CN103912541A - 矿料传送带重力势能液压回收发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿料传送带重力势能液压回收发电装置，旨在提供一种可靠性高、安全性高的矿料传送带重力势能液压回收发电装置。它包括传送带、驱动滚筒、发电滚筒、液压控制单元、液压泵、液压马达、液压蓄能器和三相交流发电机。本发明可实现矿料在自上而下的运送过程中，将矿料的重力势能通过液压回收装置转化为发电机的电能，从而实现矿料重力势能的回收利用，达到节能减排的目的。

Description

矿料传送带重力势能液压回收发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，更确切的说是一种矿料传送带重力势能液压回收发电装置。

背景技术

在矿山开采、矿料的选用和加工时，矿料在自上而下的输送过程中，随着传送带上矿料的增多，矿料本身的重力沿传送带方向上的分力逐渐增大，使传送带拉动滚筒加速旋转，这样就可以将矿料的重力势能通过滚筒驱动发电机进行回收发电，具有节能减排的重要意义和良好的实用价值。

中国专利CN103161693A公开了一种重力势能发电的装置，利用交叉路口行驶车辆的自身重力，使铺在地面上的水袋中的水按一定方向流动，来冲击道路中间的发电机叶轮使其转动而发电。这种重力势能发电的装置，在水流冲击叶轮时叶轮所能达到的速度受路口车流方向的变化速度的限制，而且当路口车流量变化时，水流冲击叶轮的速度和强度都会变化，易导致发电机转速和输出电压不稳定。

中国专利CN103032281A公开了一种高原高山与低地平原之间的轨道载重滑车自体发电方法及装置，利用高原高山上的重物，通过载重滑车产生的重力势能转化为机械能，带动装于滑车上或运动轨道上的发电机组发电。这种重力势能发电的装置，适用场合为高原高山与低地平原之间，存在距离远、造价高、安全性低的缺点。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种在矿料传送速度和传送载荷变化时既能够满足矿料传送运输要求又具有发电功能、可靠性高、安全性高的矿料传送带重力势能液压回收发电装置。

为解决上述技术问题，本发明的矿料传送带重力势能液压回收发电装置，包括驱动滚筒、发电滚筒、传送带、支承滚柱、支撑底座、第一传动箱、制动器、单向离合器、三相异步电动机、第二传动箱，它还包括液压控制单元、液压泵、液压蓄能器、液压马达、滤油器、三相交流发电机和电控***。其中液压控制单元包括阀体和安装在阀体上的第一电磁换向阀、单向阀、第二电磁换向阀、调速阀、溢流阀、压力传感器，电控***包括电控单元、***开关、转速传感器、压力传感器、电压传感器、第一继电器和第二继电器。

所述液压控制单元的阀体上还设有与液压泵的出油口连接的第一管路接口、与液压蓄能器连接的第二管路接口、与液压马达的进油口连接的第三管路接口、与油箱连接的第四管路接口；所述单向阀的进油口通过阀体的内部油道与第一管路接口和第一电磁换向阀的进油口连通，单向阀的出油口通过阀体的内部油道与第二管路接口、第二电磁换向阀的进油口、溢流阀的进油口、压力传感器的液压接口相互连通；所述第二电磁换向阀的出油口通过阀体的内部油道与调速阀的进油口连通。

所述第一电磁换向阀和第二电磁换向阀均为二位二通阀，电控单元控制第一电磁换向阀电磁线圈和第二电磁换向阀电磁线圈电流的通断；所述液压蓄能器与单向阀的出油口连通，用于贮存***液压能和衰减液压泵产生的压力脉动；所述调速阀的出油口通过阀体的内部油道与第三管路接口连通，控制供给液压马达的流量保持恒定；所述溢流阀的出油口和第一电磁换向阀的出油口通过阀体的内部油道与第四管路接口连通，当液压泵出油口液压力过大时，溢流阀开启，多余流量溢回油箱，则液压力不再增加，提供了过载保护，使液压马达的进口压力保持恒定。

液压泵传动轴与第二传动箱高速轴通过联轴器连接；所述滤油器的进油口与油箱连接，滤油器的出油口与液压泵的进油口连接；液压马达传动轴与三相交流发电机的输入轴通过联轴器连接，出油口与油箱连接；所述三相交流发电机产生的三相电压通过第一继电器触点接入电网。

