SK368091A3 - Device for potential energy recuperation of working device of building or earth machine - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zaŕízení pro rekuperaci polohové energie pracovního zaŕízení stavebního, nebo zemního stroje, na príklad hydraulického lopatového rýpadla, za účelem snížení spotreby energie, zejména spotreby motorové nafty.

Dosavadní stav techniky

U známých zaŕízení pro rekuperaci polohové energie pracovního zaŕízení se tato energie akumuluje ve forme hydrostatické, pŕes systém výkonových hydraulických rozvadéču, do hydropneumatického akumulátoru pri spoušténí výložníku a pri jeho zvedání se opét. využívá.

Nevýhodou téchto zaŕízení je- složitost a nízká spole’hlivost, projevující se i v nízke rentabilite zaŕízení a v nízke spolehlivosti celého stroje.

U dalšího známeho zaŕízení pro rekuperaci polohová energie je pracovní zaŕízení opatŕeno prídavným pŕímočarým jednočinným hydromotorem, napojeným mechanicky mezi rám stroje a pracovní zaŕízení, který je propojen s hydropneumaúickým akumulátorem pŕes rozvadeč na nádrž, nebo na hydrogenerátor.

Nevýhodou tohoto zaŕízení je, že dochází ke snížení akční sily pracovního zaŕízení pri pohybu smérem dolu, což neumožňuje jeho použití u rýpadel.

Další nevýhodou jsou velké poŕizovací náklady, nebot zaŕízení musí mít vedie pŕíraočarého hydromotoru ješté dva tŕípolohové dvoucestné rozvadéče, což dále snižuje spolehlivost stroje.

U dalšího známého zaŕízení pro rekuperaci polohové energie je pracovní zaŕízení opatŕeno pŕímočarým akumulačním motorem, jehož pístový prostor je naplnén tlakovým plynem a propojen se zásobníkem tlakového plynu.

íJevýhodou tohoto zaŕízení je, že tlakový plyn nelze dokonale utesnit a po pomerné krátké dobé dôjde k úniku plynu a ztráté funkce zaŕízení.

U dsiäíuo známého zaŕízení pro rekupex'aci polohové energi-* je pracovní zaŕízení opatŕeno dvouČinným pŕítaočarým akumulačním hydromotorem, jehož pístový prosror je napojen na hydropneutnatický akumulátor, prípadní pŕes propojovací, prípadne pŕes rozvád-écí a nebo prípadne pŕes propojovací a rozvádecí zaŕízení. Nevýhodou tohoto zaŕízení je, že po delší pŕestávce v provozu, nebo i pri uvádení do provozu je obtížné zaplnení prstového prostoru dvoučinného pŕímočarého ekumulačního hydromotoru kapalinou. Další nevýhodou je, že vlivem nedokonalé tesnosti hydraulických prvku dochází k poklesu tlaku v hydropneumatickém akumulátoru tak, že spoušténí výložníku je po krátke dobé prevozu v režimu nejnižšího, to jest plnícího tlaku hydropneumatického akumulátoru, což je i s hlediska jeho životnosti nepŕíznivé a dále se pri provozu postupné zmenšuje zdvih výložníku ve kterém je využíváno akumulované energie z hydropneumatického akumulátoru, což snižuje účinek akumulace energie a postupné znev* možnuje funkci.

Další nevýhodu je, že znárná zapojení propojovacího zaŕízení neumožnují citlivé pripojovaní a odpojování hydropneumatického akumulátoru pri nízkych výrobních nákladech, což bud zhoršuje ovládaní stroje a nebo snižuje rentabilitu zaŕízení.

Podstata vynálezu '—·

Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje zaŕízení pro rekuperaci polohové energie pracovního zaŕízení stavebního, nebo zemního stroje, kde je pracovní zaŕízení opatŕeno nejméné jedním pŕímočarým hydromotorem pro zvedání a spoušténí práčov-: ního zaŕízení, napojeným na hydraulickou soustavu stroje a kde mezi- rám stroje a pracovní zaŕízení je vestaven nejméné jeden dvoučinný pŕímočarý akumulační hydromotor, jehož pístnicový prostor je propoj en s pístnicovým prostorem pŕímočarého hydromotoru a pístový prostor je napojen na hydropneumatický akumulátor, prípadné je mezi. pístový prostor dvoučinného pŕímočarého hydromotoru a hydropneumatický akumulátor hydraulicky zapojeno propojovací hydraulické zaŕízení, prípadné je mezi pístový orostor dvoučinného pŕímočarého ekumulačního hydromotoru a hydropneumatický akumulátor hydraulicky zapojeno rozvádecí hydraulické zaŕízení, jehož druhý kanál je napojen na nádrž kapaliny, prípadné je mezi oístový prostor dvoučinného pŕímočarého akumulačného '..y z t or j a hy iropneumstický akumulátor sa sebou hydraulicky zapojeno propojovací hydraulické zaŕízení a rozvádécí hydraulické zaŕízení.

