CN105351293B - 一种被动容积同步系统的能量回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种被动容积同步系统的能量回收系统，包括蓄能器能量回收油路、蓄能器供油油路和蓄能器补油油路，用于被动容积同步系统中，通过蓄能器将调平控制缸中的液压能进行回收再利用；所述蓄能器和所述调平控制缸之间连接有蓄能器能量回收油路和蓄能器供油油路，所述蓄能器能量回收油路在工作横梁下降阶段将调平控制缸中油液的液压能进行储存，所述蓄能器供油油路在工作横梁上升阶段利用蓄能器存储的液压能驱动调平控制缸同步工作，所述蓄能器补油油路对蓄能器进行液压油补充；本发明具有良好的节能效果、控制精确度高，有效地降低了大型液压同步系统的工作能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压系统，特别是涉及一种被动容积同步系统的能量回收系统。
背景技术
随着工业的快速发展以及液压技术在工程领域应用的日益增长，大型设备负载能力不断增加，传统的单执行机构驱动方式已经无法满足现代制造要求。液压缸刚性同步驱动由于具有液压元件的重量功率比低、功率密度大、管路布置方便以及容易实现自动化控制等特点而广泛应用于工业领域。
随着能源的日益紧张，应用在大功率的传动系统中的多液压缸刚性同步系统，其节能性能越来越受到人们的重视。由于工作过程中，系统油液的压力根据工况不断变化，压力过高时，具有较高压力的油液就直接经过阀组流回油箱，液压缸的油液往往也排回油箱，造成了能量的严重浪费，降低了液压系统的效率，而且造成环境的热污染。当前，人们重功能、轻节能的倾向相当严重，对具有节能功用的液压同步调节系统的研究和应用还不成熟，因此加快液压同步调节系统节能技术的研究和推广应用是非常重要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种被动容积同步系统的能量回收系统，以解决同步调节液压系统能量浪费问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种被动容积同步系统的能量回收系统，包括蓄能器能量回收油路、蓄能器供油油路和蓄能器补油油路，通过蓄能器将调平控制缸中的液压能进行回收再利用，所述蓄能器和所述调平控制缸之间连接有蓄能器能量回收油路和蓄能器供油油路，所述蓄能器能量回收油路在工作横梁下降阶段将调平控制缸中油液的液压能进行储存，所述蓄能器供油油路在工作横梁上升阶段利用蓄能器存储的液压能驱动调平控制缸同步工作，所述蓄能器补油油路对蓄能器进行液压油补充。
作为一种优选的技术方案，所述蓄能器能量回收油路包括分别与所述调平控制缸连通的两个电控比例支撑阀，两个所述电控比例支撑阀均连接于同步马达，所述同步马达连通有三位四通电磁比例换向阀，所述三位四通电磁比例换向阀通过单向阀与所述蓄能器连接。
作为一种优选的技术方案，所述蓄能器供油油路包括与所述蓄能器连接的单向阀，所述单向阀连接有三位四通电磁比例换向阀，所述三位四通电磁比例换向阀连接有同步马达，所述同步马达的两个输出端口分别连接一个电控比例支撑阀，每个所述电控比例支撑阀连接一个所述调平控制缸。
作为一种优选的技术方案，所述三位四通电磁比例换向阀的中位机能为O型，所述三位四通电磁比例换向阀的左位为蓄能器能量回收油路连通工位，右位为蓄能器供油油路连通工位。
作为一种优选的技术方案，所述蓄能器补油油路包括与所述蓄能器连接的二位二通电磁换向阀，所述蓄能器的油口设置有压力传感器。
作为一种优选的技术方案，所述二位二通电磁换向阀的连通位设有补油单向阀。
由于采用了上述技术方案，一种被动容积同步系统的能量回收系统，包括蓄能器能量回收油路、蓄能器供油油路和蓄能器补油油路，用于被动容积同步系统中，通过蓄能器将调平控制缸中的液压能进行回收再利用；所述蓄能器和所述调平控制缸之间连接有蓄能器能量回收油路和蓄能器供油油路，所述蓄能器能量回收油路在工作横梁下降阶段将调平控制缸中油液的液压能进行储存，所述蓄能器供油油路在工作横梁上升阶段利用蓄能器存储的液压能驱动调平控制缸同步工作，所述蓄能器补油油路对蓄能器进行液压油补充；本发明具有良好的节能效果、控制精确度高，有效地降低了大型液压同步系统的工作能耗。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明实施例的具有能量回收系统的被动容积同步系统原理图；