第一传动箱低速轴与驱动滚筒的轴通过联轴器连接，第一传动箱高速轴与制动器的输出轴通过联轴器连接；第二传动箱低速轴与发电滚筒的轴通过联轴器连接。

所述电控***中的转速传感器安装在第二传动箱高速轴上，用于检测第二传动箱的输出端转速；所述压力传感器的液压接口与液压蓄能器连通，用于检测液压蓄能器的压力；所述电压传感器的输入端子与三相交流发电机的输出端连接，用于检测三相交流发电机的输出电压。

所述三相交流发电机在液压马达的驱动下发电，产生的三相电压通过第一继电器的触点输入电网，电控单元通过控制第一继电器电磁线圈电流的通断来控制其触点的开闭，进而控制三相电压是否输出；所述电控单元通过电压传感器提供的电压值来判断电压是否达到输出电网的要求，若三相交流发电机的输出电压未达到要求，电控单元继续检测电压值，若该电压达到要求，则电控单元提供第一继电器电磁线圈高电位，第一继电器电磁线圈通电，第一继电器触点闭合，将三相交流发电机的输出电压输入电网。

所述***开关用于控制整个***的状态，当***开关接通时，电控单元进入运行状态；当***开关断开时，电控单元进入关机状态，即电控单元提供第一电磁换向阀电磁线圈、第二电磁换向阀电磁线圈、第一继电器电磁线圈和第二继电器电磁线圈低电位，同时，电控单元提供制动器线圈低电位，制动器动作，使驱动滚筒停止运转。

本发明与现有技术相比，其优点是：

（1）本发明的矿料传送带重力势能液压回收发电装置，克服了矿料传送带速度变化和传送带上矿料载荷变化对发电机转速的影响和对发电机输出电压的影响，即通过液压控制单元中的调速阀使供给液压马达的流量保持恒定，并且溢流阀能在***压力过大时提供过载保护，使液压马达的进口压力保持恒定，从而保证了液压马达和发电机转速的稳定性和***输出电压的稳定性；

（2）本发明中的液压控制单元采用集成模块结构方式，简化了液压管路且可靠性高。

附图说明

图1是本发明实施例的矿料传送带重力势能液压回收发电装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的液压控制单元的结构示意图。

图中：1.驱动滚筒  2.传送带  3.支承滚柱  4.发电滚筒  5.矿料卸载口  6.矿料  7.矿料仓  8.支撑底座  10.第一传动箱  10a.第一传动箱低速轴  10b.第一传动箱高速轴  11.制动器  11a.制动器输出轴  11b.制动器输入轴  11c. 制动器线圈  12.单向离合器  12a.单向离合器输出轴 12b.单向离合器输入轴  13.三相异步电动机  14.第二继电器触点  15.第二传动箱  15a.第二传动箱低速轴  15b.第二传动箱高速轴  20.液压控制单元  21.液压泵  21a.液压泵传动轴  21b.液压泵进油口  21c.液压泵出油口  22.液压蓄能器  23.液压马达  23a.液压马达进油口  23b.液压马达出油口  23c.液压马达传动抽  24.滤油器  25.油箱26.三相交流发电机  27.第一继电器触点  201.阀体  201a.阀体第一管路接口  201b.阀体第二管路接口  201c.阀体第三管路接口  201d.阀体第四管路接口  202.第一电磁换向阀  203.单向阀  204.第二电磁换向阀   205.调速阀   206.溢流阀  30.电控单元  31.***开关  32.转速传感器  33.第一电磁换向阀电磁线圈  34.第二电磁换向阀电磁线圈  35.压力传感器  36.电压传感器  37.第一继电器电磁线圈  38.第二继电器电磁线圈。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例的矿料传送带重力势能液压回收发电装置，包括驱动滚筒1、发电滚筒4、传送带2、支承滚柱3、支撑底座8、第一传动箱10、制动器11、单向离合器12、三相异步电动机13、第一继电器触点14、第二传动箱15，它还包括液压控制单元20、液压泵21、液压蓄能器22、液压马达23、滤油器24、三相交流发电机26和电控***。其中，电控***包括电控单元30、***开关31、转速传感器32、第一电磁换向阀电磁线圈33、第二电磁换向阀电磁线圈34、压力传感器35、电压传感器36、第一继电器电磁线圈37和第二继电器电磁线圈38。

