CZ105892A3 - Apparatus for recuperating energy of position of a building or earth-moving machine working device - Google Patents

Abstract

Mezi rám /1/ a pracovní zařízení /2/ je vestavěn nejméně jeden dvoučinný přímočarý akumulační hydromotor /3/, jehož pístový prostor /32/je napojen na hydropneumatický akumulátor /4/ přes propojovací hydraulické zařízení /6/, přičemž pístnicový prostor /31/je napojen na pístnicový prostor /51/ přímočarého hydromotoru /5/. Propojovací hydraulické zařízení /6/je tvořeno sedlovým ventilem /61/ a řídícím hydraulickým rozvaděčem /62/, ovládaným hydraulickým nebo elekrickým signálem z tlakového relé .« /63/, přičemž řídící hydraulický rozvaděč /62/ nebo tlakové , relé /63/je napojeno na výstupní tlakovou větev /11/ ovladače spouštění pracovního zařízení /2/. Výkon hnacího mo■i toru stroje je snížen. Pístový prostor /52/ přímočarého hydromotoru /5/ je hydraulicky propojen s pístovým prostorem /32/ dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru /3/ přes sedlový ventil /8/, jehož zadní prosta- or /81/je hydraulicky propojen s pístovým prostorem /32/ dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru /3/.Between the frame (1) and the working device (2) is installed at least one double-acting rectilinear accumulation hydraulic motor (3), whose piston space (32) is connected to the hydropneumatic accumulator (4) via a hydraulic connection device (6), where the piston space (31) / is connected to the piston rod space (51) of the linear hydraulic motor (5). The connecting hydraulic device (6) consists of a seat valve (61) and a control hydraulic distributor (62) controlled by a hydraulic or electric signal from a pressure relay (63), wherein the control hydraulic distributor (62) or the pressure relay (63) is connected to the output pressure branch (11) of the actuator of the operating device (2). The power output of the machine is reduced. The piston space (52) of the linear hydraulic motor (5) is hydraulically coupled to the piston chamber (32) of the double acting rectilinear storage hydraulic motor (3) via the seat valve (8) whose rear seat (81) is hydraulically connected to the piston space (32) double-acting rectilinear storage hydraulic motor (3).

Description

Zařízení pro rekuperaci polohové έ rreřg i s pTácovn±ho—z:srřř*eí^ stavebního nebo zemního stroje, J ~ ’ - ¹ oblast techniky • ,,*> w i < o '; , ’ CS · Xjk .Apparatus for recovering the position έ rreřg it is pTácovn ±-z ^ SRRR * EI construction or excavating machine, ~ J '- ¹ FIELD ,, • *> wi <o'; , 'CS · Xjk.

<- *> !<- *>!

-c m i ps: '-c m i ps: '

I -< t •XVynález se týká zařízení pro ^Vf^cbrpeo?arc^ř-^<>l-o4wv4--energi« pracovního zařízení stavebního nebo zemního stroje, na příklad hydraulického lopatového rýpadla^a řeší snížení spotřeby energie, zejména snížení spotřeby motorové nafty.I - <t • XVynález relates to a ^V f ^ cbrpeo? Arc ^ r - ^ <> L-o4wv4 - Energy "work equipment of the construction or excavating machine, for example, a hydraulic shovel excavator ^ and solves reducing energy consumption, especially reductions consumption of diesel fuel.

Dosavadní stav technik?/·Background Art? / ·

U známých zařízení pro rekuperaci polohové energie pracovního zařízení hydraulického rýpadla se hydrostatická energie akumuluje přes systém výkonových hydraulických rozvaděčů, do hydropneumatického akumulátoru,při spouštění pracovního zařízení a při jeho zvedání se opět využívá.In the known position energy recovery devices of the hydraulic excavator working equipment, the hydrostatic energy is accumulated via the power distributor system, into the hydropneumatic accumulator, when the working equipment is started and lifted again.

Nevýhodou těchto zařízení je složitost a nízká spolehlivost, projevující se i v nízké rentabilitě zařízení a v nízké spolehlivosti celého stroje.The disadvantage of these devices is their complexity and low reliability, which is reflected in the low profitability of the device and low reliability of the whole machine.

