CN109281896A - 一种液压驱动装置及集装货物装载机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压驱动装置，包括油箱、三腔组合液压缸、双向平衡阀、电比例换向阀阀组及蓄能器；三腔组合液压缸包括缸体、芯柱以及空心活塞杆，空心活塞杆外壁与缸体内壁间形成有第一压力油腔与第二压力油腔，空心活塞杆内壁与芯柱之间形成有第三压力油腔，空心活塞杆顶端与外部负载相连接；双向平衡阀的出油口与第一压力油腔和第二压力油腔相通，双向平衡阀的进油口与电比例换向阀阀组的工作油口相连通，双向平衡阀的回油口与油箱相连通；电比例换向阀阀组的主进油口通过外设动力机构与油箱相连通，主回油口与油箱相连通；蓄能器与第三压力油腔相连通。本发明还公开了一种集装货物装载机。本发明能极大降低设备的使用成本。

Description

一种液压驱动装置及集装货物装载机

技术领域

本发明涉及航空地面设备及工程机械领域，更具体地说，特别涉及一种液压驱动装置及集装货物装载机。

背景技术

集装货物装载机即为我们常说的机场货物升降平台车，是一种用于机场集装箱或集装板货物从地面运输到飞机里面，或从飞机向地面平板车传输货物的机场地面设备，集装货物装载机具有结构稳固、移动灵活、升降平稳、操作方便、载重量大等特点，能为机场飞机货物装卸提供极大方便。目前而言，集装货物装载机一般可以分为液压集装货物装载机、剪叉式集装货物装载机、套缸式集装货物装载机、曲臂式集装货物装载机等等。其中，液压集装货物装载机能自动行走，不需外接电源，不需人工牵引，而且移动灵活、操作方便、升降自如，只需一人便可完成前进、后退、转向、快、慢速行走和货物装卸等动作，特别适用于现代机场飞机货物的装卸。

现有的液压集装货物装载机一般包括用于货物承载的主平台以及给主平台上升下降提供动力的液压系统，具体实施过程中，主平台上升时，举升重量往往比较大，升降频繁，消耗能量非常多；主平台下降时，由于主平台本身自重大，行程长，又会产生大量的高压液压能，通常将液压能释放，造成能量浪费，并且产生大量热量，影响液压系统正常工作。目前而言，国内外现有的液压集装货物装载机一般会在主平台升降液压缸油口安装平衡阀，从而主平台下降时产生的高压油可以通过平衡阀安全卸荷，如此，液压集装货物装载机的主平台下降时产生大量能量被直接浪费，上升时又要消耗大量液压系统输出的能量，导致液压集装货物装载机消耗的燃料或能量往往极多，成本极高。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种液压驱动装置，该液压驱动装置通过其结构设计，能够将液压集装货物装载机主平台下降时产生的能量储存起来，然后再用于主平台的上升过程，从而极大降低液压集装货物装载机的使用成本。

一种液压驱动装置，包括油箱、三腔组合液压缸、双向平衡阀、电比例换向阀阀组及蓄能器，其中：

所述油箱用于液压油的储存；

所述三腔组合液压缸包括缸体、设置于所述缸体内腔中心的芯柱以及活动套设在所述芯柱外周的空心活塞杆，所述空心活塞杆一端外壁与所述缸体内壁间形成有第一压力油腔且所述空心活塞杆另一端外壁与所述缸体内壁间形成有第二压力油腔，所述空心活塞杆内壁与所述芯柱之间形成有第三压力油腔，所述空心活塞杆顶端与外部负载相连接；

所述双向平衡阀用于外部负载的保持和平稳下降，所述双向平衡阀的出油口与所述第一压力油腔和所述第二压力油腔相通，所述双向平衡阀的进油口与所述电比例换向阀阀组的工作油口相连通，所述双向平衡阀的回油口与所述油箱相连通；

所述电比例换向阀阀组用于油路方向、流量的控制以调节所述空心活塞杆的升降速度，所述电比例换向阀阀组的主进油口通过外设动力机构与所述油箱相连通，所述电比例换向阀阀组的主回油口与所述油箱相连通；

