄能器能量回收装置，由控制器1、高压蓄能器2、低压蓄能器3、第一压力传感器4、第二压力传感器5、第一单向阀6、第二单向阀7、三位三通电磁方向阀8、第一比例流量阀9、第二比例流量阀10、第三比例流量阀11、进油口 PO、回油口 T、出油口 Pl组成；
[0007]其液压连接关系为:进油口PO分别与第三比例流量阀11、三位三通电磁换向阀8连接;第三比例流量阀11依次与回油口 T、油箱12连接;三位三通电磁换向阀8分成两路，一路依次与第一单向阀6、第一压力传感器4、高压蓄能器2连接;另一路依次与第二单向阀7、第二压力传感器5、低压蓄能器3连接;在高压蓄能器2与第一单向阀6之间的油路上连接了第一比例流量阀9;在低压蓄能器3与第二单向阀7之间的油路上连接了第二比例流量阀10;第一比例流量阀9与出油口 PI连接;第二比例流量阀1与出油口 PI连接；出油口 PI连接在单向阀15与换向阀17之间的油路上；回油口 T与油箱12连接。
[0008]此外，采用了分挡能量回收装置的动臂液压系统取消了节流阀18;在动臂油缸19安装了力传感器22，在其下腔油路上安装了电磁换向阀21。
[0009]电气连接关系:控制器I与三个比例流量阀、三位三通电磁换向阀8、两个压力传感器、力传感器22、电磁换向阀21分别连接。
【附图说明】
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[0010]图1未安装分挡能量回收装置动臂液压系统原理示意图。
[0011]图2安装了分挡能量回收装置动臂液压系统原理示意图。
[0012]图中:1-控制器2-高压蓄能器3-低压蓄能器4-第一压力传感器5-第二压力传感器6-第一单向阀7-第二单向阀8-三位三通电磁方向阀9-第一比例流量阀10-第二比例流量阀11-第三比例流量阀12-油箱13-液压栗14-电机(或其他动力)15-第三单向阀16-溢流阀17-三位四通换向阀(或多路阀)18-节流阀19-动臂油缸20-负载21-电磁换向阀22-力传感器
【具体实施方式】
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[0013]图1为示例的一种传统的挖掘机动臂液压系统原理示意图
[0014]其机械连接关系为:电机14与液压栗13机械连接;液压连接关系为:液压栗13与油箱12、第三单向阀15、溢流阀16通过油管连接;溢流阀16通过油管与油箱12连接;第三单向阀15依次与三位四通方向阀(或多路阀)17、油缸19上腔连接;动臂油缸19下腔与节流阀18连接;节流阀18与电磁换向阀21连接;换向阀与油箱12连接。
[0015]图2为在动臂液压缸大腔的回油路上，采用了本实用新型实用新型的的分挡能量回收装置的原理示意图，分挡能量回收装置由控制器1、高压蓄能器2、低压蓄能器3、第一压力传感器4、第二压力传感器5、第一单向阀6、第二单向阀7、三位三通电磁换向阀8、三个比例流量阀9、10、11、进油口？0、回油口1\出油口？1构成。
[0016]下面以液压挖掘机动臂油缸19工作过程为例说明分挡能量回收装置如何工作。
[0017]对传统的没有能量回收挖掘机动臂液压系统(如图1)，油缸19工作时，当动臂油缸19大腔进油，动臂油缸19举升重物，消耗的能量可视作有效能量。当小腔进油，动臂下降、此时动臂在重物或外载作用下具有巨大势能，动臂下降对动臂油缸19活塞做功，加速动臂油缸19运动，为了使动臂获得平稳的运动，通常在回油路上装节流阀18，动臂回油路就产生合适的背压和流量，实现平稳运动，在油液流经节流阀18时，这部分能量变成热能就白白损失了。
