一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，包括主泵、油箱、液壓缸、三個單向閥、三個溢流閥、五個換向閥和兩個液壓蓄能器，通過上述零部件的有機結(jié)合，實現(xiàn)對溢流閥口溢流損耗能量的存儲和釋放一體化功能，進一步，設(shè)置了兩個蓄能器，利用兩個蓄能器的壓力等級可不同的設(shè)置，實現(xiàn)溢流損耗的兩級回收，擴大了溢流壓力損耗的回收壓力范圍，同時補油時又減少了對系統(tǒng)的沖擊。
【專利說明】
一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]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口壓力，溢流壓力等級越大，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)等級高壓化的趨勢，溢流損耗問題將更加嚴重。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，雖然只有在某些工況下，溢流閥才會工作，但也同樣存在溢流損耗。目前諸如正流量技術(shù)、負流量技術(shù)、負載敏感技術(shù)等傳統(tǒng)的節(jié)能液壓驅(qū)動系統(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。對常規(guī)溢流閥溢流壓差損耗可以通過一個蓄能器進行回收與再利用，但一個蓄能器的壓力回收范圍小，而且在調(diào)節(jié)溢流閥溢流壓力從高壓降為低壓時，蓄能器對主油路有較大沖擊?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0003]本實用新型提供了一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其克服了【背景技術(shù)】中溢流閥溢流損耗回收系統(tǒng)所存在的不足。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，包括主栗、油箱、液壓缸、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第一溢流閥、第二溢流閥、第三溢流閥、第一換向閥、第二換向閥、第三換向閥、第四換向閥、第五換向閥、第一液壓蓄能器和第二液壓蓄能器，液壓缸通過活塞分為有桿腔和無桿腔;該主栗進油口接油箱，第一單向閥進油口接主栗出油口，第一單向閥出油口接第四換向閥進油口 P、第一溢流閥進油口、第二單向閥出油口；該第四換向閥油口 A 接液壓缸的無桿腔，第四換向閥油口 B接液壓缸的有桿腔，第四換向閥油口 T接油箱;該第一溢流閥出油口接第一換向閥進油口P，第一溢流閥溢流口接回油箱;該第一換向閥油口A接第三單向閥進油口，第一換向閥油口B接油箱，第一換向閥上腔控制口K1與第一溢流閥進油口、第二換向閥控制口K3和第三換向閥控制口K4相通，第一換向閥下腔控制口 K2與第三單向閥出油口相通;該第三單向閥出油口與第二換向閥進油口 A、第三換向閥進油口 A、第五換向閥油口 A相通;該第二換向閥油口 B和第一液壓蓄能器、第二溢流閥相通;該第三換向閥油口B和第二液壓蓄能器、第三溢流閥相通;該第二溢流閥和第三溢流閥出油口都接油箱；該第二單向閥進油口接第五換向閥油口 B。
[0006]—實施例之中:該第四換向閥為第一電磁換向閥，該第五換向閥為第二電磁換向閥。
[0007]一實施例之中:還包括驅(qū)動電機，該驅(qū)動電機同軸傳動連接主栗。
[0008]—實施例之中:該主栗為定量栗或變量栗。
[0009]—實施例之中:該第一溢流閥為先導(dǎo)式溢流閥，該溢流口為先導(dǎo)出油口，該先導(dǎo)出油口單獨外泄接回油箱。
[0010]—實施例之中:該第二溢流閥和第三溢流閥采用先導(dǎo)式溢流閥或直動式溢流閥。
[0011]—實施例之中:該第二電磁換向閥的電控與驅(qū)動電機同步，通過驅(qū)動電機啟動使第二電磁換向閥通電上位工作。
[0012]一實施例之中:該第二溢流閥溢流壓力與第二換向閥彈簧壓力相等且為S1，第三溢流閥溢流壓力為S2，第三換向閥彈簧壓力為S3，該S2〈S3〈S1。
[0013]本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點:[〇〇14]溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，包括主栗、油箱、液壓缸、三個單向閥、三個溢流閥、 三個換向閥、兩個電磁換向閥和兩個液壓蓄能器，通過上述零部件的有機結(jié)合，實現(xiàn)對溢流閥口溢流損耗能量的存儲和釋放一體化功能，進一步，設(shè)置了兩個蓄能器，利用兩個蓄能器的壓力等級可不同的設(shè)置，實現(xiàn)溢流損耗的兩級回收，擴大了溢流壓力損耗的回收壓力范圍，同時補油時又減少了對系統(tǒng)的沖擊。
