CN111503065A - 一种磁能蓄能器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁能蓄能器，磁性机构均包括安装板以及嵌套在安装板中的电磁铁，各组磁性机构均保持沿竖直方向相对运动，相邻两组电磁铁相对面磁极相同设置，最上层以下的各组安装板均动力连接有定位机构，最下层的安装板下表面固结有动力杆且作为蓄能器的能量输出输入端；定位机构包括定位油缸、定位活塞，定位活塞嵌套在定位油缸内并做活塞运动，定位活塞的末端通过连接杆与对应安装板铰接，定位油缸通过输油管与储油箱连通，定位油缸末端设置有控制定位活塞运动状态的锁紧机构。本发明具有能够自由组合以满足不同量级蓄能要求、蓄能稳定且安全性高的有益效果。

Description

一种磁能蓄能器
技术领域
本发明涉及蓄能设备技术领域，具体的说是一种磁能蓄能器。
背景技术
在液压系统中，由于各组液压缸的活塞作用以及活塞杆的伸长缩短均需要通过液压油进行控制，由于液压油不具备压缩性，在对液压油进行存储以及蓄能时往往不能够通过对液压油的压缩实现蓄能，这时就需要使用蓄能器进行蓄能并使液压油管与蓄能器连通，渐渐实现对液压油的蓄能。
但是传统的蓄能器往往是对气体的压缩以实现对能量的存储，在需要时在对其进行释放。在对气体压缩以实现能量存储的方式存在诸多安全隐患和储能精确度低的问题，容易出现爆照或气体泄漏以导致蓄能流失的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明目的是提供一种能够自由组合以满足不同量级蓄能要求、蓄能稳定且安全性高的磁能蓄能器。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种磁能蓄能器，包括多组上下顺序排布的磁性机构、定位机构、储油箱，
所述磁性机构均包括安装板以及嵌套在安装板中的电磁铁，各组所述磁性机构均保持沿竖直方向相对运动，相邻两组电磁铁相对面磁极相同设置，最上层的所述安装板保持相对固定，设置在最上层以下的各组安装板均动力连接有所述定位机构，设置在最下层的安装板下表面固结有动力杆且动力杆作为所述蓄能器的能量输出输入端；
所述定位机构包括定位油缸、定位活塞，所述定位活塞嵌套在定位油缸内并做活塞运动，所述定位活塞的末端通过连接杆与对应所述安装板铰接，各组所述定位油缸均通过输油管与所述储油箱连通且所述输油管上安装有油路电子开关，所述定位油缸末端设置有锁紧机构且所述锁紧机构控制定位活塞的运动状态。
进一步的，所述储油箱固定安装在最上层的所述安装板上表面。
进一步的，所述安装板与对应电磁铁均呈圆柱结构并同心布置，各组所述安装板外围设置有保护壳，所述保护壳整体结构为筒状结构，保护壳相对于所述动力杆设置方向上设置有竖直布置的通孔。
进一步的，多组所述蓄能器并排布置统一应用时，各组所述蓄能器的动力杆均固定连接在动力横梁上，所述动力横梁作为多组所述蓄能器的能量输出输入端。
进一步的，各组所述电磁铁的通电线路上对应连接有电压表、电流表、电路电子开关，所述电压表用于测量电磁铁通电时的电压值，所述电流表用于电磁铁通电时的电流值，所述电路电子开关用于控制电磁铁的通电线路的通断，所述电压表、电流表、电路电子开关、油路电子开关、锁紧机构均信号数据连接有单片机。
进一步的，还包括有安装基板，设置在最上层的安装板与安装基板之间通过竖直设置的滑动导杆固定连接，设置在最上层以下的各组安装板均设置有滑口并与所述滑动导杆嵌套保持上下运动，相邻两组安装板之间的滑动导杆上均套接有缓冲弹簧且所述缓冲弹簧的两端均固结在对应安装板上。
进一步的，所述安装基板上与动力杆相对位置处开设有穿孔，所述动力杆由所述穿孔通出至安装基板下方。
进一步的，设置在最上层的安装板与安装基板均水平固结有安装臂，各组所述定位机构均水平固定安装在所述安装臂上。