[0018](I)当挖掘机液压系统需要能量回收时，将分挡能量回收装置连接到挖掘机的动臂液压系统(如图2)
[0019](2)当需要回收这些能量时，电磁开关阀21得电，将原系统通向换向阀17的动臂油缸19的回路切断；同时三位三通电磁开关阀8得电，进入动臂回收状态。通过力传感器22测得载荷大小，控制系统发出所需理想的PO和QO指令。
[0020]如果所需的PO大于高压蓄能器2的充气压力时，控制三位三通电磁开关阀8工作在上位，动臂油缸19大腔回油经三位三通电磁开关阀8、第一单向阀6充入高压蓄能器2，多余流量通过比例节流阀11、T 口流回油箱12。
[0021]如果所需的PO低于高压蓄能器2的充气压力，且高于低压蓄能器3的充气压力时，控制三位三通电磁开关阀8工作在下位，动臂油缸19大腔回油经三位三通电磁开关阀8、7充入低压蓄能器3，多余流量通过比例节流阀11、T 口流回油箱12。
[0022]因此，不论动臂所需回油属于高压还是低压，都能使得能量得到回收。
[0023]如果所需的PO小于低压蓄能器3的充气压力时，控制三位三通电磁开关阀8工作在中位，动臂油缸19大腔回油过通过比例节流阀11、T 口流回油箱2。
[0024](3)当动臂油缸19需要举升工作时，通过力传感器22测得载荷大小，由压力传感器
4、5分别测得蓄能器2、3的油液压力。如果举起货物的油缸19大腔压力在高压蓄能器2工作压力范围时，第一比例流量阀9打开，高压蓄能器2通过第一比例流量阀9与液压栗13—起向系统提供油液;如果举起货物的大腔压力在低压蓄能器3工作范围是，第二比例流量阀10打开，低压蓄能器3通过第二比例流量阀10、与液压栗13—起向动臂系统提供油液。
【主权项】
1.液压系统分挡蓄能器能量回收装置，其特征在于，由控制器(I)、高压蓄能器(2)、低压蓄能器(3)、第一压力传感器(4)、第二压力传感器(5)、第一单向阀(6)、第二单向阀(7)、三位三通电磁方向阀(8)、第一比例流量阀(9)、第二比例流量阀(10)、第三比例流量阀(11)、进油口PO、回油口T、出油口Pl组成； 其液压连接关系为:进油口PO分别与第三比例流量阀(II)、三位三通电磁换向阀(8)连接;第三比例流量阀(I I)依次与回油口 T、油箱(I 2)连接;三位三通电磁换向阀(8)分成两路，一路依次与第一单向阀(6)、第一压力传感器(4)、高压蓄能器(2)连接;另一路依次与第二单向阀(7)、第二压力传感器(5)、低压蓄能器(3)连接;在高压蓄能器(2)与第一单向阀(6)之间的油路上连接了第一比例流量阀(9);在低压蓄能器(3)与第二单向阀(7)之间的油路上连接了第二比例流量阀(10);第一比例流量阀(9)与出油口Pl连接;第二比例流量阀(10)与出油口Pl连接；出油口Pl连接在单向阀(15)与换向阀(17)之间的油路上；回油口T与油箱(12)连接。2.根据权利要求1所述的液压系统分挡蓄能器能量回收装置，其特征在于，采用至少2个蓄能器并联在同一回路中，蓄能器按充气压力分为成至少两挡，即至少有低压蓄能器(3)和高压蓄能器(2)。3.根据权利要求1所述的液压系统分挡蓄能器能量回收装置，其特征在于，臂油缸(19)上设置有力传感器(22)，在其下腔油路上安装了电磁换向阀(21)。4.根据权利要求1所述的液压系统分挡蓄能器能量回收装置，其特征在于，第三比例流量阀(11)连接在油缸(19)用于卸荷。
【文档编号】F15B1/02GK205618450SQ201620214830
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】吴文海, 于兰英, 王国志, 柯坚
【申请人】西南交通大学