Podstatou vynálezu je, že zpetná vetev od pístnicového prostoru pŕímočarého hydrornotoru je prepojená s prstovým prostorem dvoučinného pŕímočarého akumulační ho hydrornotoru preš jednosmerný ventil e dále je zpetná vétev propojena s nádrží kapaliny preš tlakový ventil.

Pístový prostor pŕímočarého hydrornotoru je s výhodou propojen s pístovým prostorem dvoučinného pŕímočarého akumulačního hydrornotoru pŕes jednosmerný ventil.

Propojovncí hydraulické zaŕízení je s výhodou tvoŕeno sedlovým ventilem a ŕídícím hydraulickým rozvadéčem, ovládaným buď hydraulickým signálem, nebo elektrickým signálem od tlakového relé, pŕičemž ŕídící hydraulický rozvadeč, nebo tlakové relé je hydraulicky napojeno na výstupní tlakovou vétev ovládače spoušténí výložníku.

Výhodou zaŕízení pro -rekuperaci polohové energie pracovního zaŕízení st.avebního, nebo zamního stroje, podie vynálezu je, že k uvedení do pŕovozn' -i po pŕestévce v provozu, postačuje zvednutí výložníku do vysýpaní výšky a že je pri spoušténí a z vedání pracovního zaŕízení dossžena vyšší úspora energie tím, že nej vyšší pracovní tlak hydropneumytického akumulátoru je dosažen pri ruzných zdvizíc'n výložníku.

Další výhodou je, že lze použit laciné propojovací hydraulické zaŕízení, jehož zapojení zajiátuje citlivé ovládání stroje v provozu.

Pŕehled obrázku na vykresech

Na výkresech je v príkladnom provedení vynález schematicky znázornén. Na obr. 1 je alternatíva se dvéma pŕímočarými hydromotory pro zvedání a spoušténí pracovního zaŕízení, na obr. 2,3 jsou alternatívy s jedním pŕímočarým hydromotorem pro zvedání a spoušténí pracovního zaŕízení, pŕičemž na obr. 2 je varianta s propojovacím hydraulickým zaŕízením, kde slabou plnou čarou je znázor.uéno elektrické propojení a na obr. 3 je varianta s pro oo j : vsí m a rozvod'cí hydraulickým zaŕízením.

Príklady provedení vynálezu i -z

Výložník pracovního zaŕízení 2, na príklad hydraulického lopatového rýpadla je opatŕen nejméné jedním pŕímočarým hydromotorem 5 napojeným na hydraulickou soustavu stroje. Zaŕízení pro rekuperaci polohové energie pracovního zaŕízení 2 je tvoŕerio dvoučinným pŕímočarým akumulačním hydromotorem 3, který je mechanicky kloubové vestavén mezi rám 2 ⁹ výložník pracovního zaŕízení 2. Pístový prostor 32 dvoucinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru 3 je naplnén tlakovou kapalinou a dále je napojen na hydropneumatický akumulátor 4 opatrený pojistným ventilem 7 a jednosmerným ventilem 11 napojeným na zpétnou vétev 12 od pístnicového prostorú pi a Zpštná vétev 1 2 je dále prooojena pŕes tlakový ventil 10 k nádrži 9 kapaliny. Pístnicový prostor 31 dvoucinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru 3. je naplnén kapalinou a je napojen na pístnicový prostor 51 pŕímočarého hydromotoru 5 pracovního zaŕízení' 2. Provedení dvoucinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru 3 je s výhodou shodné- s pŕímočarým hydromotorem _5· Pístový prostor p2- pŕímočarého hydromotoru 5 je propojen pŕes jednosmerný ventil 14 a pŕes škrtící ventil 15 k pístovému prostorú 32 dvoucinného akumulačního hydromotoru 3.

Variantné je mezi pístový prostor 32 dvoucinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru 3. θ hydropnaumatický akumulátor 4 hydraulicky zapojeno propojovací hydraulické zaŕízení 6, nebo rozvádecí hydraulické zaŕízení 8, jehoz druhý kanál je napojen na nádrž 9 kapaliny, prípadné je za sebou hydraulicky zapojeno propojovací hydraulické zaŕízení G a rozvádecí hydraulické zaŕízení J3.