进一步的，所述锁紧机构采用电磁控制阀，所述微电磁控制阀安装在所述定位油缸末端处并与定位活塞嵌套，当电磁控制阀启动时与定位活塞卡死以限制定位活塞运动。
进一步的，所述磁性机构设置为三层时，设置在中间层的安装板上对应连接的定位机构水平固定安装在最上层安装板上的安装臂下表面，设置在最下层的安装板上对应连接的定位机构水平固定安装在安装基板的安装臂上表面。
本发明的有益效果：通过多组蓄能器并排布置统一应用，能够满足对不同量级的蓄能要求，能量量级较大时，采用适当组的蓄能器并排设置以增大整体的蓄能量级，能量量级较小时，采用单独的蓄能器独立作用，能够自由组合以满足不同量级蓄能要求；
蓄能完成时，通过锁紧机构作用使定位活塞卡死，并关闭对应油路电子开关，保证定位油缸中液压油处于恒定状态，断开各电磁铁的通电状态使其不存在之间的相互作用，完成对蓄能器中积蓄的磁能进行释放，保证了蓄能器自身的稳定性，避免蓄能器中机构的损坏造呈能量的倾泻，并有效避免蓄能器的爆炸，安全性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为所述图1中A部分的放大细节示意图；
图3为所述图1中B部分的放大细节示意图；
图4为上层以下的磁性机构的俯视结构示意图；
图5为上层磁性机构的仰视结构示意图；
图6为安装基板的俯视结构示意图；
图7为本发明所描述的蓄能器外部侧视图；
图8为多组蓄能器组合共同作用的结构示意图；
图9为单片机与各设备的信号数据传输关系示意图。
图中：1储油箱、2安装板、3电磁铁、4动力杆、5定位油缸、6定位活塞、7连接杆、8油路电子开关、9锁紧机构、10保护壳、11动力横梁、12电压表、13电流表、14电路电子开关、15单片机、16安装基板、17滑动导杆、18缓冲弹簧、19穿孔、20安装臂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-9，一种磁能蓄能器，包括多组上下顺序排布的磁性机构、定位机构、储油箱1，
磁性机构均包括安装板2以及嵌套在安装板2中的电磁铁3，各组磁性机构均保持沿竖直方向相对运动，相邻两组电磁铁3相对面磁极相同设置，最上层的安装板2保持相对固定，设置在最上层以下的各组安装板2均动力连接有定位机构，设置在最下层的安装板2下表面固结有动力杆4且动力杆4作为蓄能器的能量输出输入端；
定位机构包括定位油缸5、定位活塞6，定位活塞6嵌套在定位油缸5内并做活塞运动，定位活塞6的末端通过连接杆7与对应安装板2铰接，各组定位油缸5均通过输油管与储油箱1连通且输油管上安装有油路电子开关8，定位油缸5末端设置有锁紧机构9且锁紧机构(9)控制定位活塞(6)的运动状态。
实施例2
请参阅图1-9，对实施例1做进一步详细描述，本发明中，储油箱1固定安装在最上层的安装板2上表面，在不施加压力的作用下，能够保证储油箱1中存放的液压油通过输油管流入各组定位油缸5内；
安装板2与对应电磁铁3均呈圆柱结构并同心布置，各组安装板2外围设置有保护壳10，保护壳10整体结构为筒状结构，保证各组磁性机构稳定的产生相互作用，避免外界环境、设备对其造成影响，保护壳10相对于动力杆4设置方向上设置有竖直布置的通孔，保证安装板2运动带动连接杆7、定位活塞6运动时不产生空间干涉；
多组蓄能器并排布置统一应用时，各组蓄能器的动力杆4均固定连接在动力横梁11上，动力横梁11作为多组蓄能器的能量输出输入端，通过多组蓄能器并排布置统一应用，能够满足对不同量级的蓄能要求，能量量级较大时，采用适当组的蓄能器并排设置以增大整体的蓄能量级，能量量级较小时，采用单独的蓄能器独立作用；
实施例3
