CN112594262A - 工程机械的能量回收系统和工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工程机械的能量回收系统和工程机械。工程机械的能量回收系统包括活塞蓄能器、储气瓶、通气管和压力检测组件，活塞蓄能器包括油腔室和气腔室，油腔室被配置为与动臂油缸的无杆腔流体连接，储气瓶与气腔室连接，通气管设置于气腔室与储气瓶之间以使气体在气腔室与储气瓶之间流通，压力检测组件包括至少两个压力传感器，至少两个压力传感器被配置为对通气管的不同位置的气体压力进行检测。本发明的能量回收系统通过对通气管的不同位置处的气体压力进行检测，从而根据不同位置处的压力是否相同来判断系统是否漏气，这样就可排除环境温度对气体压力的影响，进而实现对系统是否漏气的准确判断。

Description

工程机械的能量回收系统和工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种工程机械的能量回收系统和工程机械。
背景技术
现有的挖掘机通常都设置有能量回收系统，该能量回收系统将动臂势能和回转动能以高压油的形式存储于蓄能器内，蓄能器内氮气压力需要长期保持。若氮气发生泄漏会影响能量回收的效果。
发明内容
本发明提供一种工程机械的能量回收系统和工程机械，以判断能量回收系统是否发生漏气。
本发明第一方面提供一种工程机械的能量回收系统，包括：
活塞蓄能器，包括油腔室和气腔室，油腔室被配置为与动臂油缸的无杆腔流体连接；
储气瓶，与气腔室连接；
通气管，设置于气腔室与储气瓶之间以使气体在气腔室与储气瓶之间流通；和
压力检测组件，包括至少两个压力传感器，至少两个压力传感器被配置为对通气管的不同位置的气体压力进行检测。
在一些实施例中，至少两个压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器被配置为分别对通气管的两端的气体压力进行检测。
在一些实施例中，至少两个压力传感器还包括第三压力传感器，第三压力传感器被配置为对通气管的中部的气体压力进行检测。
在一些实施例中，压力检测组件还包括设置于通气管不同位置处的至少两个过渡块，至少两个压力传感器对应安装于至少两个过渡块上。
在一些实施例中，过渡块包括相互连通的第一端口、第二端口和第三端口，第一端口和第二端口沿通气管的轴向方向布置以使气体从第一端口流通至第二端口，压力传感器安装于第三端口处。
在一些实施例中，过渡块还包括第四端口，第四端口用于安装测压接头。
在一些实施例中，至少两个压力传感器被配置为对通气管的不同位置的气体压力的变化波动进行检测。
在一些实施例中，能量回收系统还包括与至少两个压力传感器通信连接的控制器，控制器根据至少两个压力传感器检测的通气管的不同位置的气体压力判断能量回收系统是否漏气。
本发明第二方面提供一种工程机械，包括动臂油缸和上述的能量回收系统。
在一些实施例中，还包括液压泵和与液压泵驱动连接的液压马达，液压马达的油口与动臂油缸的无杆腔流体连接。
在一些实施例中，工程机械为挖掘机。
基于本发明提供的技术方案，工程机械的能量回收系统包括活塞蓄能器、储气瓶、通气管和压力检测组件，活塞蓄能器包括油腔室和气腔室，油腔室被配置为与动臂油缸的无杆腔流体连接，储气瓶与气腔室连接，通气管设置于气腔室与储气瓶之间以使气体在气腔室与储气瓶之间流通，压力检测组件包括至少两个压力传感器，至少两个压力传感器被配置为对通气管的不同位置的气体压力进行检测。本发明的能量回收系统通过对通气管的不同位置处的气体压力进行检测，从而根据不同位置处的压力是否相同来判断系统是否漏气，这样就可排除环境温度对气体压力的影响，进而实现对系统是否漏气的准确判断。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一实施例的挖掘机的液压结构示意图；
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
为了对能量回收系统内的气体是否泄漏进行检测，需要对能量回收系统的气体压力进行检测。但是对气体压力影响的因素有很多，例如环境温度的降低也会带来系统内气体压力的降低，因此若只设置一个位置的压力检测，根本无法得出系统是否漏气的准确判断。
基于以上问题，本发明实施例提出一种能量回收系统，以对系统是否漏气进行准确判断。
参考图1，本发明实施例的工程机械的能量回收系统包括：
活塞蓄能器8，包括油腔室C和气腔室D，油腔室C被配置为与动臂油缸7的无杆腔A流体连接；
储气瓶12，与气腔室D连接；
通气管，设置于气腔室D与储气瓶12之间以使气体在气腔室D与储气瓶12之间流通；和
