卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)及卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，雙向變量馬達(dá)的低壓側(cè)通過第一油路順次串接低壓比例電磁閥和低壓蓄能器，高壓側(cè)通過第二油路順次串接高壓比例電磁閥和高壓蓄能器，低壓比例電磁閥和低壓蓄能器之間并接低壓壓力傳感器，高壓比例電磁閥和高壓蓄能器之間并接高壓壓力傳感器，位于雙向變量馬達(dá)與低壓比例電磁閥之間的第一油路和位于雙向變量馬達(dá)與高壓比例電磁閥之間的第二油路通過補(bǔ)油路連通。同時(shí)本實(shí)用新型還公開了一種具有該卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)的卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)?？蓪⑾路艅?shì)能轉(zhuǎn)為液壓能儲(chǔ)存，自動(dòng)化控制，節(jié)約能耗，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
【專利說明】
卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)及卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于能量回收系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)。
[0002]同時(shí)，本實(shí)用新型還公開了一種具有該卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)的卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有常規(guī)閉式卷揚(yáng)系統(tǒng)回路如圖2所示，以重物提升過程為例:
[0004]該閉式卷揚(yáng)系統(tǒng)中，變量栗6的一側(cè)輸出高壓油，帶動(dòng)卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)卷揚(yáng)減速機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，提升重物8;
[0005]以重物下放過程為例:
[0006]該閉式卷揚(yáng)系統(tǒng)中，變量栗6的另一側(cè)輸出高壓油，帶動(dòng)卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)卷揚(yáng)減速機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，下放重物8。
[0007]上述閉式卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)中，由于重載下放時(shí)，卷揚(yáng)馬達(dá)作為栗工況使用，將重物勢(shì)能產(chǎn)生的液壓能最終驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或者產(chǎn)生熱能，造成發(fā)動(dòng)機(jī)“飛車現(xiàn)象”或者系統(tǒng)溫度上升、元件效率較低，造成能量浪費(fèi)增加了無效的油耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種可回收下放勢(shì)能轉(zhuǎn)化為液壓能并存儲(chǔ)的卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，包括雙向變量馬達(dá)，所述雙向變量馬達(dá)的低壓側(cè)通過第一油路順次串接低壓比例電磁閥和低壓蓄能器;所述雙向變量馬達(dá)的高壓側(cè)通過第二油路順次串接高壓比例電磁閥和高壓蓄能器；
[0010]所述低壓比例電磁閥和所述低壓蓄能器之間的第一油路上并接低壓壓力傳感器；所述高壓比例電磁閥和所述高壓蓄能器之間的第二油路上并接高壓壓力傳感器；
[0011]位于所述雙向變量馬達(dá)與所述低壓比例電磁閥之間的第一油路和位于所述雙向變量馬達(dá)與所述高壓比例電磁閥之間的第二油路通過補(bǔ)油路連通；
[0012]所述補(bǔ)油路上并接通過動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)油栗，所述補(bǔ)油栗與所述低壓比例電磁閥之間的補(bǔ)油路上設(shè)有補(bǔ)油單向閥，所述補(bǔ)油栗與所述高壓比例電磁閥之間的補(bǔ)油路上也設(shè)有補(bǔ)油單向閥；
[0013]還包括電控單元，所述雙向變量馬達(dá)、低壓比例電磁閥、高壓比例電磁閥、低壓壓力傳感器和高壓壓力傳感器分別與所述電控單元電連接。
[0014]作為一種改進(jìn)，所述低壓比例電磁閥和所述低壓蓄能器之間的第一油路上還并接低壓溢流閥，所述高壓比例電磁閥和所述高壓蓄能器之間的第二油路上還并接高壓溢流閥。
[0015]作為一種改進(jìn)，所述補(bǔ)油栗通過油路連接溢流閥。
[0016]采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]由于卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，利用雙向變量馬達(dá)、高低壓比例電磁閥、高低壓蓄能器和補(bǔ)油栗通過油路形成獨(dú)立的能量回收系統(tǒng)，該回收系統(tǒng)可以回收卷揚(yáng)設(shè)備下放過程中的重物勢(shì)能，重物下放時(shí)拖動(dòng)雙向變量馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，把低壓蓄能器的低壓油轉(zhuǎn)為高壓油存儲(chǔ)到高壓蓄能器里并將該勢(shì)能轉(zhuǎn)化為液壓能儲(chǔ)存在蓄能器中，從而達(dá)到回收能量的目的；由于所述雙向變量馬達(dá)、低壓比例電磁閥、高壓比例電磁閥、低壓壓力傳感器和高壓壓力傳感器分別與所述電控單元電連接。這樣通過壓力傳感器檢測(cè)油路內(nèi)的壓力，得到的壓力信號(hào)給予電控單元，電控單元在程序的控制下可以根據(jù)信號(hào)發(fā)出相應(yīng)的指令，從而控制比例電磁閥和雙向變量馬達(dá)工作狀態(tài)之間的切換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
