CN111271217A - 一种利用液压***回油压力发电的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用液压***回油压力发电的装置，包括液压马达功能部件和发电功能部件，所述液压马达功能部件是液压马达，所述发电功能部件是发电机，液压马达功能部件驱动发电功能部件旋转，所述发电功能部件还包含有整流或调压器件，所述液压马达功能部件包括液压马达和调速节流装置，所述发电功能部件的输出端连接负载电路，所述负载电路是电器或蓄电池的电路或者电网电路，所述液压马达功能部件接入液压***回路上。本发明所述装置能够将液压油的回流余能转化为电能进行回收利用，将原来***需要用节流阀调速来消耗的回油压力所带能量用于驱动发电装置发电，因此减少***发热耗能，减小液压***温升，达到节能减排、简化***的效果。

Description

一种利用液压***回油压力发电的装置
技术领域
本发明涉及液压回油技术领域，具体涉及利用***回油压力实现发电的装置。
背景技术
液压***是一种以油液作为工作介质，利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置，一般包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油，动力元件如液压泵：用于把机械能转化为液压能的装置，执行元件如液压缸和液压马达:把液压能转化为机械能的装置，控制元件如液压阀：用于控制液压油压力、流动方向和液流速度的控制元件，辅助元件如油缸、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等，液压油是液压***中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。
液压缸式液压***，如液压升降机，其液压油在工作过程中包括进油和回油两个过程，进油过程是从工作油缸充满油液推出活塞对外做功的过程，由液压泵提供液压能量，回油过程是油缸活塞退回时，液压油从工作油缸回流到液压***油箱，油缸活塞的退回通常由重力或***中其它储能装置提供能量，如气压缸或带有弹簧的活塞缸。由于某些领域设备对液压***的工作油缸回程工况有速度等方面的要求，因此在液压回路上通常设置有调速装置来进行控制，如节流阀；具有这类液压***的设备，在工作时，回程初期所具有的能量绝大部分都在回程中被在液压***中的回流节流阀所消耗。对于通过采用节流阀控制回程工况的液压***，液压油在通过节流口时会产生大量热量，并在液压循环过程中不断积累，这也是造成油温升高的主要原因。而油温升高又会影响液压***的工作性能，实际上，多数液压***中为了控制液压油的温度，避免***的液压油温升过高升，通常需在液压***中增设冷却装置，这样的液压***不仅能耗大，而且排出热量大。
针对上述情况，本创造研究旨在充分利用能量，对液压***能量进行回收，简化液压***，实现液压***的节能减排。
发明内容
本发明所要实现的目的是：对液压***进行能量回收，减少***能量损耗，降低***发热，实现液压***的节能减排。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案是：
一种利用液压***回油压力发电的装置，包括液压马达功能部件1和发电功能部件2，所述液压马达功能部件1是液压马达，所述发电功能部件2是发电机，液压马达功能部件1驱动发电功能部件2旋转，所述发电功能部件2的输出端连接负载电路3，所述液压马达功能部件1接入液压***回路上。
作为上述方案的进一步说明，所述液压马达功能部件1为齿轮式、叶片式或柱塞式液压马达，所述发电功能部件2为直流发电机或交流发电机。
作为上述方案的进一步说明，所述液压马达功能部件1通过联轴器4传动连接发电功能部件2动力输入端。
作为上述方案的进一步说明，所述联轴器4为花键联轴器。
作为上述方案的进一步说明，所述负载电路3的负载为功率可调负载。通过调节负载功率来调节液压马达的转速，从而调节液压油在流速，同时又能将液压油的回流余能转化为电能，其电能可回收，避免余能以节流的方式转化为液压油的热能，从而有效防止液压***中液压油的温升。
作为上述方案的进一步说明，所述发电功能部件2还包含有整流或调压器件。
