CN202251264U - 液压挖掘机势能回收与利用装置 - Google Patents

Abstract

一种液压挖掘机势能回收与利用装置，包括动臂油缸(1)、第一双向液控换向阀(2)、单向阀(3)、动臂保持阀(4)、蓄能器(5)、第二双向液控换向阀(6)、安全阀(7)和带吸油单向阀的加压泵(8)。利用动臂保持阀(4)前的单向阀实现动臂油缸大腔进、回油管路的自动切换，利用第二双向液控换向阀(6)实现蓄能器对能量收集、释放的自动判断。该装置集成度、自动化程度高，能量利用率高，节能效果好。

Description

液压挖掘机势能回收与利用装置

技术领域

本实用新型涉及液压挖掘机能量回收技术领域，尤其涉及挖掘机动臂势能的回收与利用装置。

背景技术

随着常规能源短缺，全球气候变暖等问题的日益严峻，节能减排已经成为全球性的共识。液压挖掘机作为工程机械中的耗油与排放大户，其节能问题正受到全世界日益广泛的关注。

在液压挖掘机工作过程中，挖掘装置被提升至高位而获得势能。为防止其下降时速度过快，通常在回油路上进行节流。节流调速过程中大量的势能转化为热能。不仅浪费能量增加热排放，还会导致系统温度升高降低液压元器件的寿命。同时，为了降低系统温度还要消耗额外的能量。

目前对液压挖掘机势能的回收与利用已进行相关的研究。如专利CN101435451A公开了利用一个控制器、三个电磁阀和一个电比例阀来控制动臂动作，同时完成势能的回收与释放。然而，其不足之处在于各控制元件分散导致管路安装复杂且能量损失较大，回收能量有限，制造和使用成本较高。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型解决的技术问题是提供一种液压挖掘机势能回收与利用装置。该装置对挖掘机原有元器件改动少，集成度高，节能效果好，同时不影响挖掘机的操纵性。

为了解决以上技术问题，本实用新型的基本技术方案为：一种液压挖掘机势能回收与利用装置，包括动臂油缸、第一双向液控换向阀、单向阀、动臂保持阀、蓄能器、第二双向液控换向阀、安全阀和带吸油单向阀的加压泵，所述第一双向液控换向阀位于加压泵的下游，所述动臂油缸小腔与第一双向液控换向阀连接，动臂油缸大腔与动臂保持阀出口连接，所述单向阀的入口与第一双向液控换向阀连接，出口分别与动臂保持阀的入口以及第二双向液控换向阀的第一口连接，第二双向液控换向阀的第二口与加压泵的进液口连接、第三口与蓄能器连接，所述安全阀入口与第二双向液控换向阀第三口连接、出口与第二双向液控换向阀第二口连接，第二双向液控换向阀的第一先导口与第一双向液控换向阀的第一先导口连接，第二双向液控换向阀的第二先导口与第一双向液控换向阀的第二先导口连接。

进一步地，所述单向阀替换为具有反向截止功能的逻辑阀。

进一步地，所述第二双向液控换向阀替换为电磁阀或电比例阀。

进一步地，所述第二双向液控换向阀替换为由两个阀分别控制蓄能器对油液的收集和释放。

工作过程中，动臂上升时，动臂油缸进、回油与常规液压挖掘机一致。动臂下降时，动臂油缸大腔至第一双向换向阀回油被单向阀截断而转由蓄能器回收。进、回油管路完全由单向阀自动控制。蓄能器进行能量回收与释放由第二双向液控换向阀控制，第二双向液控换向阀由控制动臂运动的先导压力油控制。将安全阀设定压力略高于蓄能器最高工作压力，使动臂下降速度与常规液压挖掘机基本保持一致。

