[实用新型]一种流量匹配式平衡与能量回收系统

说明书

本实用新型公开了一种流量匹配式平衡与能量回收系统，包括流量匹配式平衡阀，电磁阀，液压泵，油箱，蓄能器和油缸；所述流量匹配式平衡阀由阀体、阀套、阀芯、球阀芯、压紧弹簧及其连通油道构成；阀体底部设有底部油口，顶部设有顶部油口，径向与阀套对应位置设有上油道及下油道；底部油口接系统压力油，顶部油口接油缸；上油道及下油道连通一起接第一电磁阀的一端，第一电磁阀的另一端接蓄能器；蓄能器通过第二电磁阀跟液压泵进油口接；第三电磁阀一端接平衡阀油道，另一端接油箱。本实用新型流量匹配式平衡与能量回收系统结构简单，可靠性好，节流损失小，对油温和清洁度不敏感，可有效保证液压系统的平衡性和安全性，并能回收液压能。

技术领域

本实用新型属于工程机械和液压控制技术领域，特别涉及到一种流量匹配式平衡阀与能量回收系统。

背景技术

工程机械在作业过程中，经常需要将较重的负载举升和放下。为防止立式液压缸和垂直运动工作的部件因自重而自行下降，通常需要采用液压平衡回路。基于平衡阀的液压平衡回路广泛应用于起重机械、行走机械、升降工作台等负载变化较大的大功率超越负载场合。但是平衡阀是通过液阻克服负载来工作，本身是一种耗能元件，造成较大的能量损失，使油液的温度升高导致介质变质老化，会导致元器辅件和系统的可靠性、稳定性和寿命大大降低。当需要精确地控制超越负载情况下的液压系统的位置或速度时，对平衡阀的性能要求就很高，目前使用的平衡阀很多情况下很难保证系统控制的准确性和平稳性。而且一旦系统中增加了背压后，即使在没有超越负载出现时，仍然会有节流，由此产生的节流损失也较大。

另外，工程机械中通常都工作在较重的负载情况，且负载随时间和工况的变化会有很大变化。这种变化的重载就要求液压系统具有较高的能效，也就是要求液压系统能反向吸收或利用负载势能所具有的能量，同时适合负载变化提供所需的液压功率，尽量减少流量和压力损失,真正达到节能的效果。基于平衡阀的平衡回路，即使能做到准确控制超越负载情况下的位置控制，也很难把此时的重力势能回收再利用。而且，在重载情况下，对负载位置的微小调节，也会比较困难。因此研究如何设计合适的液压回路，保证超越负载情况下系统仍能平稳运行，且能回收相应的势能，提高系统能效是十分有必要的。本实用新型专利所提出的一种流量匹配式平衡与能量回收系统，就是为实现液压系统在超越负载情况下平稳运行的同时，对相应的液压能进行再利用，从而大幅提供系统能效。

实用新型内容

本实用新型提出了一种流量匹配式平衡阀，及基于此平衡阀的闭式能量回收系统，其目标是实现液压系统在各种负载情况下均能平稳运行和可靠的锁紧，且能平稳回收和再利用液压能，最大限度提高能量利用效率。

为了实现上述技术特点，本实用新型提出了一种流量匹配式平衡与能量回收系统，包括流量匹配式平衡阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、液压泵、油箱、蓄能器以及执行油缸；所述流量匹配式平衡阀包括阀体、阀套、阀芯、球阀芯、压紧弹簧以及连通油道；所述阀套安装在所述阀体内；所述阀芯和所述阀套间隙配合，并能够在所述阀套内上下滑动，且能够阻止液压油沿配合间隙的流动；所述球阀芯和所述压紧弹簧在所述阀体的上端构成一个单向阀；所述阀体底部设有底部油口，顶部设有顶部油口；所述阀体与所述阀套在径向对应位置设有上油道及下油道；所述阀体底部油口连通系统压力油，顶部油口连通所述执行油缸；所述流量匹配式平衡阀的上油道和下油道均连通所述第一电磁阀及所述第三电磁阀的一端；所述第一电磁阀的另一端连通所述蓄能器；所述蓄能器经所述第二电磁阀接所述液压泵进油口；所述第三电磁阀的另一端接所述油箱同时经单向阀连接所述液压泵进油口。

作为一种可实施方式，所述流量匹配式平衡阀的阀芯包括上段活塞以及下段活塞，所述上段活塞与所述下段活塞连接，上段活塞沿周向设有数个连通油道；所述阀体的上油道及下油道在与阀孔内壁相交处对应设有上环形沉割槽以及下环形沉割槽。

作为一种可实施方式，上环形沉割槽与下环形沉割槽的下边沿之间的距离与上段活塞与下段活塞的下边沿之间的距离相同。