CN201661556U - 混凝土泵车的势能回收液压*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混凝土泵车的势能回收液压***，包括用于驱动混凝土泵车的臂架的液压执行装置以及向液压执行装置供油的液压压力油源，势能回收液压***还包括：连接在液压压力油源与液压执行装置之间的第一换向阀；与第一换向阀相连的第二换向阀；液压蓄能装置，通过第二换向阀来选择性地进行能量回收与释放，其中，在能量回收状态中，液压蓄能装置通过依次经由第一换向阀、第二换向阀从液压执行装置回油而进行能量回收；在能量释放状态中，液压蓄能装置通过依次经第二换向阀、第一换向阀向液压执行装置供油而进行能量释放。

Description

混凝土泵车的势能回收液压*** 

技术领域

本实用新型涉及液压领域，具体涉及用于混凝土泵车的势能回收液压装置。 

背景技术

目前混凝土泵车液压***能量利用率低，而近年来，随着世界范围内工业技术的发展，能源短缺和环境污染问题日益严重，混凝土泵车节能技术的研究显得日趋迫切。用于混凝土泵车臂架举升装置多采用发动机-液压泵-液压阀-液压缸的驱动方式，其缺点是效率低，能耗大。混凝土泵车臂架油缸通过控制阀的开度来调节油缸回缩的速度，通过关闭控制阀实现回缩运动的中止。重物下降过程中，臂架重力势能转化为液压***的节流损失，转化为热能散失掉了，不仅造成能源的浪费，还会引起液压***发热、噪声和振动，甚至是引发***故障和降低***寿命等危害，重物势能即没有实现回收，更无法提及再利用。图1示出了现有技术中的无法进行能量回收的混凝土泵车的液压***，其中包括有液压泵1、控制阀2、液压缸3和溢流阀4。泵车臂架液压油缸的动作特点在于既要举升实现臂架上升，且要回缩实现臂架下降，由于臂架的重量较重，尤其是在泵送混凝土过程中，臂架储存了较多的重物势能，如果这部分能量能够得到较好利用，则可显著提高液压***效率。因此，在液压元件及***效率短期难以取得突破性进展前，能量回收技术就成为混凝土泵车液压***节能的一个重点研究方向。 

现有技术中，重物势能回收方法在混合动力液压挖掘机或其他具有阀控缸***的混合动力***中已得到应用，这些方法大多在液压缸回油路上串接液压马达和发电机，通过液压马达驱动发电机把势能回收成电能，进而储存在蓄电池中，但这种能量回收方式经过了液压泵-发电机两级能量变换，能量回收的效率非常低。而对于混凝土泵车，其发动机功率较大，上述的混合动力技术无法应用，除车载蓄电池外难以安装大容量蓄电池用来专门回收臂架势能，虽然有采用液压装置来实现势能回收的方法，但是这些液压势能回收***都需电控单元和传感单元，结构复杂，大大降低了***的可靠度。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于混凝土泵车的势能回收液压***，该***以简单有效地方式实现能量回收，显著简化了势能回收***的结构复杂性。 

针对上述目的，根据本实用新型的第一方面提供了一种混凝土泵车的势能回收液压***，包括用于驱动混凝土泵车的臂架的液压执行装置以及向液压执行装置供油的液压压力油源，势能回收液压***还包括：连接在液压压力油源与液压执行装置之间的第一换向阀；与第一换向阀相连的第二换向阀；液压蓄能装置，通过第二换向阀来选择性地进行能量回收与释放，其中，在能量回收状态中，液压蓄能装置通过依次经由第一换向阀、第二换向阀从液压执行装置回油而进行能量回收；在能量释放状态中，液压蓄能装置通过依次经第二换向阀、第一换向阀向液压执行装置供油而进行能量释放。 

优选地，根据本实用新型第一方面的混凝土泵车的势能回收液压***，其中，在能量回收状态中，臂架向下运动，第一换向阀和第二换向阀均处于各自的第一阀位，液压压力油源经由第一换向阀与液压执行装置的第一腔室连通，液压执行装置的第二腔室经由第二换向阀与液压蓄能装置连通；在能量释放状态中，臂架向上运动，第一换向阀和第二换向阀均处于各自的第二阀位，液压压力油源经由第一换向阀与液压执行装置的第二腔室连通，液压蓄能装置经由第二换向阀、第一换向阀与液压执行装置的第二腔室连通。

