本實(shí)用新型涉及節(jié)能控制領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種基于液壓蓄能器的常規(guī)溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

比例(常規(guī))溢流閥的出口一般接油箱，溢流閥工作，其閥口損耗壓差即為溢流閥的進(jìn)口壓力，溢流壓力等級(jí)越大，閥口壓差損耗越大，溢流流量隨液壓系統(tǒng)類型的不同而不同，隨著液壓系統(tǒng)等級(jí)高壓化的趨勢(shì)，溢流損耗問題將更加嚴(yán)重。溢流閥的溢流損失與液壓系統(tǒng)的類型、工作過程中的實(shí)際工況和操作人員的操作方式有關(guān)。按溢流閥的功能將溢流損耗主要分成調(diào)壓溢流損耗和安全溢流損耗。在進(jìn)口節(jié)流調(diào)速和出口節(jié)流調(diào)速回路中，溢流閥起溢流調(diào)壓功能，始終有部分液壓油通過溢流閥回油箱，因此溢流閥始終存在溢流損耗。溢流閥起安全閥作用時(shí)，雖然只有在某些工況下，溢流閥才會(huì)工作，但也同樣存在溢流損耗。目前諸如正流量技術(shù)、負(fù)流量技術(shù)、負(fù)載敏感技術(shù)等傳統(tǒng)的節(jié)能液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都屬于流量耦合系統(tǒng)，雖然可以在某種程度上提高液壓挖掘機(jī)能量利用率，但更多地是解決液壓系統(tǒng)節(jié)流損耗問題，或者通過流量優(yōu)化匹配，盡可能減少通過溢流閥口的流量，并未根本上解決溢流元件自身的溢流損耗問題；當(dāng)前各種能量回收技術(shù)主要是解決節(jié)流口處能量損耗問題，尚無人提出可以降低溢流閥口的壓差損耗的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種基于液壓蓄能器的常規(guī)溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其通過換向閥、溢流閥、梭閥、蓄能器和單向閥等的有機(jī)組合作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溢流閥口溢流損耗能量的存儲(chǔ)和釋放一體化功能。通過液控?fù)Q向閥的控制口壓力變化使換向閥自動(dòng)換向，從而切斷或接通溢流能量回收與釋放油路，實(shí)現(xiàn)溢流損耗能量的回收與再利用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下之技術(shù)方案：

一種基于液壓蓄能器的常規(guī)溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主泵、先導(dǎo)泵、第一單向閥、第三溢流閥、第四單向閥、第三換向閥、第四換向閥、手柄、第二換向閥、第二單向閥、油箱、第一溢流閥、第一換向閥、第三單向閥、蓄能器、第二溢流閥、電磁換向閥、液壓缸和梭閥；該驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸連接主泵和先導(dǎo)泵，主泵和先導(dǎo)泵的進(jìn)油口均連接油箱；主泵的出油口連接第一單向閥的進(jìn)油口，第一單向閥的出油口與電磁換向閥的進(jìn)油口P、第一溢流閥的進(jìn)油口和第二單向閥的出油口相通；該電磁換向閥的油口A連接液壓缸的無桿腔，電磁換向閥的油口B連接液壓缸的有桿腔，電磁換向閥的油口T連接油箱；該第一溢流閥的出油口連接第一換向閥的進(jìn)油口P，第一溢流閥的先導(dǎo)出油口單獨(dú)外泄接回油箱；該第一換向閥的油口A連接第三單向閥的進(jìn)油口，第一換向閥的油口B連接油箱，第一換向閥的上腔控制口K1與第一溢流閥的進(jìn)油口相通，第一換向閥的下腔控制口K2與第三單向閥的出油口相通；該第三單向閥的出油口與蓄能器的進(jìn)油口、第二溢流閥的進(jìn)油口和第二換向閥的油口A相通；該第二溢流閥的出油口連接油箱；該第二換向閥的出油口P連接第二單向閥的進(jìn)油口,第二換向閥的下腔控制口K3連接梭閥的出油口C；該梭閥的油口A接第三換向閥的油口B，梭閥的油口B連接第四換向閥的油口B；該先導(dǎo)泵的出油口與第四單向閥的進(jìn)油口和第三溢流閥的進(jìn)油口相通；該第四單向閥的出油口與第三換向閥的進(jìn)油口P和第四換向閥的進(jìn)油口P相連通；該第三換向閥的油口A、第四換向閥的油口A和第三溢流閥的出油口都連接油箱；該手柄與第三換向閥和第四換向閥彈簧接觸連接，手柄左右擺動(dòng)壓縮彈簧使第三換向閥或第四換向閥換向。