压力检测组件，包括至少两个压力传感器，至少两个压力传感器被配置为对通气管的不同位置的气体压力进行检测。
本发明实施例的能量回收系统通过对通气管的不同位置处的气体压力进行检测，从而根据不同位置处的压力是否相同来判断系统是否漏气，这样就可排除环境温度对气体压力的影响，进而实现对系统是否漏气的准确判断。
在一些实施例中，能量回收系统还包括控制器，控制器与至少两个压力传感器通信连接以获取至少两个压力传感器检测的气体压力值，若至少两个气体压力值相同，则可判断系统没有漏气；若至少两个气体压力值不同，则可判断系统发生漏气。
在另一些实施例中，压力传感器对气体压力进行持续地实时检测并将检测到的多个不同时间的压力值发送至控制器，控制器根据至少两个压力传感器检测的多个压力值获取不同位置处的气体压力的变化，若不同位置处的气体压力变化相同，则可判断出系统没有漏气；若不同位置处的气体压力变化不同，则可判断出系统有漏气。
在一些实施例中，参考图1，至少两个压力传感器包括第一压力传感器9和第二压力传感器14，第一压力传感器9和第二压力传感器14被配置为分别对通气管的两端的气体压力进行检测。若发生气体泄漏，则通气管的两端的气体压力一定不同，因此对通气管的两端的气体压力进行检测即可对是否漏气进行准确判断。
在一些实施例中，参考图1，至少两个压力传感器还包括第三压力传感器18，第三压力传感器18被配置为对通气管的中部的气体压力进行检测。
为了便于布置，一些实施例的通气管为橡胶管，为了在橡胶管上安装压力传感器，压力检测组件还包括设置于通气管不同位置处的至少两个过渡块，至少两个压力传感器对应安装于至少两个过渡块上。
参考图1，一个实施例的通气管包括第一通气管19、第二通气管16、第一过渡块10、第二过渡块13和第三过渡块17。第一过渡块10与第一通气管19的第一端连接，第二过渡块13与第二通气管16的第二端连接，第三过渡块17连接第一通气管19的第二端和第二通气管16的第一端。
以上各个过渡块均为金属材料。
第一过渡块10、第二过渡块13和第三过渡块17中的每个过渡块的结构均相同。具体地，过渡块包括相互连通的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第一端口和第二端口沿气体的流通方向布置以使气体从第一端口流通至第二端口，压力传感器安装于第三端口处，第四端口处安装测压接头。
当控制器根据至少两个压力传感器检测的气体压力值判断系统漏气时，再通过测压接头对各个不同位置处的气体压力进行机械检测确认以防止压力传感器发生信号连接错误等。
本发明实施例还提供一种工程机械，包括动臂油缸7和上述的能量回收系统。
参考图1，该工程机械还包括液压泵2和与液压泵2驱动连接的液压马达3，液压马达3的油口与动臂油缸7的无杆腔流体连接。动臂油缸7在工作装置重力的作用下无杆腔的油液被排出，分别进入活塞蓄能器8、液压马达3，液压马达3通过离合器4带动液压泵2工作，减小发动机输出功率，从而达到节能的目的。
本发明实施例的工程机械可以是挖掘机。
下面对图1所示具体实施例的挖掘机的结构进行详细说明。
如图1所示，本实施例的挖掘机包括液压油箱1、液压泵2、液压马达3、离合器4、换向阀5、单向阀6、动臂油缸7和能量回收系统。其中能量回收系统包括活塞蓄能器8、第一压力传感器9、第一过渡块10、第一球阀11、第一通气管19、第二过渡块17、第二压力传感器18、第二通气管16、第二球阀15、第三过渡块13、第三压力传感器14和储气瓶12。
液压马达3通过离合器4与液压泵2机械连接。液压泵2的进油口与液压油箱1连接，液压泵2的出油口与换向阀5连接，换向阀5通过单向阀6与动臂油缸7的无杆腔A连接。液压马达3的进油口与活塞蓄能器8的油口连接，同时与动臂油缸7的无杆腔A的油口连接，液压马达3的出油口与液压油箱1连接。活塞蓄能器8的气口与第一过渡块10的第一端口连接，第一过渡块10的第二端口第一球阀11的进口连接，第一过渡块10的第三端口与第一传感器9连接，第一过渡块10的第三端口安装测压接头，第一过渡块10上的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口相互连通。第一球阀11的出口连接第一通气管19的进口，第一通气管19的出口与第三过渡块17的第一端口连接，第三过渡块17的第二端口与第二通气管16的进口连接，第三过渡块17的第三端口与第三传感器18连接，第三过渡口17的第四端口安装测压接头，第二通气管16的出口与第二球阀15的进口连接，第二球阀15出口与第二过渡块13的第一端口连接，第二过渡块13的第二端口与第二传感器14连接，第二过渡块13的第三端口与储气瓶12连接，第二过渡块13的第四端口安装测压接头。