优选地，根据本实用新型第一方面的混凝土泵车的势能回收液压***，其中，液压压力油源的出油端口与第二换向阀之间设置有单向阀，出油端口与单向阀的出口相连。 

优选地，根据本实用新型第一方面的混凝土泵车的势能回收液压***，其中，第二换向阀上连接有回油箱，在能量释放状态中，回油箱通过第二换向阀、第一换向阀与液压执行装置的第一腔室连通。 

优选地，根据本实用新型第一方面的混凝土泵车的势能回收液压***，其中，液压压力油源的出油端口连接有溢流阀。 

优选地，根据本实用新型第一方面的混凝土泵车的势能回收液压***，其中，第一换向阀和第二换向阀为三位四通换向阀，其均具有各自的进油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，其中，第一换向阀的进油口与液压压力油源的出油端口相连，第一换向阀的回油口与第二换向阀的进油口相连，第一换向阀的第一工作油口与液压执行装置的第一腔室相连，第一换向阀的第二工作油口与液压执行装置的第二腔室相连；第二换向阀的回油口与单向阀的进口连接，并经由单向阀与液压压力油源的出油端口相连，第二换向阀的第一工作油口与液压蓄能装置相连，第二换向阀的第二工作油口连接有储油箱。 

根据本实用新型的第二方面提供了一种混凝土泵车，其中装备有根据本实用新型的一方面的势能回收液压***。 

本实用新型具有以下技术效果： 

根据本实用新型的势能回收液压***中采用两个换向阀以及相连的蓄能装置来实现操作过程中的能量回收与释放，在液压油缸回缩、臂架下降过程中，操纵第一换向阀和第二换向阀，使液压***工作于能量回收状态，把臂架势能转换为压力能存储在蓄能器中；进而在液压油缸举升、臂架上升过程中，通过第一换向阀和第二换向阀来释放蓄能器中储存的压力，从而辅助液压泵利用回收能量来帮助提升臂架，提高液压***能量利用效率。本实用新型通过在液压驱动***中加入两个手动换向阀即可实现液压缸势能回收和再利用，以简单的设计实现了有效的势能回收再利用。 

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本实用新型提供进一步的说明。 

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本实用新型。这些附图图解了本实用新型的一些实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。附图中： 

图1示出了现有技术中不具有能量回收功能的混凝土泵车液压***的原理图； 

图2示出了根据本实用新型的混凝土泵车势能回收液压***的原理图。 

具体实施方式

下面将参照附图对本实用新型的具体事实方式进行说明。 

图2示出了根据本实用新型一个示例性实施例的用于混凝土泵车的势能回收液压***100，其包括用于驱动混凝土泵车的臂架的液压缸(液压执行装置)12以及向液压缸12供油的液压泵(液压压力油源)10，液压缸12中设置的活塞杆12c与混凝土泵车的臂架(未示出)连接，以便在液压缸12的驱动下带动臂架上下运动。特别地，本势能回收液压***100还包括：第一换向阀14，其连接在液压泵10与液压缸12之间；第二换向阀16，与第一换向阀14相连；蓄油器(液压蓄能装置)18，其通过第二换向阀16来选择性地进行能量回收与释放，具体地，在能量回收状态中，蓄油器18通过依次经由第一换向阀14、第二换向阀16从液压执行装置12回油而进行能量回收；在能量释放状态中，液压蓄能装置18通过依次经第二换向阀16、第一换向阀14向液压执行装置12供油而进行能量释放。 

在现有技术的液压***的基础上增加了第二换向阀16和蓄油器18，通过上述方式将它们连接至液压***中，从而构成了本实用新型的势能回收液压***100。通过适当地调节第一换向阀14和第二换向阀16，则可以实现在混凝土泵车的工作过程中进行能量的存储和释放，即，在臂架下降过程中将从液压缸12中排出的油输送至蓄油器18中以压力能的形式存储起来，从而实现势能存储；在臂架上升的过程中，则将蓄油器18中存储的油输送回液压缸12，由此就可以使用之前存储的压力能形式的能量辅助液压泵10来提升臂架。上述第一换向阀14和第二换向阀16的各个端口的具体连接方式将在下文中以示例性的方式详细描述，应说明的是，下文描述的实例并不用于限制本实用新型，它只是本实用新型的势能回收液压***的可选连接方式中的一种，本领域的技术人员可以在确保 本势能回收液压***的上述基本构成的基础上，选取任何适当的端口连接方式。 

