CN111059089A - 一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，包括由液压油箱、液压油泵、电机、右起升油缸和左起升主缸组成的液压系统，所述液压油泵为双向泵，所述液压油泵的输出端分别与右起升阀块、左起升阀块和先导阀连接，所述右起升阀块的端口通过油路与右起升油缸连接，所述左起升阀块的端口通过油路与左起升主缸连接；所述先导阀分别与蓄能器、右起升阀块、左起升阀块和液压油箱连接。本发明实现对集装箱装载的同时，还对其在空载或满载下降时，液压油的势能和动能促使正反转电机进行发电，所产生的电能存储在超级电容里再供电机工作使用，从而很好对集装箱空箱堆高机在空载或满载时下降时所产生的能量进行高效回收利用。

Description

一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统

技术领域

本发明属于集装箱空箱堆高机技术领域，具体涉及一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统。

背景技术

现有集装箱空箱堆高机是一种专门堆放、搬运空集装箱的设备，集装箱空箱堆高机最高能码放8层集装箱，即能把8个集装箱层叠式码放在一起。所以堆高机的门架系统中油缸的行程要较大，当吊具抓取集装箱下降时，其下降势能也很大，如果对其没有有效回收，存在较大能量损失和浪费。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，实现对集装箱空箱堆高机的门架在空载、满载下降时能量进行回收，减少浪费，提高能量利用。

本发明的技术方案如下：

一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，包括由液压油箱、液压油泵、电机、右起升油缸和左起升主缸组成的液压系统，所述液压油泵为双向泵，所述液压油泵的输出端分别与右起升阀块、左起升阀块和先导阀连接，所述右起升阀块的端口通过油路与右起升油缸连接，所述左起升阀块的端口通过油路与左起升主缸连接；所述先导阀分别与蓄能器、右起升阀块、左起升阀块和液压油箱连接。

进一步方案，所述先导阀包括止回阀、两位两通电磁阀、两位三通电磁阀，所述止回阀的进油口与液压油泵的输出端连接、止回阀的出油口与所述蓄能器连通；所述两位两通电磁阀的进口与蓄能器连接、两位两通电磁阀的出口与两位三通电磁阀的进口连接；所述两位三通电磁阀的出口分别与右起升阀块、左起升阀块连接，两位三通电磁阀的回油口与液压油箱连接。

进一步方案，所述右起升阀块包括溢流阀、主阀和单向阀，所述主阀为二进一出型两位三通电磁阀，其两个进口分别与液压油泵、先导阀连接，出口与右起升油缸连接；所述溢流阀串接在主阀的出口和液压油箱之间；所述单向阀并联在主阀的两端。

更进一步方案，所述液压油泵的输出端分别与主阀的第一进口、单向阀的进口连接，所述主阀的出口、单向阀的出口均与右起升油缸的无杆腔连接。

优选的，所述左起升阀块的结构与所述右起升阀块的结构相同。

进一步方案，所述电机为正反转电机，所述电机与用于储电、供电的超级电容进行电连接。

进一步方案，所述右起升油缸的无杆腔与右起升阀块连接、有杆腔与液压油箱连接；所述左起升主缸的无杆腔与左起升阀块连接、有杆腔与液压油箱连接。

本发明中止回阀、两位两通电磁阀、两位三通电磁阀、单向阀均是液压系统中常规的控制阀，用于控制液压油的走向、流量等。

本发明中液压油泵采用双向泵，双向泵可实现正反双向旋转，其进、出油口是可以相互调换的；电机采用正反转电机，正常情况下，外接电源使电机工作而带动双向泵从液压油箱中吸油；当双向泵反转旋转时，从而带动电机反向工作而发电。实现将液压油的回收动能转化为电能，然后可供作电机工作的电能。

另外，本发明中通过蓄能器中的液压油用于对右起升阀块、左起升阀块中主阀的先导开启使用，实现起升油缸在下降过程中的液压油对双向泵进行反向做功。

集装箱空箱堆高机工作时在门架正常起升状态和下降能量回收这两种状态中互相实时切换，起升时，液压油泵输出液压油经左、右起升阀块分别供给相应的左、右起升油缸进行起升动作，同时还将一部分液压油储存在蓄能器中备下降左、右起升阀块开启用；下降时，蓄能器中的液压油先打开两起升阀块中主阀的回油通道，两起升油缸中的液压油因重力作用下经两起升阀块导入液压油泵中，驱使带动电机进行反向运转而发电。从而实现对集装箱装载的同时，还对集装箱空箱堆高机在空载或满载时下降时，液压油的势能和动能促使正反转电机进行发电，所产生的电能再供电机工作使用，从而很好对集装箱空箱堆高机在空载或满载时下降时所产生的能量进行了回收利用。

附图说明

图1为本发明的液压原理示意图；

1-液压油箱、2-液压油泵、3-电机、4-先导阀、41-止回阀、42-两位两通电磁阀、43-两位三通电磁阀、5-蓄能器、6-右起升阀块、61-溢流阀、62-主阀、63-单向阀、7-左起升阀块、8-右起升主缸、9-左起升主缸。