请参阅图1-9，对本申请中各电子元器件的控制原理进行说明：各组电磁铁3的通电线路上对应连接有电压表12、电流表13、电路电子开关14，电压表12用于测量电磁铁3通电时的电压值，电流表13用于电磁铁3通电时的电流值，电路电子开关14用于控制电磁铁3的通电线路的通断，电压表12、电流表13、电路电子开关14、油路电子开关8、锁紧机构9均信号数据连接有单片机15，通过单片机15控制输油管向对应定位油缸5输送液压油的通断状态，控制电磁铁3的通电线路的通断状态进而控制各组电磁铁3的磁性状态，并通过电流表13、电压表12检测电磁铁3的通电线路的电流及电压，控制锁紧机构9使其对定位活塞6卡死以对定位油缸5中存储液压油的容量进行固定。
实施例4
请参阅图1-9，对实施例1做进一步说明补充，一种磁能蓄能器，还包括有安装基板16，设置在最上层的安装板2与安装基板16之间通过竖直设置的滑动导杆17固定连接，保证最上层的安装板2与安装基板16保持相对固定，设置在最上层以下的各组安装板2均设置有滑口并与滑动导杆17嵌套保持上下运动，相邻两组安装板2之间的滑动导杆17上均套接有缓冲弹簧18且缓冲弹簧18的两端均固结在对应安装板2上，保证设置在最上层一下的各组磁性机构沿滑动导杆17并在磁性相互作用稳定上下滑动；
安装基板16上与动力杆4相对位置处开设有穿孔19，动力杆4由穿孔19通出至安装基板16下方，保证动力杆4的运动不受其他结构的干涉；
设置在最上层的安装板2与安装基板16均水平固结有安装臂20，各组定位机构均水平固定安装在安装臂20上，方便对定位机构的安装；
锁紧机构9采用电磁控制阀，所述微电磁控制阀安装在定位油缸5末端处并与定位活塞6嵌套，当电磁控制阀启动时与定位活塞卡死以限制定位活塞6运动，进而控制定位油缸5中存储的液压油容量的恒定性；
磁性机构设置为三层时，设置在中间层的安装板2上对应连接的定位机构水平固定安装在最上层安装板2上的安装臂20下表面，设置在最下层的安装板2上对应连接的定位机构水平固定安装在安装基板16的安装臂20上表面。
实施例5
请参阅图1-9，并结合实施例1-4，对本申请的蓄能原理进行说明：在进行蓄能时，启动各组电磁铁3，在动力杆4受外力作用向上运动时，由于相邻两组电磁铁3相对面的磁极相同设置，实现对各组磁性机构进行挤压，将机械能转化为磁能进行存储；在进行释能时，动力杆4受各组磁性机构的排斥作用向下运动，将磁能转化为机械能并进行释放。
实施例6
请参阅图1-9，并结合实施例1-5，对定位机构作用原理进行说明：在进行蓄能时，由于连接定位机构的对应磁性机构向上运动并带动连接杆7对定位活塞6进行挤压，使定位油缸5中存储的液压油处于特定容量，当蓄能完成时，通过锁紧机构9作用使定位活塞6卡死，同时关闭对应油路电子开关8，保证定位油缸5中液压油处于恒定状态，由于液压油不能进行体积压缩，所以能够实现对各组磁性机构的位置的固定，在固定完成后可断开各电磁铁3的通电状态使其不存在之间的相互作用，完成对蓄能器中积蓄的磁能进行释放，保证了蓄能器自身的稳定性，避免蓄能器中机构的损坏造呈能量的倾泻，能够有效避免蓄能器的爆炸；
当需要将蓄能器存储的能量进行能量的释放时，对各电磁铁3通电并保持其电流、电压前后不变，使蓄能器中重新存储能量并通过动力杆4进行释放；
需要说明的是，断开各电磁铁3的通电状态时，蓄能器中并无能量积蓄，之前存储的磁能同样消耗，在重新通电时，是将电能转化为与之前积蓄的磁能等量的能量；在此过程中虽然需要耗费电能，但是可以保证蓄能器中存储的能量量级的不变。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种磁能蓄能器，其特征在于：包括多组上下顺序排布的磁性机构、定位机构、储油箱(1)，所述磁性机构均包括安装板(2)以及嵌套在安装板(2)中的电磁铁(3)，各组所述磁性机构均保持沿竖直方向相对运动，相邻两组电磁铁(3)相对面磁极相同设置，最上层的所述安装板(2)保持相对固定，设置在最上层以下的各组安装板(2)均动力连接有所述定位机构，设置在最下层的安装板(2)下表面固结有动力杆(4)且动力杆(4)作为所述蓄能器的能量输出输入端；