[0015]第一溢流閥為先導(dǎo)式溢流閥，能根據(jù)工況需要選擇不同壓力等級(調(diào)定壓力)，通過匹配相應(yīng)壓力等級的液壓蓄能器減小了蓄能器釋放油路對主油路的沖擊，提高了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，擴大了溢流損耗的回收壓力范圍，提高了能量回收利用率。
[0016]第四換向閥、第五換向閥采用電磁換向閥，控制更加方便、快捷?！靖綀D說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型基于液壓蓄能器的溢流閥溢流損耗二級回收與再利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是第一溢流閥的溢流調(diào)定壓力在30MPa時的能量回收與釋放示意圖；
[0020]圖3是第一溢流調(diào)定壓力從30MPa降到20MPa能量回收與釋放示意圖；
[0021]圖4是第一溢流調(diào)定壓力從20MPa降到lOMPa能量回收與釋放示意圖；
[0022]圖5是第一溢流調(diào)定壓力從lOMPa升到20MPa能量回收與釋放示意圖；
[0023]圖6是第一溢流調(diào)定壓力從20MPa升到30MPa能量回收與釋放示意圖；[〇〇24] 標號說明:
[0025]1-驅(qū)動電機;2-主栗;4-第一單向閥；5-第二電磁換向閥；6-油箱11-第二單向閥； 13-第一溢流閥；14-第一換向閥；15-第三單向閥；18-第一電磁換向閥；19-液壓缸;20-第二換向閥；21-第三換向閥；22-第一蓄能器;23-第二蓄能器;24-第二溢流閥；25-第三溢流閥。【具體實施方式】
[0026]基于液壓蓄能器的溢流閥溢流損耗二級回收與再利用系統(tǒng)，如圖1所示，包括驅(qū)動電機1、主栗2、油箱6、液壓缸19、第一電磁換向閥18、第二電磁換向閥5、第一單向閥4、第二單向閥11、第三單向閥15、第一溢流閥13、第二溢流閥24、第三溢流閥25、第一換向閥14、第二換向閥20、第三換向閥21、第一蓄能器22、第二蓄能器23,該液壓缸19內(nèi)設(shè)活塞，通過活塞將液壓缸19分為無桿腔和有桿腔。
[0027]該驅(qū)動電機1同軸連接主栗2以能驅(qū)動主栗2實現(xiàn)供油，主栗2進油口接油箱6,主栗 2出油口接第一單向閥4進油口，第一單向閥4出油口與第一電磁換向閥18進油口 18P、第一溢流閥13進油口和第二單向閥11出油口都相通，使油箱6內(nèi)的油能經(jīng)第一單向閥4向第一電磁換向閥18進油口 18P或第一溢流閥13進油口等供油。系統(tǒng)主回路包括第一單向閥4出油口與第一電磁換向閥18進油口 18P的相通回路。
[0028]該第一電磁換向閥18進油口 18P接第一單向閥4出油口，第一電磁換向閥18油口 18A接液壓缸19無桿腔，第一電磁換向閥油口 18B接液壓缸有桿腔，第一電磁換向閥18油口 18T接油箱，通過第一電磁換向閥18換向控制活塞活動。[〇〇29]該第一溢流閥13進油口接第一單向閥4出油口，第一溢流閥13出油口接第一換向閥14進油口 14P，第一溢流閥13為先導(dǎo)式溢流閥，溢流口為先導(dǎo)出油口，先導(dǎo)出油口單獨外泄接回油箱6。該第一換向閥14油口 14A接第三單向閥15進油口，第一換向閥14油口 14B接油箱6，第一換向閥14上腔控制口 K1與第一溢流閥13進油口、第二換向閥20控制口K3和第三換向閥21控制口 K4相通，第一換向閥14下腔控制口 K2與第三單向閥15出油口相通;該第三單向閥15出油口與第二換向閥20進油口 20A、第三換向閥21進油口 21A、第二電磁換向閥5油口 5A相通;該第二換向閥20油口 20B和第一液壓蓄能器22、第二溢流閥24相通;該第三換向閥 21油口 21B和第二液壓蓄能器23、第三溢流閥25相通;該第二溢流閥24和第三溢流閥25出油口都接油箱;該第二單向閥11進油口接第二電磁換向閥5油口 5B。