所述蓄能器用于能量的储存与释放，所述蓄能器与所述第三压力油腔相连通。

优选地，所述三腔组合液压缸设置有至少两个且相对称设置。

优选地，所述电比例换向阀阀组为三位四通电比例换向阀阀组。

优选地，所述电比例换向阀阀组与所述双向平衡阀之间设置有相串联的分流集流阀与截止阀。

优选地，所述蓄能器与所述油箱之间设置有溢流阀。

优选地，所述第三压力油腔与所述油箱之间设置有单向阀，且所述油箱至所述第三压力油腔方向为所述单向阀的导通方向。

本发明还提供了一种集装货物装载机，所述集装货物装载机上安装有上述任意一项所述的液压驱动装置。

本发明的有益效果是：本发明提供的该液压驱动装置具体使用于液压集装货物装载机时，将空心活塞杆顶端与主平台相连接，主平台下降时，由势能和动能转化成的液压能可以通过蓄能器储存起来，而当主平台上升时，蓄能器能协助外部主动力设备(例如油泵)一起释放能量，使主动力设备输出较少能量，节省燃料或能量，从而极大降低液压集装货物装载机的使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的液压驱动装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所公开的三腔组合液压缸的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内壁”、“外壁”、“顶端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1和图2，图1和图2提供了本发明的一种具体实施例，其中，图1为本发明实施例所公开的液压驱动装置的结构示意图；图2为本发明实施例所公开的三腔组合液压缸的结构示意图。

如图1和图2所示，本发明提供了一种液压驱动装置，该液压驱动装置能有效实现液压能的储存并在适当的时间释放这些能量。

该液压驱动装置包括油箱1、三腔组合液压缸2、双向平衡阀3、电比例换向阀阀组4及蓄能器5。

本方案中，油箱1用于液压油的储存，也就是说，给整个液压系统提供其所需要的液压油。

三腔组合液压缸2包括缸体201、设置于缸体201内腔中心的芯柱202以及活动套设在芯柱202外周的空心活塞杆203。

空心活塞杆203一端外壁与缸体201内壁间形成有第一压力油腔204且空心活塞杆203另一端外壁与缸体201内壁间形成有第二压力油腔205，空心活塞杆203内壁与芯柱202之间形成有第三压力油腔206，空心活塞杆203顶端与外部负载相连接。

具体地，当本发明提供的方案应用于集装货物装载机时，空心活塞杆203顶端一般与集装货物装载机的主平台(外部负载)相连接。其中，为保证主平台升降过程的稳定性，三腔组合液压缸2一般设置有至少两个，且这些三腔组合液压缸2一般相对称布置在待驱动的主平台下方。图1中即设置了两个三腔组合液压缸2。

双向平衡阀3用于外部负载的保持和平稳下降，所述双向平衡阀3的出油口与所述第一压力油腔204和所述第二压力油腔205相通，所述双向平衡阀3的进油口与所述电比例换向阀阀组4的工作油口相连通，所述双向平衡阀3的回油口与所述油箱1相连通；具体地，当设置多个三腔组合液压缸2时，一般会在每个三腔组合液压缸2上均连接一个双向平衡阀3。

电比例换向阀阀组4用于油路方向、流量的控制以调节所述空心活塞杆的升降速度，所述电比例换向阀阀组4的主进油口通过外设动力机构10(一般至少包括油泵与发动机)与所述油箱1相连通，主回油口与所述油箱1相连通。其中，本实施例附图1中选用的电比例换向阀阀组4为三位四通电比例换向阀阀组。

蓄能器5用于能量的储存与释放，蓄能器5与第三压力油腔206相连通。本方案中，蓄能器5是该液压系统中的能量储存机构，蓄能器5在适当的时机将系统中的液压能储存起来，当系统需要时，又将液压能释放出来以重新供给系统。此外，当系统瞬间压力增大时，蓄能器5还可以吸收这部分的能量，以保证整个系统压力平稳，确保系统运行的安全性。

整体而言，本发明提供的该液压驱动装置具体使用于液压集装货物装载机时，将空心活塞杆203顶端与主平台相连接，主平台下降时，液压能可以通过蓄能器储存起来，而当主平台上升时，蓄能器能协助外部主动力设备(例如油泵)一起释放能量，使主动力设备输出较少能量，节省燃料或能量，从而极大降低液压集装货物装载机的使用成本。

本实施例中，为进一步方便多个三腔组合液压缸2之间的流量平分，方便油路的通断控制，所述电比例换向阀阀组4与所述双向平衡阀3之间设置有相串联的分流集流阀6与截止阀7。

本实施例中，为防止液压能超出蓄能器5的储存能力而影响主平台的正常下降和造成蓄能器5损坏，优选地，所述蓄能器5与所述油箱1之间设置有溢流阀8。如此，多余的油液便可以直接通过溢流阀8流回油箱。

