CN115924806A - 一种叉车势能回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叉车势能回收系统，属于能量循环利用技术领域，包括主门架举升油缸、副门架举升油缸、副门架旋转马达和副门架旋转油缸，特点是还包括能量回收与释放系统，能量回收与释放系统包括液压泵马达、电动发电机与蓄电池，液压泵马达分别与油箱、主门架举升油缸、副门架举升油缸、副门架侧移马达和副门架旋转油缸相连，液压泵马达、电动发电机、蓄电池顺序连接；优点是通过设置有能量回收与释放系统可对主门架回落、副门架回落以及在副门架旋转时流回油箱的压力油进行能量回收，避免了压力油流通时造成的能量损失。

Description

一种叉车势能回收系统

技术领域

本发明属于能量循环利用技术领域，尤其涉及一种叉车势能回收系统。

背景技术

叉车是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，是一种常用的起重工具，通常使用电动发电机或者电机来进行驱动，其工作原理就是发动机或电机驱动液压泵产生液压能，从而举升油缸将液压能转换为货物的重力势能。

电动叉车以电池作为能量，用电动机代替发动机来驱动液压系统工作，完成货物举升、下降、转运、卸货等工作过程。由于叉车在带动重物下降的过程中蕴含了大量的势能，传统的叉车将这部分能量消耗在了节流阀口上，一方面造成了大量的能量损失,另一方面也使得油液温度升高，影响液压元件和油液的寿命，并可能引起泄漏和工作不稳等问题。目前针对叉车势能的研究，一部分研究采用液压蓄能器储存重物下放过程举升油缸的压力油，但是由于蓄能器的压力随着所回收的压力油的增多而逐渐升高，从而引起重物下降过程中操控性发生变化；另一部分研究采用电气式能量回收方式，采用一套单独的液压马达-电动发电机连接于举升油缸的无杆腔；当举升油缸带动重物下降时，举升油缸无杆腔的液压油流入液压马达中驱动电动发电机发电，电能储存在电池中。在举升或其他工况中，储存的电能释放出来。这种工作方法能量回收系统和释放系统是两条不同的系统,存在多次能量转化，系统复杂，效率较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种回收利用率高的势能回收系统。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种叉车势能回收系统，包括主门架举升油缸、副门架举升油缸、副门架旋转马达和副门架旋转油缸，还包括能量回收与释放系统，能量回收与释放系统包括液压泵马达、电动发电机与蓄电池，所述液压泵马达分别与油箱、所述主门架举升油缸、所述副门架举升油缸、所述副门架侧移马达和所述副门架旋转油缸相连，所述液压泵马达、所述电动发电机、所述蓄电池顺序连接。

在上述的一种叉车势能回收系统中，所述主门架举升油缸与油箱之间通过至少一个第一换向阀进行连接。

在上述的一种叉车势能回收系统中，与所述液压泵马达相连接的第一换向阀与液压泵马达之间设置有三个单向阀，三个所述单向阀包括第一单向阀、第二单向阀与第三单向阀，所述第一换向阀分别与所述第一单向阀的出口、所述第二单向阀的入口相连，所述第二单向阀的出口与油箱相连，所述第一单向阀的入口与所述第三单向阀的出口相连，所述第三单向阀的入口与所述液压泵马达相连。

在上述的一种叉车势能回收系统中，与所述主门架举升油缸相连的第一换向阀与所述主门架举升油缸之间设置有第一过载保护阀。

在上述的一种叉车势能回收系统中，所述副门架举升油缸与所述液压泵马达之间设置有两个不同向的第二换向阀，所述液压泵马达从油箱内抽取压力油经过其中一个第二换向阀流向副门架举升油缸，所述副门架举升油缸进行举升；当所述副门架举升油缸开始回落时，压力油经过另一个第二换向阀流向液压泵马达。

在上述的一种叉车势能回收系统中，所述副门架举升油缸与两个所述第二换向阀之间设置有第二过载保护阀，所述副门架举升油缸通过所述第二过载保护阀分别与两个所述第二换向阀相连。