所述定位机构包括定位油缸(5)、定位活塞(6)，所述定位活塞(6)嵌套在定位油缸(5)内并做活塞运动，所述定位活塞(6)的末端通过连接杆(7)与对应所述安装板(2)铰接，各组所述定位油缸(5)均通过输油管与所述储油箱(1)连通且所述输油管上安装有油路电子开关(8)，所述定位油缸(5)末端设置有锁紧机构(9)且所述锁紧机构(9)控制定位活塞(6)的运动状态。
2.根据权利要求1所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：所述储油箱(1)固定安装在最上层的所述安装板(2)上表面。
3.根据权利要求1所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：所述安装板(2)与对应电磁铁(3)均呈圆柱结构并同心布置，各组所述安装板(2)外围设置有保护壳(10)，所述保护壳(10)整体结构为筒状结构，保护壳(10)相对于所述动力杆(4)设置方向上设置有竖直布置的通孔。
4.根据权利要求1所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：多组所述蓄能器并排布置统一应用时，各组所述蓄能器的动力杆(4)均固定连接在动力横梁(11)上，所述动力横梁(11)作为多组所述蓄能器的能量输出输入端。
5.根据权利要求1所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：各组所述电磁铁(3)的通电线路上对应连接有电压表(12)、电流表(13)、电路电子开关(14)，所述电压表(12)用于测量电磁铁(3)通电时的电压值，所述电流表(13)用于电磁铁(3)通电时的电流值，所述电路电子开关(14)用于控制电磁铁(3)的通电线路的通断，所述电压表(12)、电流表(13)、电路电子开关(14)、油路电子开关(8)、锁紧机构(9)均信号数据连接有单片机(15)。
6.根据权利要求1所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：还包括有安装基板(16)，设置在最上层的安装板(2)与安装基板(16)之间通过竖直设置的滑动导杆(17)固定连接，设置在最上层以下的各组安装板(2)均设置有滑口并与所述滑动导杆(17)嵌套保持上下运动，相邻两组安装板(2)之间的滑动导杆(17)上均套接有缓冲弹簧(18)且所述缓冲弹簧(18)的两端均固结在对应安装板(2)上。
7.根据权利要求6所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：所述安装基板(16)上与动力杆(4)相对位置处开设有穿孔(19)，所述动力杆(4)由所述穿孔(19)通出至安装基板(16)下方。
8.根据权利要求6所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：设置在最上层的安装板(2)与安装基板(16)均水平固结有安装臂(20)，各组所述定位机构均水平固定安装在所述安装臂(20)上。
9.根据权利要求8所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：所述锁紧机构(9)采用电磁控制阀，所述微电磁控制阀安装在所述定位油缸(5)末端处并与定位活塞(6)嵌套，当电磁控制阀启动时与定位活塞卡死以限制定位活塞(6)运动。
10.根据权利要求9所述的一种磁能蓄能器，其特征在于：所述磁性机构设置为三层时，设置在中间层的安装板(2)上对应连接的定位机构水平固定安装在最上层安装板(2)上的安装臂(20)下表面，设置在最下层的安装板(2)上对应连接的定位机构水平固定安装在安装基板(16)的安装臂(20)上表面。
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