CN102628465A - 起重运输机械用能量回收式举升液压系统 - Google Patents

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温跃清
马庆丰
田原
张丽
吴信丽
周齐齐
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Abstract

本发明涉及起重运输机械用能量回收式举升液压系统。该系统的升降换向阀为三位六通换向阀，其第一进油口P1、第二进油口P2通过三通管连通着进油口P；其第一出油口T1和第二出油口T2通过三通管连通着回油口T；其中第一工作油口A连通着升降油缸；其中第二工作油口B连通着方向控制阀的进油口a，方向控制阀为两位三通电磁换向阀或两位三通电液换向阀；所述油泵的出油口通过三通管连通着进油口P和安全阀的进口；油泵的吸油口通过单向阀连通着液压油箱；安全阀的出口连通着回油口T；方向控制阀的第一出油口b通过限速阀连通着油箱；方向控制阀的第二出油口c连通着油泵的吸油口，油泵的吸油口上设有单向阀。本发明势能回收效率为65%～75%。

Description

起重运输机械用能量回收式举升液压系统
技术领域
本发明属于起重运输机械液压系统技术领域，具体涉及叉车、起重机的举升液压系统。
背景技术
在常见起重运输机械的举升液压系统（如叉车、起重机等的起升液压系统）中，无论采用什么控制原理，有一点是共同的，即在重物下降过程中，是利用各种节流方式来控制重物的下降速度。在这个过程中，重力势能全部通过节流阀转化为热能，会造成液压系统的温度升高，影响了系统及元件的可靠性和整车的工作效率。随着国际能源供应的日益紧张以及世界范围内环保意识的逐渐增强，绿色、节能已成为各行业技术及产品的未来发展趋势，将这些废弃的势能和液压能回收和再利用是节能减排的有效途径，尤其对需要频繁升降的叉车或起重机等有较大的现实意义。国外的叉车或起重机下降能量回收系统是通过外接一组或两组电磁换向阀来满足起升下降油路切换要求，成本高，控制复杂。
发明内容
为了解决起重运输机械的举升液压系统的重物下降的势能回收问题，本发明提供一种结构简单、制造成本低、操作方便、能量回收效率高的起重运输机械用能量回收式举升液压系统。
起重运输机械用能量回收式举升液压系统包括升降油缸1和升降换向阀2，所述升降换向阀2为三位六通换向阀，升降换向阀2的第一进油口P1、第二进油口P2通过三通管连通着升降换向阀2的进油口P；升降换向阀2的第一出油口T1和第二出油口T2通过三通管连通着回油口T；升降换向阀2的第一工作油口A连通着升降油缸1，升降换向阀2的第二工作油口B连通着方向控制阀10的进油口a，所述方向控制阀10为两位三通电磁换向阀或两位三通电液换向阀；所述油泵7的出油口通过三通管连通着升降换向阀2的进油口P和安全阀5的进口；油泵7的吸油口通过单向阀8连通着液压油箱4，安全阀5的出口连通着回油口T；方向控制阀10的第二出油口c连通着油泵7的吸油口，油泵7的吸油口上设有单向阀8；方向控制阀10的第一出油口b通过限速阀9连通着油箱4；油泵7的驱动轴连接着电机6的输出轴；
所述升降换向阀2处于中位状态时，第一进油口P1与第一出油口T1相通；三位六通换向阀换向到右位时，第二进油口P2与第一工作油口A相通；三位六通换向阀换向到左位时，第一进油口P1与第一出油口T1相通，第一工作油口A与第二工作油口B相通；
所述方向控制阀10常位状态时，进油口a和第一出油口b连通，得电换向时，进油口a与第二出油口c相通。
本发明与现有技术产品相比具有以下方面的优点：
1.通过试验证明，势能回收效率能达到65%～75%之间；
2.通过对升降换向阀内部油道的创新设计，使换向阀工作油口在换向位时A口和B口接通，从而连通了下降发电油路，整体结构简单，且起升和下降发电都是通过手动操纵升降换向阀的阀杆来实现的，不需要增加控制元件，操作简单方便，成本低；
3.货物起升和货物下降发电两种状态下，油泵与电机旋向始终一致，使得整机控制系统简单方便可靠且响应快，也避免了因电机换向旋转造成的冲击；
4.在回油路中设置限速阀，一方面控制空载或载荷较小情况下升降油缸的下降速度；另一方面当系统出现故障情况时，可以实现货物以安全速度下降，从而保证整机安全性；
5.利用压力信号控制在不同载荷状态下的发电窗口，系统简单，效率高；
6.本发明适用于带有起升下降装置的机械系统。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例：
参见图1，起重运输机械用能量回收式举升液压系统包括升降油缸1和升降换向阀2。所述升降换向阀2为三位六通换向阀，升降换向阀2的第一进油口P1、第二进油口P2通过三通管连通着升降换向阀2的进油口P；升降换向阀2的第一出油口T1和第二出油口T2通过三通管连通着回油口T；升降换向阀2的第一工作油口A连通着升降油缸1，升降换向阀2的第二工作油口B连通着方向控制阀10的进油口a，所述方向控制阀10为两位三通电磁换向阀（也可以是两位三通电液换向阀）；所述油泵7的出油口通过三通管连通着升降换向阀2的进油口P和安全阀5的进口；油泵7的吸油口通过单向阀8连通着液压油箱4，安全阀5的出口连通着回油口T；方向控制阀10的第二出油口c连通着油泵7的吸油口，油泵7的吸油口上设有单向阀8；方向控制阀10的第一出油口b通过限速阀9连通着油箱4；油泵7的驱动轴连接着电机6的输出轴。
升降换向阀2处于中位状态时，第一进油口P1与第一出油口T1相通；三位六通换向阀换向到右位时，第二进油口P2与第一工作油口A相通；三位六通换向阀换向到左位时，第一进油口P1与第一出油口T1相通，第一工作油口A与第二工作油口B相通；
方向控制阀10常位状态时，进油口a和第一出油口b连通，得电换向时，进油口a与第二出油口c相通。
本发明的工作原理如下：
当货物起升时，升降换向阀2换向至右位。油泵7通过单向阀8从油箱4中吸油，输出的压力油通过升降换向阀2的进油口P、第二进油口P2和第一工作油口A进入升降油缸1，实现装卸货物的起升动作。安全阀5是限定油泵7的最高工作压力。
当货物下降时，升降换向阀2换向至左位。由于空载或载荷较小情况下，下降回收的能量不足于抵消系统中损耗，只有载荷达到一定大小时才能实现能量回收。为此下降分为两种工况：当升降油缸1的压力低于设定值时，方向控制阀10处于常位状态，升降油缸1输出的压力油经过升降换向阀2的第一工作油口A和第二工作油口B，到达方向控制阀10的进油口a，再通过方向控制阀10的第一出油口b和限速阀9回油箱4。当升降油缸1的压力大于设定值时，方向控制阀10得电换向，升降油缸1输出的压力油经过升降换向阀2的第一工作油口A和第二工作油口B，到达方向控制阀10的进油口a，再通过方向控制阀10的第二出油口c到达油泵7的进油口，由于单向阀8的单向截止作用，单向阀8关闭，使得升降油缸中输出的压力油只能进入油泵7的进油口，驱动油泵7带动电机6旋转发电，并经过逆变器将电能储存在存储器中，实现能量回收。这时油泵7变成液压马达工况，电动机变为发电机工况，且油泵与电机在能量回收时均不反转。