图2为本发明实施例的被动容积同步系统的能量回收系统原理图；
图3为本发明实施例的蓄能器能量回收油路原理图；
图4为本发明实施例的蓄能器供油油路原理图；
图5为本发明实施例的蓄能器补油油路原理图。
图中：1、2、3、4、10-电控变量泵组，5、6-电控比例泵组，7-泵组能源管理阀组，8、55-溢流阀，9-滤油器，11、13-二位四通电液换向阀，12-压力表，14、36、42、44、47、49、57-单向阀，15-主油路控制阀组，16-压力表，17、18-单向节流阀，19、34-光栅尺测量装置，20、33-调平控制缸，21、23、25、27、29、31-主液压缸，22、24、26、28、30、32-液控单向阀，35、46-电磁比例支撑阀，40-同步马达，41-三位四通电磁比例换向阀，37、48-二位三通电磁比例阀，38、50-高压滤油器，39、51-二位二通电磁比例阀，43-蓄能器，45-二位二通电磁换向阀，52、53、54-二位四通电磁换向阀，56-双联泵组,58-油箱，59-工作横梁。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1和图2所示，一种被动容积同步系统的能量回收系统，包括蓄能器能量回收油路、蓄能器供油油路和蓄能器补油油路，用于被动容积同步系统中，通过蓄能器43将调平控制缸20、33中的液压能进行回收再利用；所述蓄能器43和所述调平控制缸20、33之间连接有蓄能器能量回收油路和蓄能器供油油路，所述蓄能器能量回收油路在工作横梁58下降阶段将调平控制缸20、33中油液的液压能进行储存，所述蓄能器供油油路在工作横梁58上升阶段利用蓄能器43存储的液压能驱动调平控制缸20、33同步工作，所述蓄能器补油油路控制对蓄能器43进行液压油补充。
如图3所示，蓄能器能量回收油路，调平控制缸33油口与电磁比例支撑阀35连接，调平控制缸20油口与电磁比例支撑阀46连接，所述电磁比例支撑阀35、46分别连接同步马达40的两个油口，所述同步马达40与三位四通电磁比例换向阀41连接，所述三位四通电磁比例换向阀41通过单向阀42与蓄能器43连接。所述工作横梁下降时，所述三位四通电磁比例换向阀41处在左位，调平控制缸20、33的液压油经电磁比例支撑阀46、35的电磁阀、同步马达40、三位四通电磁比例换向阀41、单向阀42储存到蓄能器43中；所述电磁比例支撑阀35、46调节为较小背压值，使调平控制缸的液压能充分回收到蓄能器43中；二位三通电磁比例阀37和48处在左位。
如图4所示，蓄能器供油油路，蓄能器43通过单向阀44与三位四通电磁比例换向阀41连接，所述三位四通电磁比例换向阀41与同步马达40的进油口连接，所述同步马达40两个出油口分别通过电磁比例支撑阀35、46与调平控制缸33、20连接。工作横梁上升时，所述三位四通电磁比例换向阀41处在右位，所述蓄能器43供油，经单向阀44、同步马达40、电磁比例支撑阀35、46中的单向阀驱动调平控制缸33、20，推动工作横梁上升；二位三通电磁比例阀37和48处在右位，根据控制系统的控制信号调节阀口开度，补偿两个调平控制缸33、20的同步误差。
如图1和图5所示，蓄能器补油油路，电控变量泵组10出油口与二位四通电液换向阀11相连接，所述二位四通电液换向阀11出油口连接单向阀14，所述单向阀14出油口与单向阀49进油口连接，单向阀49出油口与二位二通电磁换向阀45连接，所述二位二通电磁换向阀45与蓄能器43连接。所述二位二通电磁换向阀45左位为单向阀结构，控制蓄能器43补充油液，同时阻止油液倒流，右位时，蓄能器补油油路断开，停止补油。所述蓄能器43油口设置的压力传感器，对蓄能器出油口的油压进行检测，根据检测的油压是否到达设定值，控制蓄能器补油油路对蓄能器的油液补充。