如图2所示，本发明实施例的液压控制单元20包括阀体201和安装在阀体上的第一电磁换向阀202、单向阀203、第二电磁换向阀204、调速阀205、溢流阀206、压力传感器35。

矿料6通过传送带2从矿料卸载口5运送到矿料仓7中；所述传送带2在驱动滚筒1的驱动下运转，当***开始发电后，传送带2驱动着发电滚筒4运转；所述支承滚柱3用于支撑传送带2；所述支撑底座8用于支撑驱动滚筒1和发电滚筒4。

所述液压控制单元20的阀体201上还设有与液压泵的出油口21c连接的第一管路接口201a、与液压蓄能器22连接的第二管路接口201b、与液压马达的进油口23a连接的第三管路接口201c、与油箱25连接的第四管路接口201d。

所述单向阀203的进油口通过阀体201的内部油道与第一管路接口201a和第一电磁换向阀的202进油口连通，单向阀203的出油口通过阀体201的内部油道与第二管路接口201b、第二电磁换向阀204的进油口、溢流阀206的进油口、压力传感器35的液压接口相互连通；所述第二电磁换向阀204的出油口通过阀体201的内部油道与调速阀205的进油口连通；所述第一电磁换向阀202和第二电磁换向阀204均为二位二通阀，电控单元30控制第一电磁换向阀电磁线圈33和第二电磁换向阀电磁线圈34电流的通断；所述液压蓄能器22与单向阀203的出油口连通，用于贮存***液压能和衰减液压泵21产生的压力脉动；所述调速阀205的出油口通过阀体201的内部油道与第三管路接口201c连通，控制供给液压马达23的流量保持恒定；所述溢流阀206的出油口和第一电磁换向阀202的出油口通过阀体201的内部油道与第四管路接口201d连通，当液压泵出油口21c液压力过大时，溢流阀206开启，多余流量溢回油箱25，则液压力不再增加，提供了过载保护，使液压马达23的进口压力保持恒定。

液压泵传动轴21a与第二传动箱高速轴15b通过联轴器连接；所述滤油器24的进油口与油箱25连接，滤油器24的出油口与液压泵进油口21b连接；液压马达传动轴23c与三相交流发电机26的输入轴通过联轴器连接，出油口23b与油箱25连接；所述三相交流发电机26产生的三相电压通过第一继电器触点27接入电网。

第一传动箱低速轴10a与驱动滚筒1的轴通过联轴器连接，第一传动箱高速轴10b与制动器11的输出轴11a连接；第二传动箱低速轴15a与发电滚筒4的轴通过联轴器连接；制动器输入轴11b与单向离合器输出轴12a连接；所述制动器11采用电磁制动，由电控单元30控制其线圈11c电流的通断；单向离合器输入轴12b与三相异步电动机13的输出轴连接；所述三相异步电动机13的电刷与第二继电器触点14的一端连接。

所述电控***中的转速传感器32安装在第二传动箱高速轴15b上，检测第二传动箱15的输出端转速；所述压力传感器35的液压接口与液压蓄能器22连通，检测液压蓄能器22的压力；所述电压传感器36的输入端子与三相交流发电机26的输出端连接，检测三相交流发电机26的输出电压。

本实施例矿料传送带重力势能液压回收发电装置的工作过程为：当***开关31接通时，电控单元 30进入运行状态，电控单元30提供制动器线圈11c高电位，使之停止制动，同时，电控单元30提供第二继电器电磁线圈38高电位，第二继电器电磁线圈38通电，第二继电器触点14闭合，接通三相异步电动机13，使之通过第一传动箱10带动驱动滚筒1运转，于是传送带2便开始运送矿料6；

电控单元30通过转速传感器32提供的转速信号来判断转速是否达到停止势能回收的最低转速，当不超过该转速时，第一电磁换向阀202在初始位置作用，从液压泵21出来的油液通过第一电磁换向阀202又流回油箱25；当超过该转速时，电控单元30控制第二继电器的触点38闭合，使三相异步电动机13停止驱动，与此同时，电控单元30提供第一电磁换向阀电磁线圈33高电位，使第一电磁换向阀202通电关闭，液压泵21的泄流回路关闭，此时，液压蓄能器22开始蓄能；随着液压泵出油口21c液压力的逐渐增大，电控单元30接收到的压力传感器35的信号值也逐渐增大，当回路压力达到预定值时，电控单元30提供第二电磁换向阀电磁线圈34高电位，使第二电磁换向阀205通电打开，此时油液经调速阀205流入液压马达23，使之带动三相交流发电机26运转并发电；