Propojovací hydraulické zaŕízení 6 tvorí s výhodou sedlový ventil 61 s ŕídícím hydraulickým rozvadéčem 62 ovládaný hydraulickým signálem, nebo elektrickým signálem z tlakového relé 63.Rídící hydraulický rozvadeč 62, nebo tlakové relé 63 je hydraulicky napojeno na výstupní tlakovou vétev 13 ovládače spoustení pracovního zaŕízení 2.

Rozvádecí hydraulické zaŕízení 8 tvorí na príklad rozvadéč ovládaný hydraulickým, nebo elektrickým signálem vznikpŕi zvýšení tlaku v propojených pístnicových prostorech j· .: * r,·.' . ;.«č':-:očarého akumulační ho hydromotoru _3

-5a pŕímočarého hyd.ro.-no toru 5 pracovní ho zaŕízení 2. , /;. ·

Výkon hnaciho motoru a hydrogeneráto'ru stroje jé snížen’ bud. použitím menší pohonné jednotky a nebo zrninou seŕízení, . na príklad snížením provozních otáček motoru. , ý .

Pri klidu je statická únosnost pracovního zaŕízení 2, ’ ve smyslu spoustení, určená statickým tlakem, nastaveným na pojistném ventilu hydraulické soustavy stroje, pusobícím v pístových prostorech 52 pŕímočarých hydromotoru _5 pracovního zaŕízení 2 a dále okamžitému tlaku v hydropneumatickom akumulátoru 4 púsobícímu v pístovém prostoru 32 dvoučinného pŕímočarého hydromotoru.3.

Variantné se pri klidu pracovního zaŕízení 2 prestaví propojovací hydraulické zaŕízení 6 do uzavŕené polohy. Statická únosnost pracovního zaŕízení 2 ve smyslu spoustení je pak určená maximálním statickým tlakem nastaveným na pojistném ventilu hydraulické soustavy stroje, pusobícím v pístových prostorech 52 pŕímočarých hydromotoru 5 pracovního zaŕízení 2 a dále pojistným tlakem nastaveným na pojistném ventilu 7, pusobícím v pístovém prostoru 32 dvoučinneho pŕímočarého akumulačního hydromotoru 3. Tlak pojistného ventilu 7 je výhodné nastavit shodné se statickým tlakem pojistného ventilu hydraulické so.ustavy stroje. Tím je v této variante dosaženo vyšší statické únosnosti pracovního zaŕízení 2 ve smeru spoušténí.

Pri spoustení pracovního zaŕízení 2 se pŕivádí tlaková kapalina z hydraulické soustavy stroje do pístnicového prostoru 51 pŕímočarého hydromotoru 5 s pístnicového prostoru 31 dvoučinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru 3. Tlaková kapalina z pístového prostoru 52 je vytlačována pŕes hydraulickou soustavu stroje do nádrže 9 kapaliny a nápln kapaliny pístového prostoru 32 dvoučinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru _3 je vytlačována do hydropneumatickéhô akumulátoru 4, bud pŕímo, nebo alternatívne pŕes nucené otavŕený sedlový ventil 61 propojovacího zaŕízení 6. Tlakem v hydropneumatickém akumulátoru 4,na strane kapaliny i plynu, který pusobí i v pístovém prostoru 32 dvoučinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru _3 je píst dvoučinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru 3 nadlehcován, čímž .je brzdéno spoustení pracovního zaŕízer.í 2, bez· marení energie, nebot energie se akumuluje v hydro'-zeumatické-..

Variantné pri spouštení nrecovního zaŕízení··'· 2 projeví odpory pracovného orgánu tak, že se zvýši tlak v· propojeném pístnicovém prostoru 31 a 51 dvoučinného pŕímočarého akumulačného hydromotoru 3 a pŕímočarého hydromotoru 5 pracovného zaŕízení 2 nad nulovou...hodno tu a tím dôjde k prestavení rozvádecího hydraulického zaŕízení 8, které propojí pístový prostor../. 32 dvoučinného pŕímočarého akumulačného hydi-omotoru 3 s nádrží 9 kapaliny a odpojí jej od hydropneumatického akumuláto-r ru 4. Tím dôjde k zvýšení akční sily pri spoušténí pracovného zaŕízení 2. Pri zvedání pracovného zaŕízení 2 se pŕivádí tlaková kapalina do pístového prostoru 52 pŕímočarého hydromotoru 5, čímž se pracovní zaŕízení 2 zvedá a je současné nadlehčováno tlakem plynu a kapaliny z hydropneumatického akumulátoru 4 púsobícím na píst'dvoučinného pŕímočarého akumulačného hydromotoru 3 huď pŕimo, nebo alternatívne pŕes samočinné otevrený sedlový ventil 61 propojovacího hydraulického zaŕízení 6, čímž se využívá dŕíve akumulovaná energie z hydropneumatickáho akumulátoru 4. V okamžiku kdy tlak v hydropneumatickém akumulátoru 4 poklesne pod tlak v pístovém prostoru 52 pŕímočarého hydromotoru 5 pracovného zaŕízení 2, priteká kapalina do hydropneumatického akumulátoru 4 pŕes jednosmérný ventil 14 a pŕes škrtící ventil 15, čímž se uhrazují ztráty kapaliny netesností prístroju, a pŕebytek kapaliny oproti ztrátám, doaažený vhodným seŕízením škrtícího ventilu 15, zajištuje dosažení plného pracovného tlaku hydropneumatického akumulátoru 4 i pri zmenšení zdvihu pracovného zaŕízení 2.

