用于液压系统的能量回收与再利用技术技术方案

本发明专利技术涉及用于液压系统的能量回收与再利用技术，具体涉及一种液压系统，其具有阀组件，该阀组件带有两个与第一和第二液压缸的室连接的工作端口，该第一和第二液压缸并行地机械连接于机器部件。分离控制阀连接在两个液压缸的第一室之间，分路控制阀连接在工作室之间。回收控制阀将蓄液池连接于第二液压缸的第一室。以不同的组合方式来打开和关闭阀可以使流体从一个或两个液压缸流入到流体在加压下储存的蓄液池，而后使储存流体用于驱动一个或者两个液压缸。分路控制阀用于使从每个液压缸的一个室排出的流体流到那些液压缸的其室。因此，液压系统以各种方式来回收和再利用能量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可对液压致动器的液体流动进行控制的^E系统，该ffi^ 动器可以移动机器上的机械组件，尤其涉及从液压致动器中回收能量并且随后 禾佣回收的能量为ffi致动器供纟歸力。
技术介绍
建筑和农业设备利掛mE系棘操作各种机械部件。例如，挖掘机是一种常 用的具有支架的建筑机械，该支架一端与牵弓l车枢轴连接而另一端具有用于挖 土和其它物质的铲斗。缸组件用于升高和降低该支架，它包括一个带有活塞的 缸，该活塞在缸中划分出两个室。与活塞相连的杆连接到支架上，而缸与挖掘 机的主体相连。通过将杆从缸中向外伸展以及将杆朝缸中縮回实现支架的升高 与降低。其它的机器使用不同类型的液压致动器来推动机 ￡件。这里使用的术语 "液压致动器"通常指的是任何可将液压液体流动转化为机械运动的装置，例 如缸-活塞，或旋转马达。在缸组州申展和縮回的过程中，AA^中流出的加压液体经常由阀组〗權制进 入一个缸室中，而所有从另一，室中流出的液体M31该阀aAi通向系统液箱 的回流管。在某些情况下，作用在机器上的外部载荷或其它作用力使得缸组件 的伸展i缩回可以，不衛共显著的液体压力的情况下实现。,常称为超载。 以挖掘机为例，当铲斗充满了重物质时，支架可以只在重力的作用下降低。这种外部载荷使得液体从支架液压缸的一个室中流出，通过阀组件iSA液箱。与此同时，许多液体!她泵中汲取出来，M阀组件ax扩张的另一愤室中，尽管如此，由于iSA的液体不推动活塞，液体不需要保持显著的压力来推动支 架。在这种情况下，从缸中流出的液体还具有相当高的压力，因此该液体具有 能量，而该育^M常在液体压力M阀组件的过程中损失。为了使得机器的效率和经济操作达到最优化，值得将流出液体的能量回收， 而不是让它在阀组件中消耗掉。某些以前的液压系统将流出液^ll送到蓄液池 中，在那里它在压力下储存，用于以后为机器提供动力。尽管如此，高效率地 进行能量回收与再利用的困难在于储存的液压液体必须处于恰当的压力和容积 下来为致动器提供动力。流出液体的压力、体积以及蓄液池参数之间的关系实 时变化并决定了是否液体可以被储存。例如，如果作用在缸组件的外部载荷不 足以将流出液体加压至蓄液池的压力之上，则液体无法被储存。另一种瞎况下，当要求^顿曹液池中的液体时，蓄液池的压力、体积以及为 液压致动器提供动力的液体需求t间的实时关系决定了是否蓄液池中的液体可 以被使用。例如，如果^ffi致动器的载荷需要高于蓄液池的压力时，则回收的 液体无法被使用。同样的，如果液压致动器需要多于蓄液池中储存的液体体积 来推动自己，贝舰7徵行有效的操作。另一个限制因素是当^J5致动器从蓄液 池中消耗液体时，蓄液池的压力会下降，从而降低了剩下的液体为致动器掛共 动力的能力。因此，需要找到一种有效的技术来在fflE系统中实现會遣的回收和再利用。
技术实现思路
液压系统具有第一和第二液压缸，二者机械地平fi^接来操作机器的部件， 每个液压缸具有第一和第二室。控制阀组件，例如由四个电液比例阀构成的惠 斯通电桥装置，具有第一和第二工作端口。第一工作端口与第一液压缸的第一 室连接，并与第二、ffli缸的室隔离。第二工作端口与第一和第二液压缸的第二 室连接。控制阀组件用于有选择性地将第一和第二工作端口与供给管和回流管 连接。液压系统的能量回收體包^ft工分离控制阀，用于控制第一^躯缸的第一 室和第二液压缸体的第一室之间的液体流动。蓄液池与回收控制阀连接，该控制阀控制流体从第二液压缸的第一室的进出。这使得由夕卜部负载压出第一室的 液体流至l谱液池而在那里在压力条件下储存。随后，储存的液体被用于驱动二 个液压缸中的一个^t全部。在另一方面，本专利技术提供第一泵与供给管连接。供给阀控制液体，二泵 流向第二液压缸的第一室的流动。