作为上述方案的进一步说明，所述液压马达功能部件1包括液压马达和调速节流装置5，所述调速节流装置5是节流阀，所述调速节流装置5与液压马达并联安装在液压***的回路上。通过并联节流阀，可实现双回流减速油路，避免液压马达因某些原因出现无法转动或转速过慢的问题。
作为上述方案的进一步说明，所述调速节流装置5为可调式节流阀。通过该结构，可控制节流阀的开度，并根据马达转速和负载能力，调节发电机输出参数，共同满足***工作油缸回程时的所有工况要求。
作为上述方案的进一步说明，所述液压马达功能部件1是液压马达与调速节流装置5通过一体化结构并联，或者通过独立分立结构并联。
作为上述方案的进一步说明，所述液压马达功能部件1和发电功能部件2为一体化结构设计，所述利用液压***回油压力发电的装置包括带轴齿轮1-1、调速油路1-2、带节流孔的后盖1-3、浮动侧板1-4、齿轮1-5、油压外壳1-6、电机中间支座1-7、发电机定子总成1-8、发电机转子1-9、集电环及刷架总成1-10、充电调节器1-11、充电接线柱1-12、电流整流器1-13和主轴1-14；所述利用液压***回油压力发电的装置包含液压马达驱动及节流调速部分和发电机及电控部分；所述液压马达功能部件1包括带轴齿轮1-1、调速油路1-2、带节流孔的后盖1-3、浮动侧板1-4、齿轮1-5和油压外壳1-6，所述带轴齿轮1-1传动连接齿轮1-5，齿轮1-5与主轴1-14后段部分同轴固定连接，带轴齿轮1-1和齿轮1-5的径向外侧和前侧为油压外壳1-6，带轴齿轮1-1和齿轮1-5的后侧为浮动侧板1-4，浮动侧板1-4的后侧为带节流孔的后盖1-3，所述带节流孔的后盖1-3内设置有调速油路1-2，所述带节流孔的后盖1-3还设置有用于控制调速油路1-2开度的调节阀芯1-2-1，油压外壳1-6前侧壳面和浮动侧板1-4设置有用于安装带轴齿轮1-1在轴承孔，所述油压外壳1-6与浮动侧板1-4密封配合，所述油压外壳1-6在径向外侧壳面开设有进油口1-6-1和出油口1-6-2，所述油压外壳1-6与浮动侧板1-4封闭形成齿轮驱动油路1-1-1，齿轮驱动油路1-1-1驱动带轴齿轮1-1转动，所述进油口1-6-1和出油口1-6-2还分别联通调速油路1-2的两端，使调速油路1-2与齿轮驱动油路1-1-1形成并联；所述发电功能部件2包括电机中间支座1-7、发电机定子总成1-8、发电机转子1-9、集电环及刷架总成1-10、充电调节器1-11、充电接线柱1-12、电流整流器1-13和主轴1-14，所述主轴1-14的前段部分同轴固定连接发电机转子1-9，所述发电机转子1-9在径向外侧为发电机定子总成1-8，所述发电机转子1-9与所述发电机定子总成1-8间隙配合，发电机定子总成1-8的前后两端分别固定在发电机前壳1-7-1和电机中间支座1-7，发电机前壳1-7-1，电机中间支座1-7中心设置轴承孔，所述主轴1-14通过轴承稳定安装在发电机前壳1-7-1和电机中间支座1-7的轴承孔，所述集电环及刷架总成1-10的集电环同轴固定在主轴1-14前端，所述集电环及刷架总成1-10的刷架总成固定在发电机前壳1-7-1，所述充电调节器1-11和充电接线柱1-12固定在发电机前壳1-7-1外侧面，所述电流整流器1-13固定在发电机前壳1-7-1内侧面，所述发电机转子1-9通过集电环及刷架总成1-10电线连接电流整流器1-13，所述电流整流器1-13电线连接充电调节器1-11，充电调节器1-11电线连接充电接线柱1-12，所述充电接线柱1-12用于对蓄电池进行充电。
工作原理：本发明所述的利用液压***回油压力发电的装置，通过调节发电机的输出负载功率来调节液压马达的转速，从而控制液压***中液压油的回油流量和工作油缸在回程速度，达到调节流速的效果，同时又能将液压油的回流余能转化为电能，其电能可回收，避免余能以节流的方式转化为液压油的热能，从而有效防止液压***中液压油的温升。
有益效果：本发明所述的利用液压***回油压力发电的装置能够替代节流阀实现液压油的流速调节，并能将液压油的回流余能转化为电能进行回收利用，同时还能减免安装冷却装置，达到节能减排、简化***的效果。
上述内容中有关专业术语和现有技术部件的解释如下：
液压缸式液压***：是指液压***中执行元件为液压油缸的液压***，液压油缸是作直线往复运动，输出力和位移，如液压升降机。