Prumysiová využitelnost

Zaŕízení pro rekuperaci polohové energie pracovného zaŕízení podie vynálézu lze s výhodami využít u stavebních a zemních stroju, pŕičemž provedeni dle obr.1 je výhodné u stroju s požadavkem na velkou akční silu pracovného zaŕízení ve smeru zvedání, jako jsou na príklad nakladače, zdvíhadla, univerzálni hydraulická rýpadla pro nakladací a hloubkové zaŕízení a pro všeobecné použití. Prevedení dle obr. 2 je výhodné u szrojú, které mají menší nároky na akční zvedací silu p-nncovní ho zeŕízen·’ a mají samosracný pohon hlavní c h pre..··-;·· * ⁴ e-·· n? oŕíkln⁵ h'^-draulicka lo na t o vá rv-7padla s hloubkovou lopatou. Provedení dle obr. 3 je výhodné pri použití jako u obr. 2, kde se však současné využíva sila pri spousténí pracovního zarízení jako akční sila prímo na práčov-

Claims (4)

1. E w ľ O V E N Λ R 0 K Y

   Zavinení pro r°kupereci polohové energie pracovního zaŕizení stavebního, nebo zemního stroje, kde je pracovní zaŕizení opatŕeno nejméné jedním pŕímočarýnl· hydromotorem pro zvedání e spousténí pracovního zaŕizení, napojeným na hydraulickou soustavu stroje a kde mezi rám stroje a pracovní zaŕizení je vestavén nejméné jeden dvoučinný pŕímočarý akumulační hydromotor, jehož oístnicový prostor je pronojen s oístnicovým prostorem pŕímočarého hydromoto.ru a pístový prostor jenapojen na hydŕopneumatický akumulátor, prípadne je mezi pístový proszor dvoučinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru a hydropneumatický akumulátor hydraulicky zapojene propojovací hydraulické zaŕizení, prípadne je mezi pístový prostor dvoučinného pŕímočarého akumulační ho hydromotoru a.hydŕopneumatický. akumulátor hydraulicky zapojeno rozvádecí hydraulické zaŕizení, jehož druhý kanál je napojen na nádrž kapaliny, prípadné je mezi pístový prostor dvouéinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru a hydropneumafcický akumulátor za sebou hydraulicky zapojeno propojovací hydraulické zaŕizení a rozvádécí hydraulické zaŕizení, vyzná č u j í c í s e t í m, ža odpadni vétev (12) od pístnicového prostoru (51) pŕímočarého hydromotoru (5) a od pístnicového prostoru (31) dvoučinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru (3) je propojena s prstovým prostorem (32) dvoučinného pŕímočarého akumulačního hydromotoru (3) pŕes jednosmerný ventil (11) a dále je odpadni vétev (12) propojena s nádrží (9) kapaliny pŕes tlakový ventil (10).
2. 2. Zaŕizení podie bodu 1,. vy z na č u j í c í se tím, že pístový prostor (52) pŕímočarého hydromotoru (5) je propojen s pístovým prostorem (32) dvoučinného pŕímočax'ého akumulačního hydromotoru (3) pŕes’ jednosmerný ventil (14).
3. 3. Zaŕizení podie bodu 1 nebo 2, kde propojovací hydraulické zaŕizení je tvoŕeno sedlovým ventilem s ŕídícím hydraulickým rozvadéčem ovládaným ’oud hydraulickým signálem, nebo elektrickým sigrllem od tlakového relé, vyznačuj x-9.o í s e t í m , že ŕídící hydraulický rozvadeč (62), nebo tlakové relé (63) je hydraulicky napojeno na výstupní tlakovou večev (13) ovládače spousténí pracovního zarízení ('2).
4. 4. Zaŕízení podie bodu 1 nebo 2 nebo 3, vyznačuj ící s e t í m , že výkon hnaciho motoru a hydrogenarátor’i stroje je snížen.