在上述的一种叉车势能回收系统中，所述副门架旋转马达与所述液压泵马达之间通过第三换向阀进行连接，所述副门架旋转油缸与所述液压泵马达之间通过第四换向阀进行连接。

在上述的一种叉车势能回收系统中，所述副门架旋转马达的两个进油口与所述第三换向阀之间还连接有过载阀，所述副门架旋转油缸的两个进油口与所述第四换向阀之间还连接有平衡阀。

在上述的一种叉车势能回收系统中，所述液压泵马达与所述副门架举升油缸之间还设置有调压单元。

在上述的一种叉车势能回收系统中，所述调压单元包括第七电磁换向阀与第一溢流阀，所述第七电磁换向阀分别与所述第一溢流阀、所述液压泵马达相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)、一种叉车势能回收系统，通过设置有能量回收与释放系统可对主门架回落、副门架回落以及在副门架旋转时流回油箱的压力油进行能量回收，避免了压力油流通时造成的能量损失；

(2)、且能量回收与释放系统包括液压泵马达、电动发电机与蓄电池，液压泵马达分别与油箱、主门架举升油缸、副门架举升油缸.、副门架侧移马达和副门架旋转油缸相连，液压泵马达、电动发电机、蓄电池顺序连接，通过设置有一套能量回收与释放系统可同时对主门架油路与副门架油路进行能量回收与释放，简化了回收与释放系统，减少能量转化过程，提高能量转化效率。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1所示，一种叉车势能回收系统，包括主门架举升油缸、副门架举升油缸20.3、副门架旋转马达28和副门架旋转油缸26，还包括能量回收与释放系统，能量回收与释放系统包括液压泵马达30、电动发电机13与蓄电池32，液压泵马达30分别与油箱、主门架举升油缸、副门架举升油缸20.3、副门架侧移马达28和副门架旋转油缸26相连，液压泵马达30、电动发电机13、蓄电池32顺序连接。

值得一提的是，当主门架、副门架开始回落时，液压泵马达30充当液压马达，电动发电机13充当发电机，主门架举升油缸、副门架举升油缸20.3内的压力油流向液压泵马达30，带动电动发电机13反转进行发电，电量储存至蓄电池32内；当主门架、副门架开始举升或副门架进行旋转、侧移时，蓄电池32发电，此时，液压泵马达30充当液压泵，电动发电机13充当电动机，液压泵马达30从油箱内抽取压力油向着主门架举升油缸、副门架举升油缸20.3的方向流通。

具体的,液压泵马达30与电动发电机13同轴设置，减少摩擦，提高效率。

在本实施例中，通过设置有能量回收与释放系统可对主门架回落、副门架回落以及在副门架旋转时流回油箱的压力油进行能量回收，避免了压力油流通时造成的能量损失；且能量回收与释放系统包括液压泵马达30、电动发电机13与蓄电池32，液压泵马达30分别与油箱、主门架举升油缸、副门架举升油缸20.3、副门架侧移马达28和副门架旋转油缸26相连，液压泵马达30、电动发电机13、蓄电池32顺序连接，通过设置有一套能量回收与释放系统可同时对主门架油路与副门架油路进行能量回收与释放，简化了回收与释放系统，减少能量转化过程，提高能量转化效率。

值得一提的是，电动发电机13与蓄电池32之间还设置有电机控制器31，对主门架举升油缸、副门架举升油缸20.3、副门架旋转马达28与副门架旋转油缸26的运行速度进行调节控制。

具体的，主门架举升油缸包括第一举升油缸20.1、第二举升油缸20.2、第三举升油缸20.3与第四举升油缸20.4，第一举升油缸20.1、第二举升油缸20.2、第三举升油缸20.3与第四举升油缸20.4分别与液压泵马达30相连，且第一举升油缸20.1与第二举升油缸20.2相连通、第三举升油缸20.3与第四举升油缸20.4相连通，当第一举升油缸20.1与第二举升油缸20.2之间或第三举升油缸20.3与第四举升油缸20.4之间的其中一个举升油缸内的压力油工作压力低于所需要的工作压力时，另一个举升油缸内的压力油可以直接流入其中一个举升油缸中，推动举升油缸完成相关的举升操作，因为是压力油与压力油之间的直接利用，不存在能量转换，因此能量的利用率较高。