三相交流发电机26在液压马达23的驱动下发电，产生的三相电压通过第一继电器触点27输入电网，电控单元30通过控制第一继电器电磁线圈37电流的通断来控制其触点27的开闭，进而控制三相电压是否输出；电控单元30通过电压传感器36提供的电压值来判断三相电压是否达到输出电网的要求，若三相交流发电机26的输出电压未达到要求，电控单元30继续检测电压值；若该电压达到要求，则电控单元30提供第一继电器电磁线圈37高电位，第一继电器电磁线圈37通电，第一继电器触点27闭合，将三相交流发电机26的输出电压输入电网；

当传送带2上的矿料6数量减小，其重力势能不足以达到发电要求时，电控单元30断开与第一电磁换向阀电磁线圈33和第二电磁换向阀电磁线圈34的电流，阀门回归初始状态，即第一电磁换向阀202打开，为液压泵21泄流，第二电磁换向阀204关闭，断开液压马达23的油路；同时电控单元30提供第二继电器电磁线圈38高电位，使第二继电器触点14闭合，三相异步电动机13运转，***进入驱动状态；

当***开关31断开时，电控单元30进入关机状态，即电控单元30提供第一电磁换向阀电磁线圈33、第二电磁换向阀电磁线圈34、第一继电器电磁线圈37和第二继电器电磁线圈38低电位，同时，电控单元30提供制动器线圈11c低电位，制动器11动作，使驱动滚筒1停止运转，完成关机任务。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种矿料传送带重力势能液压回收发电装置，它包括驱动滚筒(1)、传送带(2)、支承滚柱(3)、发电滚筒(4)、第一传动箱(10)、制动器(11)、单向离合器(12)、三相异步电动机(13)、第二传动箱(15)和电控单元(30)，其特征在于：

它还包括液压控制单元(20)、液压泵(21)、液压蓄能器(22)、液压马达(23)和三相交流发电机(26)；

所述液压泵传动轴(21a)与第二传动箱高速轴(15b)通过联轴器连接；所述液压马达传动轴(23c)与三相交流发电机(26)的输入轴通过联轴器连接；

所述液压控制单元(20)包括阀体(201)和安装在阀体(201)上的第一电磁换向阀(202)、单向阀(203)、第二电磁换向阀(204)、调速阀(205)、溢流阀(206)和压力传感器(35)；

所述阀体(201)上还设有第一管路接口(201a)、第二管路接口(201b)、第三管路接口(201c)和第四管路接口(201d)；

所述单向阀(203)的进油口通过阀体(201)的内部油道与第一管路接口(201a)和第一电磁换向阀(202)的进油口连通，单向阀(203)的出油口通过阀体(201)的内部油道与第二管路接口(201b)、第二电磁换向阀(204)的进油口、溢流阀(206)的进油口、压力传感器(35)的液压接口相互连通；所述第二电磁换向阀(204)的出油口通过阀体(201)的内部油道与调速阀(205)的进油口连通；所述调速阀(205)的出油口通过阀体(201)的内部油道与第三管路接口(201c)连通；所述溢流阀(206)的出油口和第一电磁换向阀(202)的出油口通过阀体(201)的内部油道与第四管路接口(201d)连通；

所述阀体(201)上的第一管路接口(201a)通过液压管路与液压泵(21)的出油口(21c)连接；所述阀体(201)上的第二管路接口(201b)通过液压管路与液压蓄能器(22)连接；所述阀体(201)上的第三管路接口(201c)通过液压管路与液压马达(23)的进油口(23a)连接；所述阀体(201)上的第四管路接口(201d)通过液压管路与油箱(25)连接。

2.如权利要求1所述矿料传送带重力势能液压回收发电装置，其特征在于：所述第一电磁换向阀(202)为常开电磁换向阀。

3.如权利要求1所述矿料传送带重力势能液压回收发电装置，其特征在于：所述第二电磁换向阀(204)为常闭电磁换向阀。