通过关闭供给阀并打开缸分离控制阀，第一 液压缸和第二液压缸由控制阀组件协同控制。做为选择，关闭缸分离控制阀，第一ffi缸由控制阀组i银制，而第二MJira过打开供给阀来控制。在液压系统的一个优选的实施例中，工作端口分路控制阀与第一和第二工 作端口连接，使得流体直接在其间流动。在专利技术的另外一个方面，能量回收^g包括液压缸来操作机器的部件。能 量回收装置包括第一室和第二室。包括第一工作端口和第二工作端口的控制阀 组件与第一和第二室连接，这样第一工作端口与液压缸的第一室保持流体 ， 第二工作端口与液压缸的第二室保持流体,，这样控制阀组件的操作将第一 和第二工作端口的 ^择性地与供给管和回流管连接。工作端口分路控制阀 与第一工作端口和第二工作端口流体魏，以控制它们之间的液体流动。系统 包括蓄液池和回收控制阀，该控制阀控制液体从液压缸的第一室向蓄液池的流 动。附图说明图1是根据本专利技术的包括液压系统的挖掘机的等轴观舰图； 图2是液压系统中操纵致动器部分的原理图，该致动器用于升高和降低挖 掘机支架；图3是支架液压系统又一实施例的原理图； 图4是支架瓶玉系统再一实施例的原理图；图5-9是图3的ffi系统实施例在不同的能量回收模式下的简略原理图； 图10-15是图3的液压系统实施例在不同的回收肖讀再禾,模式下的简略 原理图。具体实施方式虽然本专利技术在上下文中描述的是它在挖掘机中的4OT，它也可以在其它类型的Mffi操纵设备上实施。首先参照图1，挖掘机10由驾驶室11与支架组件12组成，其中驾驶室11 由履带支撑，支架组件12与驾驶室相连以进行上下运动。支架组件12被细分 为相互之间枢轴连接的支架13、臂14和铲斗15。支架13与驾驶室11相连接， 并可以在一处ffiftlia件16和17的驱动下绕枢轴上下运动，其中ffi缸组件 16和17在驾驶室和支架之间机械地平t，接。在典型的挖掘^Lh，组件16和 17的^E缸与驾驶室11相连接，而活Sff与支架13相连接，因此作用在支架 上的重力倾向于使活塞杆縮回缸内。尽管如此，缸组件的连接也可以是使得重 力倾向于使活塞杆从缸内伸出，即将描述的很多能量回收方、&iii可以用于这禾中 结构。由支架13的远端支撑的臂14可以前后摇摆，铲斗15与臂的彩詣枢轴连 接。另一对缸组件18和19独5i也操纵臂14和铲斗15。铲斗15可以用其它的 工作台替代。参照图2，挖掘机10上的缸组件16、 17、 18和19是第一液压系统20的一 部分，第一液压系统20具有液压液体源21，而fflE液体源21包括第一泵22 和液箱23。第一泵22推动液体从液箱23流出，并迫使液,压力下通过回流止回阀iaA供给管25中，其中供给管25为挖掘ah所有的ffi部fmf共加压液体。在用于为$舰部件例如用于升高和降低支架13的部件30鄉动力之后， 液体M回流管26流回液箱23中，在回流管26中液体通过弹簧加载的液箱止 回阀24加压。虽然舰系统10为挖掘机10的多个mE部^JIf共动力，注意力 应織中至技架部件30上以简舰育讀回收和再利用方法的描述。支架部件30 Sii控制液体从支架缸组件16和17中流入流出来实现支架13 的升高和斷氏，其中缸组件16和17分别具有MJ1缸和包括杆的活塞。第一支 架缸组件16包括带有第一活塞27的第一支架缸31 ，第一活塞27可滑动地放置 其中并将缸内部戈吩为连杆室33和位于活 目对侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机器的液压系统，具有能量回收装置，所述液压系统包括：供给管，传送加压液体；回流管，将液体传送回液箱；第一和第二液压缸，机械地并行连接来操作机器的部件，每个都具有第一室和第二室；缸分离控制阀，与第一液压缸的第一室和第二液压缸的第一室流体连通并控制它们之间的液体流动，其中，在第一液压缸的第一室和缸分离控制阀之间形成有节点；控制阀组件具有第一工作端口和第二工作端口，第一工作端口与节点连接，第二工作端口与第一和第二液压缸的第二室连接，其中，控制阀组件的操作将第一和第二工作端口中的每个与供给管和回流管选择性连接；蓄液池；回收控制阀，控制液体从第二液压缸的第一室流到蓄液池。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DB史蒂芬森，KA塔伯，EP哈姆金斯，JL普法弗，
申请(专利权)人：胡斯可国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]