作为优选，主门架举升油缸与油箱之间通过至少一个第一换向阀进行连接。

具体的，第一换向阀包括第一电磁换向阀1、第二电磁换向阀油2与第三电磁换向阀3，液压泵马达30、第一电磁换向阀1、第三电磁换向阀3和第二电磁换向阀油2顺序连接，第二电磁换向阀2与第三电磁换向阀3同向设置、第一电磁换向阀1与第二电磁换向阀2不同向，当主门架进行举升时，第一电磁换向阀1通电，压力油经过第一电磁换向阀1、第三电磁换向阀3与第二电磁换向阀2向着主门架举升油缸流通，此时，第二电磁换向阀2与第三电磁换向阀3处于断电状态，防止压力油回流；当主门架进行回落时，第一电磁换向阀1断电、第二电磁换向阀2与第三电磁换向阀3通电，压力油顺着第二电磁换向阀2、第三电磁换向阀3与第一电磁换向阀1后流向液压泵马达30，液压泵马达30此时充当液压马达，液压泵马达30带动电动发电机13反转，电动发电机13发电，电量储存至蓄电池32。

进一步优选地，与液压泵马达30相连接的第一换向阀与液压泵马达30之间设置有三个单向阀，三个单向阀包括第一单向阀12.1、第二单向阀12.2与第三单向阀12.3，第一换向阀分别与第一单向阀12.1的出口、第二单向阀12.2的入口相连，第二单向阀12.2的出口与油箱相连，第一单向阀12.1的入口与第三单向阀12.3的出口相连，第三单向阀12.3的入口与液压泵马达30相连。

在本实施例中，当主门架举升油缸进行举升时，液压泵马达30充当液压泵，将压力油从油箱向着第一电磁换向阀1的方向流通，压力油经过第三单向阀12.3、第一单向阀12.1流向第一电磁换向阀1，当主门架举升油缸进行回落时，压力油经过第二单向阀12.2流回油箱。

进一步优选地，与主门架举升油缸相连的第一换向阀与主门架举升油缸之间设置有第一过载保护阀。

在本实施例中，第一举升油缸20.1、第二举升油缸20.2、第三举升油缸20.3与第四举升油缸20.4与第二电磁换向阀2之间还分别连接有第一节流阀19.1、第二节流阀19.2、第三节流阀25.1与第四节流阀25.2，通过设置有多个节流阀可对主门架举升油缸进行过载保护。

值得一提的是，在第二电磁换向阀2与油箱之间连接有闸阀21，第一电磁换向阀1与油箱之间连接有第四溢流阀11，闸阀21与第四溢流阀11之间通过第九单向阀12.9与第三单向阀相连。

进一步优选地，副门架举升油缸20.3与液压泵马达30之间设置有两个不同向的第二换向阀，液压泵马达30从油箱内抽取压力油经过其中一个第二换向阀流向副门架举升油缸20.3，副门架举升油缸20.3进行举升；当副门架举升油缸20.3开始回落时，压力油经过另一个第二换向阀流向液压泵马达30。

值得一提的是，副门架举升油缸20.3与液压泵马达30之间还设置有第四电磁换向阀4。

在本实施例中，副门架举升油缸20.3与液压泵马达30之间设置有两个第二换向阀，两个第二换向阀包括第五电磁换向阀5与第六电磁换向阀6，液压泵马达30从油箱内抽取压力油经过第四电磁换向阀4、第五电磁换向阀5流向副门架举升油缸20.3，副门架举升油缸20.3进行举升；当副门架举升油缸20.3进行回落时，压力油经过第六电磁换向阀6流向液压泵马达30，通过设置有两个不同向的第二换向阀，防止在副门架举升油缸20.3工作时，副门架举升油缸20.3内的压力油可能会回流引起副门架回落而造成安全隐患。