U dalšího známého zařízení pro rekuperaci polohová energie je pracovní zařízení opatřeno přídavným přímočarým jednočinným hydromotorem, upevněným mechanicky mezi rám stroje a pracovní zařízení, který je propojen s hydropneumatickým akumulátorem přes rozvaděč na nádrž, nebo na hydrogenerátor.In another known position energy recovery device, the working device is provided with an additional linear single-acting hydraulic motor, mounted mechanically between the machine frame and the working device, which is connected to a hydropneumatic accumulator via a tank or hydrogen generator switchboard.

Nevýhodou tohoto zařízení je, že dochází ke snížení akční síly pracovního zařízení při pohybu směrem dolů, což neumožňuje jeho použití u rýpadel s hloubkovým lopatovým zařízením.The disadvantage of this device is that the working force of the working device decreases when moving downwards, which does not allow its use in excavators with a deep shovel device.

U dalšího známého zařízení pro rekuperaci polohová energie pracovní zařízení opatřeno přímočarým akumulačním motorem, hož pístový prostor je naplněn tlakovým plynem a propojen se zásobníkem tlakového plynu.In another known position energy recovery device, the working device is provided with a rectangular storage motor, so that the piston chamber is filled with pressurized gas and connected to the pressurized gas reservoir.

Nevýhodou tohoto zařízení je, že tlakový plyn nelze dokonale utěsnit a po poměrně krátké době dojde lc úniku plynu a ztrátě funkce zařízení.The disadvantage of this device is that the pressurized gas cannot be completely sealed and after a relatively short period of time the gas leaks and the function of the device is lost.

U dalšího známého zařízení pro rekuperaci polohové energie je pracovní zařízení opatřeno dvoučinným přímočarým akumulačním hydromotorem, jehož píszový prostor je napojen na oydropneumatický akumulátor buď přímo, případně přes propojovací, případ3©“In another known position energy recovery device, the working device is provided with a double-acting rectilinear storage hydraulic motor, the writing space of which is connected to an oydropneumatic accumulator either directly or via a connecting, case3 © "

-2ne přes rozváděči a nebo případně propojovací a rozváděči zařízení, přičemž doplňování tlakové kapaliny do zařízení je provedeno větším dílem z odpadní větve hydraulického systému rýpadla 3 menším dílem z pístového prostoru přímočarého hydromotoru pro zvedání pracovního zařízení.-2ne through the distributor and / or the connecting and distributing device, whereby the pressurized liquid is supplied to the device by a larger part of the waste branch of the hydraulic system of the excavator 3 with a smaller part from the piston space of the linear hydraulic motor.

Nevýhodou tohoto zařízení je, še pro zabezpečení dostatečné aktovní zdvihové síly pracovního zařízení vyžaduje velký objem hydropneumatického akumulátoru.The disadvantage of this device is that it requires a large volume of hydropneumatic accumulator to ensure sufficient working force of the working device.

Podstata vvnálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nevýhody do /Značné míry odstraňuje zařízení pro rekuperací polohové energie pracovního zařízení stavebního nebo zemního stroje, kde je pracovní zařízení opatřeno nejméně jedním přímočarým hydromotorem pro zvedání a spouštění pracovního zařízení, napojeným na hydraulickou soustavu stroje a kde mezi rám a pracovní zařízení je vestavěn nejméně jeden dvoučinný přímočarý akumulační hydromotor, jehož pístnicový prostor je propojen s pístnicovým prostorem přímočarého hydromotoru a jehož pístový prostor je napojen na hydropneumatický akumulátor, přes propojovací hydraulické zářízení,tvořené na příklad sedlovým ventilem s řídícím hydraulickým rozvaděčem, na příklad elektricky propojeným s tlakovým relé,The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the position energy recovery device of the work equipment of a construction or earthmoving machine, wherein the work equipment is provided with at least one linear hydraulic motor for lifting and lowering the working equipment connected to the hydraulic system of the machine. at least one double-acting linear storage hydraulic motor, the piston space of which is connected to the piston space of the linear hydraulic motor and whose piston space is connected to a hydropneumatic accumulator, via a hydraulic coupling device, e.g.

Podstatou vynálezu je, že pístový prostor přímočarého hydromotoru je hydraulicky propojen s pístovým prostorem dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru přes sedlový ventil, jehož zadní prostor je hydraulicky propojen s pístovým prostorem dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru.The essence of the invention is that the piston space of the linear hydraulic motor is hydraulically connected to the piston space of the double-acting linear storage motor via a seat valve, the rear space of which is hydraulically connected to the piston space of the double-acting linear storage motor.

