CN102207117A - 应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统 - Google Patents

Abstract

一种应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是它包括两个结构基本相同的第一模块组件（1）和第二模块组件（2），第一模块组件（1）由机架（101）安装在机架（101）上的发动机（102）、油泵（103）组成，第二模块组件（2）主要由副机架（201）和安装在副机架（201）上的液压油冷却装置（203）、液压油箱（204）和组合阀（205）组成，两模块之间通过液压油管连接。由于采用模块化设计，本发明具有体积小、重量轻、维修方便、操作简单、便于携带的优点，两模块均可采用单人背负的方式，快速方便地投送至山多坡陡、道路崎岖、作业场所狭小等地理条件恶劣的作业现场。

Description

应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统

技术领域

本发明涉及一种应急状态下使用的液压动力设备，尤其是一种可通过背负方式运送至工作现场的由汽油机驱动的工程抢修使用的液压动力系统，具体地说是一种应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统。

背景技术

众所周知，在抗震救灾、抗核救灾等应急状态下，需要液压动力系统驱动液压镐、液压链锯等来完成破碎、切割等作业,此外，在恶劣地理环境条件下，如靠近边境、山多坡陡、土壤夹杂砂石、道路崎岖、作业场所狭小等情况下，也需要相应的液压动力系统来实现破碎、切割等作业，而现有的液压动力系统因重量重、体积大、需运输设备才能进入施工现场，而这些场因不具备车辆通行条件等原因至少现有的液压动力设备无法进入作业现场开展有效救援作用。因此，工程人员迫切需要一套适用于恶劣地理环境条件下的，用于驱动抢修机具的可分离背负式液压动力系统，以便采用单人背负的方式将动力系统投送至作业现场。

发明内容

本发明的目的是针对现有的抢修机具的液压动力系统体积庞大、重量重、价格高，难以运抵至山多坡陡、道路崎岖等地理条件比较恶劣的工作场所的问题，设计一种能够采用单人背负的方式将液压动力系统投送至地理环境比较恶劣的工作场所的应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统。

本发明的技术方案是：

一种应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是它包括可独立背负的第一模块组件1和可独立背负的第二模块组件2以及液压连接管，所述的第一模块组件1由机架101和安装在机架101上的发动机102、油泵103组成，油泵103上连接有进油接头104和高压出油接头105，发动机102的输出轴与油泵103的动力轴相连，机架101上连接有背囊106；所述的第二模块组件2主要由副机架201和安装在副机架201上的液压油冷却装置203、液压油箱204和组合阀205组成，副机架201上设有副背囊202，组合阀205上设有低压油出口接头206、高压油进口接头207和高压油出口接头208，低压油出口接头206通过连接管与可独立背负的第一模块组件1中的油泵103的进油接头104相连，高压油进口接头207通过连接管与所述油泵103的高压出油接头105相连，高压油出口接头208通过连接管与液压动力系统的高压油输入端相连，液压动力系统的低压高温油输出端通过连接管与液压油箱204的进油回路209相连，液压油箱204的出油端通过连接管与组合阀205上的低压油出口接头206相连，所述的液压油冷却装置203安装在液压油箱204的进油回路209上。

所述的第一模块组件1上的机架101上连接有一个便于人手把持的把手，所述的第二模块组件2的机架102上也设有便于运输过程中扶持的副把手。

所述的第一模块组件1上的总重量小于30kg，汽油机102的最大转速为3600r/min，油泵103的排量不超过7ml/r，液压动力系统的工作流量为15-24L/min，工作压力8-14MPa，且工作流量和工作压力为可调式。

所述的发动机102带有空气过滤器107。

所述的液压连接管放置在可独立背负的第一模块组件1或可独立背负的第二模块组件2上。

所述的液压油冷却装置203由蒸发器210、冷凝器211和风扇212组成，蒸发器210和冷凝器211通过连接管道形成回路，所述的液压油箱204的进油回路209的主体位于蒸发器210中，进油回路209的进油端与液压动力系统的低压高温油输出端相连，进油回路209的出油端经过蒸发器201后与液压油箱204上的进油接头相连；风扇212安装在冷凝器211的一侧，风扇212由锂电池供电。