节流阀：节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门，按结构形式可分为可调式节流阀和固定式节流阀。
液压马达：是液体压力能转变为其输出轴的机械能的设备，通常用于液压***的一种执行元件，液压马达按其结构类型来分,可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。
发电机：是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动。
联轴器：联轴器是指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开的一种装置。有时也作为一种安全装置用来防止被联接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用。常用的联轴器大多已标准化或规格化，一般情况下只需要正确选择联轴器的类型、确定联轴器的型号及尺寸。联轴器可分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。
附图说明
图1为实施例一的结构原理示意图；
图2为实施例二中液压马达功能部件1的结构原理示意图；
图3为实施例三的工程视图；
图4为图3中的A-A剖面图；
图5为图4中的B-B剖面图。
附图中：
液压马达功能部件1、发电功能部件2、负载电路3、联轴器4、调速节流装置5、带轴齿轮1-1、齿轮驱动油路1-1-1、调速油路1-2、带节流孔的后盖1-3、浮动侧板1-4、齿轮1-5、油压外壳1-6、进油口1-6-1、出油口1-6-2、发电机前壳1-7-1、电机中间支座1-7、发电机定子总成1-8、发电机转子1-9、集电环及刷架总成1-10、充电调节器1-11、充电接线柱1-12、电流整流器1-13、主轴1-14。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅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。
实施例一：
一种利用液压***回油压力发电的装置，如图1所示结构原理示意图，包括液压马达功能部件1和发电功能部件2，所述液压马达功能部件1是液压马达，所述发电功能部件2是发电机，液压马达功能部件1驱动发电功能部件2旋转，所述发电功能部件2的输出端连接负载电路3，所述负载电路3是电器或蓄电池的电路或者电网电路，所述液压马达功能部件1接入液压***回路上。
作为本实施例的进一步实施说明，所述液压马达功能部件1为齿轮式、叶片式或柱塞式液压马达中的一种，所述发电功能部件2为直流发电机或交流发电机中的一种。
作为本实施例的进一步实施说明，所述液压马达功能部件1通过联轴器4传动连接发电功能部件2动力输入端。
作为本实施例的进一步实施说明，所述联轴器4为花键联轴器。
作为本实施例的进一步实施说明，所述负载电路3的负载为功率可调负载。
作为本实施例的进一步实施说明，所述发电功能部件2还包含有整流或调压器件。
本实施例所述的利用液压***回油压力发电的装置，能通过调节负载功率来调节液压马达的转速，从而调节液压油在流速，同时又能将液压油的回流余能转化为电能，其电能可回收，避免余能以节流的方式转化为液压油的热能，从而有效防止液压***中液压油的温升，相比常规在液压***，能够免装冷却装置，具有节能减排的效果。
实施例二：
与实施例一不同之处在于：如图2所示，所述液压马达功能部件1包括液压马达和调速节流装置5，所述调速节流装置5是节流阀，所述调速节流装置5与液压马达并联安装在液压***的回路上。通过并联节流阀，可实现双回流减速油路，避免液压马达因某些原因出现无法转动或转速过慢的问题。
作为上述方案的进一步说明，所述调速节流装置5为可调式节流阀。通过该结构，可控制节流阀的开度，并根据马达转速和负载能力，调节发电机输出参数，共同满足***工作油缸回程时的所有工况要求。
作为上述方案的进一步说明，所述液压马达功能部件1是液压马达与调速节流装置5通过独立分立结构并联。
实施例三：