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。

如图1所示，一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，包括由液压油箱1、液压油泵2、电机3、右起升油缸8和左起升主缸9组成的液压系统，所述液压油泵2为双向泵，所述液压油泵2的输出端分别与右起升阀块6、左起升阀块7和先导阀4连接，所述右起升阀块6的端口通过油路与右起升油缸8连接，所述左起升阀块7的端口通过油路与左起升主缸9连接；所述先导阀4分别与蓄能器5、右起升阀块6、左起升阀块7和液压油箱1连接。

进一步方案，所述先导阀4包括止回阀41、两位两通电磁阀42、两位三通电磁阀43，所述止回阀41的进油口与液压油泵2的输出端连接、止回阀41的出油口与所述蓄能器5连通；所述两位两通电磁阀42的进口与蓄能器5连接、两位两通电磁阀42的出口与两位三通电磁阀43的进口连接；所述两位三通电磁阀43的出口分别与右起升阀块6、左起升阀块7连接，两位三通电磁阀43的回油口与液压油箱1连接。

进一步方案，所述右起升阀块6包括溢流阀61、主阀62和单向阀63，所述主阀62为二进一出型两位三通电磁阀，其两个进口分别与液压油泵2、先导阀4连接，出口与右起升油缸8连接；所述溢流阀61串接在主阀62的出口和液压油箱1之间；所述单向阀63并联在主阀62的两端。

更进一步方案，所述液压油泵2的输出端分别与主阀62的第一进口、单向阀63的进口连接，所述主阀62的出口、单向阀63的出口均与右起升油缸8的无杆腔连接。

优选的，所述左起升阀块7的结构与所述右起升阀块6的结构相同。

进一步方案，所述电机3为正反转电机，所述电机3与用于储电、供电的超级电容进行电连接。

进一步方案，所述右起升油缸8的无杆腔与右起升阀块6连接、有杆腔与液压油箱1连接；所述左起升主缸9的无杆腔与左起升阀块7连接、有杆腔与液压油箱1连接。

集装箱空箱堆高机的工作状态有两种，一是正常门架起升状态，二是门架空载或满载下降时下降势能回收状态。下面结合图1具体描述本回收系统的工作过程：

1、门架正常起升状态

当集装箱空箱堆高机正常工作时，电控手柄动作后，比例控制电机3的实时输出转速，电机3驱动液压油泵2（双向泵）从液压油箱1中吸取液压油，增压后送到左起升阀块7、右起升阀块6、先导阀4上的P3、P2、P1口，此时先导阀4中两位两通电磁阀42、两位三通电磁阀43断电不工作，液压油经先导阀4上P1口进入后，经止回阀41进入蓄能器5中进行充液；进入右起升阀块6中的液压油均经过主阀62的D1、D2口后，经右起升阀块6的端口P4进入右起升油缸8的无杆腔P5；同时多余的液压油也会通过右起升阀块6中的单向阀63（G1-G2）进入右起升油缸8的无杆腔P5。同理进入左起升阀块7中的液压油均经过主阀的K2、K1口后，经左起升阀块7的端口P6进入左起升油缸9的无杆腔P7；同时多余的液压油也会通过左起升阀块7中的单向阀（L1-L2）进入左起升油缸9的无杆腔P7。

高压油就进入右起升油缸8和左起升主缸9的无杆腔中推动右起升油缸8和左起升主缸9内部的活塞杆同步运动，则会同步带动集装箱空箱堆高机的内门架及集装箱抓取用的吊具同时向上运动，从而实现集装箱的举升运动动作，达到指定位置后精准码放。

右起升油缸8和左起升主缸9的有杆腔内液压油经过右起升油缸8和左起升主缸9上T5、T4口分别回流到液压油箱1中，右起升油缸8和左起升主缸9的无杆腔的压力设定由右起升阀块7、左起升阀块6内部的溢流阀61进行控制，如果压力超过设定压力200Bar，多余的油就会通过溢流阀上的H1－H2－T2口（J2－J1－T3口）直接回流到液压油箱1中。至此，集装箱空箱堆高机完成了正常门架起升的工况，如果需要集装箱悬停在某一位置，直接将电控手柄归位即可，电机3停止，液压油泵2也不工作，则右起升阀块6、左起升阀块7中的主阀中无液压油进入，由于主阀62中设有单向阀，阻止了起升油缸无杆腔中的液压油流失，实现对液压油进行锁住。即右起升油缸8和左起升主缸9没有稳定的油液供给，集装箱就会随门架停止而停止。

2、门架空载或满载下降能量回收状态

当集装箱空箱堆高机门架空载或满载下降时，右起升油缸8和左起升主缸9的无杆腔内充满一定压力的油液，右起升油缸8和左起升主缸9的无腔体里的油液在集装箱空箱堆高机门架系统中重力作用下往下挤压，而向右起升阀块6、左起升阀块7上的P4、 P6口供油，此时右起升油缸8、左起升主缸9上的T5、T4口则会从液压油箱1中反向吸油，此处吸油的目的有两个，一是平衡右起升油缸8和左起升主缸9的上腔体（有杆腔）内的负压，二是给右起升油缸8和左起升主缸9内部的活塞杆进行润滑，防止其过度磨损。

