一种飞轮与蓄能器组合装置及应用方法制造方法及图纸

一种飞轮与蓄能器组合装置及应用方法，飞轮轴的轴心处设置有轴心腔，轴心腔的右开口端位于飞轮轴的右端面上；轴心腔的右端内侧装配有回转体；回转体由活塞段和进油段组成，回转体的轴心线处设置有中心通道；活塞段的外圆面与轴心腔内表面转动式密封配合；飞轮盘的内腔固定连接有环形隔板，环形隔板将飞轮盘的内腔分隔为内、外环形腔；多个蓄能器沿周向均匀地固定装配在外环形腔中，蓄能器均沿径向设置，蓄能器的进油口靠近飞轮轴地设置；在环形隔板对应蓄能器的进油口的位置开设有过油孔一；在飞轮轴中部的径向上开设有过油孔二。该组合装置能同时利用飞轮和蓄能器进行综合储能，能有利于简化液压储能系统，能使液压储能系统的控制过程更为简单。

Flywheel and accumulator combination device and application method

A flywheel and accumulator combination device and its application method are provided with an axle center cavity at the axle center of the flywheel shaft, and the right opening end of the axle center cavity is located on the right end surface of the flywheel shaft; the inner side of the right end of the axle center cavity is provided with a rotary body; the rotary body is composed of a piston section and an oil inlet section; and a central passage is arranged at the axle center line of the rotary body; The inner cavity of the flywheel disk is fixed and connected with an annular baffle, which divides the inner cavity of the flywheel disk into inner and outer annular cavities; a plurality of accumulators are uniformly fixed and assembled in the outer annular cavity along the circumference, and the accumulators are arranged along the radial direction, and the oil inlet of the accumulator is close to the flywheel. The shaft is arranged on the ground; an oil hole is arranged at the position of the annular baffle corresponding to the oil inlet of the accumulator; and an oil hole is arranged at the radial direction of the middle part of the flywheel shaft. The combined device can simultaneously use flywheel and accumulator for comprehensive energy storage, which can simplify the hydraulic energy storage system and simplify the control process of the hydraulic energy storage system.