[0030]該第二電磁換向閥5與驅(qū)動電機1采用同步控制，驅(qū)動電機1開啟，第二電磁換向閥 5換向上位工作，蓄能器到主油路的釋放回路連通，第二電磁換向閥5控制釋放回路的通斷； 第二溢流閥24溢流壓力與第二換向閥彈簧壓力均為S1，該S1如為28MPa，第三溢流閥24溢流壓力為S2,該S2如為18MPa，第三換向閥彈簧壓力為S3,該S3如為22MPa，四者壓力可根據(jù)系統(tǒng)壓力等級不同進行適當調(diào)整，在調(diào)定第一溢流閥13溢流壓力時，它與第二溢流閥24或第三溢流閥25溢流壓力相差l-2MPa，以使第一換向閥14能夠正常工作。該第三溢流閥調(diào)定壓力從S5至S4，該S5小于S2，如為lOMPa，該S4大于S1，如為30MPa。
[0031]該第一液壓蓄能器22可以為一個、多個蓄能器或多種蓄能器的組合，第二液壓蓄能器23可以為一個、多個蓄能器或多種蓄能器的組合。
[0032]本實用新型的回收與再利用系統(tǒng)能適用的油路包括進口節(jié)流調(diào)速回路、出口節(jié)流調(diào)速回路、進出口聯(lián)動節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速等，對這些回路產(chǎn)生的調(diào)壓溢流損耗或安全溢流損耗進行能量回收與再利用，它可用于挖掘機、裝載機等工程機械和其它液壓設(shè)備的溢流閥溢流損耗能量回收及再利用。
[0033]本實用新型一種基于液壓蓄能器的溢流閥溢流損耗二級回收與再利用系統(tǒng)具體工作原理如下:
[0034]當系統(tǒng)沒有工作時，第一電磁換向閥18在中位，第二電磁換向閥5在上位，第二換向閥20在右位，第三換向閥21在左位，第一蓄能器22和第二蓄能器23的初始壓力都為OMPa。 工作時根據(jù)第一溢流閥13的溢流調(diào)定壓力是否改變分為調(diào)定壓力升高和調(diào)定壓力降低兩種工況。
[0035]1 ?第一溢流閥調(diào)定壓力降低
[0036](1)如圖2所示，當驅(qū)動電機1啟動后，第二電磁換向閥5工作在下位，5A與5B接通。 第一溢流閥13的初始調(diào)定壓力為S4,該S4大于S1，且S4如為30MPa，系統(tǒng)主油路壓力也為 30MPa，第二換向閥20控制口 K3壓力為30MPa大于彈簧力28MPa，左位工作20A與20B接通;第三換向閥21控制口 K4壓力為30MPa大于彈簧力22MPa，右位工作21A與21B斷開;第一換向閥 14下腔控制口 K2壓力等于第一蓄能器22壓力為OMPa，其上腔控制口 K1壓力為30MPa大于下腔控制口 K2壓力，工作在上位14P與14A接通;此時第一溢流閥13溢流口與第一蓄能器22進油口接通。當系統(tǒng)壓力超過30MPa時，溢流油液便依次通過第一換向閥14、第三單向閥15、第二換向閥20到達第一蓄能器22進行充油，當?shù)谝恍钅芷?2充油完成時多余油液可通過第一溢流閥24回油箱6,單向閥15可防止蓄能器油液倒流回第一溢流閥13。當主油路壓力降低時，第一蓄能器22可依次通過第二換向閥20、第二電磁換向閥5、第二單向閥11對主油路進行補油。[〇〇37](2)如圖3所示，當?shù)谝灰缌鏖y13的調(diào)定壓力從30MPa調(diào)到20MPa時，第二換向閥20左腔控制口K3壓力變?yōu)?0MPa小于彈簧力28MPa，右位工作20A與20B斷開;第三換向閥右腔控制口 K4壓力為20MPa小于彈簧力22MPa，左位工作21A與21B接通;第一換向閥控制口 K2壓力等于第二蓄能器23壓力OMPa，其控制口 K1壓力為20MPa大于K2依然上位工作，此時第一溢流閥13溢流口與第二蓄能器22進油口接通。當系統(tǒng)壓力超過20MPa時，溢流油液便依次通過第一換向閥14、第三單向閥15、第三換向閥21到達第二蓄能器23進行充油，當?shù)诙钅芷?3 充油完成時多余油液可通過第三溢流閥25回油箱6。當主油路壓力降低時，第二蓄能器22可依次通過第三換向閥21、第二電磁換向閥5、第二單向閥11對主油路補油。[〇〇38](3)如圖4所示，當?shù)谝灰缌鏖y13的調(diào)定壓力調(diào)到1 OMPa時，第二換向閥20控制口K3、第三換向閥21控制口K4壓力都為lOMPa且都小于他們各自彈簧力，第二換向閥20斷開， 第三換向閥21依然接通。在系統(tǒng)壓力降到1 OMPa時，K1為1 OMPa，K2為18MPa，第一換向閥14控制口壓力K1小于K2，下位工作14P與14T接通，溢流油液可以直接回油箱6。[〇〇39]2 ?第一溢流閥調(diào)定壓力升高[〇〇4〇](1)如圖5所示，第一溢流閥13調(diào)定壓力從1 OMPa升到20MPa，主油路壓力升到20MPa，控制口 K1、K3和K4壓力都變?yōu)?0MPa，第二換向閥20控制口 K3壓力小于彈簧力28MPa， 右位工作20B與20A斷開，第三換向閥21控制口 K4壓力小于彈簧力22MPa，左位工作21B與21A 連通;K2為lOMPa，第一換向閥14控制口壓力K1大于K2,上位工作14P與14A接通。