继续参照图1，根据本实用新型的混凝土泵车的势能回收液压***100包括能量回收状态与能量释放状态，具体地，在能量回收状态中，臂架向下运动，第一换向阀14和第二换向阀16均处于各自的第一阀位(在本实施例中设定为图2中所示的左位)，液压泵10经由第一换向阀14与液压缸12的无杆腔(第一腔室腔)12a连通，液压缸12的有杆腔(第二腔室)12b经由第二换向阀16与蓄油器18连通；在能量释放状态中，臂架向上运动，第一换向阀14和第二换向阀16均处于各自的第二阀位(在本实施例中设定为图2中所示的右位)，液压泵10经由第一换向阀14与液压缸12的有杆腔12b连通，蓄油器18则经由第二换向阀16、第一换向阀14与液压缸12的有杆腔12b连通，这样在液压泵10向液压缸12中供油的同时，在臂架向下运动的过程中存储在蓄油器18中液压油也供应至液压缸12中，从而实现了能量的回收再利用。 

进一步，液压泵10的出油端口10a与第二换向阀16之间设置有单向阀11，其中出油端口10a与单向阀11的出口相连。设置该单向阀11使液压泵10和第二换向阀16的连接通路单向开启，这种设置的目的在于获得最有的液压油利用率。如图2所示，在能量回收状态中(第一换向阀14、第二换向阀16均处于左位)，单向阀11将阻止来自液压泵10的液压油流向第二单向阀16；在能量释放状态中(第一换向阀14、第二换向阀16均处于右位)，单向阀11开启，蓄油器18经由第一换向阀14、单向阀11、以及第二换向阀16与液压缸12的有杆腔12a连通，则蓄油器18内的液压油通过上述路径流入液压缸12的有杆腔12a。 

此外，第二换向阀16上还连接有回油箱13，在能量释放状态中，回油箱13通过第二换向阀16、第一换向阀14与液压缸12的 无杆腔12a连通，回油箱13的作用是及时向液压泵10中补充液压油。应说明的是，如果不设置上述单向阀11，本势能回收液压***100同样能实现势能回收，只是液压泵10中的液压油将经由第二换向阀16流入储油箱13中，这会损失液压泵10的一部分驱动效率。 

与现有技术中类似，本实用新型的混凝土泵车的势能回收液压***100的液压泵10的出油端口10a也连接有溢流阀15。 

下面，结合附图详细地说明本实用新型的势能回收液压***的一种示例性实施方式，其中详细地示出了***中各个部件的端口的连接方式。具体地，在本实施例中，上述第一换向阀14和第二换向阀16均为三位四通换向阀，其均具有各自的进油口P、回油口T、第一工作油口A和第二工作油口B，其中，第一换向阀12的进油口P与液压泵10的出油端口10a相连，第一换向阀14的回油口T与第二换向阀16的进油口P相连，第一换向阀14的第一工作油口A与液压缸12的无杆腔12a相连，第一换向阀14的第二工作油口B与液压缸12的有杆腔12b相连；第二换向阀16的回油口T经由单向阀11的进口连接，并经由单向阀11与液压泵10的出油端口10a相连，第二换向阀16的第一工作油口A与蓄油器18相连，第二换向阀16的第二工作油口B连接有储油箱13。 

参照图3来说明液压油在上述势能回收***100中的流动路径。当下降臂架时，两个换向阀14、16均处于左位，则第一换向阀14和第二换向阀16各自的第一工作油口A和进油口P相通，各自的第二工作油口B和回油口T相通，此时，液压缸12的有杆腔12b中的液压油在自身重力的作用下，经由第一换向阀14的B-T通路、第二换向阀16的P-A通路流入蓄油器18内，液压缸12的活塞杆12c的重力势能转化为蓄油器18内的液压油的压力能存储起来，从而实现了势能的回收。当提升臂架时，两个换向阀14、16均处于右位，则第一换向阀14和第二换向阀16各自的第一工作油 口A和回油口T相通，各自的第二工作油口B和进油口P相通，此时，液压泵10中的液压油经由第一换向阀14的P-B通路流入液压缸12的有杆腔12b中，以推动活塞杆12c向上运动；并且与此同时，蓄油器18中存储的液压油经由第二换向阀16的A-T通路、单向阀11、进而也经由第一换向阀14的P-B通路流入液压缸12的有杆腔12b中，其辅助液压泵10一起推动活塞杆12c向上运动，此时，原来以压力能形式存储在蓄油器18内的势能就被重新用来推动活塞杆12c，从而有效地利用了被回收的势能。 

