一种蓄能器增压装置及使用方法与流程

本发明涉及流体压力系统，具体涉及一种蓄能器增压装置及使用方法。

背景技术：

1、蓄能器可以储存能量并在需要时提供额外的能量或动力输出，如启动大型机械设备或提供短期的爆发力的领域非常有用。如在压铸机等带有蓄能器的工程机械中，蓄能器可以用于储存和释放压缩空气或气体，在需要时释放以提供强大的动力或压力支持。

2、蓄能器的增压手段成为热门研究领域。近年来，如申请号为202020364034.x的专利所公开的一种无需外接充氮装置的蓄能器充氮结构，使蓄能器增压变得更为便捷。但是该实用新型中活塞蓄能器仅能为辅助气瓶进行充气，其自身气端中气体的压力难以升高，最终所能释放的压力受限。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于储能工程机械本身部分零件改装得到、改造方便且成本较低，增压效率高，操作简单，无需外接增压装置的蓄能器增压装置。

2、本发明是通过以下技术方案来实现的。

3、一种蓄能器增压装置，设置于储能工程机械上，所述储能工程机械带有至少一个蓄能器和至少一个增压执行元件，所述蓄能器增压装置用于为所述蓄能器增压储能，所述增压执行元件为包括但不限于油缸、无需进行增压的蓄能器等一端连液压油，另一端连气体的任意一种元件。

4、蓄能器增压装置包含有所述储能工程机械上原有的所述增压执行元件；所述储能工程机械上原有的油箱，其中所述油箱包含有输油泵；第一油路，用于连通所述油箱和所述增压执行元件；增压气路，用于连通所述增压执行元件和所述蓄能器，其中所述增压气路上设置有第一阀门；气源气路，用于连通外部气源和所述增压执行元件，其中所述气源气路上设置有第二阀门。

5、其中，上述方案中除管道与管道上的阀门外，其余部件均为所述储能工程机械原有部件，所述储能工程机械包括但不限于压铸机、挤压机、注塑机等带有蓄能器的工程机械中的任意一种。

6、在本方案中，所述蓄能器为增压储能对象，由以所述增压执行元件为核心的增压装置实现增压储能效果。

7、在所述第一阀门和所述第二阀门打开的状态下，所述外部气源通过所述气源气路和所述增压气路将气体通入并充满所述增压执行元件和所述蓄能器各自的气端，实现基础的第一段充气。

8、在所述增压执行元件的气端被充满后即可开启第二段充气。此时，所述输油泵通过所述第一油路将液压油输送至所述增压执行元件的油端，使所述增压执行元件的气端被压缩；同时关闭第二阀门，防止气体倒流至所述外部气源、并使被压缩的气体仅能通过所述增压气路进入所述蓄能器；待所述增压执行元件的气端内气体排尽后，关闭所述第一阀门即可防止被压缩气体倒流至所述增压执行元件中，保持所述蓄能器的气端内气压不降低。

9、重新开启所述第二阀门，所述外部气源中的气体将重新通入并充满所述增压执行元件的气端，并压缩所述增压执行元件的油端；同时关闭所述输油泵，在压力差影响下下，液压油将回至所述油箱中。

10、至此，该装置完成了对所述蓄能器的一次增压工作，后续重复上述步骤即可为所述蓄能器进行增压。

11、作为本发明的进一步改进，所述蓄能器增压装置还包含有第二油路，所述第二油路一端与所述第一油路相连，另一端与所述油箱相连接，用于所述增压执行元件的油端泄油；所述第一油路上设置有第三阀门，所述第二油路上设置有第四阀门；所述第一油路与所述第二油路的连接处的位于所述第三阀门和所述增压执行元件之间。

12、该结构下，所述输油泵进行输油时，需开启所述第三阀门、关闭所述第四阀门，使液压油顺利通过所述第一油路进入所述增压执行元件的油端；所述增压执行元件进行泄油时，开启所述第四阀门，关闭所述第三阀门，液压油即可通过所述第二油路返回油箱。

13、增加第二油路用于增压执行元件的油端泄油工作，能够防止回流的液压油与油箱以及第一油路内的液压油产生冲突，以免发生输油泵的电机超速反转等会造成系统不稳定的状况发生。

14、作为本发明的进一步改进，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门均为单向阀。所述第一阀门仅允许气体自所述增压执行元件向所述蓄能器流通，所述第二阀门仅允许气体自所述外部气源向所述增压执行元件流通，所述第三阀门仅允许液压油自所述油箱向所述增压执行元件流通，所述第四阀门仅允许液压油自所述增压执行元件向所述油箱流通。单向阀的单一方向流通性可以使操作人员无需实时进行阀门的开合工作。

15、作为本发明的进一步改进，所述增压气路的位于所述第一阀门和所述蓄能器之间的分段上设置有截止阀。蓄能器增压完成后将存蓄有较大气体能量，此时关闭截止阀一方面能够防止气体能量泄露，另一方面防止所述蓄能器使用时带来的冲击导致所述第一阀门损坏，提高所述第一阀门的使用寿命。