所述的进油回路209位于蒸发器210中的主体部分呈连续S形盘管状结构。

本发明的有益效果：

本发明具有体积小、重量轻、维修方便、操作简单、机动性好等优点，适用于山多坡陡、道路崎岖、作业场所狭小等地理条件恶劣的场所。

本发明采用模块化设计，液压动力系统由两个可分离的模块组成，两个模块均安装在机架上，机架上装有背囊，便于工作人员采用人工背负的方式将本发明投送至作业场合。

由于采用模块化设计，如果两个模块中有一个发生故障，可迅速对发生故障的模块进行替换或维修，以便快速恢复对抢修机具的动力源供应。

为方便液压油管卸载、安装，液压油管与模块一、模块二以及与液压工具的连接均采用标准接头，同时也保证了液压油循环回路的密封性和可靠性。

附图说明

图1是本发明的第一模块组件的结构示意图。

图2是本发明的第二模块组件的结构示意图。

图3是本发明的高温液压油冷却原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、2所示。

一种应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，它包括可独立背负的第一模块组件1（如图1所示）和可独立背负的第二模块组件2（如图2所示）以及液压连接管，液压连接管可收纳于任一个模块组件中也可由其它辅助人员单独背负。所述的第一模块组件1由机架101和安装在机架101上的发动机102、油泵103组成，机架101可采用管件弯制而成，底部加装底板用于支承发动机102和油泵103，发动机102最好是带有空气过滤器107，机架101上连接有背囊106（由符合人体工学的支撑杆及背负带组成，下同）并设有便于人手扶持的把手；油泵103上连接有进油接头104和高压出油接头105，发动机102的输出轴与油泵103的动力轴相连，机架101上连接有背囊106。所述的第二模块组件2（如图2）主要由副机架201和安装在副机架201上的液压油冷却装置203、液压油箱204和组合阀205组成，副机架201也同样可采用管件弯制而成，同样安装有背囊202和扶持用把手，副机架201的底部也设有承重板，组合阀205可采用常规的分配阀加以实现，可采用常规技术自行设计制造，具体设计制造时最好增加一个用于切断或接通油路的操作开关213，组合阀205上设有低压油出口接头206、高压油进口接头207和高压油出口接头208，低压油出口接头206通过连接管与可独立背负的第一模块组件1中的油泵103的进油接头104相连，高压油进口接头207通过连接管与所述油泵103的高压出油接头105相连，高压油出口接头208通过连接管与液压动力系统的高压油输入端相连，液压动力系统的低压高温油输出端通过连接管与液压油箱204的进油回路209相连，液压油箱204的出油端通过连接管与组合阀205上的低压油出口接头206相连，所述的液压油冷却装置203安装在液压油箱204的进油回路209上。液压油冷却装置203可采用常见的小型风冷油冷却装置，液压油箱204最好是采用带有过滤器的油箱，小型风冷油冷却装置可由副汽油机带动风扇的结构，冷却风扇的出风口与液压油冷却装置203正对，液压油冷却装置203的进油口与液压动力头的低压高温油回路相连通，液压油冷却装置203的出油口与液压油箱204的进油接口相连通。此外液压油冷却装置203还可采用图3所示的冷却装置，它可由蒸发器210、冷凝器211和风扇212组成，蒸发器210和冷凝器211通过连接管道形成回路，所述的液压油箱204的进油回路209的主体位于蒸发器210中，进油回路209的进油端与液压动力系统的低压高温油输出端相连，进油回路209的出油端经过蒸发器201后与液压油箱204上的进油接头相连；风扇212安装在冷凝器211的一侧，风扇212由锂电池供电。所述的进油回路209位于蒸发器210中的主体部分呈连续S形盘管状结构。

为了便于单人背负将系统投送至作业场所。因此第一模块组件1和第二模块组件2的质量均应小于30kg，以适应单人背负作业。汽油机最大转速为3600r/min，泵排量不超过7ml/r，液压动力系统正常工作时，工作流量15-24L/min，工作压力8-14MPa。工作流量和工作压力应设计成可调式的，避免因工作流量盈余、工作压力过大而产生较大的损耗和振动。

传统的救灾用液压动力系统（液压动力站）大多采用一体式结构，如史丹利的GT13动力站，其发动机、液压泵、油箱、散热等集成在一起，结构紧凑，但重量有70多公斤，单人难以长距离搬运，不利于应急救援。本发明采用模块化设计，将发动机、液压泵等做成模块1（见图1），油箱、散热部分等做成模块2（见图2），使得每个模块的重量大大降低；另一方面，本发明将模块1、模块2设计成背负式结构，能够采用单人背负的方式将动力系统运送至车辆难以抵达的救灾场所。