[0018]由于比例電磁閥和所述蓄能器之間的油路上還并接相應(yīng)的溢流閥，可以根據(jù)設(shè)定的溢流閥的壓力，保護(hù)相應(yīng)的蓄能器，同時(shí)補(bǔ)油栗通過油路連接溢流閥，利用溢流閥保護(hù)補(bǔ)油栗。
[0019]作為同一技術(shù)構(gòu)思，本實(shí)用新型還公開了一種卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)，包括卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)，所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)的低壓側(cè)通過油路串接變量栗，所述變量栗通過油路與所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)的高壓側(cè)連接為閉式回路，具有上述所述的卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，且所述卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)的雙向變量馬達(dá)同軸串接所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)，所述變量栗與所述補(bǔ)油栗連接，所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)與所述電控單元電連接。
[0020]由于所述雙向變量馬達(dá)同軸串接所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)，所述變量栗與所述補(bǔ)油栗連接，所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)與所述電控單元電連接，這樣需要回收勢(shì)能時(shí)，該雙向變量馬達(dá)處于最大排量作為栗工況使用，重物下放時(shí)拖動(dòng)卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)帶動(dòng)雙向變量馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，把低壓蓄能器的低壓油轉(zhuǎn)為高壓油存儲(chǔ)到高壓蓄能器里；當(dāng)重載提升時(shí)，高壓蓄能器提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)該雙向變量馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)提升，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)雙馬達(dá)工況，增加了馬達(dá)扭矩、增大了卷揚(yáng)提升能力，降低了原裝系統(tǒng)工作壓力，最終降低發(fā)動(dòng)機(jī)使用功率來節(jié)省燃油消耗;空載提升時(shí)，高壓蓄能器提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)該雙向變量馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)提升，直接利用蓄能器存儲(chǔ)的能量來驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以處于待機(jī)狀態(tài)，節(jié)省燃油消耗;不需要回收勢(shì)能時(shí)，該雙向變量馬達(dá)處于零排量工作，自由輪工況，不影響所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)、變量栗通過油路連接為閉式回路的功能。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是現(xiàn)有閉式卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)回路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中:1、雙向變量馬達(dá)，10、第一油路，100、低壓比例電磁閥，101、低壓壓力傳感器，102、低壓蓄能器，a、低壓溢流閥，11、第二油路，110、高壓比例電磁閥，111、高壓壓力傳感器，112、高壓蓄能器，b、高壓溢流閥，2、補(bǔ)油路，20、補(bǔ)油單向閥，21、補(bǔ)油單向閥，3、補(bǔ)油栗，4、發(fā)動(dòng)機(jī)，c、溢流閥，5、卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)，6、變量栗，7、卷揚(yáng)減速機(jī)，8、重物。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]如圖1所示，一種卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，包括雙向變量馬達(dá)I，雙向變量馬達(dá)I下放側(cè)為低壓側(cè)，相對(duì)側(cè)為高壓側(cè)，雙向變量馬達(dá)I的低壓側(cè)通過第一油路10順次串接低壓比例電磁閥100和低壓蓄能器102，低壓比例電磁閥100和低壓蓄能器102之間的第一油路10上并接低壓壓力傳感器101，低壓比例電磁閥100和低壓蓄能器102之間的第一油路10上還并接低壓溢流閥a。
[0026]雙向變量馬達(dá)I的高壓側(cè)通過第二油路11順次串接高壓比例電磁閥110和高壓蓄能器112，高壓比例電磁閥110和高壓蓄能器112之間的第二油路11上并接高壓壓力傳感器111，高壓比例電磁閥110和高壓蓄能器112之間的第二油路11上還并接高壓溢流閥b。
[0027]位于雙向變量馬達(dá)I與低壓比例電磁閥100之間的第一油路10和位于雙向變量馬達(dá)I與高壓比例電磁閥110之間的第二油路11通過補(bǔ)油路2連通。
[0028]還包括通過動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)油栗3，補(bǔ)油路2上并接補(bǔ)油栗3，補(bǔ)油栗3通過油路連接溢流閥c，補(bǔ)油栗3與低壓比例電磁閥100之間的補(bǔ)油路2上設(shè)有補(bǔ)油單向閥20，補(bǔ)油栗3與高壓比例電磁閥110之間的補(bǔ)油路2上也設(shè)有補(bǔ)油單向閥21。