作为优选，副门架举升油缸20.3与两个第二换向阀之间设置有第二过载保护阀，副门架举升油缸20.3通过第二过载保护阀分别与两个第二换向阀相连。

具体的，第二过载保护阀包括第五节流阀19.3，第五节流阀19.3分别与副门架举升油缸20.3、第五电磁换向阀5和第六电磁换向阀6相连接。

在本实施例中，副门架举升油缸20.3与两个第二换向阀之间设置有第二过载保护阀，副门架举升油缸20.3通过第二过载保护阀分别与两个第二换向阀相连，可对副门架举升油缸20.3进行过载保护，防止副门架举升油缸20.3的油压压力过高而爆缸。

值得一提的是，在第五电磁换向阀5与第五节流阀19.3之间还设置有第四单向阀12.4，第五节流阀19.3与油箱之间还设置有旋拧阀22，当副门架举升油缸20.3的内的油液压力过高时，可通过旋拧阀22对副门架举升油缸20.3内的压力油进行手动释放。

进一步优选地，副门架旋转马达28与液压泵马达30之间通过第三换向阀进行连接，副门架旋转油缸26与液压泵马达30之间通过第四换向阀进行连接。

在本实施例中，第三换向阀包括第一三位四通电磁换向阀，第四换向阀包括第二三位四通电磁换向阀，当副门架进行左侧移时，第一三位四通电磁换向阀的左侧电磁铁8进行通电，压力油经过左侧油路通路进入副门架旋转马达28；当副门架进行右侧移时，第一三位四通电磁换向阀的右侧电磁铁7进行通电，压力油经过右侧油路通路进入副门架旋转马达28；而当副门架进行左旋转时，第二三位四通电磁换向阀的左侧电磁铁10进行通电，压力油经过左侧油路通路进入副门架旋转油缸26；当副门架进行右旋转时，第二三位四通电磁换向阀的右侧电磁铁9进行通电，压力油经过右侧油路通路进入副门架旋转油缸26。

值得一提的是，副门架旋转油缸26的两个进油口与第一三位四通电磁换向阀之间设置有第五单向阀12.5和第六单向阀12.6，两个单向阀的出口分别与副门架旋转油缸26的两个进油口相连，两个单向阀的进口分别与第一三位四通电磁换向阀相连。

值得一提的是，副门架旋转马达28的两个进油口与第二三位四通电磁换向阀之间设置有第七单向阀12.7与第八单向阀12.8，两个单向阀的进口分别与副门架旋转马达28的两个进油口相连，两个单向阀的出口分别与第二三位四通电磁换向阀相连。

进一步优选地，副门架旋转马达28的两个进油口与第三换向阀之间还连接有过载阀，副门架旋转油缸26的两个进油口与第四换向阀之间还连接有平衡阀。

在本实施例中，副门架旋转马达28与第三换向阀之间还连接有过载阀，过载阀包括第一过载阀18.1与第二过载阀18.2，第一过载阀18.1与第二过载阀18.2分别与两个副门架旋转马达28、第二三位四通电磁换向阀相连；副门架旋转油缸26与第四换向阀之间还连接有平衡阀，平衡阀包括第一平衡阀17.1与第二平衡阀17.2，第一平衡阀17.1与第二平衡阀17.2分别与副门架旋转油缸26的两个进油口相连，对副门架旋转马达28与副门架旋转油缸26进行过载保护。

值得一提的是，在第一平衡阀17.1与第二平衡阀17.2的出口均通过第二闸阀23与第一三位四通电磁换向阀相连。

作为优选，液压泵马达30与副门架举升油缸20.3之间还设置有调压单元。

进一步优选地，调压单元包括第七电磁换向阀14与溢流阀15，第七电磁换向阀14分别与第一溢流阀15、液压泵马达30相连。

在本实施例中，液压泵马达30与副门架举升油缸20.3之间还设置有调压单元，调压单元包括第七电磁换向阀14与溢流阀15，第七电磁换向阀14分别与第一溢流阀15、液压泵马达30相连，通过设置有调压单元，对副门架举升油缸20.3的油压压力进行调节，防止因油压过高而对副门架举升油缸20.3产生损坏。

具体的，在第一三位电磁换向阀与液压泵马达30之间设置有第二溢流阀27.1，第二三位四通电磁换向阀与液压泵马达30之间设置有第三溢流阀27.2.