现有的一体式结构的救灾用液压动力系统（液压动力站）一般采用风冷方式对高温油液进行散热，因此发动机除了驱动液压泵之外，还要驱动散热部分的风扇。本发明采用模块化设计，高温油液散热在模块2中完成，其散热也采用风冷方式，但风冷用的风扇的动力由锂电池提供。这样，采用本发明后，设计同等功率的液压动力站需要的发动机的功率会减小，发动机的重量也相应降低。由于锂电池重量很轻，因而，有利于液压动力系统整体重量的降低。

此外，本发明采用了独特的散热方式（见图3），蒸发器中充满沸点50℃左右的制冷介质。当高温液压油进入蒸发器时，制冷介质吸热、汽化，从而使从蒸发器210中经过的液压回路209的液压油的温度降低。气态制冷介质经过管道到达冷凝器中，在风冷作用下形成液体再通过回流管道流入蒸发器210中，这样，制冷介质在蒸发器210、冷凝器211内循环的过程中，不断地把高温油液的热量给带走，可将高温油液的温度迅速降低。它较现有的单独依靠风冷的散热效果大大提高。

本发明的工作原理是：

系统开始工作之前，首先手动启动模块1的汽油机102以便为系统提供动力源，接通模块2中的风扇电源以便对循环液压油进行冷却。模块1中汽油机102通过法兰联轴器带动液压油泵103开始工作，液压油泵103从模块2液压油箱204中抽取低压液压油，低压液压油经液压油泵103转换为高压液压油，高压液压油经模块2的换向阀205流入液压工具（液压镐、液压链锯等），驱动液压工具工作。在液压工具工作过程中，高压液压油中的高压能通过液压工具转换成机械能对外做功，同时产生部分热量。产生的热量随低压油流回模块2，模块2有散热装置203对液压油进行散热。最终，液压油流入液压油箱204完成工作循环。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是它包括可独立背负的第一模块组件（1）和可独立背负的第二模块组件（2）以及液压连接管，所述的第一模块组件（1）由机架（101）和安装在机架（101）上的发动机（102）、油泵（103）组成，油泵（103）上连接有进油接头（104）和高压出油接头（105），发动机（102）的输出轴与油泵（103）的动力轴相连，机架（101）上连接有背囊（106）；所述的第二模块组件（2）主要由副机架（201）和安装在副机架（201）上的液压油冷却装置（203）、液压油箱（204）和组合阀（205）组成，副机架（201）上设有副背囊（202），组合阀（205）上设有低压油出口接头（206）、高压油进口接头（207）和高压油出口接头（208），低压油出口接头（206）通过连接管与可独立背负的第一模块组件（1）中的油泵（103）的进油接头（104）相连，高压油进口接头（207）通过连接管与所述油泵（103）的高压出油接头（105）相连，高压油出口接头（208）通过连接管与液压动力系统的高压油输入端相连，液压动力系统的低压高温油输出端通过连接管与液压油箱（204）的进油回路（209）相连，液压油箱（204）的出油端通过连接管与组合阀（205）上的低压油出口接头（206）相连，所述的液压油冷却装置（203）安装在液压油箱（204）的进油回路（209）上。

2.根据权利要求1所述的应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是所述的第一模块组件（1）上的机架（101）上连接有一个便于人手把持的把手，所述的第二模块组件（2）的机架（102）上也设有便于运输过程中扶持的副把手。

3.根据权利要求1所述的应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是所述的第一模块组件（1）上的总重量小于30kg，汽油机（102）的最大转速为3600r/min，油泵（103）的排量不超过7ml/r，液压动力系统的工作流量为15-24L/min，工作压力8-14MPa，且工作流量和工作压力为可调式。

4.根据权利要求1所述的应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是所述的发动机（102）带有空气过滤器（107）。

5.根据权利要求1所述的应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是所述的液压连接管放置在可独立背负的第一模块组件（1）或可独立背负的第二模块组件（2）上。

6.根据权利要求1所述的应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是所述的液压油冷却装置（203）由蒸发器（210）、冷凝器（211）和风扇（212）组成，蒸发器（210）和冷凝器（211）通过连接管道形成回路，所述的液压油箱（204）的进油回路（209）的主体位于蒸发器（210）中，进油回路（209）的进油端与液压动力系统的低压高温油输出端相连，进油回路（209）的出油端经过蒸发器（201）后与液压油箱（204）上的进油接头相连；风扇（212）安装在冷凝器（211）的一侧，风扇（212）由锂电池供电。

7.根据权利要求6所述的应急状态下使用的背负式模块化液压动力系统，其特征是所述的进油回路（209）位于蒸发器（210）中的主体部分呈连续S形盘管状结构。

Images