[0029]還包括電控單元(圖中未示出)，雙向變量馬達(dá)1、低壓比例電磁閥100、高壓比例電磁閥110、低壓壓力傳感器101和高壓壓力傳感器111分別與電控單元電連接。
[0030]本卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)的具體工作原理參考下述卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)的具體工作原理。
[0031]本實(shí)用新型還公開了一種具有上述所述的卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)的卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)，包括卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5，卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5的低壓側(cè)通過油路串接變量栗6，變量栗6通過油路與卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5的高壓側(cè)連接為閉式回路，雙向變量馬達(dá)I同軸串接卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5，變量栗6與補(bǔ)油栗3連接，卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5與電控單元電連接。
[0032]為了便于理解，將卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行介紹:
[0033]使用時(shí)，啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)4，發(fā)動(dòng)機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)補(bǔ)油栗3工作，補(bǔ)油栗3抽取油液并將油液通過補(bǔ)油路2分別輸送至低壓蓄能器102和高壓蓄能器112，輸送時(shí)油液經(jīng)過補(bǔ)油單向閥20，在電控單元的控制下低壓比例電磁閥100得電打開，油液順利通過后進(jìn)入第一油路10并輸送至低壓蓄能器102內(nèi)，同時(shí)油液也按照上述的輸送過程輸送進(jìn)入高壓蓄能器112內(nèi)，并且同時(shí)補(bǔ)油栗3也在給變量栗6內(nèi)輸送油液。
[0034]當(dāng)高低壓蓄能器內(nèi)的油液分別達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定值后，此時(shí)分別通過高低壓壓力傳感器的檢測(cè)后將信號(hào)反饋給電控單元，電控單元發(fā)出指令控制高壓比例電磁閥110和低壓比例電磁閥100分別斷電關(guān)閉，但此時(shí)補(bǔ)油栗3內(nèi)的油液還是繼續(xù)給變量栗6供油，并不會(huì)受到上述過程的影響。
[0035]下面以卷揚(yáng)機(jī)的三種工作狀態(tài)分別進(jìn)行說明:
[0036]a、能量回收過程，以卷揚(yáng)機(jī)重載下放為例:
[0037]重物拖動(dòng)卷揚(yáng)減速機(jī)7工作，由于卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5與雙向變量馬達(dá)I串接，這樣卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5帶動(dòng)雙向變量馬達(dá)I運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)雙向變量馬達(dá)I為栗工況工作，在電控單元的控制下，卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5和雙向變量馬達(dá)I都切換為最大排量，同時(shí)低壓比例電磁閥100和高壓比例電磁閥110均得電打開，雙向變量馬I達(dá)作為獨(dú)立油路系統(tǒng)里的栗，將從雙向變量馬達(dá)I的低壓側(cè)吸收低壓蓄能器102里的低壓油，產(chǎn)生出的高壓油充進(jìn)高壓蓄能器112至充滿溢流狀態(tài)，從而來存儲(chǔ)下放重物產(chǎn)生的能量;高壓蓄能器112充滿后，分別通過高低壓壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)反饋給電控單元，電控單元發(fā)出指令控制低壓比例電磁閥100和高壓比例電磁閥110分別失電關(guān)閉，同時(shí)控制卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5切換為自由輪零排量狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0038]b、能量釋放過程一，卷揚(yáng)機(jī)重載提升過程為例:
[0039]卷揚(yáng)機(jī)重載提升時(shí)，在電控單元的控制下，雙向變量馬達(dá)I切換為最大排量狀態(tài)，卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5保持最大排量，此時(shí)為雙馬達(dá)工況，同時(shí)高壓比例電磁閥110和低壓比例電磁閥100均得電打開，當(dāng)起升時(shí)，高壓蓄能器112的高壓比例電磁閥110得電打開，高壓蓄能器112中的高壓油從卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5的高壓側(cè)輸送至低壓側(cè)，然后進(jìn)入第一油路10內(nèi)經(jīng)過低壓比例電磁閥100后進(jìn)入低壓蓄能器102內(nèi)，高壓油從高壓側(cè)輸送至低壓側(cè)時(shí)可以驅(qū)動(dòng)雙向變量馬達(dá)I運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)同軸串接的卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5也被驅(qū)動(dòng)，由于雙向變量馬達(dá)I可以給予卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5額外的驅(qū)動(dòng)力，卷揚(yáng)系統(tǒng)在保持相同提升力的情況下，系統(tǒng)壓力必然下降，降低了變量栗6的使用功率、降低了發(fā)動(dòng)機(jī)功率，從而節(jié)省燃油消耗，當(dāng)高壓蓄能器112的油源消耗完后，分別通過高低壓壓力傳感器的檢測(cè)反饋后，電控單元控制高壓比例電磁閥110和低壓比例電磁閥100失電處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)控制雙向變量馬達(dá)I切換為自由輪工況。