作為一種優(yōu)選方案，所述第一溢流閥為先導(dǎo)式溢流閥，且其先導(dǎo)油路采用外泄單獨(dú)接油箱。

作為一種優(yōu)選方案，所述第二溢流閥采用先導(dǎo)式溢流閥或采用直動(dòng)式溢流閥。

作為一種優(yōu)選方案，所述第三溢流閥采用先導(dǎo)式溢流閥或采用直動(dòng)式溢流閥。

作為一種優(yōu)選方案，所述主泵為定量泵或變量泵。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知：

通過液壓蓄能器提高了溢流閥的出油口壓力，把原來大部分消耗在溢流閥口上的壓差通過液壓蓄能器回收起來，降低了溢流閥上的自身壓差損耗，同時(shí)通過液控?fù)Q向閥自動(dòng)將液壓蓄能器的能量直接釋放到溢流閥的進(jìn)油口，實(shí)現(xiàn)溢流損耗的回收和釋放一體化功能。本實(shí)用新型適用的油路包括進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路、出口節(jié)流調(diào)速回路、進(jìn)出口聯(lián)動(dòng)節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速等，對(duì)這些回路產(chǎn)生的調(diào)壓溢流損耗或安全溢流損耗進(jìn)行能量回收與再利用。本實(shí)用新型可用于挖掘機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械和其它液壓設(shè)備的溢流閥溢流損耗能量回收及再利用。

為更清楚地闡述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明：

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例溢流調(diào)定壓力恒定能量回收示意圖；

圖3是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例溢流調(diào)定壓力恒定能量釋放示意圖；

圖4是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例溢流調(diào)定壓力調(diào)低時(shí)溢流示意圖；

圖5是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例溢流調(diào)定壓力調(diào)高時(shí)溢流示意圖。

附圖標(biāo)識(shí)說明：

1、驅(qū)動(dòng)電機(jī) 11、第二單向閥

2、主泵 12、油箱

3、先導(dǎo)泵 13、第一溢流閥

4、第一單向閥 14、第一換向閥

5、第三溢流閥 15、第三單向閥

6、第四單向閥 16、蓄能器

7、第三換向閥 17、第二溢流閥

8、第四換向閥 18、電磁換向閥

9、手柄 19、液壓缸

10、第二換向閥 20、梭閥

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，其顯示出了本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、主泵2、先導(dǎo)泵3、第一單向閥4、第三溢流閥5、第四單向閥6、第三換向閥7、第四換向閥8、手柄9、第二換向閥10、第二單向閥11、油箱12、第一溢流閥13、第一換向閥14、第三單向閥15、蓄能器16、第二溢流閥17、電磁換向閥18、液壓缸19和梭閥20。

該驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸與主泵2和先導(dǎo)泵3同軸機(jī)械連接；該主泵2和先導(dǎo)泵3進(jìn)油口均連接油箱12；該主泵2出油口連接第一單向閥4的進(jìn)油口；該第一單向閥4的出油口與電磁換向閥18的進(jìn)油口P、第一溢流閥13的進(jìn)油口和第二單向閥11的出油口相通；該電磁換向閥18的油口A接液壓缸19的無桿腔，電磁換向閥18油口B接液壓缸19的有桿腔；該第一溢流閥13的出油口連接第一換向閥14的進(jìn)油口P，第一溢流閥13的先導(dǎo)出油口單獨(dú)外泄接油箱12；該第一換向閥14的油口A連接第三單向閥15的進(jìn)油口，第一換向閥14的油口B連接油箱12，第一換向閥14的上腔控制口K1與第一溢流閥13的進(jìn)油口相通，第一換向閥14的下腔控制口K2與第三單向閥15的出油口相通；該第三單向閥15的出油口與蓄能器16的進(jìn)油口、第二溢流閥17的進(jìn)油口和第二換向閥10的進(jìn)油口A相通；該第二溢流閥17的出油口連接油箱12，第二溢流閥17的調(diào)定壓力要比第一溢流閥13小2MPa左右，保證第一換向閥14的換向功能，還可限定蓄能器16的最大壓力；第二換向閥10的出油口連接第二單向閥11的進(jìn)油口P，第二換向閥10下腔控制口K3連接梭閥20的油口C；該梭閥20的油口A連接第三換向閥7的油口B，梭閥20的油口B連接第四換向閥8的油口B；先導(dǎo)泵3的出油口與第四單向閥6的進(jìn)油口、第三溢流閥5的進(jìn)油口相連通；該第四單向閥6的出油口與第三換向閥7的進(jìn)油口P、第四換向閥8的進(jìn)油口P相通；該第三換向閥7的油口A、第四換向閥8的油口A和第三溢流閥5的出油口都連接油箱12；該手柄9的兩端分別與第三換向閥7和第四換向閥8的彈簧端接觸連接，先導(dǎo)手柄9處于中位時(shí)對(duì)兩彈簧沒有接觸力，此時(shí)第三換向閥7的油口A與第三換向閥7的進(jìn)油口P接通、第四換向閥8的油口A與第四換向閥8的進(jìn)油口P接通都回油箱12；該驅(qū)動(dòng)電機(jī)1工作時(shí)，手柄9左右擺動(dòng)時(shí)壓縮彈簧使第三換向閥7或第四換向閥8上下?lián)Q位，使第四換向閥8的進(jìn)油口P與第四換向閥8的油口B或第三換向閥7的進(jìn)油口P與第三換向閥7的油口B接通，從而讓先導(dǎo)泵3的出油口壓力油經(jīng)梭閥20與第二換向閥10控制口K3相連通，控制第二換向閥10換向使第二換向閥10的油口B與第二換向閥10的進(jìn)油口P接通；這時(shí)，蓄能器16與主油路便連通了；通過操作手柄9，梭閥20選擇與第三換向閥7或第四換向閥8其中一個(gè)接通，并降低接通瞬間油液對(duì)另一未接通換向閥的沖擊影響，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。詳述本實(shí)用新型的具體工作原理如下：

當(dāng)本液壓系統(tǒng)沒有工作時(shí)，第二換向閥10在彈簧力下處于上位，手柄9處于中位，第三換向閥7和第四換向閥8在彈簧力下都處于下位且出油口接油箱12。以此系統(tǒng)用于挖掘機(jī)部分液壓系統(tǒng)為例，當(dāng)挖機(jī)工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1驅(qū)動(dòng)主泵2和先導(dǎo)泵3工作。先導(dǎo)泵3產(chǎn)生的低壓小流量油液在手柄9操作下控制換向閥10換向。按第一溢流閥13的調(diào)定壓力是否改變可分為以下三種工況。

1.第一溢流閥調(diào)定壓力不變

(1)溢流損耗能量回收(如圖2所示)：

現(xiàn)假定該液壓回路第一溢流閥13的調(diào)定壓力為30MPa,第二溢流閥17調(diào)定壓力設(shè)為28MPa，所以蓄能器16內(nèi)部壓力始終小于溢流閥13調(diào)定壓力。因?yàn)樾钅芷?6壓力小于主油路壓力30MPa，所以第一換向閥14的控制口K1壓力大于控制口K2，第一換向閥14使用上位工作，使第一換向閥14的進(jìn)油口P與第一換向閥14的油口A接通。當(dāng)主泵2出油口的壓力超過30MPa時(shí)油液便會(huì)先打開第一溢流閥13，少部分溢流油液經(jīng)先導(dǎo)油路外泄回油箱，大部分從第一溢流閥13出油口經(jīng)第一換向閥14、第三液控單向閥15進(jìn)入蓄能器16，給蓄能器16進(jìn)行充油，由于單向閥15的存在，蓄能器16里面的液壓油不能倒流回第一溢流閥13。此過程完成對(duì)溢流能量的回收。在蓄能器16壓力達(dá)到28MPa后其余溢流油液則從第二溢流閥17回油箱。