本实用新型的有益效果是：

1、本势能回收与利用的方法与装置，无需改动原挖掘机的第一双向液控换向阀，在不影响挖掘机原有动作速率和协调性的前提下，回收动臂势能达到节能效果。

2、整套装置完全由动臂动作进行判断控制，以实现蓄能器的回收与释放，自动化程度高。

3、装置集成度高，便于布管与安装。降低了因能量回收利用装置元件过多，管路复杂导致的能量损失。

附图说明

图1为实施例液压挖掘机势能回收与利用装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示液压挖掘机势能回收与利用装置，包括动臂油缸1、第一双向液控换向阀2、单向阀3、动臂保持阀4、蓄能器5、第二双向液控换向阀6、安全阀7和带吸油单向阀的加压泵8。所述第一双向液控换向阀2位于加压泵8的下游，所述动臂油缸1小腔与第一双向液控换向阀2相连，动臂油缸1大腔与动臂保持阀4出口相连；所述单向阀3的入口与第一双向液控换向阀2连接，出口分别与动臂保持阀4的入口以及第二双向液控换向阀6的第一口连接，第二双向液控换向阀6的第二口与带吸油单向阀的加压泵8连接、第二双向液控换向阀6第三口与蓄能器5连接，所述安全阀7入口与第二双向液控换向阀6第三口相连、安全阀7的出口与第二双向液控换向阀6第二口连接，第二双向液控换向阀6的第一先导口与第一双向液控换向阀2的第一先导口相连，第二双向液控换向阀6的第二先导口与第一双向液控换向阀2的第二先导口相连。其余管路遵循常规液压挖掘机连接方式不做改变。

液压挖掘机势能回收与利用装置的动作过程，以动臂的三种工作状态分别说明： 

1、动臂无动作。第一双向液控换向阀2与第二双向液控换向阀6均处于非工作状态，动臂大腔回油被动臂保持阀4封住，蓄能器5中液压油被第二双向液控换向阀6封住，液压油无流动。

2、动臂上升。第一双向液控换向阀2在其第一先导口的压力油作用下开启，第二双向液控换向阀6在其第一先导口压力油作用下将其第一口封闭，其第二口与其第三口连通。液压油从第一双向液控换向阀2，经过单向阀3和动臂保持阀4进入动臂油缸1大腔。同时液压油从蓄能器5，经过第二双向液控换向阀6进入带吸油单向阀的加压泵8。

3、动臂下降。第一双向液控换向阀2在其第二先导口的压力油作用下开启。第二双向液控换向阀6在其第二先导口压力油作用下将其第二口封闭，其第一口与其第三口连通。动臂保持阀4在先导压力油作用下开启，使动臂油缸1大腔回油能从其出口流向其入口。液压油从动臂油缸1大腔，经过动臂保持阀4和第二双向液控换向阀6进入蓄能器5中。

当蓄能器5中压力大于安全阀6设定压力时，安全阀6开启。液压油充向动臂油缸1大腔，液压油经过动臂保持阀4、第二双向液控换向阀6和安全阀6进入带吸油单向阀的加压泵8。

由此，本实用新型实现了动臂油缸1大腔进油、回油管路的自动切换。蓄能器5对能量的回油与释放由动臂动作自动判断。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种液压挖掘机势能回收与利用装置，包括动臂油缸(1)、第一双向液控换向阀(2)、单向阀(3)、动臂保持阀(4)、蓄能器(5)、第二双向液控换向阀(6)、安全阀(7)和带吸油单向阀的加压泵(8)，所述第一双向液控换向阀(2)位于加压泵(8)的下游，所述动臂油缸(1)小腔与第一双向液控换向阀(2)连接，动臂油缸(1)大腔与动臂保持阀(4)出口连接，其特征在于：所述单向阀(3)的入口与第一双向液控换向阀(2)连接，出口分别与动臂保持阀(4)的入口以及第二双向液控换向阀(6)的第一口连接；第二双向液控换向阀(6)的第二口与加压泵(8)的进液口连接、第三口与蓄能器(5)连接；所述安全阀(7)入口与第二双向液控换向阀(6)第三口连接、出口与第二双向液控换向阀(6)第二口连接；第二双向液控换向阀(6)的第一先导口与第一双向液控换向阀(2)的第一先导口连接，第二双向液控换向阀(6)的第二先导口与第一双向液控换向阀(2)的第二先导口连接。

2.根据权利要求1所述液压挖掘机势能回收与利用装置，其特征在于：所述单向阀(3)替换为具有反向截止功能的逻辑阀。

3.根据权利要求1所述液压挖掘机势能回收与利用装置，其特征在于：所述第二双向液控换向阀(6) 替换为电磁阀或电比例阀。

4.根据权利要求1所述液压挖掘机势能回收与利用装置，其特征在于：所述第二双向液控换向阀(6) 替换为由两个阀分别控制蓄能器(5)对油液的收集和释放。

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