[0040]C、能量釋放過程二，卷揚(yáng)機(jī)空載提升過程為例:
[0041]在電控單元控制下，雙向變量馬達(dá)I切換為最大排量、卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5切換為零排量自由輪狀態(tài)，此時(shí)起作用的僅有雙向變量馬達(dá)I，同時(shí)高壓蓄能器112的高壓比例電磁閥110得電打開，低壓蓄能器102的低壓比例電磁閥100得電打開，當(dāng)起升時(shí)，高壓蓄能器112內(nèi)的高壓油通過高壓比例電磁閥110后從雙向變量馬達(dá)I的高壓側(cè)輸送至低壓側(cè)，此時(shí)可以驅(qū)動(dòng)雙向變量馬達(dá)I運(yùn)轉(zhuǎn)，從而同軸串接的卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5被驅(qū)動(dòng)，同時(shí)低壓油經(jīng)過低壓比例電磁閥100進(jìn)入低壓蓄能器102內(nèi)，由于卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5的驅(qū)動(dòng)只需要消耗高壓蓄能器112的能量，而不需要變量栗6提供液壓油驅(qū)動(dòng)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)4可以處于待機(jī)狀態(tài)，此工況降低了變量栗使用功率、降低了發(fā)動(dòng)機(jī)功率，從而節(jié)省燃油消耗；當(dāng)高壓蓄能器112里的油源消耗完后，高壓比例電磁閥110和低壓比例電磁閥100均失電處于關(guān)閉狀態(tài)，雙向變量馬達(dá)I切換為自由輪工況，卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)5切換為最大排量工況。
[0042]本實(shí)用新型的卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于起重機(jī)、旋挖鉆機(jī)、港口吊等開式、閉式液壓卷揚(yáng)系統(tǒng)中，成本低、改裝簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。
[0043]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，其特征在于，包括雙向變量馬達(dá)(I)，所述雙向變量馬達(dá)(I)的低壓側(cè)通過第一油路(10)順次串接低壓比例電磁閥(100)和低壓蓄能器(102)，所述雙向變量馬達(dá)(I)的高壓側(cè)通過第二油路(11)順次串接高壓比例電磁閥(110)和高壓蓄能器(112)； 所述低壓比例電磁閥(100)和所述低壓蓄能器(102)之間的第一油路(10)上并接低壓壓力傳感器(101)，所述高壓比例電磁閥(110)和所述高壓蓄能器(112)之間的第二油路(11)上并接高壓壓力傳感器(111); 位于所述雙向變量馬達(dá)(I)與所述低壓比例電磁閥(100)之間的第一油路(10)和位于所述雙向變量馬達(dá)(I)與所述高壓比例電磁閥(110)之間的第二油路(11)通過補(bǔ)油路(2)連通； 所述補(bǔ)油路(2)上并接通過動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)油栗(3)，所述補(bǔ)油栗(3)與所述低壓比例電磁閥(100)之間的補(bǔ)油路(2)上設(shè)有補(bǔ)油單向閥(20)，所述補(bǔ)油栗(3)與所述高壓比例電磁閥(110)之間的補(bǔ)油路(2)上也設(shè)有補(bǔ)油單向閥(21); 還包括電控單元，所述雙向變量馬達(dá)(I)、低壓比例電磁閥(100)、高壓比例電磁閥(110)、低壓壓力傳感器(101)和高壓壓力傳感器(111)分別與所述電控單元電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓比例電磁閥(100)和所述低壓蓄能器(102)之間的第一油路(10)上還并接低壓溢流閥(a)，所述高壓比例電磁閥(110)和所述高壓蓄能器(112)之間的第二油路(11)上還并接高壓溢流閥(b)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)油栗(3)通過油路連接溢流閥(C)。4.卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)，包括卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)(5)，所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)(5)的低壓側(cè)通過油路串接變量栗(6)，所述變量栗(6)通過油路與所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)(5)的高壓側(cè)連接為閉式回路，其特征在于，具有權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)，所述卷揚(yáng)下放能量回收系統(tǒng)的雙向變量馬達(dá)(I)同軸串接所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)(5)，所述變量栗(6)與所述補(bǔ)油栗(3)連接，所述卷揚(yáng)雙向變量馬達(dá)(5)與所述電控單元電連接。
【文檔編號(hào)】F15B11/17GK205559389SQ201620055512
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年1月20日
【發(fā)明人】高文攀, 李鵬沖, 劉志政, 劉永正
【申請(qǐng)人】濰柴動(dòng)力股份有限公司