此時第一溢流閥13溢流口與第二蓄能器23連通，可以完成對第二蓄能器23的充油，及其內(nèi)部壓力油向主油路低壓時的釋放補油。[〇〇41 ](2)如圖6所示，第一溢流閥13調(diào)定壓力從20MPa升到30MPa，主油路壓力升到30MPa，控制口 K1、K3和K4壓力都變?yōu)?0MPa，第二換向閥20控制口 K3壓力大于彈簧力28MPa， 左位工作20B與20A接通，第三換向閥21控制口 K4壓力大于彈簧力22MPa，右位工作21B與21A 斷開;第一換向閥14控制口壓力K1大于K2，依然上位工作14P與14A接通。此時第一溢流閥13 溢流口與第一蓄能器22連通，可以完成對第一蓄能器22的充油，及其內(nèi)部壓力油向主油路低壓時的釋放補油。[〇〇42]以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型涵蓋的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其特征在于:包括主栗、油箱、液壓缸、第一 單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第一溢流閥、第二溢流閥、第三溢流閥、第一換向閥、第二 換向閥、第三換向閥、第四換向閥、第五換向閥、第一液壓蓄能器和第二液壓蓄能器，液壓缸 通過活塞分為有桿腔和無桿腔;該主栗進油口接油箱，第一單向閥進油口接主栗出油口，第 一單向閥出油口接第四換向閥進油口 P、第一溢流閥進油口、第二單向閥出油口；該第四換 向閥油口 A接液壓缸的無桿腔，第四換向閥油口 B接液壓缸的有桿腔，第四換向閥油口 T接油 箱;該第一溢流閥出油口接第一換向閥進油口 P，第一溢流閥溢流口接回油箱;該第一換向 閥油口 A接第三單向閥進油口，第一換向閥油口 B接油箱，第一換向閥上腔控制口 K1與第一 溢流閥進油口、第二換向閥控制口 K3和第三換向閥控制口 K4相通，第一換向閥下腔控制口 K2與第三單向閥出油口相通;該第三單向閥出油口與第二換向閥進油口 A、第三換向閥進油 口 A、第五換向閥油口 A相通;該第二換向閥油口 B和第一液壓蓄能器、第二溢流閥相通;該第 三換向閥油口 B和第二液壓蓄能器、第三溢流閥相通;該第二溢流閥和第三溢流閥出油口都 接油箱;該第二單向閥進油口接第五換向閥油口 B。2.如權(quán)利要求1所述的一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其特征在于:該第四換 向閥為第一電磁換向閥，該第五換向閥為第二電磁換向閥。3.如權(quán)利要求1所述的一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其特征在于:還包括驅(qū) 動電機，該驅(qū)動電機同軸傳動連接主栗。4.如權(quán)利要求1所述的一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其特征在于:該主栗為定量栗或變量栗。5.如權(quán)利要求1所述的一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其特征在于:該第一溢 流閥為先導(dǎo)式溢流閥，該溢流口為先導(dǎo)出油口，該先導(dǎo)出油口單獨外泄接回油箱。6.如權(quán)利要求1所述的一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其特征在于:該第二溢 流閥和第三溢流閥采用先導(dǎo)式溢流閥或直動式溢流閥。7.如權(quán)利要求2所述的一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其特征在于:該第二電 磁換向閥的電控與驅(qū)動電機同步，通過驅(qū)動電機啟動使第二電磁換向閥通電上位工作。8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的一種溢流閥溢流損耗回收與再利用系統(tǒng)，其特征在 于:該第二溢流閥溢流壓力與第二換向閥彈簧壓力相等且為S1，第三溢流閥溢流壓力為S2， 第三換向閥彈簧壓力為S3，該S2〈S3〈S1。
【文檔編號】F15B21/14GK205639180SQ201620406226
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】林添良, 陳強, 繆騁, 周圣炎, 任好玲, 付勝杰, 陳其懷, 劉強
【申請人】華僑大學(xué)