【技术实现步骤摘要】
一种飞轮与蓄能器组合装置及应用方法
本专利技术属于液压控制
，具体是一种飞轮与蓄能器组合装置及应用方法。
技术介绍
在液压系统中，常见的能量回收和再利用装置有电力式和液压式两种。电力式主要采用马达、发电机为能量转化元件，蓄电池和超级电容为储能元件，以实现能量的转换和回收。但是现有技术的蓄电池难以承受大的充电功率。而超级电容价格极为昂贵，且其占用空间大，因此电力式回收的实用性不强。液压式能量回收系统以变量液压泵/马达作为能量转换元件，以蓄能器为储能元件。其工作原理为，通过变量泵或马达来回收能量并转化为液压能，并储存于液压蓄能器中，当系统中需要用能时，储存的能量释放出来对外做功。液压式回收方案利用了液压元件功率密度大，能吸收压力冲击等优点，但因蓄能器储存能量的密度低，如果需要储存较多能量时会需要较大体积的蓄能器，会占用较大的空间，且这种蓄能器的安装也非常不方便。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种飞轮与蓄能器组合装置，该组合装置能同时利用飞轮高速旋转的动能和蓄能器的液压能来进行综合储能，能有效满足大型系统蓄能的需要，且能有利于简化液压储能系统，能使液压储能系统的控制过程更为简单。为了实现上述目的，本专利技术提供一种飞轮与蓄能器组合装置，包括飞轮本体和多个蓄能器，所述飞轮本体由位于轴心处的飞轮轴和固定套装在飞轮轴外部的飞轮盘组成；所述飞轮轴的轴心处设置有圆柱形的轴心腔，所述轴心腔的右开口端位于飞轮轴的右端面上；轴心腔的右端内侧装配有回转体；所述回转体由位于左端的活塞段和固定连接在活塞段右侧旋转中心处的进油段组成，回转体的轴心线处设置有依次贯穿活塞段和进油段的中心通道；所述活塞段的外圆面与轴心腔内表面转动式密封配合；所述飞轮盘为空腔结构，飞轮盘的内腔靠近飞轮轴的位置固定连接有与飞轮轴同轴心的环形隔板，所述环形隔板将飞轮盘的内腔分隔为内环形腔和外环形腔；多个蓄能器沿周向均匀地固定装配在外环形腔中，所述蓄能器均沿径向地设置，蓄能器的里端与环形隔板固定连接，蓄能器的进油口靠近飞轮轴地设置；在环形隔板对应蓄能器的进油口的位置开设有过油孔一；在飞轮轴中部的径向上开设有与轴心腔连通的多个周向均匀分布的过油孔二。在该技术方案中，通过使多个蓄能器均匀地设置在飞轮盘的外环形腔中，不仅能使蓄能器以高压油液的形式存储液压能，而且还能使进入蓄能器中的油液增加飞轮本体的转动惯量，从而增加了存储的动能。这样的设计方案，增大了装置的能量存储能力。由中心通道依次经过过油孔二、过油孔一进入蓄能器内部的油液在飞轮旋转的离心的作用下会形成抛物面状的压力分布，能增加液压能的储能密度，进而能使位于飞轮盘内部的蓄能器存储的液压能较同体积的传统蓄能器存储的液压能更多。利用该装置能实现双能量存储方式，不仅提高了储能元件的能量密度，且能有效减少储能液压系统的复杂程度，也能更有利于对储能的控制过程更简单。作为一种优选，所述蓄能器为弹簧式蓄能器。进一步，为了增加储能密度，同时，也为了使位于飞轮盘内部的蓄能器能较传统的蓄能器能存储更多的液压能，所述蓄能器内部的活塞在远离飞轮轴的一端的中心处固定连接有活塞杆，所述活塞杆的外端滑动密封地穿过蓄能器壳体的外端后与重物块固定连接。进一步，为了减小旋转过程中的阻力，所述重物块的断面为弧形结构。进一步，为了便于装配，所述飞轮轴在飞轮盘以左的部分和以右的部分各套装有一个轴承。进一步，所述过油孔一和过油孔二数量相同，且一一对应地设置。本专利技术与常规的仅使用蓄能器储能相比，增加了动能形式的能量，因而提高了储能的数量，也提高了能量密度。针对上述现有技术存在的问题，本专利技术还提供一种飞轮与蓄能器组合装置的应用方法，该方法能使蓄能器组合装置在应用于液压系统中时能具有蓄能器、飞轮和蓄能器与飞轮组合三种工作状态，进而能液压系统根据需要灵活地选择其中一种工作状态，能有效提高应用蓄能器组合装置的液压系统的通用性。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种飞轮与蓄能器组合装置的应用方法，包括蓄能器组合装置和液压泵/马达，蓄能器组合装置的飞轮轴通过离合器与液压泵/马达的传动轴连接，蓄能器组合装置的工作油口S依次通过换向阀一、换向阀二与液压泵/马达的P1口连接，液压泵/马达的T口与油箱通过管路连接，油箱通过单向阀与液压泵/马达的P1口连接，与液压系统连接的接入口O分别通过管路与换向阀一和换向阀二的P口连接，该方法具体包括以下步骤：S1控制液压泵/马达的排量为零、并控制换向阀一得电、换向阀二不得电，使蓄能器组合装置工作在蓄能器工作模式；在进入接入口O处的油液压力超过蓄能器组合装置中蓄能器内的压力时，油液经过换向阀一进入蓄能器进行储能，在进入接入口O处的油液压力低于蓄能器组合装置中蓄能器内的压力时，油液经过换向阀一补充进入液压系统以进行能量的释放；S2控制控制换向阀一不得电、换向阀二得电，使蓄能器组合装置工作在飞轮工作模式；需要储能时，控制离合器吸合，在接入口O处有高压油液进入时，液压泵/马达作为马达工作，液压泵/马达旋转过程中驱动飞轮本体旋转以进行储能，根据飞轮本体的转速情况适时断开离合器；需要利用能量时，控制离合器吸合，液压泵/马达作为泵工作，飞轮本体带动液压泵/马达从油箱中吸油并排出供给液压系统中以进行能量的释放；S3控制换向阀一和换向阀二均得电，使蓄能器组合装置工作在飞轮与蓄能组合工作模式；在进入接入口O的油液压力超过蓄能器组合装置中蓄能器内的压力时，油液经过换向阀一进入蓄能器进行储能，同时，通过控制离合器吸合，使液压泵/马达作为马达工作，液压泵/马达在旋转过程中即能驱动飞轮本体旋转以进行储能，据飞轮本体的转速情况适时断开离合器；在接入口O处的油液压力低于蓄能器组合装置中蓄能器内的压力时，油液经过换向阀一补充进入液压系统以进行能量的释放；同时，控制离合器吸合，液压泵/马达作为泵工作，飞轮本体带动液压泵/马达从油箱中吸油并排出供给液压系统中以进行能量的释放。本专利技术能根据需要选择接入蓄能器组合装置的工作模式，从而能使接入蓄能器组合装置的液压系统根据工况需要来选择任意一种储能及能量再利用方式，能有效提高接入蓄能器组合装置的液压系统的通用性。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的左视图；图3是本专利技术应用时的液压原理图。图中：1、飞轮本体，2、蓄能器，3、飞轮轴，4、飞轮盘，5、轴心腔，6、回转体，7、活塞段，8、进油段，9、中心通道，10、环形隔板，11、内环形腔，12、外环形腔，13、过油孔一，14、过油孔二，15、活塞杆，16、重物块，17、轴承，100、液压泵/马达，200、蓄能器组合装置，300、离合器，400、换向阀一，500、油箱，600、换向阀二，700、单向阀。具体实施方式下面对本专利技术作进一步说明。如图1和图2所示，一种飞轮与蓄能器组合装置，包括飞轮本体1和多个蓄能器2，所述飞轮本体1由位于轴心处的飞轮轴3和固定套装在飞轮轴3外部的飞轮盘4组成；所述飞轮轴3的轴心处设置有圆柱形的轴心腔5，所述轴心腔5的右开口端位于飞轮轴3的右端面上；轴心腔5的右端内侧装配有回转体6；回转体6高压高速旋转接头；所述回转体6由位于左端的活塞段7和固定连接在活塞段7右侧旋转中心处的进油段8组成，回转体6的轴心线处设置有依次贯穿活塞段7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞轮与蓄能器组合装置，包括飞轮本体(1)和多个蓄能器(2)，所述飞轮本体(1)由位于轴心处的飞轮轴(3)和固定套装在飞轮轴(3)外部的飞轮盘(4)组成；其特征在于；所述飞轮轴(3)的轴心处设置有圆柱形的轴心腔(5)，所述轴心腔(5)的右开口端位于飞轮轴(3)的右端面上；轴心腔(5)的右端内侧装配有回转体(6)；所述回转体(6)由位于左端的活塞段(7)和固定连接在活塞段(7)右侧旋转中心处的进油段(8)组成，回转体(6)的轴心线处设置有依次贯穿活塞段(7)和进油段(8)的中心通道(9)；所述活塞段(7)的外圆面与轴心腔(5)内表面转动式密封配合；所述飞轮盘(4)为空腔结构，飞轮盘(4)的内腔靠近飞轮轴(3)的位置固定连接有与飞轮轴(3)同轴心的环形隔板(10)，所述环形隔板(10)将飞轮盘(4)的内腔分隔为内环形腔(11)和外环形腔(12)；多个蓄能器(2)沿周向均匀地固定装配在外环形腔(12)中，所述蓄能器(2)均沿径向地设置，蓄能器(2)的里端与环形隔板(10)固定连接，蓄能器(2)的进油口靠近飞轮轴(3)地设置；在环形隔板(10)对应蓄能器(2)的进油口的位置开设有过油孔一(13)；在飞轮轴(3)中部的径向上开设有与轴心腔(5)连通的多个周向均匀分布的过油孔二(14)。...