Výhodou zařízení pro rekuperací polohové energie pracovního zařízení stavebního, nebo zemního stroje podle vynálezu je, že i při malém objemu hydropneumatického akumulátoru je dosažena dostatečná zvedací síla pracovního zařízení až do jeho nej vyšší polohy.An advantage of the device for recovering the positional energy of the working equipment of a construction or earth moving machine according to the invention is that even with a small volume of hydropneumatic accumulator sufficient lifting force of the working equipment is achieved up to its highest position.

Další výhodou je, že uvádění rýpadla do provozu nevyžaduje žádné odchylky od standartního provedení stroje.Another advantage is that commissioning the excavator does not require any deviations from the standard machine design.

Přehled obrázků na výkresech iía výkrese je vynález schemsTicky znázorněn v příkladnémBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is schematically illustrated in an exemplary embodiment

-3provedení s jedním dvoučinným přímočarým akumulačním hyóromotorem a s jedním přímočarým hydromotorem pro zvedání - spouštění pracovního zařízení a s pro pojovacím hydraulickým zařízením tvořeným sedlovým ventilem s.řídícím hydraulickým rozváděčem elektricky propojeným o tlakovým relé.-3Design with one double-acting linear accumulator hydraulic motor and with one linear hydraulic motor for lifting - lowering of working equipment and for connecting hydraulic device consisting of seat valve with control hydraulic switchboard electrically connected by pressure relay.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Součástí zařízení podle vynálezu je dvoučinný přímočarý akumulační hydromo tor .3, který je mechanicky kloubově vestavěn mezi rám 1 u výložník pracovního zařízení 2, které je opatřeno nejméně jedním přímočarým hydromotorem 5 napojeným na hydraulickou soustavu 1C stroje. Pístnicový prostor 31 dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru 3 je hydraulicky propojen s pístnicovým prostorem pl přímočarého hydromotoru 5. P^ro zvedání a spouš tění pracovního zařízení 2. Pístový prostor 32 dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru _3 je hydraulicky napojen na hydropneumatický akumulátor 4 přes prooojovací hydraulická zařízení 2, ³ výhodou vytvořené známým způsobem pomocí sedlového ventilu 61 a řídícího hydraulického rozvaděče 62 s výhodou elektricky propojeného s tlakovým relé 63,. Tlakové relé 63., nebo pří mo řídící hydraulický rozvaděč 52 je hydraulicky napojen na výstupní tlakovou větev 11 ovladače spouštění pracovního zařízení 2 Fístový prostor 32 dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru 3 je hydraulicky napojen na nádrž 9 kapaliny přes pojistný ventil 7. Pístový prostor p2 přímočarého hydromotoru 5 je hydraulicky propojen s pístovým prostorem 32 dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru 3 přes sedlový ventil 8, a jednoZadní prostor SI sedlového ventilu 3 je hyds pístovým prostorem 32 dvoučinného přímočahydromotoru 3. Poměr činných ploch zadního orostoru 81 « předního prostoru sedlového ventilu b je px'icliznč roven 2:1.Part of the device according to the invention is a double-acting linear storage hydraulic motor 3, which is mechanically articulated between the frame 1 at the boom of the working device 2, which is provided with at least one linear hydraulic motor 5 connected to the hydraulic system 1C of the machine. Piston rod 31 area double-acting linear hydraulic motor 3 accumulator is hydraulically connected to the space pístnicovým PL linear hydraulic motor fifth P ^ro and trigger the lifting device 2. CLEANING working piston space 32 of double-acting linear hydraulic motor accumulator 3 is hydraulically connected to a hydropneumatic accumulator 4 via prooojovací hydraulic device 2, ³ advantageously formed in a known manner by means of a seat valve 61 and a control hydraulic distributor 62, preferably electrically connected to a pressure relay 63. The pressure relay 63, or directly controlling the hydraulic distributor 52, is hydraulically connected to the output pressure branch 11 of the actuator actuator 2. The piston chamber 32 of the double-acting linear storage hydraulic motor 3 is hydraulically connected to the liquid reservoir 9 via a safety valve. 5 is hydraulically coupled to the piston chamber 32 of the double-acting rectangular storage hydraulic motor 3 via the seat valve 8, and the rear seat S1 of the seat valve 3 is with the piston chamber 32 of the double-acting rectilinear motor 3. 2: 1.