在右起升油缸8和左起升主缸9内部的液压油往右起升阀块6、左起升阀块7供油的同时，先导阀4上的两位两通电磁阀42、两位三通电磁阀43通电工作，此时，存储在蓄能器5中的液压油，经先导阀4上的ACC口进入两位两通电磁阀42的B2口－B1口，两位三通电磁阀43工作在左位，液压油经两位三通电磁阀43中A2口－A3口，最后从先导阀4上的D口分别供给右起升阀块6、左起升阀块7的控制油口F、控制油口E，以右起升阀块6为例说明，进入右起升阀块6中的液压油进入主阀62的阀芯控制油口D4，推动其阀芯向右运动，使其主阀芯工作在左位，就将其上的从上往下的阀芯油道D2－D1口打通了，此时右起升油缸8的无杆腔中的液压油由于重力作用而进入先导阀4，由于单向阀63的作用，液压油只能从主阀62的D2口进入，然后从D1口、先导阀4的P2流向液压油泵2中；同理，左起升主缸9的无杆腔中的液压油经左起升阀块7的P3口同时流向液压油泵2中。由于液压油泵2为双向泵，从而这两股液压油带动液压油泵2反向运转，进而使正反转电机反向运转进行发电，并及时充给集装箱空箱堆高机整车电气系统中设置的超级电容中进行存储，当集装箱空箱堆高机需要起升时，电机3随即正向转动，电机3此时可从超级电容中取用存储的电能进行工作。

因为蓄能器5向两位两通电磁阀42输出液压油，所以在止回阀41处有背压，从而使先导阀4上P1口而打不开，右起升油缸8和左起升主缸9中无杆腔的液压油全部流向液压油泵2中做功。当蓄能器5中存储的液压油液消耗后，止回阀41处背压降低，就会从先导阀4上的P1口自动补充少量液压油来维持蓄能器5中液压油的存储量，以足够向右起升阀块6、左起升阀块7中主阀的先导开启使用。

集装箱空箱堆高机工作时在上述两种状态中互相实时切换，实现对集装箱空箱的装载，同时还对集装箱空箱堆高机在空载或满载时下降时，液压油的势能和动能促使正反转电机进行发电，所产生的电能再供电机工作使用，从而很好对集装箱空箱堆高机在空载或满载时下降时所产生的能量进行了回收利用。

此外，本说明书中所提出的实施方案和附图仅仅是用于示例本发明目的的优选实施例，并不旨在限制本发明的范围，因此在不背离本发明精神和范围的情况下可作出其他等效方案和修改方案，也均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，包括由液压油箱（1）、液压油泵（2）、电机（3）、右起升油缸（8）和左起升主缸（9）组成的液压系统，其特征在于：所述液压油泵（2）为双向泵，所述液压油泵（2）的输出端分别与右起升阀块（6）、左起升阀块（7）和先导阀（4）连接，所述右起升阀块（6）的端口通过油路与右起升油缸（8）连接，所述左起升阀块（7）的端口通过油路与左起升主缸（9）连接；所述先导阀（4）分别与蓄能器（5）、右起升阀块（6）、左起升阀块（7）和液压油箱（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，其特征在于：所述先导阀（4）包括止回阀（41）、两位两通电磁阀（42）、两位三通电磁阀（43），所述止回阀（41）的进油口与液压油泵（2）的输出端连接、止回阀（41）的出油口与所述蓄能器（5）连通；所述两位两通电磁阀（42）的进口与蓄能器（5）连接、两位两通电磁阀（42）的出口与两位三通电磁阀（43）的进口连接；所述两位三通电磁阀（43）的出口分别与右起升阀块（6）、左起升阀块（7）连接，两位三通电磁阀（43）的回油口与液压油箱（1）连接。

3.根据权利要求1所述的一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，其特征在于：所述右起升阀块（6）包括溢流阀（61）、主阀（62）和单向阀（63），所述主阀（62）为二进一出型两位三通电磁阀，其两个进口分别与液压油泵（2）、先导阀（4）连接，出口与右起升油缸（8）连接；所述溢流阀（61）串接在主阀（62）的出口和液压油箱（1）之间；所述单向阀（63）并联在主阀（62）的两端。

4.根据权利要求3所述的一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，其特征在于：所述液压油泵（2）的输出端分别与主阀（62）的第一进口、单向阀（63）的进口连接，所述主阀（62）的出口、单向阀（63）的出口均与右起升油缸（8）的无杆腔连接。

5.根据权利要求4所述的一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，其特征在于：所述左起升阀块（7）的结构与所述右起升阀块（6）的结构相同。

6.根据权利要求1所述的一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，其特征在于：所述电机（3）为正反转电机，所述电机（3）与用于储电、供电的超级电容进行电连接。

7.根据权利要求1所述的一种集装箱空箱堆高机下降能量回收系统，其特征在于：所述右起升油缸（8）的无杆腔与右起升阀块（6）连接、有杆腔与液压油箱（1）连接；所述左起升主缸（9）的无杆腔与左起升阀块（7）连接、有杆腔与液压油箱（1）连接。

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