值得一提的是，在副门架举升油缸20.3、副门架旋转马达28与副门架旋转油缸26之间还设置有过载保护单元，过载保护单元包括第一单向保护阀29.1、第二单向保护阀29.2、第三单向保护阀29.3与单向截止阀16，第一单向保护阀29.1分别与单向截止阀16、副门架举升油缸20.3、第二单向保护阀29.2相连，第二单向保护阀29.2与第一三位四通电磁换向阀、第二溢流阀27.1和第三单向保护阀29.3相连，第三单向保护阀29.3与第二三位四通电磁换向阀、第三溢流阀27.2相连。

需要说明的是，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种叉车势能回收系统，包括主门架举升油缸、副门架举升油缸、副门架旋转马达和副门架旋转油缸，其特征在于，还包括能量回收与释放系统，能量回收与释放系统包括液压泵马达、电动发电机与蓄电池，所述液压泵马达分别与油箱、所述主门架举升油缸、所述副门架举升油缸、所述副门架侧移马达和所述副门架旋转油缸相连，所述液压泵马达、所述电动发电机、所述蓄电池顺序连接。

2.根据权利要求1的一种叉车势能回收系统，其特征在于，所述主门架举升油缸与油箱之间通过至少一个第一换向阀进行连接。

3.根据权利要求2的一种叉车势能回收系统，其特征在于，与所述液压泵马达相连接的第一换向阀与液压泵马达之间设置有三个单向阀，三个所述单向阀包括第一单向阀、第二单向阀与第三单向阀，所述第一换向阀分别与所述第一单向阀的出口、所述第二单向阀的入口相连，所述第二单向阀的出口与油箱相连，所述第一单向阀的入口与所述第三单向阀的出口相连，所述第三单向阀的入口与所述液压泵马达相连。

4.根据权利要求2或3的一种叉车势能回收系统，其特征在于，与所述主门架举升油缸相连的第一换向阀与所述主门架举升油缸之间设置有第一过载保护阀。

5.根据权利要求1的一种叉车势能回收系统，其特征在于，所述副门架举升油缸与所述液压泵马达之间设置有两个不同向的第二换向阀，所述液压泵马达从油箱内抽取压力油经过其中一个第二换向阀流向副门架举升油缸，所述副门架举升油缸进行举升；当所述副门架举升油缸开始回落时，压力油经过另一个第二换向阀流向液压泵马达。

6.根据权利要求5的一种叉车势能回收系统，其特征在于，所述副门架举升油缸与两个所述第二换向阀之间设置有第二过载保护阀，所述副门架举升油缸通过所述第二过载保护阀分别与两个所述第二换向阀相连。

7.根据权利要求1的一种叉车势能回收系统，其特征在于，所述副门架旋转马达与所述液压泵马达之间通过第三换向阀进行连接，所述副门架旋转油缸与所述液压泵马达之间通过第四换向阀进行连接。

8.根据权利要求7的一种叉车势能回收系统，其特征在于，所述副门架旋转马达的两个进油口与所述第三换向阀之间还连接有过载阀，所述副门架旋转油缸的两个进油口与所述第四换向阀之间还连接有平衡阀。

9.根据权利要求1的一种叉车势能回收系统，其特征在于，所述液压泵马达与所述副门架举升油缸之间还设置有调压单元。

10.根据权利要求9的一种叉车势能回收系统，其特征在于，所述调压单元包括第七电磁换向阀与第一溢流阀，所述第七电磁换向阀分别与所述第一溢流阀、所述液压泵马达相连。

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