本实施例储气瓶12内储存的气体为氮气。具体工作过程如下：
挖掘机的动臂下降过程中，液压泵2输出液压油，经过换向阀5后进入动臂油缸7的有杆腔B内，动臂油缸7在工作装置重力的作用下无杆腔A的油液被排出，分别进入活塞蓄能器8和液压马达3内，液压马达3通过离合器4带动液压泵2工作，进而减小发动机的输出功率。动臂下降结束后，活塞蓄能器8内存储的高压油继续流向液压马达3，直到活塞蓄能器8内液压油全部释放完成，从而实现了能量的回收再利用。在动臂油缸7的无杆腔A内油液进入活塞蓄能器8的油腔室C的过程中，油腔室C和气腔室D之间的活塞向上移动，气腔室D内的氮气依次经过第一过渡块10、第一球阀11、第一通气管19、第三过渡块17、第二通气管16、第二球阀15、第二过渡块13后，进入储气瓶12，完成氮气的压缩，完成能量存储。能量释放过程中，储气瓶12内氮气依次经过第二过渡块13、第二球阀15、第二通气管16、第三过渡块17、第一通气管19、第一球阀11、第一过渡块10，进入活塞蓄能器的气腔室D，推动气腔室D和油腔室C之间的活塞向下移动，将油腔室C液压油推向液压马达3，液压马达3通过离合器4带动液压泵2工作，氮气释放结束，完成回收能量的释放。氮气在压缩和释放过程中，若第一压力传感器9、第二压力传感器14、第三压力传感器18所检测的气体压力均相同，就实现了工作过程中氮气压力的检测。在挖掘机无动作状态下，关闭第一球阀11和第二球阀15，通过第一压力传感器9、第二压力传感器14、第三压力传感器18检测三个不同位置处的压力随温度变化后压力波动值是否相同，如果相同，则系统不漏气，如果不同，则系统漏气。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种工程机械的能量回收系统，其特征在于，包括：
活塞蓄能器(8)，包括油腔室(C)和气腔室(D)，所述油腔室(C)被配置为与动臂油缸(7)的无杆腔流体连接；
储气瓶(12)，与所述气腔室(D)连接；
通气管，设置于所述气腔室(D)与所述储气瓶(12)之间以使气体在所述气腔室(D)与所述储气瓶(12)之间流通；和
压力检测组件，包括至少两个压力传感器，所述至少两个压力传感器被配置为对所述通气管的不同位置的气体压力进行检测。
2.根据权利要求1所述的工程机械的能量回收系统，其特征在于，所述至少两个压力传感器包括第一压力传感器(9)和第二压力传感器(14)，所述第一压力传感器(9)和所述第二压力传感器(14)被配置为分别对所述通气管的两端的气体压力进行检测。
3.根据权利要求2所述的工程机械的能量回收系统，其特征在于，所述至少两个压力传感器还包括第三压力传感器(18)，所述第三压力传感器(18)被配置为对所述通气管的中部的气体压力进行检测。
4.根据权利要求1所述的工程机械的能量回收系统，其特征在于，所述压力检测组件还包括设置于所述通气管不同位置处的至少两个过渡块，所述至少两个压力传感器对应安装于所述至少两个过渡块上。
5.根据权利要求4所述的工程机械的能量回收系统，其特征在于，所述过渡块包括相互连通的第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口和第二端口沿所述通气管的轴向方向布置以使所述气体从所述第一端口流通至所述第二端口，所述压力传感器安装于所述第三端口处。
6.根据权利要求4所述的工程机械的能量回收系统，其特征在于，所述过渡块还包括第四端口，所述第四端口用于安装测压接头。
7.根据权利要求1所述的工程机械的能量回收系统，其特征在于，所述至少两个压力传感器被配置为对所述通气管的不同位置的气体压力的变化波动进行检测。
8.根据权利要求1所述的工程机械的能量回收系统，其特征在于，所述能量回收系统还包括与所述至少两个压力传感器通信连接的控制器，所述控制器根据所述至少两个压力传感器检测的所述通气管的不同位置的气体压力判断所述能量回收系统是否漏气。
9.一种工程机械，其特征在于，包括动臂油缸(7)和如权利要求1至8中任一项所述的能量回收系统。
10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，还包括液压泵(2)和与所述液压泵(2)驱动连接的液压马达(3)，所述液压马达(3)的油口与所述动臂油缸(7)的无杆腔流体连接。
11.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为挖掘机。
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