本發(fā)明涉及液壓傳動和控制,具體涉及一種可回收能量的電機(jī)泵組。
背景技術(shù):
1、隨著電動化快速發(fā)展的趨勢,電動化工程機(jī)械、物流設(shè)備等需求迅猛,由于電池容量和成本的限制、設(shè)備空間限制,不可能無限制增加電容容量,因此,可能量回收的動力系統(tǒng)會成為未來電動化設(shè)備的重要需求和亮點(diǎn),尤其是對于類似三向堆垛叉車、升降機(jī)等自重回落式機(jī)械,就特別適合采用可回收能量的液壓系統(tǒng)。傳統(tǒng)自重回落式液壓系統(tǒng)在負(fù)載下降或回落時(shí),負(fù)載的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為熱能,導(dǎo)致液壓系統(tǒng)發(fā)熱嚴(yán)重,液壓系統(tǒng)油溫的持續(xù)升高將導(dǎo)致液壓系統(tǒng)無法正常工作,此時(shí)則需要進(jìn)行強(qiáng)制冷卻,這不僅造成能量的多重浪費(fèi),而且由于液壓系統(tǒng)沒有能量回收裝置,導(dǎo)致液壓系統(tǒng)本身的裝機(jī)功率較大,裝機(jī)功率會直接影響系統(tǒng)能耗,其直接后果就是設(shè)備運(yùn)行能耗及成本均較高。
2、可能量回收的液壓系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)將起升油缸帶動下降的貨物的重力勢能轉(zhuǎn)換為配重儲能器帶動上升的配重的重力勢能,并配合電機(jī)逆應(yīng)用——發(fā)電功能,就可以實(shí)現(xiàn)能量利用,其液壓系統(tǒng)的構(gòu)造簡單,能降低油液在流通過程中的損失,提升能量回收率,這種可能量回收的自重回落式液壓系統(tǒng)甚至可以長時(shí)間不充電,電池容量也非常低,因此具有顯著成本優(yōu)勢。目前大多數(shù)可能量回收的液壓系統(tǒng)主要是采用電機(jī)和齒輪泵組合,由于齒輪泵壓力低、效率低、噪音大等缺陷,限制了其更廣泛的應(yīng)用。
3、故需要提出更為合理的技術(shù)方案,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、至少為克服上述內(nèi)容提到的一種缺陷,本發(fā)明提出一種可回收能量的電機(jī)泵組,通過控制泵組處的液壓通道,可使電機(jī)泵組在泵工況或馬達(dá)工況下運(yùn)作,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)帶動泵運(yùn)轉(zhuǎn)或泵帶動電機(jī)發(fā)電,實(shí)現(xiàn)能量的回收。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果,本發(fā)明公開的電機(jī)泵組可采用如下技術(shù)方案:
3、一種可回收能量的電機(jī)泵組,包括電機(jī)和柱塞泵,電機(jī)與柱塞泵通過閥體連接并由閥體傳輸驅(qū)動液,電機(jī)轉(zhuǎn)軸穿過閥體并連接帶動柱塞泵的缸體同步回轉(zhuǎn);所述的閥體上設(shè)置有低壓吸油口且低壓吸油口通過第一低壓配流口向柱塞泵的缸體單向輸送驅(qū)動液,閥體上設(shè)置有高壓油口且柱塞泵通過第一高壓配流口向高壓油口單向輸送驅(qū)動液;閥體上還設(shè)置有低壓回油口并與低壓吸油口連通,連通處通過閥體控制通斷;第一低壓配流口或第二低壓配流口與柱塞泵連通并分別配合柱塞泵進(jìn)入泵工況或馬達(dá)工況。
4、上述公開的電機(jī)泵組,利用電機(jī)與柱塞泵配合,可實(shí)現(xiàn)泵工況工作和馬達(dá)工況工作,泵工況下通過電機(jī)帶動柱塞泵運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動液的泵送;馬達(dá)工況下利用驅(qū)動液的回流作用力可帶動電機(jī)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電,將外部設(shè)備的勢能作用于驅(qū)動液的產(chǎn)生的液壓力轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行儲備,因此實(shí)現(xiàn)了能量的回收利用,可提高能量的利用率。
5、進(jìn)一步的,低壓吸油口處限制驅(qū)動液流動的結(jié)構(gòu)可采用多種方案,其并不被唯一限定,此處進(jìn)行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的低壓吸油口配合設(shè)置有第一單向閥并限制驅(qū)動液單向進(jìn)入低壓吸油口中,當(dāng)在泵工況時(shí)第一單向閥開啟,當(dāng)在馬達(dá)工況時(shí)第一單向閥關(guān)閉。采用如此方案時(shí),所述的第一單向閥可直接可拆卸地配合低壓吸油口設(shè)置,也可與低壓吸油口形成整體結(jié)構(gòu);第一單向閥開啟時(shí)驅(qū)動液可正常通過。
6、進(jìn)一步的,低壓回油口處限制驅(qū)動液流動的結(jié)構(gòu)也可采用多種方案,其并不被唯一限定,此處進(jìn)行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的低壓回油口配合設(shè)置有第二單向閥,第二單向閥用以限制驅(qū)動液從第一低壓配流口流向低壓回油口并排出閥體,當(dāng)在泵工況時(shí)第二單向閥關(guān)閉,當(dāng)在馬達(dá)工況時(shí)第二單向閥開啟。采用如此方案時(shí),所述的第二單向閥開啟的同時(shí)第一單向閥關(guān)閉,因此回流的驅(qū)動液只能從第二單向閥流向低壓回流口。