Hnací motor stroje je s výhodou menší velikosti a menšího výkonebo je výkon hnacího motoru stroje snížen změnou nastavení směrný ventil 12. raulicky propojen rého akumulačního nu vy žky akcelerační páky.Preferably, the machine drive motor is of a smaller size and less power, or the power of the machine drive motor is reduced by changing the setting of the directional control valve 12 at a ratchet connection of the acceleration lever height.

zařízení 2 se přestaví prooojovací hydraulické zařízení 6 do uzavřené polohy. -Statická únosnostpracovního zařízení 2 ve smyslu spouštění je určena maximálním staPri kl:device 2 moves the hydraulic coupling device 6 to the closed position. -The static load-bearing capacity of the working device 2 in the sense of lowering is determined by the maximum

or_eo vmnoor_eo vmno

-4tickým tlakem nastaveným na pojistném ventilu hydraulické soustavy 10 stroje a dále pojistným tlakem nastaveným na pojistném ventilu 7. Tlak pojistného ventilu 7 je výhodné nastavit shodně sa statickým tiskem pojistného ventilu hydraulické soustavy 10 stroje.It is advantageous to set the pressure of the safety valve 7 in accordance with the static printing of the safety valve of the hydraulic system 10 of the machine.

Při spouštění pracovního zařízení _2 se přivádí tlaková kapalina z hydraulické soustavy 10 stroje do písbnicováho prostoru 31 přímočarého hydromotoru 5 ^a pístnicového prostoru 31 dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru 3· Tlaková kapalina je vytlačována z pístového prostoru 32 přes hydraulickou soustavu 10 stroje do nádrže £ kapaliny a náplň kapaliny pístového prostoru 32 dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru 3 je vytlačována do hydropneumatického akumulátoru 4 přes sedlový ventil 61 propojovacího hydraulického zařízení 6. Tlakem v hydropneumatickém akumulátoru 4, který působí v pístovém prostoru 32 dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru 3 je brzděno spouštění pracovního zařízení 2 bez maření energie, něhot energie se akumuluje v hydropneumatickém akumulátoru 4.Upon lowering of the working device 2, the pressurized fluid from the machine hydraulic system 10 is fed into the sand chamber 31 of the linear hydraulic motor 5 ^{and the} piston chamber 31 of the double-acting linear accumulator hydraulic motor 3. the piston chamber 32 of the double-acting linear storage hydraulic motor 3 is discharged into the hydropneumatic accumulator 4 via the seat valve 61 of the hydraulic coupler 6. The pressure in the hydropneumatic accumulator 4 acting in the piston chamber 32 of the double-acting linear storage hydraulic motor 3 , some energy is stored in a hydropneumatic accumulator 4.

Při zvedání pracovního zařízení 2 se přivádí tlaková kapalina do pístového prostoru 32 přímočarého hydromotoru 5, čímž se pracovní zařízení 2 zvedá a je současně nadlehčováno tlakem plynu a kapaliny z hydropneumatického akumulátoru 4 působícím na píst dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru 3 přes samočinně otevřený sedlový ventil 61 propojovacího hydraulického zařízení 6, čímž se využívá dříve akumulovaná energie z hydropneumatického akumulátoru 4.When the working device 2 is lifted, pressurized fluid is supplied to the piston chamber 32 of the linear hydraulic motor 5, thereby raising the working device 2 while simultaneously relieving the pressure of gas and liquid from the hydropneumatic accumulator 4 acting on the piston of the hydraulic device 6, utilizing the previously stored energy from the hydropneumatic accumulator 4.

V okamžiku_zkdy tlak v hydropneumatickém akumulátoru 4_ poklesne pod nadstavenou hodnotu danou poměrem ploch sedlového ventilu S_}zavře se automaticky sedlový ventil 61 propojovacího hydraulického zařízení ó a automaticky se otevře sedlový ventil 8, kterým se přivádí tlaková kapalina z hydraulické soustavy 1Q stroje, vedle pístového prostoru 32 přímočarého hydromotoru 5 i do pístového prostoru 32 dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru 3, což umožňuje dosáhnout plné zvedací síly na. pracovním zařízení 2 až do jeho nejvyšší polohy bez ohledu na tlak v hydropneumatickém akumulátoru 4.At the time _of the pressure in hydropneumatic storage 4 falls below AET value of the area ratio of the seat valve _S} closes automatically poppet valve 61 connecting the hydraulic apparatus O, and automatically opens the poppet valve 8, which supplies pressure fluid from the hydraulic system 1Q machines, besides the piston chamber 32 of the linear hydraulic motor 5 as well as the piston chamber 32 of the double-acting linear storage hydraulic motor 3, which makes it possible to achieve the full lifting force on. working device 2 up to its highest position regardless of the pressure in the hydropneumatic accumulator 4.