与实施例二不同之处在于：如图3、图4、图5所示，所述液压马达功能部件1和发电功能部件2为一体化结构设计，所述利用液压***回油压力发电的装置包括带轴齿轮1-1、调速油路1-2、带节流孔的后盖1-3、浮动侧板1-4、齿轮1-5、油压外壳1-6、电机中间支座1-7、发电机定子总成1-8、发电机转子1-9、集电环及刷架总成1-10、充电调节器1-11、充电接线柱1-12、电流整流器1-13和主轴1-14；所述利用液压***回油压力发电的装置包含液压马达驱动及节流调速部分和发电机及电控部分；所述液压马达功能部件1包括带轴齿轮1-1、调速油路1-2、带节流孔的后盖1-3、浮动侧板1-4、齿轮1-5和油压外壳1-6，所述带轴齿轮1-1传动连接齿轮1-5，齿轮1-5与主轴1-14后段部分同轴固定连接，带轴齿轮1-1和齿轮1-5的径向外侧和前侧为油压外壳1-6，带轴齿轮1-1和齿轮1-5的后侧为浮动侧板1-4，浮动侧板1-4的后侧为带节流孔的后盖1-3，所述带节流孔的后盖1-3内设置有调速油路1-2，所述带节流孔的后盖1-3还设置有用于控制调速油路1-2开度的调节阀芯1-2-1，油压外壳1-6前侧壳面和浮动侧板1-4设置有用于安装带轴齿轮1-1在轴承孔，所述油压外壳1-6与浮动侧板1-4密封配合，所述油压外壳1-6在径向外侧壳面开设有进油口1-6-1和出油口1-6-2，所述油压外壳1-6与浮动侧板1-4封闭形成齿轮驱动油路1-1-1，齿轮驱动油路1-1-1驱动带轴齿轮1-1转动，所述进油口1-6-1和出油口1-6-2还分别联通调速油路1-2的两端，使调速油路1-2与齿轮驱动油路1-1-1形成并联；所述发电功能部件2包括电机中间支座1-7、发电机定子总成1-8、发电机转子1-9、集电环及刷架总成1-10、充电调节器1-11、充电接线柱1-12、电流整流器1-13和主轴1-14，所述主轴1-14的前段部分同轴固定连接发电机转子1-9，所述发电机转子1-9在径向外侧为发电机定子总成1-8，所述发电机转子1-9与所述发电机定子总成1-8间隙配合，发电机定子总成1-8的前后两端分别固定在发电机前壳1-7-1和电机中间支座1-7，发电机前壳1-7-1，电机中间支座1-7中心设置轴承孔，所述主轴1-14通过轴承稳定安装在发电机前壳1-7-1和电机中间支座1-7的轴承孔，所述集电环及刷架总成1-10的集电环同轴固定在主轴1-14前端，所述集电环及刷架总成1-10的刷架总成固定在发电机前壳1-7-1，所述充电调节器1-11和充电接线柱1-12固定在发电机前壳1-7-1外侧面，所述电流整流器1-13固定在发电机前壳1-7-1内侧面，所述发电机转子1-9通过集电环及刷架总成1-10电线连接电流整流器1-13，所述电流整流器1-13电线连接充电调节器1-11，充电调节器1-11电线连接充电接线柱1-12，所述充电接线柱1-12用于对蓄电池进行充电
通过该结构，相比于实施例一中在分立独立式结构，本实施方案所述利用液压***回油压力发电的装置为一体化结构，在液压***中安装和使用非常方便。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：包括液压马达功能部件（1）和发电功能部件（2），所述液压马达功能部件（1）是液压马达，所述发电功能部件（2）是发电机，液压马达功能部件（1）驱动发电功能部件（2）旋转，所述发电功能部件（2）的输出端连接负载电路（3），所述液压马达功能部件（1）接入液压***回路上。
2.根据权利要求1所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述液压马达功能部件（1）为齿轮式、叶片式或柱塞式液压马达，所述发电功能部件（2）为直流发电机或交流发电机。
3.根据权利要求2所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述液压马达功能部件（1）通过联轴器（4）传动连接发电功能部件（2）动力输入端。
4.根据权利要求3所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述联轴器（4）为花键联轴器。
5.根据权利要求4所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述负载电路（3）的负载为功率可调负载。
6.根据权利要求3所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述发电功能部件（2）还包含有整流或调压器件。