具体操作过程中，本发明一般是按照需求多少能量即回收多少能量的方式操作，从而避免影响主平台正常下降和对蓄能器5造成损坏。也就是说，当蓄能器5中储存的能量满足主平台上升所需要的能量时，蓄能器5便不会再将主平台下降的势能和动能转化成的液压能储存，此时主平台下降，转化成的带有液压能的液压油直接通过溢流阀8溢流回油箱；当蓄能器5中储存的能量不足以满足主平台上升所需要的能量时，蓄能器5便会将主平台下降产生的带有液压能的液压油储存，直至蓄能器5内储存的液压能刚好满足主平台上升所需要的能量，然后多余的带有液压能的液压油通过溢流阀8溢流回油箱，从而使能量的需求与储存达到一个动态平衡，既能实现能量的回收利用，又能防止多余的能量影响主平台正常下降和造成设备损坏。

本实施例中，为进一步实现第三压力油腔206内油液量的控制，防止主平台上升时第三压力油腔206被吸空，所述第三压力油腔206与所述油箱1之间设置有单向阀9，且所述油箱1至所述第三压力油腔206方向为所述单向阀9的导通方向。

下面以负载为主平台且三腔组合液压缸2同时设置有两个为例具体说明本实施例的操作流程：

主平台下降时，双向平衡阀4开启，液压油从图1中B1和B2口处导入，液压油进入三腔组合液压缸2的第一压力油腔204，在双向平衡阀4的作用下，主平台平稳下降，同时三腔组合液压缸2的第二压力油腔205的液压油通过开启的双向平衡阀4后流回油箱1。该过程中，三腔组合液压缸2的第三压力油腔206由于空心活塞杆203下降产生的高压液压油储存到蓄能器5中，多余的液压油通过溢流阀8流回油箱1。

当主平台上升时，液压油通过图1中的A1和A2口到三腔组合液压缸2的第二压力油腔205，此时三腔组合液压缸2的第三压力油腔206连接蓄能器5，蓄能器5在主平台下降时储存的高压液压油推动空心活塞杆203带动主平台一起上升，由于蓄能器5储存的高压液压油作用，通过A口到第二压力油腔205的液压油不需要太高压力即能举起主平台，极大减小了A1、A2口或B1、B2口外连接的动力机构的输出功率，降低了能量消耗，实现了节能的目的。

本发明应用于集装货物装载机主平台升降液压系统里，将主平台下降时产生的液压能储存起来，在主平台上升时，释放能量举升平台，使主平台作业的功率消耗大大降低，节省了燃料或能量，为集装货物装载机的使用客户极大节省了使用成本，也响应了国家节能减排的政策法规。

以上对本发明所提供的一种液压驱动装置及集装货物装载机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种液压驱动装置，其特征在于，包括油箱、三腔组合液压缸、双向平衡阀、电比例换向阀阀组及蓄能器，其中：

所述油箱用于液压油的储存；

所述三腔组合液压缸包括缸体、设置于所述缸体内腔中心的芯柱以及活动套设在所述芯柱外周的空心活塞杆，所述空心活塞杆一端外壁与所述缸体内壁间形成有第一压力油腔且所述空心活塞杆另一端外壁与所述缸体内壁间形成有第二压力油腔，所述空心活塞杆内壁与所述芯柱之间形成有第三压力油腔，所述空心活塞杆顶端与外部负载相连接；

所述双向平衡阀用于外部负载的保持和平稳下降，所述双向平衡阀的出油口与所述第一压力油腔和所述第二压力油腔相通，所述双向平衡阀的进油口与所述电比例换向阀阀组的工作油口相连通，所述双向平衡阀的回油口与所述油箱相连通；

所述电比例换向阀阀组用于油路方向、流量的控制以调节所述空心活塞杆的升降速度，所述电比例换向阀阀组的主进油口通过外设动力机构与所述油箱相连通，所述电比例换向阀阀组的主回油口与所述油箱相连通；

所述蓄能器用于能量的储存与释放，所述蓄能器与所述第三压力油腔相连通。

2.根据权利要求1所述的液压驱动装置，其特征在于，所述三腔组合液压缸设置有至少两个且相对称设置。

3.根据权利要求1所述的液压驱动装置，其特征在于，所述电比例换向阀阀组为三位四通电比例换向阀阀组。

4.根据权利要求1所述的液压驱动装置，其特征在于，所述电比例换向阀阀组与所述双向平衡阀之间设置有相串联的分流集流阀与截止阀。

5.根据权利要求1所述的液压驱动装置，其特征在于，所述蓄能器与所述油箱之间设置有溢流阀。

6.根据权利要求1所述的液压驱动装置，其特征在于，所述第三压力油腔与所述油箱之间设置有单向阀，且所述油箱至所述第三压力油腔方向为所述单向阀的导通方向。

7.一种集装货物装载机，其特征在于，所述集装货物装载机上安装有上述权利要求1至权利要求6任意一项所述的液压驱动装置。