7、進(jìn)一步的,當(dāng)柱塞泵向外輸送的驅(qū)動液不足時(shí),可通過補(bǔ)液的方式增加輸出的驅(qū)動液,具體可通過多種方案實(shí)現(xiàn),其并不被唯一限定,此處進(jìn)行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的閥體內(nèi)設(shè)置有補(bǔ)油通道,補(bǔ)油通道從低壓吸油口延伸并連通高壓油口,補(bǔ)油通道配合設(shè)置有第三單向閥且通過第三單向閥限制驅(qū)動液從低壓吸油口補(bǔ)充進(jìn)入高壓油口,當(dāng)在需要補(bǔ)油時(shí)第三單向閥開啟,當(dāng)在馬達(dá)工況時(shí)第三單向閥關(guān)閉。采用如此方案時(shí),所述的第三單向閥能夠控制補(bǔ)液通道的通斷,并且使驅(qū)動液只能從低壓吸油口流向高壓油口,從而實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)液。
8、進(jìn)一步的,當(dāng)驅(qū)動液的輸送壓力較大時(shí),造成閥體內(nèi)的高壓狀況,需要進(jìn)行泄壓處理從而維持驅(qū)動液壓力平衡,具體泄壓的結(jié)構(gòu)可采用多種方案,其并不被唯一限定,此處進(jìn)行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的閥體上還設(shè)置有溢流結(jié)構(gòu),所述的溢流結(jié)構(gòu)分別連通高壓油口和低壓回油口,溢流結(jié)構(gòu)通過溢流閥限制驅(qū)動液從高壓油口和低壓回油口向外溢流。采用如此方案時(shí),所述的溢流閥常態(tài)下關(guān)閉,能夠分別實(shí)現(xiàn)高壓油口與低壓回油口的溢流處理。
9、進(jìn)一步的,柱塞泵進(jìn)行吸油和排油時(shí),利用其動作特征可提高吸油的效率,此處進(jìn)行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的閥體上還設(shè)置第二低壓配流口,第二低壓配流口從低壓吸油口延伸連通至柱塞泵并向柱塞泵內(nèi)輸送驅(qū)動液。采用如此方案時(shí),所述的第二低壓配流口可時(shí)柱塞泵內(nèi)充滿驅(qū)動液,一方面可供柱塞吸油并輸送,另一方面可對柱塞泵進(jìn)行冷卻降溫,避免柱塞泵的溫度過高。
10、進(jìn)一步的,柱塞泵的結(jié)構(gòu)可采用多種形式,為了提高柱塞泵對油液的吸收和輸送,此處進(jìn)行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的柱塞泵包括柱塞結(jié)構(gòu),柱塞結(jié)構(gòu)包括缸體和與缸體配合的柱塞,所述的缸體上設(shè)置有第一進(jìn)油口且與第一低壓配流口連通,所述的柱塞上設(shè)置有第二進(jìn)油口且與柱塞泵殼體空腔連通。采用如此方案時(shí),所述的柱塞內(nèi)形成進(jìn)油通道,從第二進(jìn)油口進(jìn)入的驅(qū)動液可穿過進(jìn)油通過進(jìn)入到柱塞腔內(nèi),當(dāng)柱塞泵回轉(zhuǎn)并將柱塞壓入到柱塞腔內(nèi)時(shí),柱塞腔內(nèi)的驅(qū)動液被壓出并進(jìn)入高壓油口內(nèi)。
11、進(jìn)一步的,閥體用以連接電機(jī)和柱塞泵,且結(jié)構(gòu)可被構(gòu)造為多種形式,其并不被唯一限定,此處進(jìn)行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的閥體中部設(shè)置有軸孔,軸孔內(nèi)設(shè)置有與電機(jī)轉(zhuǎn)軸配合的軸承;所述的低壓進(jìn)油口處設(shè)置有潤滑通道并延伸連通至軸孔,驅(qū)動液通過低壓進(jìn)油口進(jìn)入軸孔并用以潤滑軸承。采用如此方案時(shí),所述的軸孔內(nèi)的軸承數(shù)量若干,且包括用以進(jìn)行徑向支撐和軸向抵接的軸承。
12、進(jìn)一步的,柱塞泵內(nèi)的結(jié)構(gòu)可被優(yōu)化以提高泵送驅(qū)動液的效率,此處進(jìn)行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的柱塞泵還包括斜盤結(jié)構(gòu),斜盤上設(shè)置有配合柱塞的滑盤,滑盤上設(shè)置有柱塞球窩且柱塞的端部配合在該柱塞球窩內(nèi),柱塞球窩的底部設(shè)置有過油孔并與第二進(jìn)油口連通配合。采用如此方案時(shí),所述的柱塞的端部為球面結(jié)構(gòu)并與柱塞球窩貼合。
13、進(jìn)一步的,為了更好的實(shí)現(xiàn)柱塞上第二進(jìn)油口的吸油,對滑盤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,此處提出其中一種可行的選擇:所述的滑盤上背離柱塞球窩的端面上設(shè)置有滑盤油室,滑盤油室通過過油孔連通柱塞球窩,且過油孔的面積與滑盤油室的面積比為0.4~0.9。采用如此方案時(shí),所述的滑盤油室沿圓周均勻間隔分布。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明公開技術(shù)方案的部分有益效果包括:
15、本發(fā)明中的電機(jī)與柱塞泵配合,運(yùn)轉(zhuǎn)更為順暢,可利用柱塞泵輸送驅(qū)動液實(shí)現(xiàn)泵的性能,也能夠通過外部設(shè)備重力勢能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動液的液壓力,帶動柱塞泵反向運(yùn)轉(zhuǎn)從而使電機(jī)進(jìn)行發(fā)電,實(shí)現(xiàn)了馬達(dá)的工作性能,如此實(shí)現(xiàn)了能量的回收處理,可有效提高能量的利用率,避免出現(xiàn)能量的浪費(fèi)。