Při následujícím spouštění pracovního zařízení 2 se sedlový ventil 8 automaticky uzavře. V závěrečné fázi spouštění se po dosažení oojistného tlaku na oojistném ventilu 7 zmaří částThe next time the working device 2 is started, the seat valve 8 closes automatically. In the final start-up phase, a part is thwarted after reaching the relieve pressure on the relieve valve 7

-5polohové energie pracovního zařízení _2, která převyšovala akumu lační schopnost hydropneumatického akumulátoru 4, což však nastává jen při málo využívaném velkém zdvihu pracovního zařízení 2 a je vyváženo výhodou minimalizace objemu hydropneumatického akumulátoru 4, který plně vyhovuje akumulaci veškeré hydrostatické energie při běžné velikosti zdvihu pracovního zařízení 2,The positioning energy of the working device 2 exceeded the accumulative capacity of the hydropneumatic accumulator 4, but this occurs only when the working stroke of the working device 2 is not used very often and is counterbalanced by minimizing the volume of the hydropneumatic accumulator. device 2,

Zařízení pro rekuperaci polohové energie pracovního zařízení podle vynálezu lze s výhodou použít u stavebních strojů, přičemž provedení s jedním přímočarým hydromotorem je vhodné pro stroje s menšími nároky na aktivní zvedací sílu pracovního zařízení, jako.mjsou zejména rýpadla s hloubkovým lopatovým zařízením a provedení ..-se dvěma, přímočarými hydromotory je vhodné pro stroje s velkými nároky na aktivní zvedací sílu pracovního zařízení, jako jsou zejména rýpadla s výškovou lopatou a nakladače .The device for recovering the positional energy of the working device according to the invention can be advantageously used in construction machines, the single-linear hydraulic motor design being suitable for machines with lower demands on the active lifting force of the working equipment, such as excavators with deep shovel equipment and construction. -with two, linear hydraulic motors, it is suitable for machines with high demands on active lifting power of working equipment, such as excavators with a high-lift bucket and loaders.

-6? A Τ Ε Ιϊ Τ O V 3 NÁROKY-6? A 3 Ε Ιϊ Τ O V Claims

Claims (1)

? A Τ Ε Ιϊ Τ O V 3 NÁROKY? A 3 Ε Ιϊ Τ O V Claims Zařízení pro rekuperací polohové energie pracovního zařízení stavebního nebo zemního stroje, kde je pracovní zařízení opatřeno Aejméně jedním přímočarým hydromotorem ke zvedání a spouštění pracovního zařízení, napojeným na hydraulickou soustava stroje a kde mezi rám a pracovní zařízení je vestavěn nejméně jeden dvoučinný přímočarý akumulační hydromotor, jehož pístnicový prostor je propojen s pístnicovým prostorem přímočarého hydromotorů a jehož pístový prostor je napojen na hydropneumatický akumulátor přes propojovací hydraulické zařízení tvořené na příklad sedlovým ventilem a řídícím hydraulickým rozvaděčem, na příklad elektricky propojeným s tlakovým relé, vyznačující se tím, že pístový prostor /52/ přímočarého hydromotorů /5/ je hydraulicky propojen s pístovým prostorem /32/ dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotorů /3/ přes sedlový ventil /8/^ jehož zadní prostor /81/ je hydraulicky propojen s pístovým prostor· /32/ dvoučinného přímočarého akumulačního hydromotoru /3/.Position energy recovery device for work equipment of a construction or earthmoving machine, wherein the work equipment is equipped with at least one linear hydraulic motor for lifting and lowering the working equipment connected to the machine hydraulic system and wherein at least one double-acting linear storage hydraulic motor is the piston chamber is connected to the piston chamber of linear hydraulic motors and whose piston chamber is connected to a hydropneumatic accumulator via a hydraulic coupling device formed, for example, by a seat valve and a control hydraulic distributor, for example electrically connected to a pressure relay, of the linear hydraulic motors (5) is hydraulically connected to the piston chamber (32) of the double-acting linear storage hydraulic motors (3) via the seat valve (8) whose rear space (81) is hydraulically connected to the piston chamber · (32) of a double-acting linear accumulator hydraulic motor (3).