所述工作横梁58上对称安装有光栅尺测量装置19、34，光栅尺测量装置19、34的结构属于现有技术，这里不再赘述；光栅尺测量装置19、34对所有液压缸进行位置参数采集，经过预设的算法对参数进行处理，为二位三通电磁比例阀37、48和二位二通电磁比例阀39、51提供控制参数。
下面结合附图1，以工作横梁下降和上升工作为例，进一步说明本发明的具体工作原理。
工作横梁下降工作阶段：快速下降时，所述工作横梁58在自身重力作用下实现快速下降，所述主液压缸21、23、25、27、29、31通过液控单向阀22、24、26、28、30、32从油箱中补油。慢速下降时，电控变量泵组1、2、3、4与电控比例泵组5、6开始供油，油液经过泵组能源管理阀组7、主油路控制阀组15驱动主液压缸21、23、25、27、29、31。在工作横梁下降工作过程中，所述三位四通电磁比例换向阀41处在左位，蓄能器能量回收油路开始工作，调平控制缸20、33中的液压油液经过电磁比例支撑阀46、35、同步马达40、三位四通电磁比例换向阀41、单向阀42进入到蓄能器43中，此过程就把调平控制缸的液压油液的液压能储存在蓄能器43中，实现系统的能量回收。同时二位二通电磁比例阀39、51处在右位，根据控制系统的控制信号调节阀口开度，被动调整两个调平控制缸33、20同步状态。二位三通电磁比例阀37和48处在左位，二位二通电磁换向阀45处在右位。
工作横梁下降后的保压阶段，由于工作过程中油路损耗及平衡调节造成能量损失，蓄能器油口的压力传感器的对其油口压力进行检测，控制系统通过反馈信号控制二位二通电磁换向阀45的工作位，所述二位二通电磁换向阀45处在左位，由电控变量泵组10供油，对蓄能器43进行补油，直至蓄能器油口压力到达设定压力值，所述二位二通电磁换向阀45变换到右位。此过程中，二位三通电磁比例阀37和48处在左位，三位四通电磁比例换向阀41处在中位。
工作横梁上升工作时，所述三位四通电磁比例换向阀41处在右位，蓄能器供油油路开始工作，蓄能器43中的液压油的液压能液释放出来，经过单向阀44、三位四通电磁比例阀41出油口、同步马达40及电磁比例支撑阀35、46进入两个调平控制缸33、20内，驱动调平控制缸33、20同步工作，推动工作横梁平衡上升；二位三通电磁比例阀37和48处在右位，根据控制系统的控制信号调节阀口开度，补偿两个调平控制缸33、20的同步误差；二位二通电磁比例阀39、51处在左位，二位二通电磁换向阀45处在右位。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (4)
1.一种被动容积同步系统的能量回收系统，其特征在于：包括蓄能器能量回收油路、蓄能器供油油路和蓄能器补油油路，通过蓄能器将调平控制缸中的液压能进行回收再利用，所述蓄能器和所述调平控制缸之间连接有蓄能器能量回收油路和蓄能器供油油路，所述蓄能器能量回收油路在工作横梁下降阶段将调平控制缸中油液的液压能进行储存，所述蓄能器供油油路在工作横梁上升阶段利用蓄能器存储的液压能驱动调平控制缸同步工作，所述蓄能器补油油路对蓄能器进行液压油补充；
所述蓄能器能量回收油路包括分别与所述调平控制缸连通的两个电控比例支撑阀，两个所述电控比例支撑阀均连接于同步马达，所述同步马达连通有三位四通电磁比例换向阀，所述三位四通电磁比例换向阀通过单向阀与所述蓄能器连接；
所述蓄能器供油油路包括与所述蓄能器连接的单向阀，所述单向阀连接有三位四通电磁比例换向阀，所述三位四通电磁比例换向阀连接有同步马达，所述同步马达的两个输出端口分别连接一个电控比例支撑阀，每个所述电控比例支撑阀连接一个所述调平控制缸。
2.如权利要求1所述被动容积同步系统的能量回收系统，其特征在于：所述三位四通电磁比例换向阀的中位机能为O型，所述三位四通电磁比例换向阀的左位为蓄能器能量回收油路连通工位，右位为蓄能器供油油路连通工位。
3.如权利要求1所述被动容积同步系统的能量回收系统，其特征在于：所述蓄能器补油油路包括与所述蓄能器连接的二位二通电磁换向阀，所述蓄能器的油口设置有压力传感器。
4.如权利要求3所述被动容积同步系统的能量回收系统，其特征在于：所述二位二通电磁换向阀的连通位设有补油单向阀。
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