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泵組。
背景技術:
1、隨著電動化快速發(fā)展的趨勢,電動化工程機械、物流設備等需求迅猛,由于電池容量和成本的限制、設備空間限制,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備的重要需求和亮點,尤其是對于類似三向堆垛叉車、升降機等自重回落式機械,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)在負載下降或回落時,負載的重力勢能全部轉化為熱能,導致液壓系統(tǒng)發(fā)熱嚴重,液壓系統(tǒng)油溫的持續(xù)升高將導致液壓系統(tǒng)無法正常工作,此時則需要進行強制冷卻,這不僅造成能量的多重浪費,而且由于液壓系統(tǒng)沒有能量回收裝置,導致液壓系統(tǒng)本身的裝機功率較大,裝機功率會直接影響系統(tǒng)能耗,其直接后果就是設備運行能耗及成本均較高。
2、可能量回收的液壓系統(tǒng)可以實現(xiàn)將起升油缸帶動下降的貨物的重力勢能轉換為配重儲能器帶動上升的配重的重力勢能,并配合電機逆應用——發(fā)電功能,就可以實現(xiàn)能量利用,其液壓系統(tǒng)的構造簡單,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用。
3、故需要提出更為合理的技術方案,用以解決現(xiàn)有技術中的缺陷。
技術實現(xiàn)思路
1、至少為克服上述內容提到的一種缺陷,本發(fā)明提出一種可回收能量的電機泵組,通過控制泵組處的液壓通道,可使電機泵組在泵工況或馬達工況下運作,從而實現(xiàn)電機帶動泵運轉或泵帶動電機發(fā)電,實現(xiàn)能量的回收。
2、為了實現(xiàn)上述技術效果,本發(fā)明公開的電機泵組可采用如下技術方案:
3、一種可回收能量的電機泵組,包括電機和柱塞泵,電機與柱塞泵通過閥體連接并由閥體傳輸驅動液,電機轉軸穿過閥體并連接帶動柱塞泵的缸體同步回轉;所述的閥體上設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動液,閥體上設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動液;閥體上還設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入泵工況或馬達工況。
4、上述公開的電機泵組,利用電機與柱塞泵配合,可實現(xiàn)泵工況工作和馬達工況工作,泵工況下通過電機帶動柱塞泵運轉實現(xiàn)驅動液的泵送;馬達工況下利用驅動液的回流作用力可帶動電機旋轉進行發(fā)電,將外部設備的勢能作用于驅動液的產生的液壓力轉化為電能進行儲備,因此實現(xiàn)了能量的回收利用,可提高能量的利用率。
5、進一步的,低壓吸油口處限制驅動液流動的結構可采用多種方案,其并不被唯一限定,此處進行優(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置有第一單向閥并限制驅動液單向進入低壓吸油口中,當在泵工況時第一單向閥開啟,當在馬達工況時第一單向閥關閉。采用如此方案時,所述的第一單向閥可直接可拆卸地配合低壓吸油口設置,也可與低壓吸油口形成整體結構;第一單向閥開啟時驅動液可正常通過。
6、進一步的,低壓回油口處限制驅動液流動的結構也可采用多種方案,其并不被唯一限定,此處進行優(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置有第二單向閥,第二單向閥用以限制驅動液從第一低壓配流口流向低壓回油口并排出閥體,當在泵工況時第二單向閥關閉,當在馬達工況時第二單向閥開啟。采用如此方案時,所述的第二單向閥開啟的同時第一單向閥關閉,因此回流的驅動液只能從第二單向閥流向低壓回流口。
7、進一步的,當柱塞泵向外輸送的驅動液不足時,可通過補液的方式增加輸出的驅動液,具體可通過多種方案實現(xiàn),其并不被唯一限定,此處進行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的閥體內設置有補油通道,補油通道從低壓吸油口延伸并連通高壓油口,補油通道配合設置有第三單向閥且通過第三單向閥限制驅動液從低壓吸油口補充進入高壓油口,當在需要補油時第三單向閥開啟,當在馬達工況時第三單向閥關閉。采用如此方案時,所述的第三單向閥能夠控制補液通道的通斷,并且使驅動液只能從低壓吸油口流向高壓油口,從而實現(xiàn)了補液。
8、進一步的,當驅動液的輸送壓力較大時,造成閥體內的高壓狀況,需要進行泄壓處理從而維持驅動液壓力平衡,具體泄壓的結構可采用多種方案,其并不被唯一限定,此處進行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的閥體上還設置有溢流結構,所述的溢流結構分別連通高壓油口和低壓回油口,溢流結構通過溢流閥限制驅動液從高壓油口和低壓回油口向外溢流。采用如此方案時,所述的溢流閥常態(tài)下關閉,能夠分別實現(xiàn)高壓油口與低壓回油口的溢流處理。
9、進一步的,柱塞泵進行吸油和排油時,利用其動作特征可提高吸油的效率,此處進行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的閥體上還設置第二低壓配流口,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輸送驅動液。采用如此方案時,所述的第二低壓配流口可時柱塞泵內充滿驅動液,一方面可供柱塞吸油并輸送,另一方面可對柱塞泵進行冷卻降溫,避免柱塞泵的溫度過高。
10、進一步的,柱塞泵的結構可采用多種形式,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構,柱塞結構包括缸體和與缸體配合的柱塞,所述的缸體上設置有第一進油口且與第一低壓配流口連通,所述的柱塞上設置有第二進油口且與柱塞泵殼體空腔連通。采用如此方案時,所述的柱塞內形成進油通道,從第二進油口進入的驅動液可穿過進油通過進入到柱塞腔內,當柱塞泵回轉并將柱塞壓入到柱塞腔內時,柱塞腔內的驅動液被壓出并進入高壓油口內。
11、進一步的,閥體用以連接電機和柱塞泵,且結構可被構造為多種形式,其并不被唯一限定,此處進行優(yōu)化并提出其中一種可行的選擇:所述的閥體中部設置有軸孔,軸孔內設置有與電機轉軸配合的軸承;所述的低壓進油口處設置有潤滑通道并延伸連通至軸孔,驅動液通過低壓進油口進入軸孔并用以潤滑軸承。采用如此方案時,所述的軸孔內的軸承數(shù)量若干,且包括用以進行徑向支撐和軸向抵接的軸承。
12、進一步的,柱塞泵內的結構可被優(yōu)化以提高泵送驅動液的效率,此處進行優(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構,斜盤上設置有配合柱塞的滑盤,滑盤上設置有柱塞球窩且柱塞的端部配合在該柱塞球窩內,柱塞球窩的底部設置有過油孔并與第二進油口連通配合。采用如此方案時,所述的柱塞的端部為球面結構并與柱塞球窩貼合。
13、進一步的,為了更好的實現(xiàn)柱塞上第二進油口的吸油,對滑盤的結構進行優(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,所述的滑盤油室沿圓周均勻間隔分布。
14、與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明公開技術方案的部分有益效果包括:
15、本發(fā)明中的電機與柱塞泵配合,運轉更為順暢,可利用柱塞泵輸送驅動液實現(xiàn)泵的性能,也能夠通過外部設備重力勢能轉化為驅動液的液壓力,帶動柱塞泵反向運轉從而使電機進行發(fā)電,實現(xiàn)了馬達的工作性能,如此實現(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。