(2)溢流損耗能量釋放(如圖3所示)：

挖機(jī)工作時(shí)操作員操作手柄9進(jìn)行作業(yè)，在手柄9作用下可使第三換向閥7或第四換向閥8換向處于上位，使第三換向閥7的進(jìn)油口P與第三換向閥7的油口B接通或第四換向閥8的進(jìn)油口P與第四換向閥8的油口B接通，從而使第二換向閥10控制口K3通過梭閥20與先導(dǎo)泵3出油口接通，在控制口K3液壓力作用下第二換向閥10換向，第二換向閥10的油口A與第二換向閥10的進(jìn)油口P接通,此時(shí)蓄能器16與主油路相連通，若主油路壓力低于蓄能器16壓力時(shí)，蓄能器16可以對(duì)主油路進(jìn)行補(bǔ)油，完成溢流閥溢流回收能量的釋放。先導(dǎo)泵3產(chǎn)生的多余油液可以通過第三溢流閥5溢流回油箱12。

2.第一溢流閥調(diào)定壓力調(diào)低：(如圖4所示)

當(dāng)?shù)谝灰缌鏖y13在調(diào)定壓力30MPa，第二溢流閥17調(diào)定壓力28MPa工作一段時(shí)間后，蓄能器16內(nèi)部壓力達(dá)到28MPa，根據(jù)需要若將第一溢流閥13溢流壓力從30MPa調(diào)到20MPa，則主油路壓力將降到20MPa，第一換向閥14控制口控制口K1壓力也降為20MPa，K2壓力仍為28MPa，第一換向閥14在上下兩腔壓力差下?lián)Q向下位工作，第一換向閥14的進(jìn)油口P與第一換向閥14的油口B接通回油箱。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生溢流時(shí)，溢流油液直接從第一溢流閥13經(jīng)第一換向閥14是出油口B流回油箱12，完成溢流。手柄9回中位可對(duì)蓄能器16原有壓力保壓。

3.第一溢流閥調(diào)定壓力調(diào)高：(如圖5所示)

當(dāng)?shù)谝灰缌鏖y13在調(diào)定壓力為30MPa，第二溢流閥17調(diào)定壓力為28MPa工作一段時(shí)間后，蓄能器16內(nèi)部壓力達(dá)到28MPa。若此時(shí)將第一溢流閥13壓力從30MPa調(diào)到35MPa，發(fā)生溢流時(shí)，第一換向閥14控制腔壓力K1為35MPa、K2為28MPa，上位工作第一換向閥14的進(jìn)油口P與第一換向閥14的油口A接通。為了能夠保證繼續(xù)將溢流能量存儲(chǔ)到蓄能器里，則可將第二溢流閥17壓力調(diào)高為33MPa，便可對(duì)蓄能器16繼續(xù)充油，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一溢流閥13溢流損耗能量的回收。此況下，若主油路壓力低于蓄能器16壓力，操作手柄9可以對(duì)主油路進(jìn)行補(bǔ)油，具體原理同上述1、2所述。

本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于：通過液壓蓄能器提高了溢流閥的出油口壓力，把原來大部分消耗在溢流閥口上的壓差通過液壓蓄能器回收起來，降低了溢流閥上的自身壓差損耗，同時(shí)通過液控?fù)Q向閥自動(dòng)將液壓蓄能器的能量直接釋放到溢流閥的進(jìn)油口，實(shí)現(xiàn)溢流損耗的回收和釋放一體化功能。本實(shí)用新型適用的油路包括進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路、出口節(jié)流調(diào)速回路、進(jìn)出口聯(lián)動(dòng)節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速等，對(duì)這些回路產(chǎn)生的調(diào)壓溢流損耗或安全溢流損耗進(jìn)行能量回收與再利用。本實(shí)用新型可用于挖掘機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械和其它液壓設(shè)備的溢流閥溢流損耗能量回收及再利用。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。