7.根据权利要求6所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述液压马达功能部件（1）包括液压马达和调速节流装置（5），所述调速节流装置（5）是节流阀，所述调速节流装置（5）与液压马达并联安装在液压***的回路上。
8.根据权利要求7所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述调速节流装置（5）为可调式节流阀。
9.根据权利要求8所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述液压马达功能部件（1）是液压马达与调速节流装置（5）通过一体化结构并联，或者通过独立分立结构并联。
10.根据权利要求8所述的利用液压***回油压力发电的装置，其特征在于：所述液压马达功能部件（1）和发电功能部件（2）为一体化结构设计，所述利用液压***回油压力发电的装置包括带轴齿轮（1-1）、调速油路（1-2）、带节流孔的后盖（1-3）、浮动侧板（1-4）、齿轮（1-5）、油压外壳（1-6）、电机中间支座（1-7）、发电机定子总成（1-8）、发电机转子（1-9）、集电环及刷架总成（1-10）、充电调节器（1-11）、充电接线柱（1-12）、电流整流器（1-13）和主轴（1-14）；所述利用液压***回油压力发电的装置包含液压马达驱动及节流调速部分和发电机及电控部分；所述液压马达功能部件（1）包括带轴齿轮（1-1）、调速油路（1-2）、带节流孔的后盖（1-3）、浮动侧板（1-4）、齿轮（1-5）和油压外壳（1-6），所述带轴齿轮（1-1）传动连接齿轮（1-5），齿轮（1-5）与主轴（1-14）后段部分同轴固定连接，带轴齿轮（1-1）和齿轮（1-5）的径向外侧和前侧为油压外壳（1-6），带轴齿轮（1-1）和齿轮（1-5）的后侧为浮动侧板（1-4），浮动侧板（1-4）的后侧为带节流孔的后盖（1-3），所述带节流孔的后盖（1-3）内设置有调速油路（1-2），所述带节流孔的后盖（1-3）还设置有用于控制调速油路（1-2）开度的调节阀芯（1-2-1），油压外壳（1-6）前侧壳面和浮动侧板（1-4）设置有用于安装带轴齿轮（1-1）在轴承孔，所述油压外壳（1-6）与浮动侧板（1-4）密封配合，所述油压外壳（1-6）在径向外侧壳面开设有进油口（1-6-1）和出油口（1-6-2），所述油压外壳（1-6）与浮动侧板（1-4）封闭形成齿轮驱动油路（1-1-1），齿轮驱动油路（1-1-1）驱动带轴齿轮（1-1）转动，所述进油口（1-6-1）和出油口（1-6-2）还分别联通调速油路（1-2）的两端，使调速油路（1-2）与齿轮驱动油路（1-1-1）形成并联；所述发电功能部件（2）包括电机中间支座（1-7）、发电机定子总成（1-8）、发电机转子（1-9）、集电环及刷架总成（1-10）、充电调节器（1-11）、充电接线柱（1-12）、电流整流器（1-13）和主轴（1-14），所述主轴（1-14）的前段部分同轴固定连接发电机转子（1-9），所述发电机转子（1-9）在径向外侧为发电机定子总成（1-8），所述发电机转子（1-9）与所述发电机定子总成（1-8）间隙配合，发电机定子总成（1-8）的前后两端分别固定在发电机前壳（1-7-1）和电机中间支座（1-7），发电机前壳（1-7-1），电机中间支座（1-7）中心设置轴承孔，所述主轴（1-14）通过轴承稳定安装在发电机前壳（1-7-1）和电机中间支座（1-7）的轴承孔，所述集电环及刷架总成（1-10）的集电环同轴固定在主轴（1-14）前端，所述集电环及刷架总成（1-10）的刷架总成固定在发电机前壳（1-7-1），所述充电调节器（1-11）和充电接线柱（1-12）固定在发电机前壳（1-7-1）外侧面，所述电流整流器（1-13）固定在发电机前壳（1-7-1）内侧面，所述发电机转子（1-9）通过集电环及刷架总成（1-10）电线连接电流整流器（1-13），所述电流整流器（1-13）电线连接充电调节器（1-11），充电调节器（1-11）电线连接充电接线柱（1-12），所述充电接线柱（1-12）用于对蓄电池进行充电。
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