【技术特征摘要】
1.一种飞轮与蓄能器组合装置，包括飞轮本体(1)和多个蓄能器(2)，所述飞轮本体(1)由位于轴心处的飞轮轴(3)和固定套装在飞轮轴(3)外部的飞轮盘(4)组成；其特征在于；所述飞轮轴(3)的轴心处设置有圆柱形的轴心腔(5)，所述轴心腔(5)的右开口端位于飞轮轴(3)的右端面上；轴心腔(5)的右端内侧装配有回转体(6)；所述回转体(6)由位于左端的活塞段(7)和固定连接在活塞段(7)右侧旋转中心处的进油段(8)组成，回转体(6)的轴心线处设置有依次贯穿活塞段(7)和进油段(8)的中心通道(9)；所述活塞段(7)的外圆面与轴心腔(5)内表面转动式密封配合；所述飞轮盘(4)为空腔结构，飞轮盘(4)的内腔靠近飞轮轴(3)的位置固定连接有与飞轮轴(3)同轴心的环形隔板(10)，所述环形隔板(10)将飞轮盘(4)的内腔分隔为内环形腔(11)和外环形腔(12)；多个蓄能器(2)沿周向均匀地固定装配在外环形腔(12)中，所述蓄能器(2)均沿径向地设置，蓄能器(2)的里端与环形隔板(10)固定连接，蓄能器(2)的进油口靠近飞轮轴(3)地设置；在环形隔板(10)对应蓄能器(2)的进油口的位置开设有过油孔一(13)；在飞轮轴(3)中部的径向上开设有与轴心腔(5)连通的多个周向均匀分布的过油孔二(14)。2.根据权利要求1所述的一种飞轮与蓄能器组合装置，其特征在于，所述蓄能器(2)为弹簧式蓄能器。3.根据权利要求2所述的一种飞轮与蓄能器组合装置，其特征在于，所述蓄能器(2)内部的活塞在远离飞轮轴(3)的一端的中心处固定连接有活塞杆(15)，所述活塞杆(15)的外端滑动密封地穿过蓄能器(2)壳体的外端后与重物块(16)固定连接。4.根据权利要求3所述的一种飞轮与蓄能器组合装置，其特征在于，所述重物块(16)的断面为弧形结构。5.根据权利要求4所述的一种飞轮与蓄能器组合装置，其特征在于，所述飞轮轴(3)在飞轮盘(4)以左的部分和以右的部分各套装有一个轴承(17)。6.根据权利要求5所述的一种飞轮与蓄能器组合装置，其特征在于，所述过油孔一(13)和过油孔二(14)数量相同，且一一对应地设置。7.一种飞轮与蓄能器组合装置的应用方法，包括如权利要求1至6任一项所述的蓄能器组合装置(200)和液压泵/马达(100)，蓄能器组合装置(200)的飞轮轴通过离合器(300)与液压泵/马达(100)的传动轴连接，蓄能器组合装置(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建松，张文婷，
申请(专利权)人：徐州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32