Claims (1)

1.起重运输机械用能量回收式举升液压系统，包括升降油缸（1）和升降换向阀（2），其特征在于：所述升降换向阀（2）为三位六通换向阀，升降换向阀（2）的第一进油口P1、第二进油口P2通过三通管连通着升降换向阀（2）的进油口P；升降换向阀（2）的第一出油口T1和第二出油口T2通过三通管连通着回油口T；升降换向阀（2）的第一工作油口A连通着升降油缸（1），升降换向阀（2）的第二工作油口B连通着方向控制阀（10）的进油口a，所述方向控制阀（10）为两位三通电磁换向阀或两位三通电液换向阀；所述油泵（7）的出油口通过三通管连通着升降换向阀（2）的进油口P和安全阀（5）的进口；油泵（7）的吸油口通过单向阀（8）连通着液压油箱（4），安全阀（5）的出口连通着回油口T；方向控制阀（10）的第二出油口c连通着油泵（7）的吸油口，油泵（7）的吸油口上设有单向阀（8）；方向控制阀（10）的第一出油口b通过限速阀9连通着油箱4；油泵（7）的驱动轴连接着电机（6）的输出轴；
所述升降换向阀（2）处于中位状态时，第一进油口P1与第一出油口T1相通；三位六通换向阀换向到右位时，第二进油口P2与第一工作油口A相通；三位六通换向阀换向到左位时，第一进油口P1与第一出油口T1相通，第一工作油口A与第二工作油口B相通；
所述方向控制阀（10）常位状态时，进油口a和第一出油口b连通，得电换向时，进油口a与第二出油口c相通。
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