通过上述方式可以看出，本势能回收液压***100以简单的方式实现了活塞杆12c的势能的回收和再利用，活塞杆12c的势能可以全部转化为压力能存储在蓄油器18内，进而在提升操作时再次完全利用，其不仅有效地节约了***所需的驱动能量，而且能量的吸收转化率高。 

应说明的是，包括根据本实用新型的势能回收液压***的混凝土泵车也在本实用新型的保护范围内。 

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种混凝土泵车的势能回收液压***(100)，包括用于驱动混凝土泵车的臂架的液压执行装置(12)以及向所述液压执行装置(12)供油的液压压力油源(10)，其特征在于，所述势能回收液压***(100)还包括：

第一换向阀(14)，连接在所述液压压力油源(10)与所述液压执行装置(12)之间；

第二换向阀(16)，与所述第一换向阀(14)相连；

液压蓄能装置(18)，通过所述第二换向阀(16)来选择性地进行能量回收与释放，其中，

在能量回收状态中，所述液压蓄能装置(18)通过依次经由所述第一换向阀(14)、第二换向阀(16)从所述液压执行装置(12)回油而进行能量回收；

在能量释放状态中，所述液压蓄能装置(18)通过依次经第二换向阀(16)、第一换向阀(14)向液压执行装置(12)供油而进行能量释放。

2.根据权利要求1所述的混凝土泵车的势能回收液压***，其特征在于，其中，

在能量回收状态中，所述臂架向下运动，所述第一换向阀(14)和所述第二换向阀(16)均处于各自的第一阀位，所述液压压力油源(10)经由所述第一换向阀(14)与所述液压执行装置(12)的第一腔室(12a)连通，所述液压执行装置(12)的第二腔室(12b)经由所述第二换向阀(16)与所述液压蓄能装置(18)连通； 

在能量释放状态中，所述臂架向上运动，所述第一换向阀(14)和所述第二换向阀(16)均处于各自的第二阀位，所述液压压力油源(10)经由所述第一换向阀(14)与所述液压执行装置(12)的第二腔室(12b)连通，所述液压蓄能装置(18)经由所述第二换向阀(16)、第一换向阀(14)与所述液压执行装置(12)的第二腔室(12b)连通。

3.根据权利要求2所述的混凝土泵车的势能回收液压***，其特征在于，所述液压压力油源(10)的出油端口(10a)与所述第二换向阀(16)之间设置有单向阀(11)，所述出油端口(10a)与所述单向阀(11)的出口相连。

4.根据权利要求2所述的混凝土泵车的势能回收液压***，其特征在于，所述第二换向阀(16)上连接有回油箱(13)，在所述能量释放状态中，所述回油箱(13)通过所述第二换向阀(16)、所述第一换向阀(14)与所述液压执行装置(12)的第一腔室(12a)连通。

5.根据权利要求2所述的混凝土泵车的势能回收液压***，其特征在于，所述液压压力油源(10)的出油端口(10a)连接有溢流阀(15)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的混凝土泵车的势能回收液压***，其特征在于，所述第一换向阀(14)和所述第二换向阀(16)为三位四通换向阀，其均具有各自的进油口(P)、回油口(T)、第一工作油口(A)和第二工作油口(B)，其中，

所述第一换向阀(14)的进油口(P)与所述液压压力油源(10)的出油端口(10a)相连，所述第一换向阀(14)的回油口(T)与所述第二换向阀(16)的进油口(P)相连，所述第一换向阀(14)的第一工作油口(A)与所述液压执行 装置(12)的第一腔室(12a)相连，所述第一换向阀(14)的第二工作油口(B)与所述液压执行装置(12)的第二腔室(12b)相连；

所述第二换向阀(16)的回油口(T)与单向阀(11)的进口连接，并经由所述单向阀(11)与所述液压压力油源的出油端口(10a)相连，所述第二换向阀(16)的第一工作油口(A)与所述液压蓄能装置(18)相连，所述第二换向阀(16)的第二工作油口(B)连接有储油箱(13)。

7.一种混凝土泵车，其特征在于，包括上述权利要求中任一项所述的势能回收液压***。 

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