16、作为本发明的进一步改进，蓄能器增压装置还包含有用于冷却所述第一阀门和所述截止阀的冷却装置。

17、在蓄能器增压装置使用期间，所述增压执行元件将持续向所述蓄能器的气端提供气体。随着供气的进行，所述增压执行元件所提供的气体压力逐渐上升，即气体通过增压气路进入所述蓄能器的过程是一个增压过程，则所述气体在被压缩的过程中释放出巨大热量将积蓄于所述增压气路上的所述第一阀门以及所述截止阀处。

18、阀门长期受热、积热将导致其损坏，因此所述第一阀门和所述截止阀的过热直接影响了蓄能器增压装置的使用。为所述第一阀门和所述截止阀配备冷却装置一方面能够延长所述第一阀门和所述截止阀的使用寿命，另一方面，安装有冷却装置后，无需再以降低增压装置运行功率的形式减少发热量，能够使蓄能器增压装置始终以较快的增压效率进行工作。

19、作为本发明的进一步改进，所述冷却装置包含有冷却空腔，所述冷却空腔由分别设置于所述第一阀门和所述截止阀上的两部分空腔结构以及连接两部分空腔结构的管路共同组成；冷却气路，连通高压气源和所述冷却空腔，用于引导来自所述高压气源的高压气体流入所述冷却空腔，并在所述冷却空腔内转变为低压气体，气体此转换过程中吸热，冷却路径继续引导所述低压气体流入释气气路或直接排入大气。

20、在与所述冷却气路相连后，所述冷却空腔的一端与释气气路或直接与大气相通、另一端与所述高压气源相通。通入的高压气体在进入所述冷却空腔后，受空腔内压力差影响转变为低压气体，在高压气体转换为低压气体的过程中会吸收热量，达到较高的换热效率；同时使用高压气体作为冷却介质避免了引入如冷却水之类的第三种介质，无需针对液体进行防漏液结构等的设计，减少了对储能工程机械的改造成本以及改造难度。

21、作为本发明的进一步改进，所述增压执行元件和所述蓄能器上均设置有压力传感器，所述压力传感器以及所有阀门均与控制装置相连，所述压力传感器用于检测所述增压执行元件和/或所述蓄能器的气端内气压大小并反馈至所述控制装置，所述控制装置通过控制程序分析反馈数据并改变相应阀门的开合状态，调整气体的通入或压入状态。

22、一种储能工程机械，包含有上述的蓄能器增压装置、至少一个蓄能器和至少一个增压执行元件。

23、蓄能器增压装置的使用方法，包含如下步骤：

24、s1.接入所述外部气源，搭建形成所述气源气路；

25、s2.开启所述第一阀门和所述第二阀门，由所述外部气源通入气体至所述增压执行元件和所述蓄能器的气端，直至相应气端被充满，达成第一段充气；

26、s3.关闭所述第二阀门，保持所述第一阀门开启，所述增压气路上设置有所述截止阀的，保持所述截止阀开启，启动所述输油泵，将液压油压入所述增压执行元件的油端，所述增压执行元件的气端及其内部的所述气体被压缩为高压气体，所述高压气体经增压气路进入所述蓄能器气端，关闭所述第一阀门；

27、s4.停止所述输油泵的运作，开启所述第二阀门，通入所述气体至所述增压执行元件的气端；

28、s5.重复s3~s4的操作内容，直至所述蓄能器的气端内气压达到使用要求，即达成第二段充气。

29、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门为单向阀，则无需实时进行阀门开合调整。

30、所述增压执行元件和所述蓄能器上安装有压力传感器，则以所述压力传感器测得的气端内气压大小判断所述增压执行元件和所述蓄能器是否需要进行充气或增压。

31、作为本发明的进一步改进，第一油路上设置有第三阀门，连接有第二油路且所述第二油路上设置有第四阀门，在s3中需先开启所述第三阀门、关闭所述第四阀门再启动所述输油泵；s4中停止所述输油泵的运作后立即关闭所述第三阀门，开启所述第四阀门，使液压油经所述第二油路返回所述油箱。

32、本发明的有益效果包括：

33、（1）基于储能工程机械改造得到，改造方案简单且改造成本相较于购置充氮车等外置增压装置更低；

34、（2）安装有蓄能器增压装置后，储能工程机械中蓄能器的增压工作中仅需外接气源，无需外接增压装置，使增压工作的操作步骤减少且操作过程更为方便、简单；

35、（3）蓄能器增压装置对蓄能器的增压效率高、使蓄能器可积蓄的气体能量更多，适用于需要频繁利用高压力的场景；

36、（4）在采用单向阀和设置有压力传感器和控制装置的情况下，大量减少了人为操作，装置完全处于自运行状态，减轻了操作人员的工作量。

37、附图说明

38、下面将通过附图详细描述本发明中优选实施案例，以助于理解本发明的目的和优点，其中：

39、图1为蓄能器增压装置部件组成示意图；

40、图2为蓄能器增压装置部件连通路线示意图；

41、图3为蓄能器增压装置内冷却装置位置示意图；